国内外环境地质遥感应用技术进展

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)07-0058-01

摘要：对20世纪90年代后期国内外遥感应用技术的发展进行了分析，从水文地质调查及水资源评价、地下水资源管理、地下热水勘查、大型工程选线选址、地质环境监测评价等方面介绍了遥感应用技术的新进展。

关键词：遥感 环境 地质进展

20世纪末，随着传感器技术、图像处理技术、计算机技术的发展，遥感技术在水文地质、工程地质、环境地质(水工环)领域的应用取得了，长足的发展，涌现出一批新的技术方法，使遥感技术在该领域的应用实现了定量评价，解译成果发生了质的变化 突出表现在3s技术日臻成熟．数字高程模型(DEM)及有关概念模型、统计模型等应用得到深人，出现热红外图像地面温度反演方法和高光谱图像的光谱分析技术以及遥感技术与物探技术联合方法等。现就该领域国内外遥感应用技术在以下方面的新进展概述如下：

一、水文地质调绘及水资源评价

很多研究已表明了应用遥感图像进行填图及定性、定量评价的可能性 更近一段时期，人们开始利用各种模型及GIS技术来表征单元体的水文地质作用过程，以便进行水文地质填图、寻找地下水源及地下水资源评价 这中间除了应用GIS及各种模型以外，还出现了遥感技术与物探技术紧密结合的新方法。

印度运用卫星图像研究水地貌，用垂向电测深(VES)及地面地质研究岩层裂隙，指出了在印度普鲁利亚地区4种不同找水前景的水地貌区。在罗斯托夫东部地区，应用空间图像的地质、构造解译结果，通过植被指示在解译主题图上绘制矿化度分级．导出该区地下淡水分布预测图 谭克龙等人在内蒙古巴彦宝力格地区，运用地面波谱测试，确定TM4、3、2为最佳组台波段的解译主要成图图像，利用TM6热红外图像提取地下水信息，用SPOT多光谱台成图像进行遥感水文地质调绘，通过专题图像处理、景观水文地质解译对比及水文地质条件分析、调绘，采用大气降水人渗模型和河水渗漏模型计算了地下水天然补给量，圈定出有供水前景的富水区2块，远景富水区1块。最近，法国和比利时联合在非州吉布提市用SPOT图像辅助找水，初步确定该市南部最有找水前景后，快速评价该区可再生资源和定出井位，建立l0 m、20 112网距的数字高程模型DEM 模拟地表排泄网并确定：① 每个排泄流域和子流域；② 沿每一水道各点的水流量；③ 每个千谷平均河道面积。运用地质数据、含水层水文地质数据（固有流速）和降雨地表水文数据在G1S上进行整理，评价丰水期的渗入量，并根据裂隙的方向和性质组合，确定60个井位．为占布提市提供1200万吨/年以上的水源地。

二、地下热水勘查

用热红外遥感方法勘查地下热水资源的效果良好。在饱水带的压力作用下，深部地下热水上溢流人相对冷的山谷或河流中， 这种现象在大比例尺的热红外影像上可以识别。 山西乔玉良等人用TM6图像，经HIS彩色变换处理，发现山西省忻州奇村和定襄县上汤头两处温泉，在处理后的图像上．随地温升高，色调按绿、青、兰、紫、红变化。美国Raymond F.Kokaly等人运用AVIRIS (航空可见光/红外成像光谱仪)高光谱图像。对黄石国家公园的地热系统和生态系统作了调查成图。B．A．Martini等人则运用AVIRIS图像，在地面渡谱测试的基础上，分析了地热系统的地植物特征，为其它地区地热勘探得出宝贵经验。

三、大型工程选线选址

大型工程需要解决较多的工程地质问题． 一般来说，遥感技术可以根据工程地质条件不同，针对性查明：① 岩土体特征 包括岩性、结构构造、岩相、厚度及变化规律、岩体T程地质特征及风化特征．并特别重视特殊土如软弱粘性土、胀缩性土、湿陷l生土、冻土、易液化饱和砂土等的调查；② 外动力地质现象及灾害地质现象的分布及稳定性评价．如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、采空区等；⑨ 断层破碎带的分布及活动断层的活动性等巴西运用光谱反射率调查表层土体特征，通过实验室光谱测定、光谱数据解译及统计分析建立土体调查图，结果好于1：10万的半详勘图。美国R．Iuna等人研究了土体中水和有机物含量， 通过实验室光谱测定建立光谱数据库， 目的是供遥感图像在大气校正、监督分类等图像处理时创建处理程序和用遥感数据预见地表场地条件，为工程项目选址所用。胡佩基等人应用航空摄影测量、航卫片解译分析、GPS技术、DEM 研究了高原山区高等级公路的勘测设计利用卫星数据结台野外研究，评价 印度喜玛拉雅东部地区小水电集中建设、规划区斜坡不稳定的地貌、构造因素。

四、地质环境监测评价

遥感技术在地质环境变迁及人为影响如城市环境、矿山复垦、重大工程及人类经济活动潜在影响、河流输沙等方面的监测也有成功的应用 以色列运用高光谱遥感技术，采用光谱识别处理，对特拉维夫市的水体、路面、屋顶、植被种类、土壤等地物进行识别并成图。加拿大对安大略湖矿山尾矿渣的复垦进行了高光谱(CASI)数据监测，两组时段的机载高光谱成像仪图像用限制陛光谱离析法进行分类。日本用4个TM 数据分析了两条河流悬浮沉积物的空间变化和季节变化。而加拿大M.Hafel等则用35ram彩色反转片和光谱数字成像监测河流上游小溪的悬浮沉积物。 意大利应用遥感与GIS技术研究了三峡工程对中县潜在影响预测及土地资源分析，野外踏勘期间完成地貌描述，开辟剖面取土样室内分析能划分土壤类型；MSS及TM 数据经监督分类与非监督分类结合地面资料一起建立土地覆盖图，确定土壤物理单元，用USI E (通用土壤损失公式)在GIS上的应用建立土壤侵蚀速率图，所需信息来自精心制作的不同层次(DTM、土壤覆盖图、土壤图等)与记录的中县数据库间的逻辑与拓扑关系，用USDA “土地性能分类系统” 获得土地性能图，在此基础上，进行三峡大坝建设环境影响分析及淹没土地损失评估。

综上所述，自1990年后的l0年间，遥感技术在水工环领域的应用得到了迅猛发展。1999年9月，美国lkonos-2卫星发射成功，其图像分辨率高达1 m。引起世人瞩目。根据各国的计划，从1995年到2005年10年间，全世界将发射70多颗对地观测卫星。 其中，图像分辨率提高及高光谱成像仪成为传感器进步的突出标志 波段数从现在的几个波段提高到100～400十波段。图像处理技术的进步．使遥感应用技术发展获得重要的支持。在遥感数据、遥感图像处理软件及计算机技术不断发展的基础上，遥感技术在水工环领域的应用势必得到充分发展。图像解译技术在一定时期内还需延续使用，图像光谱分析技术将越来越多地得到使用，而GIS与GPS技术与遥感技术的结合，仍然是今后遥感应用技术的发展方向。