三维遥感在西藏狮泉河地区地质解译中的应用

郭奇奇，李志军，高一鸣，何 珊

（1.成都理工大学地球与科学学院，四川 成都 610059；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037）

自然地质现象极为复杂，二维地质数据在认识三维状态下的地质体有很大的局限性，综合利用“3S”技术、遥感图像数字化处理技术、虚拟现实技术等将二维抽象的地学信息以三维可视化的图形方式直观形象的显示出来，创建逼真的三维空间地质体模型进行遥感地质解译，对地质现象中的立体概念有重要意义，实现了从纸质地质图-数字地质图-地质图空间数据库-数字地质图-3D地质模型的突破[1]。

本文以正在开展公益性基础地质矿产调查项目的西藏狮泉河电站地区为例，选取遥感数据（ETM+、资源卫星一号）、20米分辨率地形图，对原始遥感进行辐射校正、正射校正、图像镶嵌、图像增强以及不同时相、不同传感器、不同分辨率的多波段遥感图像数据融合，对地形图等高线数据进行内插，生成高精度DEM，对融合后的遥感数据与DEM数据叠加，建立狮泉河电站地区3D地质模型，通过选取三维飞行路线、制作系列动画产品对研究区进行1:25000遥感地质解译[2]。

1 研究区概况

研究区位于西藏狮泉河县北东，属中国地质调查局1:50000地质矿产调查范围。区内最低海拔4400多米，最高海拔可达6000多米，部分地区常年积雪，给地质工作带来了巨大挑战。选取的地段出露的地层有下拉组（P2x）灰黑色灰岩夹硅岩，捷尔触岩组（Jj.）灰色砂岩、泥质板岩，郎山组（K1l）灰色生物碎屑灰岩、笠虫灰岩以及中粗粒和中细粒二长花岗岩。区内主要断裂以逆断层为主，走向以北东为主，部分为近东西向。

2 数据处理

正射校正：遥感影像通常由于地形起伏和传感器误差而引起像点位移，通过地形图生成DEM，对原始遥感影像建立RPC参数，结合生成的DEM进行正射校正可以消除误差。

波段选择：为了更好的突出研究区内所含地层的纹理、色调等地质信息，减少波段之间的相关性，通常选用ETM+741组合波段对研究区进行遥感地质解译。

影像融合：ETM+波段1～7的空间分辨率为30米，如果仅用ETM+741进行遥感地质解译，在精度上已经达不到工作与研究的要求，为了避免由于高分辨率与低分辨率影像融合过程中跨度太大而形成马赛克的现象，选择ETM+741波段与ETM+8波段融合（15m），然后再与资源卫星一号融合（5m）。

影像增强：为了突出研究区内岩性、构造特征，增强各地层之间色调、纹理及周边环境的对比度，需要对融合的影像进行拉伸处理。

3D地质模型：在Arcgis软件中的ArcScene模块，由地形图生成的DEM与最终得到的二维遥感影像叠加，生成360度观测的3D模型，根据ArcScene模块中提供的飞行、动画等功能，对研究区进行三维可视化及动态分析，从而对该地区进行精确解译，其流程如图1所示。

图1 三维遥感地质解译流程图

3 遥感地质解译

根据野外调查可知，不同的岩石类型有不同的颜色、结构、构造、纹理以及组成成分。例如，郎山组灰岩（K1l）和下拉组灰岩（P2x）虽然都是以灰岩为主要组成部分，颜色均为灰白-灰黑色，但郎山组灰岩表面更光滑，生物碎屑、方解石、钙质及硅质填充较少，不易破碎，遥感影像上更光滑，而下拉组灰岩则更破碎，更容易风化，在ETM+741假彩色合成的影像上呈浅绿-墨绿色。花岗闪长岩颗粒较为粗糙，有一定的纹理，一般发育在海拔较高的地方，且分布区域普遍坡度较缓，在三维遥感影像上可以明显区分。第四系在三维遥感影像上地势最低，纹理光滑，且经常有泛白色的水渍状，与河流水系共同发育。不同岩性之间纹理、色调有明显差异，结合高差，可以划出地层界线，而根据地层位置偏移，可以划出断层界线。

故通过不同地层不同岩性所含有的特征及构造特点，对

影像进行了解译（图2）。

图2 三维遥感地质解译图

4 结语

①三维遥感更有利于表达复杂的地质现象，与生活中三维观测的现象更切合，有利于更高精度的遥感地质解译。②三维遥感可以模拟真实的野外情况，对于高海拔、人迹罕至的地区有着十分重要的意义，为规划路线提供了技术支撑。③三维遥感影像可模拟真实场景，对于野外路线调查、路线设计及检验有很大帮助。④三维遥感影像更具体、形象、生动，其表现内容丰富、连续、客观，是未来遥感技术发展的重要内容。