遥感地质解译在环境地质调查的应用与工作方法——以福建1∶5万永安幅环境地质调查为例

（福建省煤田地质勘查院 福建福州 350005）

遥感地质解译以其宏观性、综合性、多尺度、多层次的特点，已成为地质工作中不可缺少的技术手段［1］。在基础地质调查、矿产勘查、地质环境评价和地质灾害监测等方面都发挥了越来越大的作用［2-10］。本文以福建1∶5万永安幅环境地质调查为例，阐述了遥感地质解译的流程，建立了工作区内遥感地质解译的解译标志，在此基础上进行了解译工作；为今后遥感地质解译在环境地质调查中的应用提供参考。

1 遥感解译技术流程

在遥感与地理信息系统技术支持下，采取遥感数据与地学多源数据相结合、人机交互解译与计算机自动信息提取相结合、室内综合研究与实地调查相结合的方法，按照以下流程完成工作区遥感解译工作（图1）。

2 遥感影像图像处理

2.1 遥感数据源选取

工作区位于福建西部三明市永安地区，为满足此次1∶5万永安幅环境地质调查遥感解译工作的要求，采用2m空间分辨率的真彩色影像，1954北京坐标系，高斯-克吕格投影，6度分带20带。数据质量较好，无云覆盖，图像清晰。

2.2 遥感信息增强处理

此次解译工作采用机助目视解译方法，按照从已知到未知，先易后难，先整体后局部，从宏观到微观，从直接到间接的原则对工作区地质地貌等特征进行解译。解译过程中为确保遥感信息提取的准确性，采用了多种信息提取方法。

（1）图像增强。针对目视效果较差的遥感数字图像，如对比度不够、图像模糊、所需信息不够突出等问题进行图像增强处理。通过增强处理，改善图像质量、提高图像目视效果、突出所需要的信息、压缩图像数据量。

（2）GIS技术。对于地表水系，一般通过地图、航片等方式获取，其描述是从部分和外部出发的各种参数的量化，是平均意义上的特征分析，无法揭示水系的本质特性。数字高程模型包含了地形地貌与水文信息，能够反映一定分辨率的局部地形特征。因此根据地形的局部特征，借助于一定的算法，计算水流方向、汇流累积量等，可自动提取一定地理空间范围内的自然水系。

（3）三维技术。三维GIS技术及虚拟现实技术将平面影像转换为立体空间的动态模型，突出地物的空间特征，可以更直观地观察图像中所表现的各类地物信息。结合工作区二维遥感影像的特点，将二维遥感影像叠加数字高程模型生成三维遥感显示效果，反演地貌形态。

3 遥感地质解译标志及解译内容

3.1 解译标志

通过GIS支持下多级识别专题信息提取和典型调查点的野外验证，建立工作区遥感解译标志见表1。

3.2 解译内容

（1）水系解译。水系解译采用目视解译和DEM提取水系相结合的方法。通过解译可见工作区水网密布，存在多种水系类型，主要的水系类型有树枝状水系、钳状水系、平行状水系等。树枝状水系较为普遍，且规模较大；钳状、平形状水系大多为小微型水系。水系类型对构造的显示较为清晰，如水系的线性展布、拐流、分流、汇流点等，都不同程度反映了地质构造的存在。

（2）地貌区划解译。工作区地表切割强烈，结构支离破碎，多山地、丘陵、河谷，平原狭小，地势由东往西为高低高的地势，河谷地貌穿插其中。结合工作区地貌资料及影像分析，得出工作区地貌区划解译特征见表2。

表1 工作区遥感地质解译标志

表2 地貌解译特征表

（3）地层及侵入岩解译。工作区岩石上部覆盖着较厚的土壤和茂密的植被，在影像上通常表现的是土壤和植被的信息，岩性信息很弱，大大增加了遥感岩性识别的难度，故结合谷歌高清三维影像及地质图进行综合解译。解译结果显示：侵入岩出露于永安城区东侧南坑-大垅头-桂溪一带，与北东向区域构造关系密切。

（4）地质构造解译。区内地质构造在遥感影像上主要表现为线性和环形构造。线性构造的解译内容主要为断裂。通过对影像综合分析，工作区断裂构造解译主要从以下特征来识别：①线形特征明显：地貌发育受断裂构造的影响，一般呈现线性形态。具体表现为：负地形呈直线状分布并有一定距离的延伸，与周围山脊走向不一致，且切穿周围地形；呈线状或串珠状分布的低洼地形，如平直延伸较远的线状沟谷、深切的峡谷、长条形洼地、断陷盆地等多沿断裂带发育，与线性构造有关的负地形具有明显的方向性；发育于断层处的山体走向受断层延伸方向控制等。如图2（a）所示，红线处发育丘陵剥蚀地貌受北西向断裂控制亦呈北西走向。②线形影像两侧纹理差异明显：断裂两侧地质体在影像上通常表现不同的纹理特征，或者线性构造本身与周围背景有显著的纹理差异。如图2（b）所示，红线左侧影像呈块体状纹理；而右侧影像呈鸡爪状纹理，初步判定此处存在断裂构造。③线形影像两侧地貌差异明显：地貌单元的界线，往往构造单元的界线。如图2（c）所示，红线左侧地貌为陡峭山体；而右侧地貌为剥蚀丘陵，初步判定此处存在断裂构造。④水系标志：水系的类型、疏密程度、流向等特点受断裂构造的影响和控制比较明显，表现为：特殊水系类型（如倒钩状水系）是断裂存在的水系标志；水系格局河段出现异常，如直线、折线河段和直角状急转弯河段，长而直的峡谷，或者河道突然加宽或变窄等等。如图2（d）所示，红线具有明显的水系特征，河流流经断层处时河道呈现长而直的特点，可判定为断裂构造。

通过综合分析，共识别断裂构造26条，以北西向、北东向2组构造为主，少量发育东西向、南北向断裂，断裂贯穿全区，主要发育在山谷、沟谷等地貌。

本区环形构造以环状山系为主要特征，其一般发育于褶皱构造较为发育的地区。通过综合分析，可知工作区环状构造在遥感影像图上主要表现为呈弧状展布的正负地形，具有明显的地貌发育特征。发育在贵湖村-黄龙村-忠洛村一带，3条环形构造紧邻并列分布，且左侧发育于褶皱处。

（5）岩溶地貌解译。经解译，工作区岩溶地貌分布范围较小但集中，主要在霞鹤村以北及黄龙村、后坪一带发育，影像上呈现蠕虫状、条纹状，裸露灰岩呈深灰色调。霞鹤村一带的灰岩在影像上表现为平缓山体，黄龙、后坪一带则在地貌上表现为低缓丘陵。

（6）地质灾害解译。工作区植被发育，地质灾害多为房屋、道路建设等切坡活动引发，类型以滑坡、崩塌、不稳定斜坡为主，规模较小。本次解译显示永安地区地质灾害点规模小，在现有影像资料条件下，只能识别大范围的较典型灾害。此次共解译规模较大灾害点6个，在整个图幅中离散分布，其中滑坡4个，崩塌2个，规模均小于0.1km2。

4 结论

对工作区进行了水系、地层及侵入岩、地质构造（线性构造和环形构造）、岩溶地貌和地质灾害（崩塌和滑坡）的解译工作。经野外验证，以上5方面的地质解译均较为准确，尤其水系、线性构造、岩溶地貌和地质灾害的解译达到较好的效果，提高了野外工作的速度和质量。

对于环境地质调查中受关注的岩溶地貌和地质灾害，现有的影像解译结果显示工作区发育小范围灰岩地貌；地质灾害多为小型灾害，类型为滑坡和崩塌。