不同类型遥感数据在戈壁荒漠区地质调查中的应用及展望

雷聪聪 李卫星 闫振军 王振义

摘要：遥感技术是戈壁荒漠区区域地质调查中不可缺少的手段，对提高野外工作效率和宏观把控地质体要素具有重要意义。对于不同类型的地质体和构造解译，要利用不同的多波段多空间分辨率遥感数据相结合的方法以凸显不同地质体之间的光谱差异，建立明显的解译标志。

1.戈壁荒漠区基本地理特征

1.1 植被地貌特征

戈壁荒漠区总体植被覆盖率低，小于5%，荒漠植被发育，包括胡杨、红棉柳、灌木、骆驼刺和麻黄草等。我国西部戈壁荒漠覆盖区的地貌特点可概括为干燥剥蚀山地、山地丘陵与山间盆地的“山盆交错”分布。典型的戈壁荒漠覆盖区从山脉至覆盖区依次为高山、边缘山地、山前滩地到中央盆地。

1.2 环境状况

戈壁荒漠区生态环境十分脆弱，整体呈恶化趋势，生物多样性极差，土地有效利用率极低。戈壁荒漠区与绿洲呈棋盘交错分布格局，干旱气候严重威胁和破坏着绿洲的生态系统。戈壁荒漠区的地质环境问题可分为原生地质环境问题和次生地质环境问题。前者主要为荒漠边缘土地盐碱化，沙化强烈;后者则为矿区开采引发的地表破坏、地面塌陷和大气污染等。

2.遥感技术在戈壁荒漠区的应用

遥感一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的研究分析，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其发出的某些信息识别目标。因此，遥感技术作为一种常用的侦查技术被广泛应用[1]。遥感技术为人类观测地球表层系统的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈及各圈层之间的动态变化、相互作用、相互关系提供了全面系统、快速准确的信息获取手段[2]。遥感地质解译就是利用不同类型遥感影像数据，基于不同地质地貌遥感数据波谱特性处理后获得的遥感影像图像，对图像中大量不同尺度和类型的地质地貌信息进行解译，最大限度地提取有关地质地貌特点、第四纪地质体及成因类型、地质现象的空间分布特征与相互关系，并对隐伏活动构造轮廓和环境地质调查提供有价值的信息，增强地质调查的预见性和地质工作的针对性，提高填图精度和效率。遥感技术戈壁荒漠覆盖区区域地质调查中不可缺少的手段，對提高野外工作效率和宏观把控地质体要素（如成因类型、分布范围、形成的先后次序等）具有重要意义[3]。下面以内蒙古自治区额济纳旗雅干地区为例，对该方法进行介绍总结。

2.1 遥感数据的选择

随着卫星遥感数据技术的发展，遥感数据类型也在不断增多，如ETM、Aster、IRS、CBERS、ALOS、SPOT、IKONOS、Quickbird、worldview和我国的高分系列卫星数据。各遥感数据波段类型和分辨率见相关文献报道，依据填图比例尺的不同，可选择不同的遥感数据，1：50000成图比例尺的最佳空间分辨率需达到10m，1：10000则需达2m。由于不同岩石其矿物成分含量的差异，其对光谱的吸收反射程度不同，故尽可能多地收集能反映岩石光谱（600～2000μm）多光谱数据交叉对比相互印证有助于解译工作。一般进行1：50000地质解译首先选用ETM或SPOT等空间分辨率相对较低的卫星遥感数据进行地质构造格架解译。ETM数据具有幅宽大、波段多，时相跨度大，较易获取等优点，并可进行年度跨度较大的不同时相影像对比分析，含红外波段，对含水、碳酸根的风化矿物、蚀变矿物有较好的识别能力，基本能满足1：50000地质格架的遥感解译要求。SPOT数据分辨率较高，对地貌及地质体的识别能力较强，能满足1：25000解译要求，也可用于1：50000区域地质框架解译工作。对于植被覆盖较严重、潜水面浅的地区，红外光谱易受植被和地表水的干扰，建议选取SPOT数据。

2.2 遥感地质解译

本次工作主要采用Landsat8 432遥感影像、Landsat8 752遥感影像、ASTER 974遥感影像、Worldview-3、GF2等多波段融合多空间分辨率结合的遥感影像综合建立工作区地质体的解译标志。通过实践，Landsat8遥感影像可用于直接解译地表侵入体分布范围，具有较明显组分差异的地层之间的接触界线，和宏观构造特征;Aster数据与landsat 8数据具有相近的特征，绝大多数地质体特征能建立较明显的解译标志，用于辅助解译;WorldView 3数据对大比例尺详细解译有明显优势。

Landsat 8 752遥感影像对于基性岩、碳酸盐岩、硅质岩、泥质岩类具有较好的解译效果。WorldView3 数据对于较小地质体（如脉岩等）能够清晰的展示其形态分布特征，具有较好的解译效果。另外，对于第四系成因类型，利用WorldView3 、GF2数据等也具有较好的解译效果。对于较大型断裂和褶皱，可用空间分辨率低、幅域宽广的Landsat8数据解译。对于细部的小型断裂，采用WorldView 3数据进行解译。

综合以上分析，对于不同类型的地质体和构造解译，要利用不同的多波段多空间分辨率遥感数据相结合的方法以凸显不同地质体之间的光谱差异，建立明显的解译标志，合理圈定地质体。而遥感技术在各种矿产勘查、区域地质填图过程中发挥了重要作用，具有显著的社会经济效益。用遥感技术省时省力，并可找到部分实地勘测中难以发现的隐伏断层和小断层，随着遥感及相关技术的快速发展，遥感在这一领域的应用将会更加深入和广泛。

参考文献：

[1]梅安新，彭望琭，秦其明，等. 遥感导论[M]. 北京：高等教育出版，2010：20～230.

[2]罗国文，阴志宏，杨树文.断裂构造遥感识别和提取方法的现状与展望.山东国土资源，2012，28（2）：29～33.

[3]薛重生.遥感技术在区域地质调查中的应用研究进展[J].地质科技情报，1997，16（增）：15～22.