遥感技术在水工环地质工作中的应用

2021-11-29赵子萱

中国金属通报 2021年9期

赵子萱

（山东省地质矿产勘察开发局801水文地质工程地质大队，山东济南 250014）

地质勘查工作主要指在特定范围区域内，对地形地貌、地下水分布状况等，进行系统性勘查及调查，为后续开展其他工作奠定良好的基础，地质工作顺利实施，决定后续各项项目施工质量。为实现上述目标，技术人员需将先进技术引入地质工作中，确保工作效率及勘察数据可靠性。遥感技术是地球目标电磁辐射信息，应用人造卫星等，高效完成相应数据采集工作，对各项资源分布、环境实际状况合理判定，为地质工作提供便捷。将遥感技术应用于水工环地质工作中，不仅保证工作效率，而且促使勘查数据具有精准性。

1 水工环地质勘查工作发展现状

社会经济高速发展，人们对资源需求量持续性增长，而资源日渐匮乏程度加剧，促使人们对地质工作愈发重视，新技术不断入驻地质工作中，实现地质工作现代化、智能化，提升工作开展效率，节省大量人力资源成本投入。水工环地质勘查工作目前可肯定的是，其具备良好的发展空间，但仍存在部分新的问题，需相关企业予以解决，体现在两方面：

（1）不同地理条件造成影响。不同区域间地质工作环境，以及地理条件不尽相同，导致地质管理水平及水工环地质勘查存在一定的差异性，特别是勘查数据，缺乏从实际状况出发，仅依附于以往勘查数据，造成工作中多个阻力。

（2）经济环境变化。伴随地质勘查新技术引入，地质工作效率及数据准确性大幅度提升，也应关注外部经济环境带来影响。因此，地质工作开展过程中，需选用合理方式，选用现代技术确保地质工作可持续发展[1]。

2 遥感技术及其在水工环领域中价值

2.1 遥感技术及其发展

遥感技术作为新型技术之一，主要依托人造卫星、飞机等设备，系统性收集地物目标电磁辐射信息，准确判定地球环境和资源，是航空摄影技术基础发展形成，作为综合性感测技术。应用遥感技术，可积极将监测信息传输至地面控制中心，人员通过此类数据信息分析，准确形成有效的地面信息。传感器作为遥感技术核心设备，不同种类传感器所形成凸显存在较大的差异性，现阶段使用频次较高的传感器包含可见光摄影、红外摄影等，伴随遥感技术不断应用及完善，分辨率大幅度提升，可监测范围扩展，受地面约束条件较少，获取信息体量大，具有良好的精准度。实际应用过程中，遥感技术与其他GIS、GPS技术充分结合，形成现代3S测绘技术，在多个领域中发挥重要价值。

2.2 遥感技术在水工环领域中价值

遥感技术核心技术体现在传感器、计算机成图等，随着不断实践中遥感技术完善，具有良好的应用前景，在水文地质测绘中展示重要价值，应用遥感技术可系统性掌握地面信息；亦或应用于地面污染中，检测区域内植被是否出现污染；水工环领域应用遥感技术，主要体现在以下几方面：

（1）光谱信息应用。传统测绘方式核心是利用几何形态，即便光谱技术逐渐应用于测绘工作中，传统测绘方法呈现的光段较少，且精准度难以保证。光谱技术应用于测绘中，不仅增加波段数量，对地面物体色调、纹理等进行有效分析，联合成像光谱技术，保证测绘数据可靠性。

（2）多元信息融合。遥感技术在地质测绘行业持续性应用，并非是单一应用遥感数据，根据实际测绘需求，将多方面信息予以融合，如地质信息、水文信息等，实现多元化信息融合目标，如此与其他技术联合发挥重要成效。

（3）数字摄影测量技术。数字摄影测量技术推广及应用，对制图趋于现代化具有促进作用，不仅保证基础成图质量及效率，而且对遥感技术调查方式具有一定影响，依托数字摄影测量技术形成图像资料，可直接作为GIS数据源，如此确保遥感技术与GIS深层次融合，促进两种技术良好发展，共同协力在测绘领域发挥自身价值[2]。

3 水工环地质勘查技术实际应用

3.1 GPR技术

GPR技术从本质层面分析，即未地质雷达技术，依托电磁脉冲波反射探测目标，其主频率为10MHz~1000MHz，地质雷达解决地质问题具有良好的成效。地质雷达在地质勘查实际中应用原理是，地面发射天线助力下，将相应的电磁波传输至地下，地面目标体通过反射抵达地表接收天线，从而对被接收电磁波时频与振幅规律及特征进行系统性分析，最终客观评定地质分布状况以及属性。现阶段，地质雷达属于一种物理方式，在地质勘查中分辨率及精度具有良好的成效。

3.2 TEM技术

TEM技术即瞬变电磁法，其初期应用于航空物探测中，特别是金属矿勘察中，具有良好的应用优势，伴随其不断发展，应用领域持续性扩展，近年来在环境勘测、工程勘测、灾害勘测等推广实践。TEM技术应用原理是，依托电磁设备，通过回线将脉冲电磁波传输地下，在实际传输过程中，对二次涡流进行系统性观察及检测，若观察发现异常的二次场，可判定地下具有不均匀的电性地质体滞留。此外，TEM技术应用于地质勘查中，电磁场在不同介质下传输时间不一，向深层次地质下予以扩展，会出现一定的烟圈效应，地质工作人员对其进行系统性开展，掌握瞬变场变化实际规律，为地质形态问题处理提供参考依据。

3.3 GPS技术

GPS技术全称是全球定位系统，该技术在水工环地质勘查中应用频次较高，核心优势突破传统工作模式，无需在地面上开展相应勘察工作。充分借助各类先进技术，实现对卫星导航准确定位目标，相关人员根据实际所需，有计划、有目标开展无线信号发射方向，应用3颗以上的卫星达到定位地面接收具体位置，在地面基准站点中增设一台高性能GPS接收机，其可实现对多颗卫星进行观测，并依托传输设备及时将观测信息转化为无线信号，传输至地面接收器，接收设备对其无线信号进行转化处理，准确获取基准站基线向量，以及基准站实际坐标，为地质工作人员操作提供便捷[3]。

4 遥感技术在水工环地质勘查中应用

4.1 地下水勘查

地下水勘察是水工环地质勘查核心内容，对水资源利用开发具有重要作用，传统地下水勘察过程中，受多方面因素影响，影响勘察区域内实际数据缺乏可靠性，以及数据缺乏完整性，整体工作效率低下。地下水勘察中应用遥感技术，有助于提升地质勘查效率及质量，选用混合比图像方式，对陆地卫星MISS影像数据进行处理，可直观获取清晰地下水影像信息，为后续地质工作开展提供便捷。水下水勘查图像具有良好的清晰度，核心因素是陆地卫星反束光道影响数据与MISS有效融合，图像实现具体化，多数细节可直观展示。通过应用遥感技术，可精准确定富水区域，通过实践调查可确定地下水存储位置，有助于解决水资源匮乏问题。譬如塔萨克斯坦政府科学、合理应用遥感技术，可对深度为100m~300m地下水进行勘测，以及数字图像处理软件联合应用，对勘查最终数据及图像进行深层次处理。依托此种方式，不仅可获取相应的湿度分量，而且确保数据具有精准性，针对湿度分量实际分析过程中，呈现方式是可见光、近红外波等，数值间存在一定的差异性，所以应用此种技术可准确确定图像中水源位置。

4.2 调查水土流失

经济高速发展，人类对各项资源开采力度增加，导致生态环境失去平衡，部分区域内水土流失状况较为严重，不利于人民群众正常发展及生活，与我国倡导可持续发展理念相悖。因此，为进一步掌握我国区域内水土流失实际状况，需收集全面数据信息，便于为后续质量针对性防治措施提供助力。将遥感技术应用于水土流失地质勘查中，可提升勘查实际效率，确保调查数据全面性、准确性，同时可明确水土流失实际区域内，为后续区域间开展水土流失防治工作奠定良好基础。譬如2013年我国应用遥感技术，对全国范围内对水土流失状况进行调查及研究，并将调查结果与之前数据进行比较，确定水土流失工作控制成效，为后续进一步采取有效措施奠定良好基础。需特别注意的是，应交由专业人员进行实施，掌握其应用规范要求，加强获取信息准确性和代表性，保证调查结果可靠性，促进我国生态事业可持续发展。工作人员需不断提升自身勘察技能，掌握先进遥感技术，并将其应用于实际工作中，促进遥感技术在水土流失中应用。针对不同区域内采取合适的勘察方式，为后续治理提供数据支撑[4]。

4.3 宏观观测

水工环地质勘查工作实际开展过程中，需立足实际状况，科学、合理将遥感技术予以应用，如此保证对整个区域内状况进行观测。宏观观测方面，遥感技术多用于宏观普查和动态监测，专业人员从多维度进行勘察观测，系统性掌握观测点地质状况；对当地区域环境及资源开发实际状况进行监测，以此了解当地地质状况，为地质勘查及地质开发奠定良好基础。利用遥感技术获取地质图像，更具清晰性及完整性，有助于专业人员直观掌握细节地质状况，为后续针对性开展地质工作提供便捷。遥感技术应用范围不断扩展，逐渐从单一信息源分析逐渐趋于多个信息分析方向发展，具体过程中人员通过相应的模型，对目标对象进行多源性分析，生成各类专题图，为地质工作开展做以参考。譬如，环境部门应用遥感技术，并将其与IRS、TM图像联合应用，对周围省市绿化状况进行调查，对其进行多源性分析，最终为绿化城市评定提供可靠数据支撑[5]。

5 遥感技术在水工环地质中应用前景分析

科学技术高速发展，光谱信息成像化、雷达成像多极化，地学分析趋于智能化，提升遥感技术实时性及运行性，促使其趋于全天候、高精度及高效目标发展。首先，遥感影像获取及时越先进。高空间及高分辨率是遥感影像未来发展主趋，对地质勘查具有良好成效。雷达遥感具有权全天候获取影像能力，对地观测领域优势较为凸显，提升环境动态监测能力。高分辨率促使遥感信息量爆发式增长，对数据传输具有较高的要求，设备仪器逐渐趋于智能化。小型化等发展，确保传感器图像更具清晰性，数据丰富性得以保证。其次，遥感信息处理方法和模型愈发具有科学性。神经网络、认知模式、地学专家知识等信息模型技术，有助于将多方面信息集成融合，分类识别及提取的可靠性。多角度和多空间分辨率融合应用，是遥感技术重要发展方向，为水工环地质勘查数据准确性做以保障。最后，促进3S技术有效融合。计算机和空间技术良好发展，信息共享实际需求以及生态环境数据空间分布特征，仅有效促进3S实现一体化，三者有效集成应用，为水工环地质勘查数据全面性、时效性提供便捷。