王瑩

摘要：由于自然條件和人類活動(dòng)的影響，人類生存的地球存在諸多的地質(zhì)環(huán)境問題，主要有崩塌、滑坡、泥石流、采礦塌陷、地面沉降、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害問題、礦山地質(zhì)環(huán)境問題和水環(huán)境污染問題等。作為現(xiàn)代工程勘測(cè)的重要技術(shù)方法，衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)效果及范圍具有重要作用。文章首先介紹了地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，然后具體探討了地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的方法，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)環(huán)境；遙感監(jiān)測(cè)

1 地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 圖像處理關(guān)鍵技術(shù)

在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，實(shí)施監(jiān)測(cè)的兩個(gè)時(shí)相的遙感影像需具備一致的空間分辨率、成像時(shí)間及成像季節(jié)，且具備相同的植被覆蓋狀況及光譜值。但因遙感影像成像環(huán)境差異，遙感影像間常存在較多的輻射誤差與幾何誤差，所以在遙感影像變化監(jiān)測(cè)中要對(duì)成像環(huán)境進(jìn)行修正，降低成像環(huán)境的誤差量。

1.1.1 輻射校正：其基本目的是盡量消減影像因太陽高度角、大氣條件及傳感器影像的形成的遙感成像與真實(shí)地物間的輻射亮度差異，通常分為相對(duì)輻射校正與絕對(duì)輻射校正兩種方法；相對(duì)輻射校正是依據(jù)選定的參考圖像，將其與同地區(qū)內(nèi)的其他遙感影像進(jìn)行輻射匹配，以消減影像間的輻射差異，其常用的矯正方法由基于偽不變特征的校正、基于統(tǒng)計(jì)量的校正及直方圖匹配等。

1.1.2 影像融合：其基本目的是將采用不同尺度、不同傳感器類型獲取的同地區(qū)的影響通過相應(yīng)處理措施以改善影響的光譜信息、空間分辨率和紋理信息等特征；當(dāng)前常用的融合方法有多時(shí)相影響融合、不同分辨率影像融合、不同傳感器影像融合、多波段影像數(shù)據(jù)融合等類型；HIS 變換法是當(dāng)前影像融合算法的常用算法，此種算法簡(jiǎn)單且方便操作，可有效增強(qiáng)影像色彩信息與空間信息特征，但對(duì)于植被顏色信息特征處理水平較低，主要是因?yàn)橹脖晃湛梢姽?，且反射紅外光，而全色波段內(nèi)包含的一些近紅外波段信息會(huì)在全色波段高亮顯示，較小的顏色噪聲便會(huì)被放大。

1.2 信息提取關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 基于地理信息系統(tǒng)的地物識(shí)別技術(shù)：此技術(shù)主要是以面向?qū)ο筮b感處理技術(shù)為前提，通過對(duì)遙感影像進(jìn)行圖像分割以形成圖像對(duì)象，進(jìn)而深入提取分類輔助信息，并采用空間分析方法完成空間目標(biāo)物識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)；圖像分割中需考慮空間信息與影響光譜信息兩方面的因素。

1.2.2 影響直接對(duì)比法采集變化信息：常用的有內(nèi)積分析法、影像差值法、變化向量分析法、影響比值法等檢測(cè)方法；影像差值法的基本原理是對(duì)時(shí)相 t1 的遙感影像與時(shí)相 t2 的遙感影像做減法，若影像間差異較小，則相減結(jié)果應(yīng)趨近于零或?yàn)榱?，若影像間差異較大，則結(jié)果應(yīng)表現(xiàn)為較大值；一般差值影響亮度值按照高斯分布，計(jì)算時(shí)可對(duì)差值影響結(jié)果求絕對(duì)值以保證差值結(jié)果均為非負(fù)值。

2 遙感在地質(zhì)環(huán)境工作中的應(yīng)用

2.1泥石流調(diào)查。在全色遙感圖像上.近期泥石流溝谷色調(diào)多呈白色線條，早期泥石流溝多呈灰暗的粗糙條帶狀或溝口處有扇狀堆積體。根據(jù)影像特點(diǎn)，可進(jìn)行下列判釋：確定泥石流溝并圈劃流域邊界。初步判釋泥石流溝的整個(gè)流通路徑長(zhǎng)度、堆積扇體大小與形狀。圈劃源頭觸發(fā)或兩側(cè)山體補(bǔ)給泥石流的崩塌或塌滑體。調(diào)查泥石流溝背景條件，包括土層厚度、植被種類與蓋度、山體坡度和巖石破碎狀況。

2.2采礦塌陷調(diào)查。采礦塌陷常發(fā)生在煤田開采區(qū)。地下采空后造成地表沉陷，塌陷類型通常有塌坑、地裂縫、山體滑塌、土體坍滑和不均勻地面沉降。由于煤田開采是沿煤層線方向進(jìn)行。所以塌陷常呈一定方向排列。在遙感影像上通常為數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)塌陷組成的條帶狀，色調(diào)不均勻、影紋粗糙、呈點(diǎn)線狀排列。通過遙感影像，可對(duì)塌陷的空間分布、危害程度及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)查分析。

2.3水土流失調(diào)查。水土流失是一種緩變性的地質(zhì)環(huán)境問題，其對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的是長(zhǎng)期、緩慢的破壞。北京石質(zhì)山區(qū)土壤侵蝕以面狀侵蝕為主，土壤侵蝕較嚴(yán)重的地方植被狀況很差，遙感影像多呈高亮色調(diào)，且不均勻。利用遙感技術(shù)進(jìn)行區(qū)域性水土流失調(diào)查是十分有效和可靠的。其不僅可以圈劃流失的范圍，而且結(jié)合實(shí)測(cè)，對(duì)土壤侵蝕量進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)通過解譯地質(zhì)地貌背景及人類活動(dòng)狀況，對(duì)水土流失發(fā)展趨勢(shì)、治理情況及危害性進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)。

2.4土地沙化調(diào)查。土地沙化是由于歷史上河流洪水泛濫沖積形成的沙質(zhì)土壤，受氣候干燥與風(fēng)蝕作用而形成，是一種累進(jìn)性地質(zhì)災(zāi)害，可造成風(fēng)剝表土、毀地拔苗、吞食良田、被迫棄耕等。北京市南部地區(qū)及永定河、潮白河、溫榆河沿岸，分布大面積的沙化地和易沙化地，呈裸露流動(dòng)沙丘和舒緩波狀。這些地區(qū)土性差，難以利用，不進(jìn)行有效治理，則易發(fā)嚴(yán)重的土壤沙化，引起生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的惡化。沙化或潛在沙化地遙感影像多呈高亮度的淺灰、白色調(diào)，分布邊界不清，與周邊地區(qū)過渡性連結(jié)，有時(shí)可見似沙丘現(xiàn)象。用遙感方法進(jìn)行土地沙化調(diào)查，可靠程度高，對(duì)指導(dǎo)防沙治沙，改善地質(zhì)環(huán)境具有直接的指導(dǎo)作用和重要的參考價(jià)值。

2.5礦山環(huán)境調(diào)查。礦山開采常會(huì)帶來一系地質(zhì)環(huán)境問題。例如礦渣堆放引發(fā)泥石流災(zāi)害，地表礦體開采造成地貌景觀破壞，礦山污染物對(duì)水、氣、土的污染等。利用遙感圖像調(diào)查礦山環(huán)境問題及其影響范圍與程度，如調(diào)查不穩(wěn)定的尾礦庫、矸石堆及其他礦渣堆的位置、范圍、堆積量及產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性。一般通過大比例尺航片可清晰地解譯出上述堆積物及其堆積量。由于堆積物分布地帶植被較差.其多呈灰白或淺灰的斑狀或其它規(guī)則的多邊狀分布在溝坡地帶：對(duì)地表景觀產(chǎn)生破壞的采礦面多呈白色或灰白色，并且靠近主要公路、景區(qū)和人群易感視覺地帶。此外，通過流經(jīng)礦區(qū)地表水污染的遙感調(diào)查解譯，確定和評(píng)價(jià)礦山污染狀況。

參考文獻(xiàn)

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