遙感物探

利用遙感技術進行物探的方法。遙感物探是指在距離相當遙遠的位置上,用各種感測器感(探)知地面物體輻射(或反射)的電磁波信息,以查明地質的或地學的各種情況的方法,也稱“遙感地質”。所用電磁波的波段為紫外-可見光-紅外-微波(見圖)。航空攝影是最早的遙感方法,20世紀40年代開始較廣泛地用於地質工作,稱為“航空地質”。

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原理

太陽光是一種寬譜帶電磁波,當它透過大氣照射在地面上再通過大氣反射時,人們用裝載在飛機上的攝影機接收到這些遙感信息並記錄在膠片上,經過沖洗曬印就得到了航空像片──遙感圖像,這種圖像經過解譯、必要的地面調查和驗證,可以解決某一專門問題,這就是遙感方法的一般工作過程。遙感信息與電磁波的發射源有關,與大氣對電磁波的傳輸特性(散射、折射、吸收等)有關,與地面的反射、散射特性有關,還與感測器的接收性能和信息處理設備的性能有關。
除了利用太陽這種天然的電磁波源以外,還可利用目的物自身輻射的電磁波。物體在任何溫度都輻射電磁波,稱為紅外線熱輻射。接收紅外線熱輻射和其他電磁波作為遙感信息,同樣可以達到探測地面物體和地下構造的目的。
在遙感物探中常用的方法可以分為:單波段(或多片種──黑白、彩色、黑白紅外、彩色紅外等片種)、多波段攝影、紅外或多波段掃描成像、側視雷達成像,以及一些非成像遙感方法等。按運載工具則有航天(衛星)、航空和地面車載遙感之分(見航天遙感)。

地質套用

遙感技術可用於地質工作中的許多方面和各個階段。目前,套用較多的有以下5個方面:
區域地質  主要是填制地質圖和研究地質構造。根據影像的色調和影紋特徵可以區分岩性和火成岩體的相,有時還可分辨其侵入的期次與相互關係。大量的線性體是遙感的重要信息,它往往反映各種規模和深淺不同的斷層及裂隙。大大小小互相嵌合的環形影像(大的直徑達幾百公里,小的直徑為幾百米)是遙感圖像上獨特的現象,它們有的反映隱伏的構造(穹窿、背斜、向斜等),有的反映岩體、火山口,有的可能反映深部地質構造,因此,遙感可用於各種比例尺的區域地質調查。目前套用最廣的是衛星像片、各種航空攝影和航空側視雷達等遙感圖像資料。
礦產普查  一般在地表出現大面積礦體露頭從而發現礦床的情況是少有的,因此遙感資料大量用於研究控礦構造,圈定與成礦有關的岩體或界線,以提高找礦效果。例如,在含油氣區圈定背斜構造,在金屬成礦帶圈定與多金屬礦有關的侵入岩體或某種變質岩系,以及與金剛石有關的金伯利岩筒等。中國1982年在柴達木盆地的衛星像片上發現的160個環形影像,反映地面已知構造的就有131個,占該地區已知構造140個的94%,其餘29個環形影像與已有物探資料解釋相合的有12個。在成礦條件有利地段,遙感可發現某些礦化蝕變帶,如OH-粘土礦化,Fe+ + +氧化帶等;利用上覆植物的某些病態,可判斷地下隱伏礦體(脈)的礦化類型(如銅、鎳礦等);利用地面土壤顏色的變化,可圈定埋藏泥炭田的分布範圍。  水文地質  遙感對地表水體的調查是最直接的。中國青藏地區利用衛星多光譜資料找出多個過去地圖上漏畫的湖泊。利用對含水性敏感的紅外掃描和紅外攝影資料可找出裂隙水、泉眼、熱泉等。在乾旱地區還可找淺層地下水,研究灌溉的有效面積和土壤鹽鹼化情況。遙感還能圈定冰、雪終年覆蓋範圍,估計其融化水量的變化;監測海凍的破裂、冰塊的運移規律;根據構造、隱伏岩體和熱泉研究地熱田。  工程地質、地震和災害地質  套用遙感資料研究地質和構造情況以及環境條件,進行鐵路、公路選線是很有效的。對大型工程(如大型水庫和水壩、原子能發電站)的選址進行地質分析;對大型塌方、滑坡、土石流等災害進行調查、分析和研究治理方案等,套用遙感都有明顯的經濟效益。根據遙感資料對地質構造特別是新構造運動進行研究,對地震發生的規律進行研究和預報,也是遙感套用的一個重要方面。遙感可以及時調查地震和其他地學事件的受災現場,監視洪水泛濫和消退情況。  環境地質和城市建設  航空攝影經過校正以後製成的彩色(或彩色紅外)影像地圖,是環境調查和城市工程的基本資料,可用於城市總體規劃、土地利用、綠化規劃、副食基地規劃、房屋建築調查和規劃、城市交通調查和規劃等方面的研究。幾種航空遙感還可用於水道和大氣污染監測,建築和管道熱泄漏調查和監測,海港和海邊油污染監測等。

參考書目

F.F.薩賓著,楊廷槐等譯:《遙感原理及解譯》,地質出版社,北京,1981年。(F.F.Sabins,Remote SensingPrinciples and Interpretation,W.H.Freeman andCompany, San Francisco,1978.)  B.S.Siegal and A.R.Gillespie,Remote Sensingin Geology,John Wiley & Sons,New York,1980.  趙振遠:《遙感》,地質出版社,北京,1981。

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