地质遥感_Geoinformatics_新浪博客
现在民用遥感图像数据的空间分辨率已提高到米级、分米级;光谱分辨率提高到纳米级;雷达遥感走向多频、多极化。功能强大的通用图像处理软件大量涌现,信息提取的关键技术也逐渐问世。在大地调中,地质遥感应用情况如何,记者对遥感专家曾朝铭作了访谈。


地质遥感技术使用的情况和问题

  记者:遥感地质应用技术的现状是怎样的呢?

  曾朝铭:目前遥感地质应用,线、环解译技术普及,但提高有限,标准化程度很低。利用影像单元、影像岩石单元为依据的遥感填图技术,也有规范化的路要走。遥感异常提取技术虽可以在干旱、半干旱区实施大规模快速“扫面”,但在其他景观区应用、还有许多方法技术问题急待解决。矿物填图技术已取得较大进展,正在逐步走向实用化。数字地质信息提取技术才刚刚起步。

  所以遥感技术与其他勘查技术一样,有特定的物理基础,有一定的应用前提。它与常规野外地质调查研究工作不同之处:研究的对象是从空中垂直向下拍摄的地表多波段图像;它只能提供由影像可能提供的那部分地质信息;从图像上是不可能获取必须通过野外实地观察研究、取样化验鉴定才能取得的那部分地质资料。因此遥感技术应用是有条件的,有限度的,宜用其所长,避其所短。

  记者:请介绍一下解译研究中的正、反演问题。

  曾朝铭:建立遥感解译标志是个正演问题,即确立各种已知地质体的特征光谱、特征定性定量影像识别标志和评估目标信息检出灵敏度、边界圈定可能达到的精度等。由于地质体解译标志可随自然地理景观、岩石地层相变、产状等变化而变异,因此在工区踏勘时,在地层、岩石、构造剖面测制和野外地质填图过程中,均应不断地修改、完善解译标志,才能真正为高质量遥感填图和发现新的东西创造条件。

  遥感地质解译是个反演问题,干扰反演质量的因素很多如:阴影、大气、雨雪、植被、水体等等。对于一些简单地物分类而言,利用参数调控和人工干预,就可以在一定程度上排除干扰;然而对于提取遥感找矿异常而言,则影响就很大了且难以排除,目前主要靠数字掩模技术简单地去剔除干扰。去干扰问题,是非基岩裸露半裸露景观区、遥感异常提取方法技术研究中要解决的关键技术难题。

  记者:野外地质调查中图像处理的状况如何?

  曾朝铭:图像处理是遥感在地质调查中发挥重要作用的关键技术。无论在地调设计时、在野外工作过程中,如果能针对测区要解决的地质问题,及时选择有效方法反复进行图像处理,提取尽可能多的相关专题信息,这对地质问题研究和解决将会有极大帮助。以往这方面做的非常少,今后应大力倡导和加强。

  记 者:还要注意什么问题?

  曾朝铭:我们一直大力提倡地质调查中,应使用多片种、多时相遥感资料,是因为它们之间,所表征的地质信息有很大的互补性,有时可以帮大忙、解决大问题。

  遥感地质解译成果,每项必须随机抽取足够数量子样,通过野外实地检查验证,实实在在的做出全面质量评价。只有这样,遥感地质应用才能不断深化、提高。

  另外,工作中哪怕是只使用一张3波段合成的假彩色图像做遥感地质调查,也有许多必不可少的工作,需要认认真真地下功夫去做。


管理因素影响地质遥感技术应用

  记者:技术管理者如何用好遥感?

  曾朝铭:用好遥感与多专业知识应用和管理是否到位密切有关。在多兵种作战中,能否根据测区自然地理、地质、地球物理、地球化学及遥感等特征,有针对性的优选方法技术,在勘查程序上科学地加以部署,按兵种特点各司其职,合理配合;特别是能否根据工作进展中新问题出现,及时自如地变更作战方案、优选有效方法技术去加以解决十分重要。有针对性、有的放矢,是应用和管理的核心,是取得好成果决定性因素。

  用其所长,避其所短,是用好遥感的关键。在区调中,集中精兵于主干、辅助路线进行深入地质观察研究,{zd0}限度地利用遥感在面积上追索圈定地质体、地质界线。这样二者就相辅相成,相得益彰了。规范问题是个复杂问题,如果这种做法可取,问题解决就在于如何科学部署和实施了。之后的路线放宽、积极使用和认真用好遥感等问题,就迎刃而解了。

  记 者:勘查程序中遥感应用地位和问题是什么?怎么改进?

  曾朝铭:若以找矿为本使用遥感技术,则勘查程序也是可以因事而异的。如:由于遥感异常定位准确、查证容易,一旦被地表地质检查认为有寻找大矿希望,有的是可以立即投入钻探评估的。这样做、不仅可以早出结论,而且可以省下一大笔按传统程序做要花的钱和时间去干更重要的事情。有人说矿老板找矿效果好,其实不是大脑比别人发达,而是紧紧抓住了{zj2}目标,尽可能的用好的方法技术。特别是施工过程中出现新的地质问题时,有权自如地调整工作部署和恰当地确定工程质量指标等。这些技艺一看就懂,但很难在地调中实施,究其原因与管理方法有密切关系,需要探索改进。

  管理是一门学问,战略管理既把握全局、运筹帷幄,可以决胜于千里之外。如在即将实施新一抡区域矿产地质调查中,遥感异常很可能成为找矿突破的一个亮点,目前遥感扫面尚未全国覆盖,为了适应{dy}批区域矿调项目对遥感异常的需要,应及早组织力量、先期完成遥感异常提取,做到兵马未动、粮草先行。

  如我国西部,高山冰雪、戈壁荒漠,工作条件恶劣,这些地区有遥感辅助、地质人员不仅有了用武之地,而且可以少跑冤枉路就可取得更多成果,经费投入是很值得的。


建议实施全国性遥感扫面

  记者:现在全国性找矿即将掀起高潮,您对此有什么建议?

  曾朝铭:有。建议开展全国遥感扫面计划。从我国大规模矿产调查五十年历史看,所取得的突破和成就看,我认为关键是得益于新信息、新技术、新理论的出现并及时得到应用。

  中国地质调查局即将实施的1:5万区域地质矿产调查,它正处在又一个新的地质找矿技术成熟或逐渐成熟时期,如:遥感扫面技术已可以在基岩裸露、半裸露区工程化应用,矿物填图技术也正在逐步走向实用化等。这些新技术的应用,必将会促进1:5万区域地质矿产调查走向一个新的高度。

  为此,我特别建议中国地质调查局实施一项“全国遥感扫面计划”,从现在起用2—3年时间覆盖陆域国土基岩裸露、半裸露区提取遥感异常。

  记者:请您谈谈实施这一计划的意义、条件。

  曾朝铭:通过扫面:可为我国陆域新一轮矿产资源潜力评价(预测)提供遥感参量;为1:5万区域矿产调查提供新的找矿目标;为濒危矿山外围找矿提供新的找矿信息;以及为降低商业化矿产勘查、开发风险和国有资产过度流失提供资料。

  目前实施这一计划的条件已基本具备,如用于提取异常的遥感数据已全国覆盖(地调局已建立了数据库);已有天山、昆仑山、冈底斯山等三大山系扫面经验可以借鉴。

  记者:为了找矿,您还有什么更好的建议?

  曾朝铭:还有一个全国矿物填图计划的设想。他将是另一个更高的战略性、创新性的基础调查计划。目前就应该开始下大力气抓,争取列入“十一五”规划,力争在第“十一”个五年计划末期能投入实施。用5—8年时间完成。可以预料它的调查成果将可广泛用于基础、资源、环境地质等多个领域。


建议开发地调专用遥感图像处理软件

  记者:目前,遥感图像处理软件不适应野外使用,在这方面我们该怎么办?谈谈您的建议?

  曾朝铭:我建议启动一项开发野外地质人员专用遥感图像处理软件计划。因为在图像处理软件方面,地调队伍中装备极不平衡,一些先进的通用软件,价格较贵,仅部分地调单位拥有,又因地质常用功能比较分散,野外工作者使用很不方便。另外国内开发的多种地质专用图像处理软件,因商品化程度低而很少面市。所以,在我国地质工作高速现代化进程中,对高性能地质专用遥感图像处理软件需求巨大,急待有自主产权的、廉价的软件提供使用。普及适宜野外地质人员使用的高性能遥感图像处理软件,不仅是推动我国遥感技术地质应用的基础,而且是地质工作现代化的重要标志之一。

  记 者:对开发研制地调专用遥感图像处理软件有哪些要求?

  曾朝铭:专用软件基本特色应该是:能适应野外恶劣环境,能处理超大数据量图像数据;专用处理功能齐全,且绝大多数功能硬化;易学易用,界面友好,性能稳定;能与上述多种通用图像处理系统、地理信息系统软件互操作;以及耗电量低等。

  设定的最终目标是,集中精兵强将,通过边实施边开发、边大力在国内免费推广使用的策略,努力缩短优化、升级周期。用十年左右的时间,打造一个有自主产权、高水平、xx占有国内地质市场和有国际竞争力的行业专用软件。

 

  卓宝熙是我国最早从事工程地质遥感技术应用(当时称航空方法)的几位专家之一,也是铁路系统遥感技术应用的创始人之一。他长期致力于工程地质遥感技术的应用和研究,足迹遍及全国各省区。40余年来共主持、参加过兰新线、青藏线、成昆线、朔(州)黄(骅)线、南昆线、川渝东通道等约30条铁路线的遥感工程地质工作。遥感技术在上述诸线铁路工程地质勘测中的应用,大大提高了勘测效率和质量,改善了劳动条件,为选择理想的线路方案、节约投资创造了有利条件,取得明显的经济效益。
  1975年,在青藏铁路风火山—唐古拉山段的遥感工程地质判释调查工作中,卓宝熙与其他同志一起在不到半年时间内共完成了数百平方公里的地质填图工作。在交通困难、气候恶劣、地质资料缺乏的“世界屋脊”青藏高原,由于常规地面调查方法,不但劳动强度大,还难以保证填图质量,他充分利用了遥感技术的优越性,顺利完成了填图任务,提高工作效率10倍以上,保证了填图质量,大大改善了劳动条件。他不但完成了遥感填图工作,还根据遥感判释调查提出了不少有价值的线路方案。如年希湖东西岸方案,经遥感判释调查提出了较好的组合方案,避开了冻土沼泽、冻胀丘地段,减少了约35平方公里的外业控测工作量,取得了明显的技术经济效益。
  西(安)—(安)康铁路线秦岭越岭隧道是我国目前最长的一座铁路隧道,鉴于地形地质十分复杂,铁道部要求在初测之前,作“加深地质工作”,在大面积范围内进行工程地质选线。此项工作由铁道部{dy}勘测设计院负责,组织路内有关单位共同完成。工作中,采用了以遥感技术为先导的地质综合勘察方法。卓宝熙是遥感组的航空遥感技术负责人,他与其他同志一起,充分利用多种遥感图像判释,结合地面调查、物探等其它勘察手段,从多角度获取了大量地质信息,从宏观上查明了岭北和岭南共约460平方公里秦岭长隧道地区控制线路方案的主要工程地质情况,从而为在秦岭越岭段把比选范围缩小到石砭峪附近小扇形范围及随后在该范围的3个主要方案中,为筛选出地质条件较好的石砭峪秦岭隧道方案创造了条件,保证了所选方案的技术可靠性,大大缩小了初测范围,提高工效近一倍。经施工证实,所选的秦岭长隧道方案是正确的。该项目获2002年度铁路工程优秀勘察一等奖。
  朔(州)黄(骅港)铁路通过地区水文条件极为复杂,1990年,受河北省交通厅地方铁路管理局的委托,铁道部专业设计院承担了该线河间一港口段可行性研究工作。卓宝熙为该段线路的技术总体负责人,他根据遥感图像能通过微地貌特征和色调差异,把历史水害遗留下来的残缺不全的痕迹连接下来,可以确定水害严重地段的这一特点,决定采用遥感技术进行水文调查。他和同志们根据遥感图像判释成果,同时结合大量地面水文观测资料,进行方案比选,推荐走黄骅方案,经综合考虑后,已被国家采纳作为施工方案,使线路避开了水害严重地段,并大大节约了工程投资,该线已建成通车。
  随着遥感技术应用水平的提高及多年遥感工作实践经验的积累,1991年卓宝熙提出在南昆铁路施工期间开展遥感地质工作,他在花甲之年亲自带领年轻的技术人员爬山涉水,奔波在施工工地。南昆铁路施工阶段遥感地质判释所提供的成果,通过施工验证大部分是正确的。该成果被南昆铁路指挥部评为《南昆铁路科技进步计划》二等奖,在获奖证书中指出:“在新技术推广工作中,南昆铁路工程遥感地质判释成绩显著,为南昆铁路建设做出了突出贡献”。南昆铁路工程地质遥感判释是遥感技术首次应用于铁路全线施工阶段,这项工作的开展拓宽了遥感技术的应用范围。当然,线路全线施工阶段应用遥感技术仅是开始,还有待在今后实践中不断总结经验。
  1991年6月北京市北部山区遭受几十年来罕见的洪水、泥石流灾害,损失严重,为了进行灾害预防,北京市有关部门决定组成若干专家组开展遥感灾害调查工作。卓宝熙被指定为门头沟区专家调查组组长,工作期间他带领专家组成员,每天早出晚归,星期天也不休息,在15天时间内利用遥感图像,对门头沟区的18个乡镇,235个村庄进行水害和地质灾害判释调查,根据遥感判释成果把村庄按受灾程度分为4类,并分别提出防范措施。该成果成为门头沟区防汛部署的重要依据之一,产生了明显经济效益,为该区防汛工作作出重大贡献,受到区和市科协表扬。为此,他被评为1991 年度全国“讲理想、比贡献”竞赛活动先进个人和“全国讲理想比贡献活动xx”之一。
  1998年铁道部下达了川渝东通道渝(重庆)怀(怀化)线、渝(重庆)石(石门)线、万(县)枝(城)线等三条铁路线的遥感地质判释工作,由卓宝熙担任该项目负责人,该通道通过地区交通困难、地形地质十分复杂,方案比选难度大,他组织项目组成员,充分利用遥感技术进行工程地质判释,共完成1∶20万陆地卫星图像工程地质判释图18万平方公里,1∶5万航片工程地质判释图1.5万平方公里,图件编制全部采用计算机成图,内容美观、详细。工作成果从区域地质背景、不良地质和主要工程地质问题3个方面进行了工程地质综合评价,评价内容和数据全面准确,专家评审认为所提出的初步评价意见对下一步勘测工作具有指导意义,也为利用遥感技术进行大面积多方案比选积累了宝贵的经验。
  卓宝熙在铁路遥感技术应用的宣传及推广方面做了大量工作。他撰写了“遥感技术在铁路勘测中的地位和作用”、“遥感技术是铁路勘测的一种有效手段”、“铁路遥感技术大有可为”等多篇论文在报刊及学术会议上发表,宣传遥感技术的优越性,同时,他还多次以各种形式向上级领导提出推广、加强应用遥感技术的建议。他的建议与设想引起了部领导和有关部门的重视,其中的大部分建议已被采纳,对推动我国遥感技术的应用与发展起到了积极的作用。
  卓宝熙在推广和普及铁路遥感技术应用方面也是尽心尽力的。20世纪70年代末,80年代初,正是我国遥感技术的起步阶段,各部门急需遥感地质人才,他多次为铁道部、水利部、冶金部、交通部、高等院校等部门和单位举办的遥感地质培训班讲课。20世纪90年代,在他任铁路航测遥感科技信息中心主任期间,为总结铁道部遥感技术的应用效果和提高应用水平,多次组织主持了“铁路航测遥感科技动态报告会”,并出版论文集,还多次组织国外遥感专家到铁道部讲课。
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