遥感数字图像处理技术在构造地质学中的应用.docx

浅谈遥感数字图像处理技术在构造地质学中的应用 作者： 日期：2 浅谈遥感数字图像处理技术在构造地质学中的应用摘 要：在构造地质学的研究中，遥感数字图像处理技术越来越显示出其优越性，尤其是在动态构造运动的监测方面取得了诸多成果。遥感技术在地质灾害的调查评价中的应用已经比较成熟，在断层构造信息的提取上也有着较好的应用和发展。文章将主要对遥感数字图像处理技术在构造地质学中的地质灾害调查和断层信息提取两方面做出简要分析。旨在通过分析引导更多的构造地质学研究人员应用遥感数字图像处理的方法进行研究，从而提高效率，取得更大的科研成果。此外，也希望能有更多的研究人员能将这门技术应用到更广阔的研究领域，充分发挥遥感数字图像处理技术的优势。关键词：遥感数字图像处理；构造地质学；滑坡；断层0 引言随着遥感数字图像处理技术在地质学中的应用不断深化，建立于遥感技术和地质学之上的一门边缘学科遥感地质学逐渐发展起来 1。作为一门新兴的交叉学科，遥感地质学将遥感数字图像处理的技术引入到传统的地质学领域中。它不仅提高了地质学领域研究的效率，也为地质学研究带来了全新的方法和技术。目前，遥感数字图像处理越来越得到地质学研究人员的重视。而在构造地质学的研究中，遥感数字图像处理技术更是显示出其优越性，尤其是在动态构造运动的监测方面取得了诸多成果。遥感技术在地质灾害的调查评价中的应用已经比较成熟，在断层构造信息的提取上也有着较好的应用和发展2-4。1 构造地质学研究的发展背景5构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后，不管是在研究方法还是研究程度上都已经有了很大的进步。构造地质学强调野外实地观测，其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。这也对构造地质学的研究方法提出了更高的要求。20世纪60年代以后遥感技术的运用，对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪，但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分，使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好，研究得更深入。2 遥感数字图像处理在构造地质学中的应用2.1 滑坡遥感滑坡多是由于构造运动所产生的次生灾害。滑坡也我们所知的常见地质灾害之一，每年滑坡都会给我国人民带来严重的生命财产损失，因此对滑坡体的检测十分重要。我国的滑坡(包括崩塌、泥石流、碎屑流等一切在以重力为主的自然营力作用下,斜坡发生变形失稳的现象)遥感起步于1980年。遥感技术的应用使得我们能够将部分野外工作转移到室内,在一定程度上提高了工作效率,减轻了野外工作强度,特别在危险及气候恶劣地区,有明显的优越性,所以遥感技术逐步成为我国区域滑坡及其发育环境宏观调查的不可缺少的先进技术,为山区大型工程建设的环境灾害调查及防灾减灾工作做出了重要贡献。6通过遥感图像我们可以很容易识别出滑坡（图17），再将正射图像与DEM及数字地理底图套合使用,可进行三维解译并了解地物实际高程及周围其它地理要素情况,使滑坡遥感解译更前进一步，更有利于滑坡灾害的监测以及灾后的救援工作。图1 滑坡遥感图像2.2 断层构造信息提取近年来,在城市周边地区发生了许多强震,如日本的阪神地震,美国的北岭地震、洛马-普里塔地震等,这些地震造成了人民生命财产的重大损失。大城市通常建在松散沉积物覆盖的地域内,这些地域多发育隐伏活动断层。建筑及其它人类活动改变了自然景观,也改变了断层活动的痕迹,因此常规的野外活断层调查方法难以发挥作用。8此外，在很多的矿产资源的勘探中，断层往往也起着重要的控制作用。它约束着矿产的空间分布，因此准确识别断层也是十分重要的。断层构造在平面上表现为线性构造。线性构造是指遥感图像上由各种地质作用引起的由色调(色彩)、微地貌、水系等标志沿一定方向展布所显示的线性(或带状)影像特征9。通过遥感数字图像处理准确识别断层信息能够帮助我们解决很多实际问题。在处理遥感图像时，大多数遥感图像数据融合的方法在增强空间分辨率的同时,损失了原始图像的光谱分辨率。即结果图的色彩效果不是最佳。ARSIS方法基于小波变换和多分辨率分析,它在增强图像的空间分辨率的同时,最大程度地保持了原始图像的光谱信息。10通过科学合理的遥感数字图像处理方法的处理，能够从遥感图像上获取尽可能多的断层有关信息。在有必要的情况下，根据所分析出来的断层的位置及实际工作的需要，我们还可以进行实地考察或者进行钻井研究。这样的我们便能够较为准确且快速地完成任务。当然，做遥感数字图像处理也是一件比较复杂的事。它包括图像的裁剪、拼接、校正、融合、信息增强、密度分割等。所以这也同样需要我们投入一定的精力。但是，一旦图像处理完成，它将给我们带来很大的便利。图2是三峡库区香溪-宜昌段SPOT和ERS-SAR遥感影像解译地质图（杨武年,濮国梁,郑平元,等）10。通过遥感数字图像处理，我们可以省去大量的野外作业时间。得到解释地质图后，我们只需根据该图再到野外进行一定的纠正工作即可。这样就大大提高了我们的工作效率，也增强了工作的质量。可见遥感数字图像处理在断层构造信息提取中的重要性。图3为活动断裂信息提取流程示意图（窦爱霞,王晓青,王栋梁,等）。113 分析和讨论在前文我们已经讨论了遥感数字图像处理在构造地质学中的两个方面的应用。遥感数字图像处理技术给构造地质学带来的不仅仅在于效率的提高，更在于它为我们的构造地质学研究提供了一种全新的科学的研究方法。这将为构造地质学的研究提供一个突飞猛进的机会，给人类社会带来巨大的知识财富和物质财富。在本文提到的滑坡体监测和断层构造信息提取中，我们看到了遥感数字图像处理技术给构造地质学研究带来的便利。而且，它能够更加迅速准确地反映出构造的运动信息通过对比不同时间的遥感图像，找出差别，可以了解在该段时间中所发生的变化。而在实际的研究中，遥感数字图像处理技术不仅仅只在这两方面有用武之地，它还有着更为广阔的应用空间。此处由于篇幅的限制，就不再一一介绍了。图2 三峡库区香溪-宜昌段SPOT和ERS-SAR遥 图3 活动断裂信息提取流程感影像解译地质图(图原大150000)结束语由于在不同的具体实例中，对遥感图像的处理需要不同的处理方法，且遥感数字图像处理技术本身是一门比较复杂的技术，所以本文只是对遥感数字图像处理在构造地质学中的应用做了简要介绍，并没有详细讲解对于某一具体实例的遥感数字图像处理的具体步骤方法。在通过分析遥感数字图像处理技术给构造地质学研究带来的全新方法后，我们了解到遥感数字图像处理技术在构造地质学的研究中还有着更为广阔的应用空间等待着构造地质学研究人员去探索，去拓展。在此，笔者希望有更多的构造地质学研究人员应用遥感数字图像处理的方法进行研究，从而提高效率，取得更大的科研成果。同时，也希望能有更多的其他领域的研究人员能将这门技术应用到更广阔的研究领域，充分发挥遥感数字图像处理技术的优势。参考文献：1 田淑芳,邝生爱.浅析遥感地质学教学方法J.中国地质教育,2000,3:43-44.2 冯杭建,唐小明,游省易.泥石流调查遥感解译新方法J.中国地质灾害与防治学报,2008,19(3):124-129.3 余其芬,杨世瑜,蒋劲.丽江市断裂构造遥感信息提取研究J.昆明理工大学学报：理工版,2008,33（6）：7-10.4 庄逢甘,陈述彭.2006遥感科技论坛M.北京：中国宇航出版社,2006.5 百度百科.构造地质学OL.2010-11-28. /view/55233.htm.6 王治华.中国滑坡遥感及新进展J.国土资源遥感,2007,4:7-10,32.7 百度图片.滑坡遥感图像OL.2010-11-28. /i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%BB%AC%C6%C2%D2%A3%B8%D0%CD%BC%CF%F1&in=12824&cl=2&lm=-1&pn=140&rn=1&di=40323913275&ln=536&fr=bk&fmq=&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0.8 张景发,陶夏新,田云锋,等.城市周边活断层探测中遥感技术的应用J.自然灾害学报,2004,13(1):137-145.9 刘汉湖,杨武年,李佑国.遥感数字图像处理技术在断裂带信息提取中的应用以扬子地台西南缘冕宁-西昌一带为例J.地质找矿论丛,2006,21(2):133-136.10 杨武年,濮国梁,郑平元,等.长江三峡库区多类型、多时相遥感图像数字处理和地质构造信息提取J.成都理工大学学报：自然科学版,2003,30(4):379-385.11 窦爱霞,王晓青,王栋梁,等.基于多源数据的活动断裂遥感图像处理技术J.地震,2010,30(3):124-128.actively carry out the law on civil air defense education, drawn out of the air defense in Pingliang city Building under easy fare, daily specia