遥感在辽宁丹东地区1∶5万区域地质调查中的应用

王大鹏，李林川，鲍东明，豆世勇

（1.辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳 110032；2.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳 110034）

遥感在辽宁丹东地区1∶5万区域地质调查中的应用

王大鹏1，李林川2，鲍东明1，豆世勇1

（1.辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳 110032；2.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳 110034）

通过对丹东地区1∶5万黄、白旗幅测区的遥感影像特征研究，结合地面调查进行综合分析和解译，对测区地层、侵入岩、变质岩、线性构造的遥感影像特征和解译效果进行了系统总结.发现可解译地质体和地质现象，解译效果较好，解译正确率达70%以上.归纳出一套行之有效的工作方法，证实遥感在区调工作中具有不可取代的作用和良好的应用价值.

遥感图像；解译；区域地质调查；辽宁丹东

0 前言

遥感是一种远离目标，在不与其直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术［1］.地质遥感，是综合应用现代遥感技术来研究地质规律，进行地质调查和资源勘查的一种方法［2］.随着遥感图像解译和计算机信息提取技术的日益成熟，遥感技术在地质研究领域得以广泛应用.遥感岩性识别具有周期短、投入少的特点，具有极大推广应用价值［3-4］.

辽宁省丹东地区地势起伏变化大，地质调查工作难度较大.先期进行遥感地质解译，可快速掌握基本岩性和地层信息，确定重点工作区，部署最佳踏勘路线和剖面路线，梳理地质现象，建立区域地质构造格架.

相比于SPOT、ALOS卫星以及快鸟卫星等付费数据，陆地资源卫星数据已对全球免费发布，广大地质工作者可以利用这一便利条件于项目设计前期无支出情况下，开展遥感解译.

本文将遥感技术应用于丹东地区1∶5万区域地质调查中，利用陆地资源卫星ETM+数据，制作遥感影像图和立体影像图，采用人机交互目视解译方法［5］，引入三维立体遥感影像，辅助岩性、地层和地质构造解译.

1 研究区概况与数据

1.1 自然概况与研究现状

调查区地貌北部属辽东山地丘陵区，为长白山脉西延部分.植被发育，地形复杂，相对高差不大，一般海拔300～500 m，最高山峰海拔516 m.南部为丘陵区，海拔在300 m以下.

水系主要为大洋河流域的支流，由北向南汇入黄海.主要水库有土门子水库.

区内地质调查研究历史悠久，研究程度较高，1∶20万和1∶5万区调成果丰富，遥感方面尚未取得广泛应用和显著成果.

1.2 遥感数据与质量评价

本文选用Landsat ETM+遥感数据作为遥感影像图制作、解译的遥感信息源（表1）.

表1 编图所用陆地卫星7号ETM+数据一览表Table 1 Landsat 7 ETM+data for mapping

本次调查和研究采用的数据质量较好，数据清晰且无云覆盖，无噪声和条带，满足预处理要求.由于数据获取时间为夏秋季节，植被覆盖较密，对解译有一定影响.总体上看，本次应用数据可以进行地质单元与地质构造现象等综合解译.

2 遥感影像图与立体影像制作

2.1 遥感影像图

人眼对色彩的识别能力大大高于灰度，因此，解译影像大都采用彩色合成图像［6］.根据图像的光谱统计特征、项目中的课题设置以及以往工作经验，选取5（R）、4（G）、3（B）三个波段做彩色合成.其效果最佳，色彩丰富，信息量大，便于去除干扰信息，从而加强地质单元和地质现象的目视解译.

选取合适的地面控制点，进行几何校正.注意控制点多选择那些单线河汊相交点、单线河上的桥、小水库的水坝、公路交叉点等易识别好定位的地物处.

对融合和剪裁后的影像定义投影，实现几何精校正.采用平面直角坐标系，椭球参数为西安80/1975年I U G G推荐椭球，投影类型为高斯-克吕格投影.

2.2 立体影像图

三维可视化是一种利用计算机技术再现三维世界中的物体，并能够表示三维物体的复杂信息，使其具有实时交互能力的一种可视化技术，是对现实世界的真实再现［7］.

本文在完成测区遥感影像图制作后，使用ArcGIS软件中的ArcScene工具将制作好的遥感影像进行高程赋值，使平面影像变为具有空间层次感的三维立体影像，实现三维可视化，使可解译地质信息量得到提高.

3 地质单元遥感解译

3.1 遥感解译方法

在经过了计算机剔除干扰信息的情况下，结合植被分布图、土地利用图、地貌图、等高线地形图、水文地质图、地质图等资料以及野外踏勘制定的解译标志，对待分类影像进行更为详实的解译分类，采用人机交互目视解译.

3.2 解译成果和野外验证

3.2.1 地层遥感解译

测区地层发育不广泛，主要位于南部，在野外填图过程中很难准确掌握其范围.

从影像上看，地层区岩性特征明显，可建立解译标志（见表2）.通过目视解译，勾绘出地质界线，经野外实地验证，第四系两组地层为测区内解译最为准确、良好的地质单元.

3.2.2 侵入岩遥感解译

区内侵入岩广泛发育，约占测区面积的一半，出露较好，单个岩体分布面积亦较大，多为酸性二长花岗岩.中性闪长岩、花岗闪长岩在测区北部与南部出露.侵入时代分别为新太古代、古元古代、中生代.彼此之间在遥感影像上无非常明显差异，只能在宏观上看出总体轮廓.可通过三维立体影像，建立解译标志，实测较为吻合.

3.2.3 变质岩遥感解译

测区内变质岩较为发育，以低角闪岩相的太古宙区域变质岩为主，另有少量分布于地层组内及其与侵入岩之间构造滑脱面处的动力变质岩类.在遥感影像上特征不显著，无法准确勾绘其界线，本文未进行解译.

4 线性构造遥感解译

区内线性断裂构造较为发育，大小规模均有，线性纹理特征显著，具有较好的解译标志，大部分经野外验证属实，解译效果较好.下文按断裂走向介绍区内典型断裂的影像特征.为方便显示其线性纹理特征，图片中用箭头表示断裂发育和延展的位置.

4.1 北东向线性断裂构造

受区域构造活动影响，测区北东向线性断裂构造最为发育，规模较大，延伸稳定.影像上呈现出非常明显的线状纹理，总体解译效果良好，与实测吻合.

从家大沟-王家堡子-吴家堡断裂：属于区内大型规模的线性断裂构造，位于白旗幅的西南部，总长约18 km.在遥感影像上呈现为近北东向连续的线性沟谷，与周围地貌差异较大，线性痕迹显著，是本区遥感影像特征最明显的线性断裂，解译效果最好（图1）.

图1 从家大沟-王家堡子断裂影像图Fig.1 The image of Congjiadagou-Wangjiapuzi fault

图2所示为断裂的南部.在遥感影像上表现为北东向连续的线性沟谷，与周围的山脊走向（阴影排列方向）差别明显，线性痕迹显著.南端与第四系交汇，方向发生改变，在野外调查中发现断裂破碎带，解译效果较好.

图2 红旗镇-土门子水库断裂影像图Fig.2 The image of Hongqizhen-Tumenzi fault

4.2 东西向线性断裂构造

测区内东西向线性断裂构造较为发育，规模较大，大部分断裂影像特征较为显著，少部分受风化、河流侵蚀等自然因素和人类活动影响，影像线性纹理特征不明显.

（1）周家-白旗断裂：属于区内规模较大的线性断裂构造，位于白旗幅西北部，总长约10 km.在遥感影像（图3）上呈现为线性连续的沟谷，与周围地貌差异显著，切割北东向的大房身-岔沟断裂.在野外调查中发现残留的断层三角面和岩石破碎带.解译效果较好.

图3 周家-白旗断裂Fig.3 The image of Zhoujia-Baiqi fault

（2）曲家堡子-宋家岭断裂：属于区内规模较大的线性断裂构造，位于白旗幅南部，曲家堡子至宋家岭一线，总长约14 km.在遥感影像（图4）上，线性纹理痕迹不明显，断裂中部被第四系掩盖，断裂发生错移，解译效果一般.野外验证发现断裂痕迹，证实解译断裂确实存在.

5 结论

（1）可利用陆地资源卫星的ETM+数据制作遥感影像图，建立区域构造格架，掌握主体地质单元和地质现象信息，为区调设计和前期工作提供帮助.

图4 曲家堡子-宋家岭断裂Fig.4 The image of Qujiapuzi-Songjialing fault

（2）经野外验证，丹东地区遥感地质解译在第四系地层和北东向线性构造方面效果显著，与实际吻合度高；解译侵入岩方面，效果一般；解译变质岩方面，效果较差.总体上看，可解译地质内容较为丰富.

（3）将遥感影像叠加到等高线上生成的立体遥感影像，可以清晰直观地判读地势坡度起伏，区分山脊和山坡，对线性构造解译和区分岩性帮助较大.该应用值得在区域地质调查工作中推广.

［1］彭望碌，白振平，刘湘南，等.遥感概论［M］.北京：高等教育出版社, 2002.

［2］陈述彭，赵英时.遥感地学分析［M］.北京：测绘出版社,1990.

［3］于学政，曾朝铭，燕云鹏，等.遥感资料应用技术要求［M］.北京：地质出版社,2010.

［4］关泽群，刘继林.遥感图像解译［M］.武汉：武汉大学出版社,2007.

［5］沈非，查良松.基于ArcView的人机交互式土地资源遥感解译方法［J］.资源开发与市场,2007（3）:204—206.

［6］华瑞林.遥感制图［M］.南京：南京大学出版社,1990.

［7］梁鹏帅，冯冬敬.三维可视化的研究现状和前景［J］.科技情报开发与经济,2009,19（7）:134—135,147.

APPLICATION OF RS IN THE 1∶50000 REGIONAL GEOLOGICAL SURVEY OF DANDONG AREA,LIAONING PROVINCE

WANG Da-peng1,LI Lin-chuan2,BAO Dong-ming1,DOU Shi-yong1
（1.Liaoning Institute of Geological Survey,Shenyang 110032,China; 2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China）

With study on the characteristics of remote sensing images in work area,combined with comprehensive analysis of ground survey,the characteristics of RS image and interpretation results are systematically summarized for the intrusive rocks,metamorphic rocks and linear structures in the surveyed area.It is found that some geological units and geological phenomena are well interpreted,with accuracy rate over 70%.A set of effective working methods is concluded,which is provedvaluableandirreplaceableintheregionalgeologicalsurvey.

RS image;interpretation;regional geological survey;Liaoning Province

1671-1947（2014）02-0184-04

P 627；P622

A

2012－09－ 24；

2012-11-15.编辑：张哲．

收稿日期：辽宁省国土资源厅2009年度辽宁省资源补偿费项目（辽国土资项发［2008］78号）资助.

王大鹏（1983—），男，硕士，工程师，主要从事区域地质调查和遥感工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路42号羽丰大厦25-10，E-mail//Leisurebird@tom.com