遥感技术在地质构造及找矿中的应用初探

杨苏诗，宋德志

（广东省地质局第六地质大队，广东 江门 529040）

我国在发展的过程中对能源有着较高的需求，因此我们必须要充分利用现代化的科学技术对地质构造和矿产资源进行全面的挖掘，但是要想准确的寻找到地表矿床是一件非常困难的事情，找矿方向趋向于寻找隐伏的、半隐伏的矿床，并日益重视在研究程度较差、覆盖一半的覆盖地区开展工作。遥感技术在找矿方法上是一项全新的技术，将其应用在地质构造及找矿中可以缓解工作难度，技术人员可以根据实际影像和数据准确的分析出地质构造和矿产储量，然后根据得出的数据采取科学的措施进行采矿。

通过以上内容的介绍可以得出，遥感技术在地质构造和找矿中具有重要的意义。在地质找矿中遥感技术主要应用在前期的探测阶段，对于一些地质条件差和地理环境不好的地区只能使用遥感技术，因为这些地区工作人员很难进入，即便可以进入也会存在较大的安全隐患，所以对于这些地区使用遥感技术是必然的。

1 地质勘查中遥感技术的发展现状分析

我国是个地域非常辽阔的国家，各种自然资源储备非常丰富，但是由于个别地方地形复杂，技术和矿产勘察人员无法深入到复杂的地域中进行勘察，针对这种情况我国只能采用遥感勘测技术对相关地域的矿产资源和地质结构进行勘测，这也是遥感技术全面发展的主要原因。通过分析地形和地貌可以发现，我国地势呈阶梯状分布，如西部地区多数以山地、盆地及高原为主，情况非常复杂，不仅天气多变，部分地区还存在严重的冰蚀现象，而在盆地地区也存在很大的风蚀现象，高原地区几乎常年处在冰冻的状态；中部地区的地势以高原地形为主，由于长期受到流水侵蚀导致部分地方形成了鲜明的喀斯特地貌。东部冲积扇平面地形面积较大，这些复杂的地形会对遥感技术的使用和发展造成很大的影响。针对这种情况，遥感技术理论研究还需要不断发展，确保其可以在众多复杂地形中实现全面的应用。相反如果遥感理论技术无法实现快速发展，则地质勘探技术的发展速度将会放缓，导致遥感技术无法大范围的应用在地质结构和找矿勘测中。由于我国遥感技术发展较晚，所以在某些理论方面还存在许多不足的情况，再加上我国地形复杂，从而严重阻碍了我国遥感地质勘测技术的发展。目前我国所使用的多数遥感技术都是从西方国家学习而来的，在引入这些技术的过程中没能充分考虑到我国的实际情况，使其在应用中的效果并不理想，长此以往势必会影响到我国地质勘测技术的持续发展。

2 遥感技术在地质构造中的应用

2.1 水平岩层识别的思考

在使用低分辨率遥感影像，对水平岩层进行探测与识别时可以发现水平岩层中存在一些产状信息，这些信息的产生与水平岩层受到侵蚀有关，当水平岩层长期收到腐蚀后，软硬岩层因受力及性能不同产生了保护层，使其在个别地方形成了斜坡结构，这一结构会对下部岩层起到有效的保护作用。但是如果在探测时使用的是高分辨率遥感影像，则可以对岩层内部的形成规律具有更全面的了解，影像中显示的阴影部分是硬岩陡坡，阴影浅的区域则是软岩陡坡。

2.2 倾斜岩层识别的思考

在使用低分辨率遥感影像对倾斜岩层进行观察时，可以得出坡面较长的为顺向坡，坡面短的为逆向破。如果两个坡面保持一致，则可以表明倾斜岩层的倾斜角度为45度。但是要想证明这一判断需要使用更加专业的工具进行测量与分析。当倾斜岩层被沟谷切分后，则需要使用更高分辨率遥感影像进行观察，同时对岩层中的不同断进行分析，以此得出岩层产状。

2.3 褶皱及其类型识别的思考

要想对岩层中的褶皱类型进行准确地识别，通常情况下要对遥感影像中所展示物体的对斯性和岩层产状要素进行识别与分析，之后借助不同分辨率的遥感影像得出褶皱的实际情况。在这个过程中工作人员首先要在低分辨率的遥感影像中对光的情况进行分析，以此得出褶皱是否存在。确定褶皱后进一步使用高分辨率的遥感影像对细节内容进行观察与分析，最终得出褶皱的类型。褶皱构造是岩层的组成部分，但是需要注意的是不是所有岩层都会出现褶皱。因此在识别中要根据岩层特点和类别对褶皱类型进行科学识别和标记。一般情况下，岩层会有属于自己的特性，如多数硬岩会以正地形出现，而软岩会在谷底形成，在使用遥感技术对其进行观察时可以发现正地形和谷底所表现出的色带完全不同，因此在探测褶皱的过程中完全可以借助两者的特点来确定褶皱。

3 遥感技术在找矿中的应用

3.1 遥感技术与地质图的有机结合

要想使用遥感技术找矿，不仅要提高遥感技术的信息处理水平，还要在使用中与地质图进行有效的结合。当地质勘查完成后，要对产生的数据和信息进行及时的处理与分析，这样才能在第一时间获取到准确的遥感影像，这对后续的矿产挖掘有着重要意义。

3.2 提取遥感蚀变信息

遥感技术是否先进，与其能够提取到遥感蚀变信息有着直接关系，这也成为了采用岩浆热提取围岩结构变化信息的重要方式。

通过相关研究发现围岩结构成分会受到岩浆热液和水蒸气热液的影响，人们习惯将上述机理称为围岩蚀变。围岩蚀变也可以称为矿，同时不同的围岩蚀变产出的矿是不同，其在腐变的过程中其范围非常大，且蚀变与金属矿化的空间分布规律性较强。所以，在找矿的过程中要以围岩蚀变为基础。其中最常见的围岩蚀变有云英岩化、绿泥石化以及夕卡岩化等。

在对相关内容进行研究时可以采用通过改变ETM+数据的方式校正图像，之后在用不同的技术对围岩蚀变信息进行提取，这时就可以确定矿的实际位置。

3.3 提取地质信息

由于地物的光谱特性会对其内部的理化性质造成很大的影响，这时地质的成分也会发生不同程度的变化，导致地质结构中的波长光子类型较多，这样一来其吸收性和反射性会得到不同程度的增强，导致岩石矿物的化学组成和物理结构具备较强的稳定性。在寻找这类矿物时可以利用遥感技术中的波普仪对其进行采样和光谱曲线测量，之后将测量得出的结构与实际矿物的光谱进行对比，这样就可以判断出测量的矿物属于那种类型。工作人员完全可以利用TM多波段数据，对某一矿区的纸质情况进行了解，然后得出这一矿区的实际地质结构，最终确定成矿位置[1]。

3.4 高光谱遥感技术

随着遥感技术的不断发展，目前最先进的遥感技术就是高光谱遥感技术，其分辨率可以达到纳米级，因此在对地表物体信息进行收集时可以做到非常准确，还可以及时形成图像。如果可以将高光遥感技术应用到地质构造和找矿中，不仅能够提高勘测效率，还可以使勘测到的内容更加准确，让人们通过观看影像了解到勘测现场的情况，这对后续矿产资源的开采提供了有力依据。高光谱遥感技术的工作原理是，其在工作的过程中会发出电磁波，这些电磁波可以将不同矿石的内容结构用光谱的方式展示出来，这样一来便可以根据光谱的特征对矿石的类别进行判断，最终分析出矿石的主要成分。通常情况下矿物光谱特征会通过阴离子和阳离子基团展示出来。主要的阳离子有Fe2+和Fe3+，而阴离子基团以羟基和碳酸根为主。这些离子对光谱的表现有很强的控制性。目前使用遥感技术可以发现的矿有以下几种，如明矾石、绢云母、滑石以及绿泥石等[2]。

3.5 植被波谱特征

通过相关分析发现，矿场形式与地面植被覆盖情况有着很大关系，如果地下存在大量的金属元素，其周围就会产生一定的微生物，而这些微生物会在地下水和土壤的作用下对地表植物造成一定的影响，最终使地表土层发生变化。当地面植物在生长过程中吸收了这些金属元素，无论是在长势上，还是在颜色和外形变化上都会发生显著变化。这时相关技术人员就可以对植物中的金属元素进行分析，最终得出地下矿物的种类和类别。同时，人们也可以利用遥感技术对地表植物的长势和颜色变化进行分析，可以大体推断出矿产的位置。相关人员在研究“矿物是否会对植物生长造成影响”时发现，重金属元素会导致植物生长缓慢并且部分植物在生长过程中会出现严重的褪绿现象，并且重金属元素与制备红光边界光谱曲线短波方向出现蓝移的现象。将遥感技术应用在找矿作业中可以将矿床位置准确标记出来。需要注意的是矿床并不是一成不变的，其在发展的过程中会受到很多因素的影响，导致其在结构和参数方面都会发生不同程度的变化，而这些变化会改变矿床的性质特征。为此，作为工作人员要时刻对矿床情况进行观察，掌握矿床结构的划分，最终确定其最后位置。在这个过程中就需要工作人员时刻利用遥感技术对性矿床情况进行观察，然后借助相关影像对矿床的变化特征作出全面的了解，通过与成矿勘测结构的融合分析，确定矿床位置，为后续的矿产挖掘提供基础数据支持。通过以上内容的介绍可以发现，将高光谱遥感技术应用在找矿中，不但可以提高找矿速度，还可以推动我国矿产行业的发展[3]。

4 遥感地质找矿技术的发展前景

4.1 高光谱数据及微波遥感的应用

在对高光谱遥感技术进行分析时发现，这一技术涉及的内容和领域非常多，所以可以说高光谱遥感技术是一项综合性的应用技术。它在成像时可以做到纳米级的分辨率，在成像的过程中还可以记录到很多数据，并从中提取一条连续的光谱曲线，从而真正地做到地物空间信息、辐射信息以及光谱信息的全面同步。由此可以看出其在日后具有很大的发展空间和使用前景。成像光谱仪最大的特点就是获取到的数据具有波段多的特点，使其产生的空间分辨率极高。高光谱图像的光谱收取的信息和内容非常丰富，每个波段都有属于自己的信息变化量，如果将其显示出的信息建立成一个岩石光谱信息模型，就可以推出勘测地点矿物非常丰富。微波遥感的成像原理与光学遥感存在着本质上的区别，在实际的遥感中会向勘测地点发射红外光束，然后利用天线对反射回来的微波进行回收与分析，通过科学的分析便可以得出物体表现的结构特征。微波遥感有着很多的优势，如可以做到全天候的使用，同时借助其较强的穿透性可以实现不受天气的影响和限制，也正因为这些优势其才能在提取构造信息上得到广泛的应用与推广。但是目前要想将微波遥感技术应用到天线和斑噪消除上，需要做进一步的研究与分析，因为其在这些方面并没表现出很多的优势。

4.2 数据的融合

随着遥感技术的功能不断提高，已经开始从多个维度对地面物体目标的特征进行了展示，还可以在同一地区建立多源数据，这些多源数据与单源数据相比有着很多的点，如多源数据可以实现数据之间的互补，可以避免数据过于单一和不全的情况发生。通常情况下单源信息只能反应一个方面的特征和内容，这样造成的结果就是位置确定不够准确，不能对目标做出有效的识别。而多源数据通过数据的互补和融合，推动数据融合技术的全面发展。数据融合不但可以剔除掉重复和没用的信息，也能减少其的存储和分析量，这对提高有用信息的分析与整理有着积极作用。同时还可以实现对众多有用信息的整合与收集，使各个信息之间可以实现互补与完善。当前的数据融合主要分为以下两种，分别是遥感数据间的融合、遥感数据与非遥感数据的融合。融合技术的种类非常多，目前最常见的方式就是四则运算或HIS变换，其中还有一些方法要对多源数据先进行预处理，之后才能进行信息融合，这种方式需要应用到代数运算融合以及小波变换融合等。通常情况下蚀变矿物特征光谱曲线吸收谷位会出现在多光谱数据的波段位置，所以可以对蚀变矿物进行有效的识别，但是由于波段较宽，只能对蚀变矿物进行有效的分类[4]。雷达波与可见红外电磁波相比具有较强的穿透力，能够对表面和内部的构造进行充分的展示。由于雷达图像正在朝着多元化的方向发展，所以在获取信息方面的优势非常大。具体来讲，无论是多光谱数据还是高光谱数据，都可以起到区分和识别矿物的作用，因此如果将光学图像与雷达图像进行全面的融合，不仅可以提高图像的分辨率，还可以准确的识别出矿物的类型。从目前的融合情况来看，虽然整个融合过程中取得了显著的效果，但是从最终的效果来看还有待提高，其在未来的发展中还有很大的空间。

4.3 3S的结合

所谓3s实际上是RS、GIS、GPS的简称。GPS在整个过程中主要起到定位的作用，当位置确定后可以用相关技术对具体坐标进行管理。要想对这些海量的遥感数据进行管理，要拥有庞大的空间，其次还要拥有足够强大的管理系统，目前要想尽量控制找矿成本，最好的方法就是使用遥感技术，最大的优势是可以用最小的成本换取最大的回报，因此必须要推动RS与GIS的结合，两者在结合后其优势才能完全的展示出来，因为GIS可以将相关区域的探索情况用影响的方式展示出来。另外，在3S技术不断发展的背景下，遥感数据的解释速度得到了极大的提升，使得相关技术人员正在将3S与VS、CS等技术开展全面的融合，希望通过这种方式来推动遥感技术的全面发展[4]。

4.4 图像接收、处理及信息提取技术的发展完善

传感器会将接收到的地面光谱信息发生到接收站，然后通过计算机的处理将相关信息用图像的方式展示出来，在这个过程中还会准确地识别出遥感信息。但是随着相关技术的不断发展，再加上信息量的不断增大，要想从大量的遥感数据中提取出找矿信息是一件非常困难的事情，因此必须要推动传感器的发展和图像处理技术水平。要想在信息中提出更多找矿信息，需要做以下工作：

（1）全面推动高分辨率传感器的发展，只有这样才能使其接受到更多微弱地质信息；

（2）不断提高信息处理方法和速度，避免由于信号原因和信息处理不到位的原因造成图像模糊和失真的现象发生；

（3）在选择参与信息提取的波段时，要严格按照波段理论对信息进行提取，由于矿物的不同，在吸收各波段时也会表现出很大的差别。在利用地表植物找矿时，需要使用更加精密的配套设施和设备，如较为先进的物质分析仪器和分析技术[5]。

5 结语

综上所述，通过以上的介绍可以发现，将遥感技术应用在地质结构与找矿中具有非常重要的作用，不仅可以提高找矿速度，还可以对矿物的结构和形成规律有一个全面的了解，这对推动我国地质勘探工作的发展有着积极地作用，可以有效避免人员进入到危险地带进行勘探作业，确保相关技术人员的生命安全。