基于高分数据的柿庄南遥感地质信息提取及三维应用(2)
参考文献.26
致谢28
1 绪论1.1 研究的目的和意义通常在一般的地质工作中， 特别是对中小型比例尺的区域进行地质调查工作时， 几乎要对几千平方千米甚至是几十万平方千米的区域同时进行野外调查和地质特征研究，这无疑需要耗费巨大的人力、物力和财力。而且由于地质现象要受到诸多环境因素，如植被、地貌、气象、人文等的影响，地质工作若想要达到认识地质现象本质的目的，则需要对这些复杂的环境因素进行综合分析，从而可以透过表面现象来提取实质性的信息。 为了能够向国家提供矿产资源和地质方面的资料， 文护国家矿产资源的所有权， 地质工作者的身上肩负着沉重而严峻的任务。经实践证明，遥感技术的应用在地质工作中正在成为一种非常重要的手段。它的特点主要表现为：视野广阔、周期较短、手段灵活，因此可在较短时间内获取大面积的宏观地表信息，从而摆脱了恶劣的自然条件对地质调查的限制，在某种程度上野外地质调查的工作量将大大减少，也加快了地质调查的速度。通过对遥感影像的解译来确定一个区域范围的地质构造和岩石信息， 并能对构造运动的状况做出一定的分析和判断是地质遥感的主要任务， 也是遥感地质解译的基础。在工程地质、水文地质、地质制图和矿产资源的探查等方面遥感地质实现服务的价值，推动了经济的发展。“国土资源大调查”[2]为遥感地质的发展带来了新的发展机遇，在理论、技术和应用方面都得到了跨越式的进步，使得人们逐渐认识到遥感地质在我国地质工作中具有重要地位。因此，本文作者在导师的指导下，选择“基于高分数据的柿庄南遥感地质信息提取及三文应用”作为学士论文选题，对本次研究区柿庄南的高分一号遥感影像进行图像处理、地质解译，识别出其岩性特征，并将最终绘制的地质信息图应用到数字三文地形模型中。
1.2 国内外研究进展遥感技术在地质行业中的应用已有几十年的时间历程， 但是纵观国内外绝大多数的地质研究还是以多光谱、高光谱的遥感数据为主，利用高分辨率卫星的遥感信息进行地质信息提取还是处于起步阶段。
1.2.1 国外研究进展在二十世纪三四十年代， 航空全色摄影像片的使用对区域构造和地貌的研究提供了很大的帮助。尽管全色摄影图像具有视域宽广、能逼真地揭示地质构造的特点，但是它也有自身的局限性，只反应了地物的可见光部分的反射亮度特征。为了能进一步在遥感技术上取得突破，1969 年 3 月美国 Apollo-9 空间探测器[3]第一次获得了比全色图像提供更多、更为有效的信息的地面多光谱图像，经过对其解译后发现它在调查地球资源方面有较强的优势。美国为了能实现对全球实时、重复覆盖以获得更多的遥感信息，第一颗地球资源卫星的发射开创了人类进入航天遥感时代的先河。到了 80 年代后，以美国的Landsat 系列和法国的SPOT为代表等新一代卫星形成了第二代陆地资源卫星系统。在此之后，欧空局（ESA）和日本宇宙开发事业团（NASDA）[4]也发射了一批搭载新型传感器的卫星，进一步提高了地球资源遥感数据获取的水平。随着星载传感器研制技术的不断进步，遥感数据的分辨率（包括空间、时间、光谱、辐射）也提高了，这为遥感地质学的研究取得了许多突破性的进展。七十年代初至九十年代末期，以G.R.Hunt 和 J.W.Salisbury [5]为代表的学者已较系统地总结了矿物、岩石在可见光-近红外反射光谱范围内的光谱吸收特性，为遥感岩石学的研究积累了大量丰富的基础资料。在80 年代，为了将对矿物岩石光谱特性的处理技术由定性转向定量方面，Clark[4]等人进行了更深一步的研究，并研发出了可行的计算机处理软件。后续涌现出很多学者（如Rowan、Crowley）总结前人的经验后在遥感数据进行矿物岩石识别填图等领域，取得了显著的成绩。1.2.2 国内研究现状早在 20 世纪 50 年代后期，我国就在 1:20 万区域地质调查工作中利用航空像片进行路线定位和简单的野外地质联测。到了 80 年代我国组织对 1:5 万区域采用物探、化探、遥感相结合的方法进行地质调查的研究[6]，在全国选择不同构造、岩类地区对遥感图像应用于地质构造分析和岩性识别的方法进行实验和评价，并总结了遥感地质识别的有效方法。在 90 年代初我国就开始大力宣传关于三大岩石新的填图方法，采用“3S”技术、物探、化探和计算机成图技术，提高编制地质图的质量[6]。 虽然我国的航天事业和国外相比起步较晚， 但发展速度甚快，紧追国外的脚步，取得了一些喜人的成就。于 1988 年中国和巴西就开始计划共同合作研发中巴地球资源卫星，该卫星属于数据传输型遥感卫星，并于1999 年10 月成功发射中巴地球资源卫星01 星。和国外的遥感技术相比较而言，我国的资源遥感卫星在时间、空间、光谱分辨率等方面还存在一些问题， 但科研工作者在研究遥感地质学的领域积极合作探讨，取得了重要的丰富成果。1978～1980 年[4]我国在腾冲最早利用航空遥感像片进行大范围地物光谱特性的测试。在 1990 年和 1993 年这两年时间里，国内科学研究院和日本研究所[4]曾相继进行合作，在我国新疆塔里木盆地地区对典型沉积岩样品的光谱特征进行了测定，利用 GERAIS 数据提供的信息可以有效地将特定岩性识别出来。我国研究人员王润生等[7]经过多年考察发现了矿物颗粒度与岩矿光谱特征之间存在的线性关系。张自力等[5]利用QuickBird 高分辨率遥感影像在新疆巴楚县地区对多条岩墙反复研究，并且运用了 GIS 技术提高了对岩墙基本特征的认识高度。在 2007 年遥感找矿科学研讨会议上，陈述彭院士[7]认为要想实现遥感找矿的新突破就必须依靠高分辨率、高光谱数据。