高精度卫星地质遥感技术探析

张光之　古志文

摘 要：高精度卫星地质遥感技术是一种新型的高科技监测、预警、评估手段，是当代地质工作中监测与预警、评估与分析手段的核心组成部分，是20世纪开始执行的“对地观测系统EOS”计划的主体部分，运用高精度卫星地质遥感技术开展地质灾害现状调查、地质灾害的监测与预警、地质灾害的损失与评估等工作是重要的信息技术手段。

关键词：高精度卫星地质遥感技术 技术分析 应用例析

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-0-01

高精度遥感技术可以简单的理解为收集地面特定目标的电磁辐射信息，判断地球环境和资源的技术。遥感技术的发展经历从实验室单一概念到实用的技术系统，从少技术到多科技领域的有机结合，从单学科的运用到多学科的综合，从静态资源调查到动态环境的监测，从区域性的微观分析到全球性的宏观研究，从发达国家手中的核心秘密到全球性的普遍掌握的过程。20世纪90年代以来，遥感技术己被广泛地应用于地质矿产、冶金、石油、测绘、地理等领域。它具有时效性好、监测范围广、信息量丰富、宏观性强、获取手段丰富等特点。因此，利用高精度遥感技术开展地质工作已经成为时下非常重要的高科技手段。

1 基于高空间分辨光学的地质卫星遥感关键技术分析

1.1 遥感图像数据获取

在遥感图像数据获取的过程中，一般会进行两个方面的选择。一是在空间分辨率方面的选择。遥感图像的选择不在是一味追求高精度的过程，它包含对成像的范围效应和经济适用性的判断。不同的地质现象需要不同的观测距离和尺度，才能合理、完整的运用遥感技术进行成像过程。现阶段，大多数地质工作者已经意识到定点的观测数据已经不能满足地质工作的需要，必须将其应用转换到不同范围和多尺度空间，即要求研究不同的对象需要选择不同尺度的遥感数据。二是在波段组合方面的选择。地面点的辐射值组成的遥感图像具有随机性和不确定性，主要因为遥感图像会受到各种变化因素的影响，同一地面点会因为成像时间不同、气候状况、植物变化等造成不同的成像结果，可能存在同一地面点不同色谱，同一色谱不同地面点的的现象。所以在实际应用中，考虑人眼的特殊性，主要采取RGB彩色合成图像作为解译的标准图像。对于具体地面点的成像而言，选取的波段要满足各波段之间辐射值方差最大、相关性最小、均值大小合理的条件，而且其应尽可能含有丰富的地面点特征。

1.2 图像校正与增强处理

在利用遥感技术成像的过程中，由于传感器和大气条件等因素变化的影响，最终获取的遥感图像会有小幅度的几何变形情况，影响了图像的成像质量，必须加以处理。换而言之，即使用几何纠正的方法对已获取的遥感图像进行处理。几何纠正包括消除倾斜误差和投影误差两方面。遥感图像几何纠正的目的是把几何失真的遥感图像恢复成没有失真的地面点实际图。为了使遥感获取的数据更好地应用于研究工作中，遥感数据必须经过几何纠正的过程，确定合适的比例尺，使遥感数据和已获取的非遥感数据相匹配，便于地质工作中的比较、分析、研究等过程。除了运用几何纠正的方法处理遥感图像之外，通常在实际中还会采用遥感图像增强处理的手段。遥感图像增强处理指通过数学方法和显示技术等手段，增强已获取遥感图像中的信息，使其易于辨别，使信息的分析更加便捷。遥感图像增强处理的核心是通过各种手段提高遥感图像的视觉性、解译性和信息转化性。遥感图像增强处理方法有：灰度增强、边缘增强、彩色增强等方法。遥感图像增强处理的方法根据处理空间的不同分为基于图像空间的空域方法和基于图像变换的频域方法两大类。

1.3 图像融合技术

遥感图像数据融合是从80年代形成和发展的一种自动化信息综合处理技术，是把来源不同的遥感数据在同一坐标系中，采用一定的算法生成一组新的信息或合成图像的过程，是解决多源遥感数据富集表示的有效途径之一。遥感图像融合方法主要有四种：即信号级融合法、像元级的融合法、特征级的融合法和决策级的融合法。信号级融合指将不同传感器的信号进行混合，产生高质量的融合信息。像素级融合指在各传感器对原始信息未作处理前的一种低水平的数据融合，其具有最高精度但同時具有信息量大、耗费性强的缺点。特征级融合指在各传感器对原始信息进行特征处理的一种中等水平的数据融合，它实现了信息压缩，但同时具有地域原始信息精度的缺点。决策级融合是在像素级和特征级融合的基础上对图像信息进行识别、分类、检测，再对图像进行融合处理的一种最高水平的数据融合。实际情况下，最常使用的融合方法是像素级融合。

2 卫星地质遥感于崩塌灾害中的应用例析

2.1 崩塌信息的特征

崩塌类地质灾害一般发生在陡峻山坡上，在ETM图像和SPOT图像上只能识别大规模的崩塌堆积体却不易分辨人工开挖的山体特征。

但在IKNOS的彩色卫星成像上却会清晰显示崩塌的特征。崩塌信息特征解译的主要标志有：一是位于陡峻的山坡上，在倾斜角大于55度的陡坡地段可出现巨大石块特征的遥感成像；二是崩塌轮廓线明显，崩塌堆积体上植被欠发育；三是崩塌体会形成节理的裂缝影像。

2.2 崩塌活动解释

崩塌的活动情况在遥感图像上易于辨认。具体活动解释如下：仍在发展的崩塌在岩块脱离山体的凹陷部分成色浅，没有植被生长，上部陡峻，有时呈突出的参差状，有时因崩塌壁岩石本身色调较深呈深色调；趋向稳定的崩塌，其成像呈深色调或在浅色调中夹杂斑点，生长少量植物，上部陡峻，崩塌体主要由粗颗粒碎石构成；稳定的崩塌，其崩塌成像的色调深，植被生长茂密，上部陡坡较缓，崩塌体主要由细颗粒土构成，植被生长茂密，一定条件下可以开辟为耕地。

3 结语

高精度卫星地质遥感技术应用于地质灾害监测、预警、评估、分析等方面已获得了巨大成功。

现阶段的工作仍然停留在对灾害的区域性评价等方面，利用高精度卫星遥感技术进行地质灾害的详尽解释与评估等研究方法还是相对欠缺，大部分地质灾害分析过度依靠航空摄像图片等。但是由于信息技术、空间技术、和计算机技术的高速发展，遥感技术在光谱分辨率、时间分辨率、空间分辨率等方面取得了巨大成就，因此利用高精度卫星地质遥感技术进行地质灾害监测、预警、评估是遥感技术体系在地质灾害应用中的必然发展趋势。

参考文献

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