现代遥感技术在地质找矿中的应用

丛 充

(陕西国防工业职业技术学院,陕西 西安 710300)

1 现代遥感技术的发展对地质找矿的作用

遥感技术又叫遥测技术,是指通过航空航天传感器进行较远距离的测量技术。遥感技术可以全天候工作,应用范围相当广泛。现代遥感采用电磁波对地物信息分析和提取,生成遥感图像,并对电子图像进行处理，能在多个时间分辨率内,生成多光谱图像信息,通过遥感图像分类对比即可采集提取图像中的信息。遥感直接对比法是解译的最常用方法。对于采矿工程而言,矿物矿产大多分布在岩层中,中小规模的企业不具备先进采矿技术,为矿物开采和确定坐标位置带来不便。在现代遥感技术广泛使用之前,工作人员只能依据现有探矿设备进行勘察,往往采用物探技术,费时费力,探矿效率低下,耗费巨额成本,而且难以取得理想效果。遥感技术的产生及应用,使得地球探测技术不再单方面依靠传统的物探技术,提高了工作效率,而且利用电子图像处理使测量结果符合精度要求。遥感波段对矿物、岩石、土壤以及植被散射形成的不同的波谱,通过计算波谱特性从而区分不同的岩层及地物,这成为现代地质找矿的有效手段之一。

现代遥感技术不是孤立的探测技术,需要与其他对地观测技术有效结合。利用卫星空间信息技术,可大范围、多尺度的监测地球表面,使遥感技术得到更广阔的应用；与GNSS技术的集成,可以对研究区感兴趣目标进行精准的定位,搜索目标岩层；地理信息系统(GIS)技术也可与遥感技术集成,探查采矿区周围土地利用情况,在开采矿产时控制安全系数,防止危险事故发生,提高采矿效率和开采质量。

2 现代遥感技术在地球探测与地质找矿中的应用

1)直接应用。在地质部门从事探矿找矿的工作中,遥感蚀变信息的提取是比较经典的方法。在地球物理学上,岩石受地热的影响,属性会发生改变。由于岩石在自然界形成的类型不同,岩石的蚀变程度有所差异。在探寻金属矿物时,不同的金属矿石受岩浆侵蚀,产生不同的岩性,将不同岩性分类,为遥感提供可供分析的样本。在地球上地物受地球万有引力的影响,产生磁场和磁感线,岩石在磁场的作用下形成不同的波段,由物理学原理可知,磁场感应具有信息识别记忆的功能,可辅助遥感技术准确判断研究区目标岩石的坐标位置,进而依据矿床学原理判定矿床所在位置。

遥感技术的使用不是单一孤立的,需要现代航空测量技术的辅助。以无人机技术为代表,无人机高空作业时,不可避免受天气、光线等因素的干扰,干扰信息可能会导致对岩石信息判别错误。因此,为了解决光线信息干扰,运用现代卫星遥感技术,提供卫星遥感影像,在现代电子传感器下形成清晰的遥感图像,提高成像稳定性,提高测量精度,与卫星导航定位系统集成,找到矿床信息的具体位置、属性。

2)间接应用。矿物是在地质构造中产生的,矿石多分布于地质构造边缘带,伴随地质构造的运动,矿床亦会变化,大量资料统计显示,矿床大多呈带状分布。利用现代遥感技术,基于不同矿产的属性,形成不同的磁场,利用遥感技术对磁场提供的信息加以判别,有针对性的依据矿产性质找矿。

除这些应用外,遥感技术还可基于矿产附近的植被信息进行判定矿物位置。每种矿物随时间变化,金属性质亦会发生改变,长时间的变化,导致矿物与水分发生化学反应,反应时间加长,将不断从土壤下层逐渐向上渗透,进而改变土壤性质。在降水丰沛的地区,不同的植被会对适宜的土壤环境做出选择。

需要注意的是,遥感测量依据矿床自身的信息进行识别。随着矿床周围环境的改变,矿床位置因受环境的作用亦会改变。矿床的每次变化都留有痕迹。这时工作人员可根据每次采样所得遥感图像的不同,对矿床位置的变化进行评估和判定。工作人员在不同的遥感序列图中,根据监督分类和非监督分类理论,通过对比分析出矿床的属性信息,依据大样本数理统计分析计算,判定矿床的变化情况,基于大数据的统计规律,可熟悉矿床及矿物的分布特征,从而为地质找矿带来便利。

3)后遥感找矿技术的应用。近年随着我国经济技术的进步,面临的探矿找矿技术性难题也日益增多。比如暴露在地表外部的矿产量逐年降低,使得找矿工作朝地下延伸。目前各种对地观测技术所获得地表信息日益扩大,为遥感信息技术的发展奠定了良好的技术基础。一方面,因为传统地质物探难以发现遗留的地质问题,在后遥感技术中,能最大程度发挥现代遥感找矿的优点；另一方面,需尽可能多地引入遥感监测数据源,比如雷达遥感、微波遥感、高光谱遥感等,并研发基于数字图像处理的算法,对遥感图形图像信息进行充分解译。与此同时,在应用后遥感技术进行地球探测及矿物探测时,需根据以往的地质手段,补充完善地物信息。

3 关于遥感找矿技术的发展前景

随着科技的发展,我国现代遥感技术日趋完善。具体表现在：首先,遥感技术能很好地实现与GIS和GNSS的集成。由GNSS技术进行导航定位,对空间信息数据的坐标进行计算与管理。GNSS还可用于遥感影像控制点的加密。GIS系统可对遥感数据进行管理分析,可见“3S”技术的融合已成为现代空间信息技术的发展潮流；其次,矿床是由地质活动综合发展形成的结果,在矿床形成后可能会对原有矿床产生破坏作用,也可能会出现叠加成矿。因此,单一孤立的找矿技术会遇到瓶颈,需实现多种找矿技术的结合,进而提高地质找矿的效率,从而降低找矿成本。此外,以现代遥感技术为主体,综合地质和地球物理探测手段已逐渐成型。

4 遥感技术在地质找矿中需要注意的事项

近年来,矿产资源的战略价值及重要性已不言而喻。随着矿物的不断开采,位于地球表面的矿产资源逐渐被消耗,开采者便由地球表面转向土壤深处进行挖掘。运用现代遥感测量技术可以解决一部分地球深层探测的问题,利用各种传感器采集得到的遥感影像及影像处理技术在一定程度上突破传统物理探测的限制,辅助找矿工作人员更准确地定位矿床所在位置。

由于矿产资源的有限性,随着开采的加快，矿产资源也随之减少,地表的矿产一旦被用尽,就只能从土壤深处开采。地球深处矿产经常受到深层土壤环境的影响,其物理性质、化学性质非常复杂,致使矿床的位置通常难以查找。虽然有经验的工作人员可根据经验判断,但是土壤深层的复杂程度,不是单方面依靠专业经验就能判别清楚的。遥感技术虽然能通过形成的波谱图像进行分析,但由于精度的限制,以及探测技术尤其是传感器技术的限制,即使能判断出矿床的位置,但由于缺乏精度保证会限制实地矿产的开采。

基于此,提高遥感技术成图的精度和拓展遥感观测范围就很必要。提高遥感技术成图精度,最大尺度地对矿床周围的土壤进行影像分析,可帮助工作人员准确地判断矿床位置,对开采过程中出现的技术问题做好评估和预判,从而大大提高采矿的效率。与此同时,对于一些盲矿的调查探索,运用现代遥感技术在探测过程中可以提供更方便的技术手段。

5 结 语

综上所述,运用现代遥感技术对矿区进行探测,结合现代对地观测系统,使得地质找矿迈向数据化、信息化发展,表现在两点：首先,现代遥感技术对于找矿的效率的提高大有裨益,能在最短时间内准确判断出矿产位置；其次,现代遥感技术的应用降低了人力和物力成本。遥感技术作为现代化地球探测信息技术,对工作人员的综合要求比较高。工作人员在研究好理论的同时,应将理论应用于实践,结合具体的实际情况进行工作,这样才能不断地总结工作经验,促进采矿行业的长效发展。

[ID:009510]