高原項目建設(shè)遙感技術(shù)運用

第第頁高原項目建設(shè)遙感技術(shù)運用1引言

遙感圖像具有多時相、多分辨率(空間分辨率和波普分辨率)、多傳感器等特點，使其在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。西藏高原是青藏高原的主體，幅員面積超過120萬平方公里，其中海拔高于4000m的面積超過西藏自治區(qū)面積的92，約有110萬平方公里面積處于寒冷、寒冬和冰雪作用極為強烈的高寒環(huán)境中，環(huán)境及其惡劣、交通不便。本文通過對工程地質(zhì)找礦、機場工程和交通工程的遙感圖像信息處理進行分析比較，為西藏高原工程領(lǐng)域的遙感應(yīng)用提供了新的思路和方法。

2遙感信息處理在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

2．1遙感信息處理在工程地質(zhì)找礦的應(yīng)用

在地學(xué)信息化中，遙感數(shù)據(jù)可以直接作為可視化信息來源。西藏由于地處特提斯——喜馬拉雅成礦區(qū)域，礦產(chǎn)儲量遠景較好，從現(xiàn)有勘察結(jié)果也可以佐證。但由于西藏地域廣闊，山地高海拔地區(qū)較多，多為人難以到達的區(qū)域，為了節(jié)省調(diào)研成本，提高地質(zhì)勘察的準確度，遙感應(yīng)成為西藏工程地質(zhì)勘察前期工作中的主要應(yīng)用方法。在地質(zhì)勘察方面常用的方法為礦物光譜對照法，通過礦物光譜數(shù)據(jù)庫中礦物光譜為基礎(chǔ)，以光譜的吸收譜帶特征為主，其它光譜特征參量為輔，基于光譜的相似性準則或邏輯關(guān)系，構(gòu)建礦物識別譜系，建立礦物識別規(guī)則。識別規(guī)則建立后，對高光譜的遙感圖像進行解譯，得到區(qū)域構(gòu)造解譯圖，為地質(zhì)工程選擇合適區(qū)域，提供參考。以藏東地區(qū)找礦為例，藏東地區(qū)位于特提斯一喜馬拉雅成礦帶，有大量的金屬礦床。金屬礦床通常伴隨近礦圍巖蝕變，并伴有相關(guān)元素的高中度值。因此，金屬礦床形成有與之相關(guān)的特定光譜異常區(qū)，在遙感圖像上礦化可以得到很好的顯示。礦化蝕變的典型特征是含礦熱液的活動。藏東地區(qū)的主要蝕變類型有褐鐵礦化、云英巖化、孑L雀石化、藍銅礦化、硅化等。這些蝕變在遙感圖像上都有很明顯的特征譜帶。對礦化蝕變來說，其光譜曲線波動大，波段間的差值較大；而圍巖的光譜曲線則相對平緩，波段間的差值也較小。所以遙感數(shù)據(jù)波段的不同組合可以圈定出圍巖和蝕變的范圍與強度，而圍巖蝕變的范圍和強度常常與礦床的規(guī)模和質(zhì)量相關(guān)，所以反應(yīng)圍巖蝕變的遙感異常提取可為地質(zhì)找礦提供重要依據(jù)。在藏東地區(qū)找礦時，首先對遙感圖像進行預(yù)處理，盡量除去冰雪和植被兩種主要干擾信息，在植被覆蓋比較廣泛的藏東地區(qū)，植被干擾信息去除的效果，直接影響到找礦的結(jié)果；然后對圖像信息進行增強處理，突出有用信息；最后引入熱紅外波段圖像信息，突出紋理信息。通過一系列處理，就可以解譯出藏東地區(qū)蝕變區(qū)域。同時通過實地踏勘，得到與遙感解譯出的蝕變區(qū)域吻合的證據(jù)，最終確定出遠景成礦區(qū)。

2．2遙感信息處理在機場工程中的應(yīng)用

高原地區(qū)尤其是西藏高原地區(qū)，環(huán)境惡劣、交通不便，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，航空運輸成了最迫切需要的交通工具。因此，開發(fā)新機場和擴建老機場已經(jīng)成為西藏地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的重要措施。在機場建設(shè)前期工程中，如：機場選址、機場工程地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境等因素的評價中，采用何種技術(shù)方法尤為重要，將直接影響機場建設(shè)工程進展及經(jīng)費的投入。遙感技術(shù)獲取信息的尺度大，具有實時性、宏觀性、信息量豐富等特點，選擇遙感信息處理作為機場的前期選址的技術(shù)手段，可以縮短工程周期、節(jié)約工程經(jīng)費、提高工程效率、增強地勘資料的可信度，最大限度的減少野外踏勘等煩瑣工作。以西藏地區(qū)阿里機場為例，針對西藏高原工程自然條件十分惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜、各種資料十分缺乏的特點，設(shè)計人員選擇遙感技術(shù)作為工程前期勘察的技術(shù)方法。首先，考慮到機場地質(zhì)勘察既需要宏觀區(qū)域地質(zhì)信息的提取，又要有局部場地地址信息的提取，所以遙感信息源選擇要既有高空間分辨率的圖像，又要有中等空間分辨率的圖像。通過對圖像數(shù)據(jù)融合，將不同圖像提供的信息加以綜合，消除信息見的冗余和矛盾，降低數(shù)據(jù)的不確定性，減少模糊度，為下一步工作，奠定基礎(chǔ)。然后，結(jié)合前人區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場的實地踏勘，建立場區(qū)及周邊環(huán)境的工程地質(zhì)解譯(包括滑坡、泥石流、塌方等地質(zhì)災(zāi)害的解譯)，同時完成場地的工程地質(zhì)條件評價。阿里機場最后選定在噶爾昆沙場址。該場址位于噶爾斷裂帶和阿依拉山斷裂帶之間。在設(shè)計跑道地區(qū)，沒有斷裂帶的分布，因此斷裂帶對該場區(qū)構(gòu)成的威脅甚小。通過“3S”技術(shù)綜合分析表明，該場區(qū)主要呈現(xiàn)的地層為高含水量的中、細、粉砂，結(jié)構(gòu)松散，呈現(xiàn)黑色、白色、淺藍色等色調(diào)。在該場區(qū)內(nèi)，遙感圖像上呈現(xiàn)淺灰色、灰白色的為鹽堿地。由于該地基極為不均勻，承載力較低，變形大，需要處理后才能滿足機場地基要求。在靠近阿依拉山一側(cè)，發(fā)育規(guī)模不等的泥石流，但距離場區(qū)較遠，對場區(qū)不構(gòu)成威脅。最后選定噶爾昆沙場址作為阿里機場的最后地點。阿里機場選址使用遙感信息技術(shù)，為國家節(jié)約了大量建設(shè)投資，同時為機場建設(shè)爭取了寶貴工程施工時間。

2．3遙感信息處理在交通工程中的應(yīng)用

西藏地區(qū)幅員遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜，災(zāi)害類型眾多，分布廣泛。西藏地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)薄弱，嚴重制約了經(jīng)濟社會發(fā)展，為了實現(xiàn)西藏跨越式發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成了優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。遙感技術(shù)以其所所具有的迅速、宏觀、準確、系統(tǒng)和時效性的特點，越來越廣泛的應(yīng)用于交通工程領(lǐng)域。西藏大多數(shù)地區(qū)為人煙稀少的農(nóng)牧區(qū)，這些地區(qū)人跡罕至，實地調(diào)查難度大，利用衛(wèi)星遙感信息處理恰好可以彌補這些問題。利用衛(wèi)星遙感信息直觀、綜合、宏觀的特點和圖像處理識別技術(shù)確定地質(zhì)構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)體、河床的沖淤變化和植被等，可以為公路鐵路修建、改建、擴建等工程提供依據(jù)和地質(zhì)背景，達到事半功倍的效果。以西藏墨脫公路為例，墨脫縣位于南迦巴瓦峰東南側(cè)雅魯藏布大峽谷中部，受印度洋暖濕氣流影響，雨量充沛，有明顯的“海洋性”氣候特征。由于該地區(qū)構(gòu)造性變復(fù)雜，斷裂構(gòu)造較多，特別是斷裂的新構(gòu)造活動非常強烈，沿斷裂帶出現(xiàn)頻繁的地震活動及地熱異常，并且斷裂活動控制和誘發(fā)冰川活動及泥石流、滑坡等災(zāi)害，對公路建設(shè)產(chǎn)生諸多不利影響。為了給公路選址設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，需要首先對公路進行遙感信息處理。選擇衛(wèi)星遙感圖像，對圖像進行幾何校正和輻射校正，并通過對比度擴展增大圖像反差，對圖像進行均衡化處理，是圖像灰度符合正態(tài)分布和突出暗區(qū)信息；再通過對斷裂構(gòu)造進行增強處理。根據(jù)圖像統(tǒng)計特征及南峰地區(qū)冰雪和植被覆蓋面積大、基巖出露少計斷裂帶多的特點，采取圖像融合、小波濾波增強等方法，從不同側(cè)面突出不同層次、不同形態(tài)斷裂構(gòu)造的空間分布特征。通過以上算法，得到南迦巴瓦峰地區(qū)斷裂帶主要有：雅魯藏布江弧形斷裂帶、丌走滑斷裂帶、拉格斷裂帶、汗密斷裂帶、瑪尼翁斷裂帶、崗日嘎布山斷裂帶等。通過對這些斷裂帶的分析避讓可以有效提高墨脫公路的施工效率，降低維護保養(yǎng)成本，減少地