遙感地質(zhì)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考

1、第1期總第75期國(guó)?土?資?源?遙?感No.12008?2008年3月15日REMOTESENSINGFL地質(zhì)遙感應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)信息服務(wù)系統(tǒng)主要研究領(lǐng)域中圖分類號(hào):TP75??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A???文章編號(hào):1001070X(2008)01000112收稿日期:20080114修訂日期:20080201基金項(xiàng)目:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局科研計(jì)劃項(xiàng)目?全譜段定量化遙感技術(shù)及其在資源環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用研究(1212010660600)。1?遙感地質(zhì)技術(shù)和應(yīng)

2、用的發(fā)展趨勢(shì)1.1?遙感技術(shù)的發(fā)展遙感傳感器頻譜范圍的不斷拓寬新型傳感器的不斷推出分辨率(空間、光譜、時(shí)間、輻射)的不斷提高不僅極大地提高了遙感的觀測(cè)尺度、對(duì)地分辨本領(lǐng)和識(shí)別精細(xì)程度而且使遙感的數(shù)據(jù)處理、信息提取和工作方法都發(fā)生了一些質(zhì)的變化和飛躍將遙感技術(shù)和應(yīng)用推向了一個(gè)新的高度。遙感探測(cè)分辨率的提高使探測(cè)地物的精細(xì)特征成為可能。地物的特征包括三大方面:一是地物的幾何特征二是地物的物質(zhì)組成和物質(zhì)成分三是地物的演化特征。對(duì)這些特征的精細(xì)

3、探測(cè)分別依靠高空間分辨率遙感、高光譜遙感和高時(shí)間分辨率遙感。近年來(lái)遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率不斷提高使地物精細(xì)的空間特征包括地物的大小、形狀、陰影、空間分布、紋理結(jié)構(gòu)、與其它地物的空間關(guān)系等在遙感圖像上一覽無(wú)余。在高空間分辨率遙感圖像上地物的空間特征在地物識(shí)別中越來(lái)越占據(jù)主導(dǎo)地位而在中、低分辨率圖像識(shí)別中起主要作用的色調(diào)及統(tǒng)計(jì)特征將退居次要的或輔助的地位。高光譜技術(shù)的興起與發(fā)展使遙感從鑒別(Dis?crimination)發(fā)展到對(duì)地物的直接識(shí)

4、別(Identifica?tion)。高光譜遙感的最大特點(diǎn)是可以獲得和重建像元光譜從而依據(jù)光譜特征直接識(shí)別地物類型、地物組成以致地物的成分反演地物的物理、化學(xué)參量。隨著光譜分辨率的提高地物的光譜特征在識(shí)別中越來(lái)越占據(jù)主導(dǎo)地位工作方法則由圖像分析轉(zhuǎn)變?yōu)橐宰V分析為主的圖譜結(jié)合模式并使遙感應(yīng)用逐漸擺脫?看圖識(shí)字階段而越來(lái)越依賴于對(duì)地物波譜特征的定量分析和理解。時(shí)間分辨率的提高細(xì)化了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)間粒度使遙感變化檢測(cè)研究發(fā)展到對(duì)地物或現(xiàn)象演化

5、過(guò)程的研究序列圖像分析方法會(huì)逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。1.2?遙感地質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)遙感技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)和促進(jìn)遙感應(yīng)用向著多尺度、定量化、集成化和業(yè)務(wù)化的方向發(fā)展。在遙感地質(zhì)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)明顯表現(xiàn)為:(1)高光譜礦物填圖技術(shù)的發(fā)展和深化。礦物填圖(MineralMapping)可以說(shuō)是高光譜最成功的也是最能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域它使遙感地質(zhì)由識(shí)別巖性發(fā)展到識(shí)別單礦物以至礦物的化學(xué)成分及晶體結(jié)構(gòu)[1]。在可見短波紅外譜段識(shí)別的礦物主要為Fe、Mn等過(guò)渡

6、元素的氧化物和氫氧化物、含羥基礦物、碳酸鹽礦物以及部分水合硫酸鹽礦物可識(shí)別的礦物可達(dá)近40種[2]。而使用中熱紅外譜段有可能識(shí)別絕大多數(shù)的礦物類型[34]。礦物填圖不僅可以直接識(shí)別與成礦作用密切相第1期王潤(rùn)生:?遙感地質(zhì)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考監(jiān)測(cè)、石漠化遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)、區(qū)域性地面沉降監(jiān)測(cè)等都已取得具有影響性的成果礦山開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測(cè)已初見成效。這些應(yīng)用為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展及西部大開發(fā)等提供了一批有價(jià)值的資料和信息取得了明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。2

7、.2?存在的主要問(wèn)題(1)理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究不足或滯后已成為技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用向縱深發(fā)展的障礙。雖然中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心(以下簡(jiǎn)稱為航遙中心)定位為遙感應(yīng)用部門但對(duì)于行業(yè)和專業(yè)應(yīng)用的一些理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)問(wèn)題如遙感地質(zhì)信息機(jī)理、巖礦波譜(反射、發(fā)射、微波等)特征及其地質(zhì)意義等完全依靠他人的研究成果或指望和等待他人研究是不現(xiàn)實(shí)的也遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用的需求。(2)數(shù)據(jù)獲取能力嚴(yán)重不足長(zhǎng)期依賴國(guó)外資源衛(wèi)星難以提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障缺乏一

8、些對(duì)地質(zhì)應(yīng)用很有價(jià)值的新型數(shù)據(jù)源(如高光譜數(shù)據(jù))航空遙感數(shù)據(jù)的集成度較低機(jī)動(dòng)和應(yīng)急反應(yīng)能力不足。(3)一般化的研究較多甚至多有重復(fù)深層次的研究較少面上的問(wèn)題研究較多針對(duì)典型地質(zhì)問(wèn)題或需求的研究較少跟蹤、模仿性研究較多探索性、前瞻性的研究較少。(4)研究分散技術(shù)集成度較差方法的協(xié)同應(yīng)用能力不足。(5)信息基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)保障能力的建設(shè)和發(fā)展滯后制約了研究向縱深方向發(fā)展成果的智能化、產(chǎn)品化的程度較低影響了技術(shù)方法的規(guī)?；瘧?yīng)用和推廣。

9、(6)研究缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性急功近利仍較嚴(yán)重科研項(xiàng)目管理等同于工程項(xiàng)目或生產(chǎn)項(xiàng)目難以按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律規(guī)劃和部署工作。3?遙感地質(zhì)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)以經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源、能源和地質(zhì)信息的重大需求為牽引以地質(zhì)理論、地球系統(tǒng)理論和復(fù)雜性科學(xué)理論為指導(dǎo)圍繞地質(zhì)工作的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、礦山開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測(cè)的三大戰(zhàn)略任務(wù)研究和解決遙感調(diào)查和監(jiān)測(cè)中一些關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題不斷提高遙感地質(zhì)的智能化、定量化、模型化、標(biāo)準(zhǔn)化水平和

10、工藝成熟度通過(guò)整合和集成建設(shè)和發(fā)展三大應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)和兩大信息服務(wù)系統(tǒng)加強(qiáng)遙感地質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施和支撐系統(tǒng)的發(fā)展和建設(shè)促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)遙感地質(zhì)分析由定性向量化分析與定量分析轉(zhuǎn)變遙感地質(zhì)應(yīng)用由單技術(shù)向技術(shù)體系集成和建設(shè)業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變遙感地質(zhì)服務(wù)由以數(shù)據(jù)服務(wù)為主向數(shù)據(jù)、技術(shù)和信息的綜合服務(wù)轉(zhuǎn)變。形成包括地面、航空和航天3個(gè)層次的遙感地質(zhì)對(duì)地立體觀測(cè)技術(shù)體系。3.1?三大應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)(1)多光譜、高反射光譜、發(fā)射光譜、高空間以及全激化雷達(dá)協(xié)同作業(yè)的全

11、光譜段、多目標(biāo)(普查、詳查、勘探、礦山)、多層次(井下、地面、航空、航天)的地質(zhì)礦產(chǎn)及能源勘查和評(píng)價(jià)技術(shù)系統(tǒng)。(2)針對(duì)不同檢測(cè)目標(biāo)分別以干涉雷達(dá)(In?SAR)、激光雷達(dá)(LIDAR)、高空間分辨率以及多光譜遙感為主體集成多種遙感技術(shù)、GPS和GIS空間分析的地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)以及地面沉降、滑坡監(jiān)測(cè)與評(píng)估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。(3)以高空間分辨率遙感為主集成多光譜、高光譜、LIDAR及SAR等技術(shù)手段的礦山開發(fā)與礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)系

12、統(tǒng)和業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。3.2?兩大信息服務(wù)系統(tǒng)(1)衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集和地質(zhì)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。發(fā)展適宜于遙感地質(zhì)勘查和監(jiān)測(cè)的高光譜與高空間分辨率遙感衛(wèi)星建設(shè)和完善相配套的地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、地質(zhì)應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)和信息服務(wù)系統(tǒng)。(2)全數(shù)字化綜合航空遙感信息服務(wù)系統(tǒng)。建立包括數(shù)字?jǐn)z影、高光譜、激光雷達(dá)、高精度POS定位的全數(shù)字化的綜合航空遙感技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)化的航空遙感技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)和應(yīng)急反應(yīng)能力與衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)相

13、互補(bǔ)充可為遙感地質(zhì)工作提供穩(wěn)定的、現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)保障為地質(zhì)找礦、地質(zhì)災(zāi)害及地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供客觀可靠的數(shù)據(jù)、技術(shù)和信息服務(wù)。3.3?信息基礎(chǔ)設(shè)施和支撐系統(tǒng)的建設(shè)(1)遙感全譜段光譜實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)(2)遙感地質(zhì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的建立與建設(shè)(3)巖礦波譜數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和方法庫(kù)的建設(shè)(4)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行業(yè)或?qū)I(yè)遙感圖像分析系統(tǒng)(5)全譜段地面光譜儀、地面光譜(反射、發(fā)射)成像儀的研制(6)與高校和研究所聯(lián)合籌劃和建設(shè)碩士、博士生實(shí)習(xí)基地和博士后流動(dòng)站。(7)