高原项目建设遥感技术运用

第第页高原项目建设遥感技术运用1引言

遥感图像具有多时相、多分辨率(空间分辨率和波普分辨率)、多传感器等特点，使其在我国国民经济建设中发挥了重要作用。西藏高原是青藏高原的主体，幅员面积超过120万平方公里，其中海拔高于4000m的面积超过西藏自治区面积的92，约有110万平方公里面积处于寒冷、寒冬和冰雪作用极为强烈的高寒环境中，环境及其恶劣、交通不便。本文通过对工程地质找矿、机场工程和交通工程的遥感图像信息处理进行分析比较，为西藏高原工程领域的遥感应用提供了新的思路和方法。

2遥感信息处理在工程领域中的应用

2．1遥感信息处理在工程地质找矿的应用

在地学信息化中，遥感数据可以直接作为可视化信息来源。西藏由于地处特提斯——喜马拉雅成矿区域，矿产储量远景较好，从现有勘察结果也可以佐证。但由于西藏地域广阔，山地高海拔地区较多，多为人难以到达的区域，为了节省调研成本，提高地质勘察的准确度，遥感应成为西藏工程地质勘察前期工作中的主要应用方法。在地质勘察方面常用的方法为矿物光谱对照法，通过矿物光谱数据库中矿物光谱为基础，以光谱的吸收谱带特征为主，其它光谱特征参量为辅，基于光谱的相似性准则或逻辑关系，构建矿物识别谱系，建立矿物识别规则。识别规则建立后，对高光谱的遥感图像进行解译，得到区域构造解译图，为地质工程选择合适区域，提供参考。以藏东地区找矿为例，藏东地区位于特提斯一喜马拉雅成矿带，有大量的金属矿床。金属矿床通常伴随近矿围岩蚀变，并伴有相关元素的高中度值。因此，金属矿床形成有与之相关的特定光谱异常区，在遥感图像上矿化可以得到很好的显示。矿化蚀变的典型特征是含矿热液的活动。藏东地区的主要蚀变类型有褐铁矿化、云英岩化、孑L雀石化、蓝铜矿化、硅化等。这些蚀变在遥感图像上都有很明显的特征谱带。对矿化蚀变来说，其光谱曲线波动大，波段间的差值较大；而围岩的光谱曲线则相对平缓，波段间的差值也较小。所以遥感数据波段的不同组合可以圈定出围岩和蚀变的范围与强度，而围岩蚀变的范围和强度常常与矿床的规模和质量相关，所以反应围岩蚀变的遥感异常提取可为地质找矿提供重要依据。在藏东地区找矿时，首先对遥感图像进行预处理，尽量除去冰雪和植被两种主要干扰信息，在植被覆盖比较广泛的藏东地区，植被干扰信息去除的效果，直接影响到找矿的结果；然后对图像信息进行增强处理，突出有用信息；最后引入热红外波段图像信息，突出纹理信息。通过一系列处理，就可以解译出藏东地区蚀变区域。同时通过实地踏勘，得到与遥感解译出的蚀变区域吻合的证据，最终确定出远景成矿区。

2．2遥感信息处理在机场工程中的应用

高原地区尤其是西藏高原地区，环境恶劣、交通不便，随着国民经济的高速发展，航空运输成了最迫切需要的交通工具。因此，开发新机场和扩建老机场已经成为西藏地区发展经济的重要措施。在机场建设前期工程中，如：机场选址、机场工程地质、生态环境等因素的评价中，采用何种技术方法尤为重要，将直接影响机场建设工程进展及经费的投入。遥感技术获取信息的尺度大，具有实时性、宏观性、信息量丰富等特点，选择遥感信息处理作为机场的前期选址的技术手段，可以缩短工程周期、节约工程经费、提高工程效率、增强地勘资料的可信度，最大限度的减少野外踏勘等烦琐工作。以西藏地区阿里机场为例，针对西藏高原工程自然条件十分恶劣、地质条件复杂、各种资料十分缺乏的特点，设计人员选择遥感技术作为工程前期勘察的技术方法。首先，考虑到机场地质勘察既需要宏观区域地质信息的提取，又要有局部场地地址信息的提取，所以遥感信息源选择要既有高空间分辨率的图像，又要有中等空间分辨率的图像。通过对图像数据融合，将不同图像提供的信息加以综合，消除信息见的冗余和矛盾，降低数据的不确定性，减少模糊度，为下一步工作，奠定基础。然后，结合前人区域地质资料及现场的实地踏勘，建立场区及周边环境的工程地质解译(包括滑坡、泥石流、塌方等地质灾害的解译)，同时完成场地的工程地质条件评价。阿里机场最后选定在噶尔昆沙场址。该场址位于噶尔断裂带和阿依拉山断裂带之间。在设计跑道地区，没有断裂带的分布，因此断裂带对该场区构成的威胁甚小。通过“3S”技术综合分析表明，该场区主要呈现的地层为高含水量的中、细、粉砂，结构松散，呈现黑色、白色、浅蓝色等色调。在该场区内，遥感图像上呈现浅灰色、灰白色的为盐碱地。由于该地基极为不均匀，承载力较低，变形大，需要处理后才能满足机场地基要求。在靠近阿依拉山一侧，发育规模不等的泥石流，但距离场区较远，对场区不构成威胁。最后选定噶尔昆沙场址作为阿里机场的最后地点。阿里机场选址使用遥感信息技术，为国家节约了大量建设投资，同时为机场建设争取了宝贵工程施工时间。

2．3遥感信息处理在交通工程中的应用

西藏地区幅员辽阔，地质条件复杂，灾害类型众多，分布广泛。西藏地区基础建设薄弱，严重制约了经济社会发展，为了实现西藏跨越式发展，交通基础设施建设成了优先发展的领域。遥感技术以其所所具有的迅速、宏观、准确、系统和时效性的特点，越来越广泛的应用于交通工程领域。西藏大多数地区为人烟稀少的农牧区，这些地区人迹罕至，实地调查难度大，利用卫星遥感信息处理恰好可以弥补这些问题。利用卫星遥感信息直观、综合、宏观的特点和图像处理识别技术确定地质构造、岩性、不良地质体、河床的冲淤变化和植被等，可以为公路铁路修建、改建、扩建等工程提供依据和地质背景，达到事半功倍的效果。以西藏墨脱公路为例，墨脱县位于南迦巴瓦峰东南侧雅鲁藏布大峡谷中部，受印度洋暖湿气流影响，雨量充沛，有明显的“海洋性”气候特征。由于该地区构造性变复杂，断裂构造较多，特别是断裂的新构造活动非常强烈，沿断裂带出现频繁的地震活动及地热异常，并且断裂活动控制和诱发冰川活动及泥石流、滑坡等灾害，对公路建设产生诸多不利影响。为了给公路选址设计提供科学依据，需要首先对公路进行遥感信息处理。选择卫星遥感图像，对图像进行几何校正和辐射校正，并通过对比度扩展增大图像反差，对图像进行均衡化处理，是图像灰度符合正态分布和突出暗区信息；再通过对断裂构造进行增强处理。根据图像统计特征及南峰地区冰雪和植被覆盖面积大、基岩出露少计断裂带多的特点，采取图像融合、小波滤波增强等方法，从不同侧面突出不同层次、不同形态断裂构造的空间分布特征。通过以上算法，得到南迦巴瓦峰地区断裂带主要有：雅鲁藏布江弧形断裂带、丌走滑断裂带、拉格断裂带、汗密断裂带、玛尼翁断裂带、岗日嘎布山断裂带等。通过对这些断裂带的分析避让可以有效提高墨脱公路的施工效率，降低维护保养成本，减少地