高原項目建設遙感技術運用

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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，使其在我國國民經濟建設中發揮了重要作用。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境中，環境及其惡劣、交通不便。本文通過對工程地質找礦、機場工程和交通工程的遙感圖像信息處理進行分析比較，為西藏高原工程領域的遙感應用提供了新的思路和方法。

2遙感信息處理在工程領域中的應用

2．1遙感信息處理在工程地質找礦的應用

在地學信息化中，遙感數據可以直接作為可視化信息來源。西藏由于地處特提斯——喜馬拉雅成礦區域，礦產儲量遠景較好，從現有勘察結果也可以佐證。但由于西藏地域廣闊，山地高海拔地區較多，多為人難以到達的區域，為了節省調研成本，提高地質勘察的準確度，遙感應成為西藏工程地質勘察前期工作中的主要應用方法。在地質勘察方面常用的方法為礦物光譜對照法，通過礦物光譜數據庫中礦物光譜為基礎，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系，構建礦物識別譜系，建立礦物識別規則。識別規則建立后，對高光譜的遙感圖像進行解譯，得到區域構造解譯圖，為地質工程選擇合適區域，提供參考。以藏東地區找礦為例，藏東地區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，并伴有相關元素的高中度值。因此，金屬礦床形成有與之相關的特定光譜異常區，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。所以遙感數據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模和質量相關，所以反應圍巖蝕變的遙感異常提取可為地質找礦提供重要依據。在藏東地區找礦時，首先對遙感圖像進行預處理，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，植被干擾信息去除的效果，直接影響到找礦的結果；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蝕變區域。同時通過實地踏勘，得到與遙感解譯出的蝕變區域吻合的證據，最終確定出遠景成礦區。

2．2遙感信息處理在機場工程中的應用

高原地區尤其是西藏高原地區，環境惡劣、交通不便，隨著國民經濟的高速發展，航空運輸成了最迫切需要的交通工具。因此，開發新機場和擴建老機場已經成為西藏地區發展經濟的重要措施。在機場建設前期工程中，如：機場選址、機場工程地質、生態環境等因素的評價中，采用何種技術方法尤為重要，將直接影響機場建設工程進展及經費的投入。遙感技術獲取信息的尺度大，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手段，可以縮短工程周期、節約工程經費、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。以西藏地區阿里機場為例，針對西藏高原工程自然條件十分惡劣、地質條件復雜、各種資料十分缺乏的特點，設計人員選擇遙感技術作為工程前期勘察的技術方法。首先，考慮到機場地質勘察既需要宏觀區域地質信息的提取，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。通過對圖像數據融合，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，降低數據的不確定性，減少模糊度，為下一步工作，奠定基礎。然后，結合前人區域地質資料及現場的實地踏勘，建立場區及周邊環境的工程地質解譯(包括滑坡、泥石流、塌方等地質災害的解譯)，同時完成場地的工程地質條件評價。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。在設計跑道地區，沒有斷裂帶的分布，因此斷裂帶對該場區構成的威脅甚小。通過“3S”技術綜合分析表明，該場區主要呈現的地層為高含水量的中、細、粉砂，結構松散，呈現黑色、白色、淺藍色等色調。在該場區內，遙感圖像上呈現淺灰色、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，發育規模不等的泥石流，但距離場區較遠，對場區不構成威脅。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，為國家節約了大量建設投資，同時為機場建設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用

西藏地區幅員遼闊，地質條件復雜，災害類型眾多，分布廣泛。西藏地區基礎建設薄弱，嚴重制約了經濟社會發展，為了實現西藏跨越式發展，交通基礎設施建設成了優先發展的領域。遙感技術以其所所具有的迅速、宏觀、準確、系統和時效性的特點，越來越廣泛的應用于交通工程領域。西藏大多數地區為人煙稀少的農牧區，這些地區人跡罕至，實地調查難度大，利用衛星遙感信息處理恰好可以彌補這些問題。利用衛星遙感信息直觀、綜合、宏觀的特點和圖像處理識別技術確定地質構造、巖性、不良地質體、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和地質背景，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。由于該地區構造性變復雜，斷裂構造較多，特別是斷裂的新構造活動非常強烈，沿斷裂帶出現頻繁的地震活動及地熱異常，并且斷裂活動控制和誘發冰川活動及泥石流、滑坡等災害，對公路建設產生諸多不利影響。為了給公路選址設計提供科學依據，需要首先對公路進行遙感信息處理。選擇衛星遙感圖像，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分布和突出暗區信息；再通過對斷裂構造進行增強處理。根據圖像統計特征及南峰地區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，從不同側面突出不同層次、不同形態斷裂構造的空間分布特征。通過以上算法，得到南迦巴瓦峰地區斷裂帶主要有：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，降低維護保養成本，減少地質災害對交通工程的損害。

3結論

本文通過遙感信息處理在工程地質找礦、機場工程和交通工程的應用，得到遙感已經成為西藏高原工程領域重要的、具有實效的技術手段。遙感信息處理不僅在西藏高原工程領域有很廣闊的應用前景，在防災減災、生態監測、環境評價等方面都許多值得探索的內容。