到资源、环境各领域,并向着其它经济与社会领域渗透。无疑,遥感技术的这种发展新趋向 将成为推动地质科学研究和包括地下水资源勘查在内的地质矿产资源调查工作的新手段。 3.2.1 高空间分辨率的遥感资料广泛地应用于地下水资源勘查
随着水文地质调查工作精度的不断提高,人们对遥感数据源质量的要求也越来越高。其 中衡量地物可识别尺度的空间分辨率是最受普遍关注的质量指标之一。因此,航空遥感方法 仍然广泛地被应用于水文地质调查和地下水勘查工作。例如,为配合地下水资源勘查,2000 年、2002 年我中心分别承担了塔里木河流域和松辽平原西部的彩红外航空摄影工作。除此 以外,近年国外多种高空间分辨率的卫星数据已经商业化,如美国的IKONOS(分辨率1m)、 QuickBird(分辨率0.68m)、俄罗斯的SPIN-2(分辨率2m)、以色列的EROS-1(分辨率优于1m) 和法国SPOT-5(分辨率2.5m)等。这些数据都将为开展大比例尺、高精度的地下水资源勘查 工作提供新的数据来源。
3.2.2 热红外遥感技术在探测地下水中具有特殊作用
热红外遥感图像能敏感地反映目标地物与背景之间的热辐射能量差异,在地下水勘查中 常用于确定溢出带、泉点等地下水的排泄部位,因而在圈定浅层地下水分布范围,寻找热水 源和监测环境热污染等方面可发挥特殊的作用。这方面国内外都有许多成功的实践。例如美 国航空服务公司曾在加利福尼亚西部为一大型建筑区寻找饮用水和空调系统冷却水,利用夜 间热红外图像发现了在可见光图像上没有显示出来的地下河道(后来均被钻探证实);同时 还确定了在10—12m 深处有地下储水层。我中心曾在新疆阿克苏地区利用热红外图像发现了 100 多个泉水点和3 处地下水溢出带;还曾利用热红外图像反映出的泉水和海水的温差影像, 在大连市海滨发现了海底淡水冷泉。
目前在轨运行的多颗遥感卫星,包括我国的中巴地球资源一号卫星都可以获取热红外数 据,机载成像光谱仪和多波段红外扫描仪也能获取航空热红外图像,均可为地下水勘查中采 用热红外遥感技术提供必要的数据。
3.2.3 微波遥感技术在探测浅层地下水方面有较好效果
微波雷达技术是一种全天时、全天候的主动遥感技术,是通过对微波传播到地物后发生
的后向散射强度的测量,研究地物表面和浅层的物理特性,近年除了被广泛应用于地形测绘, 地貌、地质构造和地物属性的识别外,还被利用其对水体敏感,对沙体、冰雪等物体有一定 穿透能力的特性应用于地下水勘查。10 多年前美国就曾利用航天飞机(SIR-A)的数据对撒 哈拉沙漠表层的微波穿透能力进行研究,发现了沙下隐伏的古河道。我中心在塔克拉玛干沙 漠科学考察中从航空侧视雷达图像所反映的已枯萎胡杨林带的分布状态,成功地揭示了克里 雅河下游古河床的走势,找到了受古河床控制的地下潜水,解决了穿越沙漠过程中的骆驼饮 水问题,使考察任务得以顺利完成。
目前加拿大的Radarsat、欧空局的ERS-2 等卫星所提供的微波雷达数据有多种数据采
集方式和多种空间分辨率,可供用户选择。我国在近5 年内也将发射搭载有微波传感器的国 产卫星。可以预料,微波遥感技术将成为今后我国地下水勘查的最重要手段之一。 3.2.4 “3S”技术的结合将进一步提高地下水资源调查的水平
“3S”技术,即遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)是现代高新技术发 展的结晶,为人类观测和研究地球提供了全新的手段。它们的相互结合或融合是科学技术发 展的必然趋势和各领域技术应用的需要。“3S”技术之间存在着相互依存和相互促进的密切 关系,一方面RS 可以快速、高精度地获取地物的属性数据,GPS 可以精确地提供地物三维 空间的定位数据,GIS 为储存-管理-分析上述数据提供了有效工具;另一方面RS 的影像识 别需要在GIS 的支持下改善其准确性,在GPS 的结合下提高几何精度,而GIS 则随时需要用 新的RS 和GPS 数据不断地充实和更新其数据库。实践证明,“3S”技术的结合已经产生了 巨大的社会经济效益。
4 建议
近十多年来,航空物探和遥感技术在我国西北及其它地区开展的一系列水文地质调查和
6
地下水勘查工作发挥了较好的作用,在地下水勘查实践中逐步趋于成熟。但是,航空物探与 遥感技术毕竟是分别对地壳深部及地表进行探测,并对深部地质体、地质构造及地表、浅地 表物体进行判别和量化的勘查技术,而地下水是受各种地质环境因素控制、难以直接发现的 地质体,因此,采用航空物探和遥感技术进行地下水勘查时必须有科学的指导思想和合理的 工作方法,才能获得正确的结论,达到理想的效果。
在今后的地下水勘查工作中,要按照国家地质工作的整体部署,更好地发挥航空物探遥 感技术“快、准、省”的先导作用;紧密跟踪国内外新技术、新方法的发展动向,不断提高 航空物探遥感应用水平,提高成果的质量和实用性;注意与常规地质调查方法的密切配合, 与其它先进现代勘查技术的密切配合;加强与全国水文地质战线各兄弟单位的技术交流和合 作,互相学习,共同提高。
根据新一轮国土资源大调查纲要和部、局“十五”规划对地下水勘查工作的要求,建议 开展下述工作。
4.1 西部缺水地区水文地质遥感调查
以塔里木盆地、准噶尔盆地、河西走廊等地区为重点,配合西部大开发战略的实施,全 面开展西部缺水地区的水文地质遥感调查,通过对多平台、多种类遥感信息的挖掘,提取水 文地质要素,圈定相对富水地段,编制相应数字图件,为区域水资源评价和寻找新的水源地 提供基础资料。
4.2 中国湿地资源的遥感监测
以多时相遥感数据为主要信息源,调查和监测我国湿地资源的分布现状及变变状况;研 究湿地资源的演变、退化的原因及其对生态环境的影响;预测湿地资源的演变趋势;编制系 列图件,建立相应的信息系统,为湿地资源的保护与合理开发利用提供基础资料与决策依据。 聂洪峰、王守坦、范正国、王卫平、张振德、童立强等同志为本文提供了宝贵素材,在 此表示感谢! __
7