05遥感地质解译标志与地学分析方法

第5章遥感地质解译标志与地学分析方法五地质解译标志与地学分析方法1地质解译的目标与要求2地质解译标志3遥感地学分析方法§1地质解译的目标与要求•解译的涵义地质解译是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。具体是指专业人员通过应用各种解译技术和方法在遥感图像上识别出地质体，地质现象的物性和运动特点，测算出某种数量指标的过程。§1地质解译的目标与要求•地质解译的目标与要求–判明各种地质体和地质现象的形态特征与属性，它们的延伸方向，并尽可能确定其边界；–量测地质体的各种参数；–推测各分析各种地质体、地质现象在时间上、空间上、成因上的相互关系；–编制各种解译图件。§2地质解译标志对图像进行解译时首先必须了解并建立针对地物不同目标的解译标志。解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。直接解译标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志是指航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。地质解译标志用以识别地质体和地质现象,并能说明其性质和特点以及相互关系的影像特征。§2地质解译标志在对遥感图像进行解译时，由于图像的下述原因导致了解释的难度：视角（顶视、侧视）与日常肉眼不同影像的波段范围超出了肉眼所熟悉的可见光范围对不同地物的反射特性不很了解§2地质解译标志解译的要素色调ToneandColor形状Shape大小Size纹理Texture图案Pattern阴影Shadow相对位置关系Association水系标志其他季节影响土壤、植被标志人类活动标志2.1色调与色彩ToneandColor色调与色彩是图像上反映目标物的相对亮度或颜色；它是区分不同目标物的最基本要素；色调的深浅在不同类型遥感图像上其物理涵义不同；色调的深浅是相对的；在同一幅遥感图像上，即成像条件基本相同，物性相同的地物理应有相近色调，实际上却不完全相同，或差异很大。所以应用色调标志时应作具体分析；对于多光谱扫描图像，不同波段组合可以有不同的颜色，目视判读前需要了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色；人眼分辨色彩的能力比分辨黑白灰阶高得多，可以分出百种以上色彩的变化。因此利用色彩标志对地质解译是十分重要的。色调与反射率的关系地质体色调的一般类型白色调和浅色调：冰、雪、干燥砂子，反射率接近100％，图像上呈浅色调。盐碱土、大理岩在可见光波段也是浅色调。中等灰色调如石灰岩、白云岩、石膏层，浅色花岗岩等。深色调是含暗色矿物较多的岩浆岩，铁染的褐色砂岩，风化不深的煤层及煤系地层等。斑状色调，如出现在地质体中，多与局部成分改变或含水程度变化有关。条带状色调，岩层或带状分布的植被，农作物构成带状色调。彩色红外图像上色彩与真实地物颜色的对应关系注意植被颜色的微小变化灰度的变化可很好地识别不同的地物彩色或假彩色显示能增强我们识别微细变化的能力2.2形状Shape形状是地物的周界或轮廓所构成的一种空间形式，反映出目标体的基本结构、外型等它是一个很好的解释线索人类活动的产物往往有直线型边界自然产物往往有不规则的边界(如森林)形状Shape树冲积扇冰丘火山口形状Shape立交桥河流2.3大小size大小反映出目标体的尺度它有助于目标物的解释根据目标物大小也可测算图像的比例尺可根据已知标准尺寸的目标物（如球场）来测算图像的比例尺可根据目标物的一般尺寸来测算图像的大约比例尺（如汽车的长度)2.4纹理texture纹理是色调变化的空间频率粗糙纹理表现为灰度上的唐突变化，表面粗糙或结构复杂的地物反映为粗糙的纹理精细纹理表现为微小的变化，是物性均一性的表现（如原野、沥青、草地）纹理texture纹理反映了粗糙度，可帮助我们作精细的分析，如左图光滑纹理反映原野，粗糙纹理反映树林商业区与居民区2.5图案pattern图案是目标影像在空间上的排列形式相似的色调、纹理形状、大小、阴影、植被等的有序排列将产生一个极易识别的图案房屋与人行道图案pattern遥感图像上的地物，其细节不外由点、斑、线、纹、垅、链、格、栅等影纹所组成。其有规律地重复出现而构成各种图案。图案pattern沼泽地常见的影纹图案条带状：如由岩层层理构成条带状影纹。网格状：如区域性两组组成多组层理、裂隙、冲沟等地物组成的影纹。环带状：是由圆、椭圆形地物组成的影纹。垅状：硬的岩层、垅岗、沙拢组成。链状：新月沙丘链是典型链状。斑点状和斑块状：大比例尺航片上的树林常成斑点状，而细碎的田块则成斑块状。TM、MSS图像上华北平原的村落也是斑块状的。2.6阴影shadow阴影也是帮助图像解释的重要要素，因为它可反映目标体的轮廓与高度信息。它是形态与色调的派生解译标志。阴影也是识别地形信息的重要要素。阴影shadow阴影分本影与落影本影：物体未被阳光直射的阴暗部分称为本影，即本身的阴影。山的阴坡，瓦屋的背阴坡，树冠的背阴那面都是它们的本影。本影有助于获得地物的立体感。山体的阳坡明亮，阴坡较暗，其明暗的分界线为山脊线和山谷线。落影：地物投落在墙面的影子为落影，即投落阴影。落影可以识别地物侧面的轮廓，如山脊形态、桥梁的孔数和结构类型等。落影还可以判明地物的高度。根据落影长度计算地物高度：h＝T×tg为太阳高度角。当=45度时，阴影长度正好等于物体的高度。落影的长度、方向随成像日期、时间、纬度的不同，太阳高度角有规律变化。阴影shadow热红外图像的阴影是阴影处太阳辐射未直接照到而温度较低，呈现暗色调，称为热阴影。阴影shadow根据阴影判断目标物为烟囱，并反映了它的高度阴影表现出假的立体效果2.7相互关系association通过相互关系的分析，有助于目标物的判明♥居民区附近的学校、运动场地♥湖中的船、码头及娱乐场所船植被生长反映出多孔渗水岩层2.8水系标志水系是非常重要的一种解译标志,对地形、地貌、岩性、构造解译都非常有用。水系是多级水道组合而成的水文网，在遥感图像尤其是近红外波段的图像上可以清晰看到。地质解译时，对末级的支沟、小溪等水文网尤为关注，它们对构造分析与岩性解译有用。水系分级按水动力学的最小一级为第一级，支流与支流汇合后，级别的增加为前二条支流级别的代数和。2.8.1水系类型和水系分析地质解译中五级水流划分：1～3级冲沟2、3级冲沟与岩性和地质构造关系密切，是水系分析的重点4、5级为常年流水或较大的季节性流水的河道，组成一个基本水系的主要干流2.8.1水系类型和水系分析水系总长度/单位面积（m/m2）水系密度：支沟间距（m）水系的均匀性、对称性、方向性冲沟形态——地表径流汇合下切形成冲沟砂岩、砂砾岩、火成岩水系类型（水系格局、水系形式）水文网的平面组合形态2.8.2树枝状水系特点：各级支流自由发展,无明显方向性,支流与次级支流锐角相交。发育区：构造简单、岩性单一、产状平缓、地形坡度不大。变种:钳状沟头树枝状—花岗岩等球形风化明显的岩石区2.8.3角状水系特点：主流常呈尖锐的角状弯曲—受断裂构造控制角度大小和方向与岩性有关：发育区：砂岩、石灰岩、花岗岩、板岩、大理岩地区。2.8.4格状水系☆特点:主要支流与次级支流成一角度相交,呈格状或菱格状。☆发育区:坚硬岩石受共轭裂隙或断裂控制☆变种：“丰”字形。格状水系格状水系2.8.5平行状水系特点:多条支流相互平行，并以近似的角度与主流交汇，形似马尾。发育区:大面积玄武岩流倾斜地表、单面山层面坡、滨海平原、大冲积扇、掀斜构造的倾斜面。平行状水系平行状水系2.8.6放射状及环状水系特点:水流从中心向四周流的离心型水系放射状—车轮辐条状发育区:火山锥小的浑圆形侵入体环状—由放射状水系发育而成，支流环绕中心呈环状，形似年轮发育区:沉积岩层构成的构造穹隆放射状及环状水系45放射状及环状水系2.8.7向心状水系特点:放射状支流由四周向中心汇集发育区:构造盆地、局部沉降区、洼地2.8.8倒钩状水系特点:支流以钝角汇入主流且与主流流向相反发育区:断裂控制或河流袭夺2.8.9星状水系特点:地表水流无完整格局，许多大大小小的集水盆地彼此分立，似群星散落地表，呈星点状，地表河有时突然潜入地下成为潜流，有时潜流又以泉或河的形式出露地表发育区:气候湿热区的石灰岩、白云岩、溶蚀漏斗、溶蚀洼地、溶洞等对流水起控制作用星状水系2.8.10羽状水系砂岩中的羽毛状水系♥特点:小冲沟密集，与支流近直交，形似羽毛♥发育区:均匀细粒结构岩石（片麻岩）,层理、片理、劈理、板理极发育区羽状水系羽状水系2.8.11其它水系扇状网状辫状……水系类型的影响因素岩性构造新构造运动岩石抗蚀能力、透水性、可溶性气候地形相对高差、坡度、侵蚀基准面植被分布人工改造……2.8.11其它水系2.9其它夏季冬季季节对影像的影响土壤、植被标志人类活动标志§3遥感地学分析方法解译方法解译基本程序与步骤地质解译的原则遥感制图3.1解译方法常用的解译方法分别叙述如下：(1)直接判读法(2)对比分析法(3)信息复合法(4)综合推理法(5)地理相关分析法直接判读法对比分析法3.2解译基本程序与步骤一般认为，遥感图像判读分为五个阶段：(1)解译准备工作阶段(2)初步解译与判读区的野外考察(3)室内详细判读(4)野外验证与补判(5)解译成果的转绘与制图3.3地质解译的原则综合解译、综合分析总体观察指导局部观察先易后难、循序渐进3.4遥感制图遥感图像解译成果--专题解译图（1）遥感影像信息选取与数字化（2）地理基础底图的选取与数字化（3）遥感影像几何纠正与图像处理（4）遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接（5）地理基础底图与遥感影像复合（6）符号注记图层生成（7）影像地图图面配置（8）遥感影像地图制作与印刷第三节遥感地学分析方法遥感图像获取一定地区的地理环境综合信息，有部分地质信息的影像特征清晰、解译标志明显，也有相当部分地质信息受到各种地表因素的干扰，影像特征模糊，标志不佳，需要解译人员应用各种解译标志，运用遥感地学分析方法进行分析判断。一、相关分析法一个地区地理环境中各地理要素(地质、地貌、水文、土壤、植被等)之间既相互独立，又相互联系、相互依赖、相互制约。它们之间的关系可分为四种，即：1.具有一定的规律性；2.具有不确定性；3.模糊性；4.随机性。各要素之间的规律性是相关分析的基础。在同一地区各地质体、地质构造具有一定的规律性，它们之间存在着不同程度的相关性，在解译时要运用相关分析方法。如金属矿体与热液蚀变岩石有着密切的关系，热液蚀变岩石的分布范围要比矿体大得多，在图像上较矿体易于识别，因此通过解译蚀变岩石可寻找金属矿体．又如在褶皱构造解译过程中，有些褶皱的解译标志明显，容易确定其类别，有些褶皱的影像特征不十分清楚，难以判断其类型，运用相关分析法；在相邻背斜构造的褶皱，它们之间在没有断裂的情况下应判为向斜构造。二、环境本底法研究一个地区的地理环境首先要搞清楚该区地理环境总的概况，即空间分布规律、正常背景值等，这就是环境本底法。在此基础上找出异常、异常特点、规律及引起异常的原因。在地质解译时广泛的使用此方法。通过对解译标志的异常研究，识别地质体及地质构造、隐伏构造，寻找矿体。如水系异常是识别活动断裂、新窿起和拗陷的重要标志。埋藏地下的油田使上覆土壤产生浅色调异常；植物吸收过量金属元素产生异常。这些色调异常、植被异常、水系异常、地貌异常等是遥感图像解译研究的重要内容，从中提取更丰富的地质信息三、系统制图法地理环境的各种地理要素有它本身的特点和规律，这些特点、规律与其它要素有着不同程度的联系，要系统的研究它们之间的特点和关系，需要从中寻找或提取各个专业的信息，简明某种要素的特点、分布规律，制成各种图件，从系列图件中分析、对比，除了对图像进行构造解译外，还要对区域线性构造作统计分析，作频率一方位直方图(或玫瑰花图)、线性构造等密图、对称度等密度图、优益度等密图等进行综合分析、对比，研