07 第七章 遥感图像的判释应用程序与方法要点Word文档下载推荐.docx
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彩色红外航空像片
判释地貌、地层（岩性）、地质构造、不良地质、植被、土壤含水量等
热红外航空扫描图像
判释地下水、温泉、充水断层、隐伏断层、浅层岩溶等
机载侧视雷达图像
判释线形构造、宏观地层、水体以及森林分布等
四、航空遥感图像的成像时间应选在各目标物之间幅射能量差别或有效颜色差别出现最大值时进行。
五、遥感图像的判释，一航应符合下列顺序：
即先卫星图像，后航空遥感图像；
先小比例航空遥感图像，后中、大比例的航空遥感图像。
六、为提高遥感图像的判释效果，可开展遥感图像的计算机图像处理。
遥感图像处理方法的选择应根据拟提取的信息目标、遥感图像情况、图像处理设备条件等情况确定。
一般以图像增强方法为主，为提高某一特定目标的判释效果，应选择其他适用的图像处理方法。
遥感图像处理方法的选用可参照表7—2。
常用的遥感图像处理方法选择参考表表7-2
图像处理方法
光学图像处理
彩色合成
增强地貌、地层（岩性）、地质构造、不良地质、水体、植被、地下水等图像信息
假彩色密度分割
增强平原地区隐伏断层、盐渍土、软土、地下水等图像信息
边缘增强
突出图像的立体感和线形构造
比值增强
增强线形构造、地层（岩性）、以及平原地区的居民点、植被、湿地、沙地、水体等图像信息
数字图像处理
灰度线性扩展
加大反差较小的图像的反差
指数扩展
加大具有较高亮度值、反差小、信息丰富的图像的反差和突出地物的细部结构
对数扩展
增强色调较深的低亮值地区的图像，或阴影区、深色调岩石分布区的图像
消除地形影响，增强平原地物、岩性、水体、植被、地下水，以及与含水有关的地质现象的判释效果
滤波增强
突出线形构造、线形影像以及地物、水系的边界等
图像变换
突出岩性、线形构造、环状构造、第四系覆盖层下的隐伏构造等信息
综合图像处理
可增强多种遥感地质信息，建立地质的立体模型，分析动态变化规律并量测其变化范围
摘自《铁路工程地质遥感技术规程》（TB10041—95）
七、遥感图像判释成果的现场验证，尽量做到谁判释谁验证，以免发生一些误解。
八、未经现场验证的遥感判释成果，一般不能作为编制正式地质图件的依据。
九、遥感技术并非万能，应与其他勘察手段密切配合，合理有效的使用，才能取得好较果。
十、工程地质勘测中采用遥感技术，必须提前安排，并应在物探、钻探开展前，提出判释成果。
第二节遥感图像应用的一般方法与步骤
遥感技术无论在铁路、公路、水利、油气管道或电力等不同工程的工程地质调查中应用，其应用程序和方法大同小异，以下结合在铁路选线勘测中的应用为例，加以叙述。
在铁路勘测中，不论是那个阶段，应用航空遥感地质方法时，其一般作业过程是大致相同的，即按准备工作阶段、室内初步判释阶段、外业验证调查阶段、资料整理阶段等顺序进行，见图7—1。
图7-1遥感地质方法应用的程序框图
必须说明的是，所推荐的本工作方法，是指遥感图像目视地质判释和填图为前提下的工作方法，今后如果发展到自动数据采集，那么工作方法则有所变化，不应生搬硬套。
上述作业过程并非绝对的，应结合具体情况灵活掌握，如在判释时对该区判释标志不熟悉，或暂时还未搜集到工作区遥感资料等情况下，均可考虑先到现场进行重点调查，然后再进行室内初步判释。
下面按一般作业过程进行介绍。
一、准备工作阶段
（一）资料的搜集和分析
在应用遥感方法进行工程地质测绘时，资料的搜集和分析研究是一件相当重要的工作。
对测区既有资料分析研究的越深入，则获得的判释效果就越显著，因之，在遥感图像判释之前，对测区的地形、地质、地震、遥感、勘探、化验以及有关工程建筑、人文概况等资料，应尽量广泛地搜集和深入地加以研究。
1、资料的搜集
（1）地形资料：
地形图比例包括1：
100万军用图、1：
50万军用图、1：
20万军用图、1：
5万军用图以及有关大比例的地形图件，搜集哪几种比例地形图应根据勘测阶段而定。
为了便于地形图件的搜集和应用，特将地图的分幅和编号方法说明如下：
地图的分幅，一般采用国际分幅和编号的方法，这种地图的分幅编号方法是以1：
100万比例地图作为各种比例地图的分幅和编号的基础的。
每幅地形图的两侧都以子午线为界，上下以纬线为界而呈梯形图廓。
1：
100万地图的分幅，是以地球赤道向两极，纬度每差4°
为一列，依次以拉丁字母A、B、C、D、……表示；
经度由180°
（与格林威治子午线相对的）子午线起，从西向东，经度每隔6°
为一行，依次以数字1、2、3、……表示（图7—2）。
至于图幅大小和图幅数之间的关系如表7—3所示。
图7-21：
100万地图的分幅编号
图幅说明（以北京所在图幅为例）：
11：
100万比例地图的图号：
NJ—50此处N
代表北半球，因我国全部领土都在北半球，故N字通常可以省略。
J代表纬度36°
～40°
的列数，50代表东经114°
～120°
的行数（图7～3）。
②1：
50万比例地图的图号：
J—50—A
每幅1：
100万比例地图分为四幅1：
50万比例地图，分别以俄文А、Б、B、Г表示（图7—3）。
包括该点的1：
50万比例图幅为J—50—A
31：
20万比例地图的图号：
J—50—Ⅲ
100万比例地图包括36幅1：
20万比
例地图，分别以罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表示（图7—3）。
20万比例图幅为J—50—Ⅲ。
41：
10万比例地图的图号：
J—50—5
100万比例地图包括144幅1：
10万比例地图，分别用阿拉伯数字1、2、3、……表示（图7—3）。
图7-31：
100万、1：
50万、1：
20万、1：
10万比例地图的编号
10万比例图幅为J—50—5
51：
5万比例地图的图号：
J—50—5—Б
10万比例地图包括4幅1：
5万比例地图，分别以俄文字母А、Б、В、Г表示（图7—4）。
5万比例图幅J—50—5—Б。
⑥1：
2.5万比例地图的图号：
J—50—5—Б—в
5万比例地图包括4幅1：
2.5万比例地图，分别用小写俄文字母а、б、в、г表示（图7—4）。
2.5万比例图幅为J—50—5—Б—в
2.5万比例地图又分为4幅1：
1万比例地图，分别以阿拉伯数字1、2、3、……编号。
除了上述现行编号方法外，尚有矩形分幅和编号方法、行列式编号法以及经纬度编号法等。
（2）地质资料：
包括1：
20万地质图、地貌图、水文地质图、地震图以及其它有关的地质资料及图件。
此外，对于勘探资料、物探资料、航磁重力资料、化验资料可根据勘测阶段或需要酌情搜集。
（3）遥感资料：
在搜集遥感资料时应首先考虑搜集多种比例、多时期的航片，而且按照1：
5万军用图幅进行搜集。
如果是带状成像或局部面积成像，则可按成像测段或所属图幅进行搜集。
在测区范围
图7—41：
5万、1：
2.5万、内，若具有多种遥感资料时，也可根据需要搜集有关的图像资料,
1万比例地图的编号必要时还应进行专门成像获取。
（4）工程资料：
在进行铁路、公路、石油管道、电力、港口、坝址等的选线、选址过程中，对于沿线已有的勘测资料应加以重视，可根据需要进行搜集。
此外，对测区内有关的既有工程设计资料，也应当搜集研究。
（5）其它资料：
除上述资料外，对于测区的山川地理、人文概况、历史县志等的记载也往往是重要的参考资料。
2、资料的分析
对搜集到的各种资料进行充分的研究，这是开展遥感图像判释和各种工程选线、选址的基础。
对于测区资料掌握的越丰富，则对工程地质情况的分析就越加深入。
（1）地形资料的分析：
熟悉线路通过地段的地形、地貌特征，划分各区段的地貌单元，从而可了解各类工程（桥梁、隧道、路基、坝址、车站等）所处的地形、地貌部位及可能出现的不良地质类型。
（2）地质资料的分析：
通过区域地质资料的研究，初步掌握各区段的地质情况。
如，各种岩类的分布、地质构造的格局、水系类型的特征以及水文地质条件等。
熟悉勘探、化验资料可进一步了解深部的地质情况，结合工程类型初步估计可能出现的地质问题。
（3）其它资料的分析：
对测区山脉、河流、交通、人文概况的分析，对判释工作也是非常有用的。
山岭、河流、村庄的命名也往往是启发我们考虑问题的思路。
（二）判释用品准备
为了判释作业的顺利开展，一些专用的判释用品，如立体镜、像片袋等应及早准备，往往由于判释用品不全，而影响了判释工作的开展。
判释用品详见表7—4所列。
（三）航空遥感图像的整理
室内判释过程中所涉及到的主要资料就是航片。
航片的影像质量、是否有摄影漏洞以及是否整理妥当，都会影响到航片判释效果，所以在室内判释前必须对航片进行检查整理。
检查整理可按下列步骤进行：
1、航空像片的检查
主要检查测区范围内所需之航片是否齐全，比例是否符合要求，有否缺少或重叠过多，航片影像反差是否正常，云量覆盖是否过多，是否有不清晰或染污、变色、损伤等现象，如因上述情况而影响判释质量者，应提出补晒或重新晒印。
航片检查时应注意复照图上标明的像片比例是否准确，须用地形图进行核对。
此外，还应注意国家图幅像片的航带一般是东西方向排列的，但在国境线附近，有时则是南北方向或斜方向排列的，在这种情况下，复照图的上方并非正北方向。
2、航空像片的编号、装袋
对搜集到的航片，按工种名称、任务项目（代号）、测段号（图幅号）及航带号等进行标记和编号，标记和编号是在每张像片背面，可利用手工标写，也可用盖章方法。
例如：
地质—7119—10—1，系指地质专业用的7119测区10测段第1航带中的像片。
像片背面标记和编号后，应将暂时不用的像片（离线路较远或航带间重叠太多的像片）抽出封存保管，把要用的像片按测段（图号）分别装入像片袋中。
像袋封面须标记线别、测段号（图幅号）及航带的像片号码，便于工作时索取和保管。
（四）像片搬线
像片搬线就是把图纸上确定的线路位置搬到像片上，以便于在像片判释过程中结合线路平剖面图，分析不同工程类型的地质情况。
像片搬线的方法，是以影像上的地物点与图纸上的相同地物作控制，把确定的线路位置用红色广告颜色绘制在单号（或双号）单张像片上，并注明方案编号和里程。
在像片搬线过程中应注意以下事项：
1、对于重点工程，如长隧道、大桥桥渡、车站、深挖方、高填方地段，应力求其线路位置的准确，并尽量选取航片中间部位，以减少影像畸变的影响。
2、在缺少明显地物点的影像地段，像片搬线是比较困难的。
可采用先在像片上剌点，然后，将像片上的剌点投影转绘到图上，以作为像片搬线的依据。
在选择搬线地物点时，应尽量挑选那些地物影像清晰而对剌点精度较高的地物点作为放线点。
3、线路里程在像片上一般只标整公里。
公里标的位置标示，也应以地物点作控制。
由于像片各处比例不一样，因此，从图面上看，公里标的距离长短不一。
（五）调绘面积的划定
一般小比例航片判释可不必划定调绘面积，但应在像片上、下方注明相邻航带及航片号。
大比例像片考虑到室内制图的需要，接边要求较严格，为了避免重叠或漏绘等现象，必须划定调绘面积。
调绘面积是指在调绘片（只用单号或双号像片）的上下左右关系中，给它一个工作范围的划分，规定每张调绘片判释勾绘的范围，这个范围称为调绘面积。
划分调绘面积的方法如下：
1、首先将外业控制测量或制图的范围线画到镶嵌复照图上，调绘面积应和镶嵌复照图上的控制测量或制图范围相一致。
2、除按镶嵌复照图所确定的范围能直接划定的各边外，其它在右、下两边可规定为直线，在与此直线相邻的像片上，则根据此直线上的地形起伏，按地物转绘（一般画成折线）即得左、上两边，如图7—5所示。
如果均画折线也可以，但较麻烦。
3、调绘面积应尽量画在航向和旁向重叠中间附近，但应避免与线状地物重合。
4、两张相邻像片的接边要做到精确，界线要吻合，不应有漏洞。
尤其是利用折线接边时，转折点尽量选在高处，否则由于投影差关系，易造成调绘漏洞。
5、每张调绘片的接边均应注明相邻像片的号码，旁向相接还应注明相邻的航带号，在与相邻测段接边时，则应注明相邻的测段号。
（六）像片的地貌与地物调绘
像片上的地貌和地物调绘，是对照1：
5万军用图，在隔号像片上进行必要的居民点、水系、山脊线、垭口、道路等的调绘，一般而言，居民点必须调绘。
上述地貌、地物调绘的内容及粗细程度，均以有利于航片的应用为原则。
一般水系的调绘应详细些，因为水系往往反映了地貌、岩性及构造的特点。
调绘时用广告颜色标记，一般水系、泉水用绿色，其他地貌、地物界线用桔黄色。
图7-5调绘面积画法示意
二、室内初步判释阶段
（一）室内初步判释的目的
室内初步判释的目的一方面是配合线路方案的研究，提供初步的工程地质评价，另一方面是了解区域地质地貌概况，起到指导外业地质测绘的作用。
（二）判释前应明确的几个问题
为了使航片判释工作顺利开展，事先应结合所收集的地质资料、航摄资料以及线路方案情况，对判释的范围、地貌分区（工程地质分区），地层划分的深度，判释工作量的估计以及是否在判释前到现场重点踏勘等问题，进行详细的研究，确定原则，统一规定。
否则，将会给判释工作带来许多麻烦。
判释所用的地质图例符号，也应事先规定好，尤其分若干组判释时，如不事先规定，则图面无法统一，造成工作被动。
（三）判释方法及内容
航片判释时，用广告颜色按规定的图例、符号和颜色在隔号（单号或双号）航片上勾绘界线和注记。
一般地质构造、不良地质界线用红色、泉水露头用绿色、其他界线用桔黄色。
在判释过程中遇到疑难的地质问题，应记入判释记录表中，以便现场核对、补充。
该表格式可参见表7—5。
航片判释的内容如下：
包括水系、地貌、地层（岩性）、地质构造，不良地质，水文地质等内容的调绘。
各种调绘内容的详细内容如下：
（1）水系的判释宜包括下列内容：
水系形态的分类、密度及方向性的统计、冲沟形态及其成因、河流袭夺现象、阶地分布情况及特点、水系发育与岩性、地质构造的关系。
岩溶地区的水系应标出地表分水岭的位置。
（2）地貌的判释宜包括下列内容：
①各种地貌形态、类别以及地貌分区界线；
②地貌与地层（岩性）、地质构造之间的关系；
③地貌的个体特征、组合关系和分布规律。
（3）地层（岩性）的判释宜包括下列内容：
①参照既有地质图，确定地层（岩性）的类别、估测岩层的产状、第四系地层成因类型和时代；
②对工程地质条件有直接影响的地层（岩性）、必须单独勾绘出来；
③地层类别划分的深度可视情况分到界或统均可；
④第四系地层与地下水的补给和排泄关系；
⑤不同地层（岩性）的富水性及工程地质条件等的评价；
⑥各种特殊地质类别及其范围。
（4）地质构造的判释宜包括下列内容：
①褶曲的类型、轴的位置、长度和倾伏方向；
②断层的位置、长度和延伸方向，断层破碎带宽度；
③节理延伸方向和交接关系；
④隐伏断层和新构造运动。
（5）不良地质判释宜包括下列内容：
①各种不良地质现象类别及其范围，包括滑坡、崩塌、错落、岩堆、泥石流、岩溶、风沙、盐渍土、沼泽、河岸冲刷、水库坍岸、人为坑洞等；
②不良地质现象的分布规律、产生原因、危害程度和发展趋势。
（6）水文地质判释宜包括下列内容：
①大型泉水点或泉群出露的位置和范围；
②地下水渗出的位置和范围；
③潜水分布规律与第四系地层的关系。
（四）编制地质预判图和编写预判说明书
初步室内航片地质判释完，应编制预判图和编写预判说明书。
地质预判图的编制主要是便于外业使用，该图可用地形图或水系图作底图，具体编制是将底图与航片或复照图对照，利用两者之间的相应地貌、水系和地物，将航片上各种地质界线搬到地形图或水系图上，有时也可以复照图或像片略图作底图编制预编图。
预判说明书主要内容包括沿线工程地质概述、各方案工程地质评价、存在的问题及外业工作建议（包括外业工作安排、进度、重点地质问题等）。
初步室内判释过程中要注意，凡是线路方案和工程地质条件复杂地段，须进行较详细的大面积测绘者，应及时提出编制像片略图、像片平面图、放大像片以及正射影像地图等计划。
三、外业验证调查阶段
（一）外业验证调查的目的
外业验证调查的目的是验证、修改和补充室内地质判释成果，使其满足勘测设计阶段资料的要求，主要应解决下列一些问题：
1、验证初步判释成果，特别是要验证室内初步判释结果与现有资料有矛盾的内容，补充和修改初步判释的内容，并作必要的叙述；
2、初步判释中提出的疑难问题应尽可能查证，包括尚未确定的地层（岩性）界线、地质构造线、不良地质现象以及其他地质问题等；
3、补充航片上无法取得的勘测设计数据；
4、配合有关工种提供方案比选资料，共同确定合理的控制测量和制图范围；
5、了解区域性判释标志，搜集工作地区地质样片。
（二）外业验证调查的具体方法与步骤
利用航片进行外业地质调查与通常的外业地质调查有所不同。
主要差别在于用航片代替地形图进行填图，地质填图是在像片上按影像勾绘，观测点要在像片上刺点等等。
其具体步骤如下：
1、熟悉有关地质资料、地质预判图、室内初步判释说明书以及线路方案等。
2、外业工作全面开展前，有条件时应先选择具有代表性的地段进行核对，以便事先掌握该区判释标志，统一认识，为随后的测绘工作顺利开展，创造有利条件。
3、外业填图之前，应检查初步室内判释时所画的调绘面积和控测范围是否一致，有出入的应重新划定，如果原来未画调绘面积者，应补画。
4、像片填图前应事先进行立体观察，明确调查重点，拟定调查路线，然后携带航片沿线进行填图。
凡属补充，修改的地质界线与内容，均以特种铅笔在航片上标记，或在透明纸上修改。
5、重要观测点（包括泉水露头）和勘探点，应在航片背面刺点编号，刺点的点位误差不应大于0.2mm。
在野外地质记录本中应注明观测点所在测段及像片号码，并进行描述。
6、地质观测点的平面和高程位置的确定，可根据地质图成图的精度要求，分别采用在航测地形图上查得，外业控测时航测求得（用激光测距仪或全球定位系统）或内业电算加密求得等多种方法。
7、在航片上每条地质界线至少应布设1个地质验证点，当地质界线显示不清楚时，应增设地质验证点。
航片工程地质外业验证点密度可参照表7—6的规定。
8、外业调绘的成果用广告颜色按规定符号整饰。
对于断层、破碎带、裂隙带等必须确切的将其所在位置标示在像片上；
对于滑坡、崩塌、错落、岩堆、岩溶等不良地质现象，必须圈定其确切范围；
对重点工程影响较大的土石界线，如隧道洞口、大桥、高填方、深挖方地段等，要准确地绘出土石分界线的位置。
9、调绘成果应及时整理，并随时根据新的认识来检查原判释和调绘成果有无矛盾或差错，发现问题及时补充修改。
（三）外业验证调查阶段注意事项
1、当用特种铅笔在像片上标记有困难时，可在像片上蒙透明纸或聚脂薄膜以利勾绘（利用铅笔、钢笔均可）。
2、范围较小的不良地质现象，在航片上无法按影像勾绘但又必须反映到地形图上者，应在像片上判定不良地质位置并刺点，在像片背面点位处画不良地质图例，注记地质体实际尺寸，并进行编号，如滑—1，崩—2等。
凡在像片背面刺点编号的小型不良地质现象，应分类列表送到内业，以便内业航测制图时按规定图例和尺寸反映到地形图上。
3、地质调绘成果应及时转绘到控测调绘片上与控测资料同时送回制图基地，以便内业制图时转绘到地形图上。
4、为了填图方便和保管好像片，在填图时，像片应装在专用的像片夹内。
5、凡像片上无法提供的工程地质资料，均应按通常地面工程地质调查方法搜集。
四、资料整理阶段
由于航测工作的特点所决定，凡与内业制图有关系的航片地质调绘的成果，基本上应按阶段整理，尽管如此，最终内业整理工作量还是不少。
如全线1：
5万～1：
20万工程地质图编制、工程地质说明书以及地质样片的选取等等。
在全线1：
20万工程地质图编制之前应对航片填图成果进行复判检查，以防前后矛盾。
除航测内业制图有特殊要求外，有关工程地质资料的整理，均按一般《铁路工程地质勘察规程》要求办理。
关于遥感地质图编制的若干问题叙述如下：
1、地质成图比例和遥感图像比例的关系
地质成图比例和遥感图像比例的关系可参照下列要求：
（1）编制1：
10万～1：
20万比例的地质图，可利用相应的比例的卫星图像进行判释，局部地段可进行卫星图像放大或结合使用小比例航片。
（2）编1：
5万比例的地质图，可利用相应比例的航片，并结合使用相应或略小比例的卫星图像。
（3）编制1：
1万～1：
2.5万比例的地质图，可利用相应或略小于地质图比例的航片。
（4）编制1：
2千～1：
5千比例的地质图，可利用1：
8千～1：
2万比例的航片。
2、遥感地质图的编制方法
90年代以前遥感地质图像的编制根据其编图的比例大小和精度要求，采取下列几种方法：
编制1：
2万比例的地质图，多采用立体转绘仪或利用地物相关法，直接将遥感图像上的地质界线转绘到底图上；
5千比例的地质图，一般利用航测仪器或立体转绘仪转绘；
编制大于1：
1千比例的地质图，主要通过航测仪器转绘。
进入90年代以后，由于数字化测图的普遍应用，遥感地质图像的编制方法已逐步采用计算机成图方法，这种成图方法不但速度快、质量高、图面美观，而且编图过程中修改容易，比例大小可根据需要进行缩放，地质成果存储在磁带或光盘上，既可出图纸资料，也可直接映放在屏幕上，可以说是一个很大的进步。
3、关于地质图底图的选用
地质图底图可从下列几种底图中选用：
包括地形图、简化地形图、水系图、卫星遥感图像、航空遥感图像略图、航空遥感图像平面图、正射影像地图。
当然这些底图本身很多都是数字化成图。
第三节各勘测阶段中遥感图像的应用
第二节所叙述的是遥感图像应用的一般方法与步骤，总的看来，各勘测阶段中遥感图像的应用方法与步骤大同小异，尤其是应用程序都是按准备工作，室内初步判释，外业验证调查
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