A. 遙感研究急需解決的問題。
一、遙感的發展
遙感是20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合技術，是應用某種探測儀器，不直接接觸探測目標，從遠處感測並記錄目標的特徵信息，經過傳輸、處理、提取人們感興趣的信息並分析、揭示出物體的特徵性質及其變化的綜合性探測技術。
1、
在我國目前的發展現狀目前，我國已經獨立發展了氣象衛星系列、
海洋衛星系列、資源衛星系列和環境與災害監測預報小衛星星座系統。在我國人口眾多、幅員遼闊、可持續發展問題突出的的形勢下，高解析度對地觀測信息的廣泛應用在解決資源問題、生態環境、地質災害等眾多領域的問題方面已經顯示出明顯的效果。隨著國家各個遙感應用部門形成了高解析度對地觀測衛星數據的應用能力，在各個領域也取得了顯著的國民經濟效益。
同時，在遙感研究機構方面，國務院許多部委都設立了遙感機構；十幾所高校成立了遙感學科或研究室；各省土地局、氣象局、環保局等都開展了應用研究；中科院也在基礎理論、應用理論方面設有專門的研究機構。同時，各專業學會、國家科委也定期、不定期地召開學術會議探討學術方面的重要問題。
2、
遙感的應用范圍遙感的應用范圍十分廣泛，涉及到了我們生活中的方方面面，主要包括土地規劃方面、環境保護方面、農林方面、地質礦產方面、水體方面的應用等。
遙感在農林方面的應用有作物估產與精細農業、農作物長勢監測、森林資源的調查與監測、森林覆蓋率調查等。如美國曾利用遙感圖像對世界小麥產量做過估算，准確率達90％。遙感在農林業的應用給國家帶來了顯著收益。
遙感在地質礦產方面的應用以通過遙感圖像的研究，確定地區的地質構造和岩石性質，分析構造的運動為任務，服務於工程地質勘探、水文地質勘探和礦產資源調查。在工程勘探與測繪、災害監測、礦產資源調查與礦區環境監測應用中取得了成果。在我國汶川的5．12地震中，遙感在分析了解震後地質狀況、預測餘震和救援中都起了巨大的作用。由於遙感可以宏觀把握地區性地質災害分布，形成規模的定量認識，因此在國內外地質災害中得到了廣泛的應用。
遙感在水體方面的應用主要是對水資源與水污染的遙感調查與評價，通過對遙感圖像的分析，可以得到水深、水溫和水污染等信息。
除此之外，遙感在軍事偵察、氣象分析等方面也起著舉足輕重
的作用。更多方面的應用不一一例舉。
二、未來的發展趨勢1、「3S」
技術集成化信息技術和感測器技術的飛速發展帶來了遙感數據源的極大豐富，每天都有海量的遙感信息，從各種感測器上接收下來。但光有這些遙感信息是不夠的，作為信息的提供者，遙感必須與全球定位系統和地理信息系統集成才能得以應用。GPS（全球定位系統），RS（遙感），GIG（地理信息系統）的集成被稱為＂3S＂系統，在其中遙感僅用於實時或准實時的提供目標及其環境的語義和非語義信息，發現地球表面的各種變化，及時的對GIS的空間數據進行更新。因此，遙感將與全球定位系統和地理信息系統更緊的結合，將在各領域發揮更大作用。
2、
動態化遙感已經從對地球資源的靜態研究分析過渡到了動態過程監測。目前，遙感的動態化主要基於遙感圖像的動態監測，包括土地利用、城市、生態環境的動態監測。利用衛星遙感資料進行動態監測可以克服傳統方法的缺點，具有客觀性、准確性、實時性和高效性等優點，可以節省大量的人力和物力。並且有從動態監測向預測、預報過渡的趨勢。
3、
智能化與自動化感測器不僅可以按設定的方式進行掃描，而且可以根據具體要求由地面進行控制編程，使用戶可以獲得多角度，高時間密度的數據。影像識別和影像知識挖掘的智能化同時遙感數據處理自動化和制圖自動化將是遙感發展的必然趨勢。
4、
實用化與商業化實用化的體現是隨著遙感技術的飛速發展，遙感將投入國民經濟各部門進行使用。這樣必然會使遙感信息用戶范圍擴大，因此，除了公益應用型的用戶外還存在商業應用型的用戶，並且商業應用型用戶會隨遙感技術的進步不斷增長。可以理解為實用化會增加遙感信息的商業價值而吸引更多商業公司的投資，促使遙感向商業化的方向發展。
5、
應用領域廣泛化和研究資金的多元化隨著應用商業化的不斷發展，經濟效益明顯體現，使遙感已從單純科研項目轉變為蘊涵巨大經濟效益的產業（僅汽車導航儀一項就具有上千億的規模），使得科研資金除國家外又有了大量企業資金、風險資金投入，而商業資金的逐利性必然使得應用研究領域更加廣泛，更加深入，整個行業進入良性循環。
三、目前我國遙感應用中存在的幾個主要問題
對遙感應用知識的社會普及不足雖然遙感技術研究在我國已開展了幾十年，但前期大部分時間是在各科研單位閉門研究，沒有真正進人實際應用，因此對此技術知者甚少。這種現象不僅出現在一般老百姓中，就是很多政府部門和政府官員也是如此，遙感技術在全社會的應用就必然大打折扣。因此，應加強遙感技術應用的宣傳（5・12地震救災中遙感技術應用
B. 遙感地學分析方法簡介
遙感器能獲取到的只是成像瞬間,成像地區地表的自然與社會環境的二維(平面)的綜合信息。這些信息中,只有一部分對地質解譯有用。對地質解譯有用、無用的信息相互聯系又相互干擾。如上文所述地表坡殘積物和植被與當地母岩有聯系,可以據此來分析母岩性質;同時坡殘積物和植被又掩蓋基岩,干擾了對岩性信息的識別。因而所有解譯(不僅僅指地質解譯)都存在不確定性與多解性。為提高地質解譯的質量,解譯人員的地學知識與工作經驗,正確遵從一些解譯原則,合理地運用遙感地學分析的方法就是非常重要的了。
地質解譯的原則:①從已知到未知,②先易後難,先從標志最清楚地段到較模糊地段,③先整體後局部,④先目視預解譯到其他方法,④先從構造解譯入手,⑤圖像解譯與野外調查相結合。
《遙感地學分析》(陳述彭,1990)一書,概括了遙感地學分析的主要方法。
(一)遙感資料的相關分析法
在一定區域內各種景觀要素間是相互依存,相互制約的。往往是一事物的存在反映其它事物的存在;一種現象可指示另一種現象的存在。地質解譯時,可以根據地質規律的認識,用相關分析法進行解譯。如第九章引用美國內華達州金場地區尋找多金屬礦的例子。就是通過地質研究,確定該區礦化主要與內生作用的熱液蝕變有關,而熱液蝕變岩石又與未蝕變的岩石地物反射波譜不同,利用比值法等圖像增強處理,來識別區域蝕變,從而用它來作為找多金屬礦的重要標志。
(二)交叉分析法
遙感地學研究為了取長補短,常常需要多種技術方法交叉使用。如光學圖像處理,目視解譯,計算機數字圖像增強等交叉進行。在建立區域典型的岩性-地層解譯標志時,也需要預解譯,野外驗證,再解譯,反復補充修改,使建立的解譯標志更有代表性,用它來指導解譯。在利用數字圖像增強處理時,也是經過預處理,野外地物波譜測試分析,驗證,再修改增強處理方案,從中選定最有效的處理方法。
(三)環境本底法
所謂本底,就是某種地學信息的區域正常特徵或正常背景值。如區域地球化學中某種元素的背景值。如某種岩性(如花崗岩)的平均反射波譜值等等。這些通過歸納總結,實測,統計分析得來的正常特徵和正常背景值就是正常值。只有在這個基礎上,才能區分出異常來。有了地貌異常,色彩異常,波譜異常和某些成礦元素的異常,才能指導各種地質分析和研究。所以環境本底的建立非常重要,也要非常慎重。
(四)信息復合法
信息復合是指同一區域內遙感信息之間,或遙感與非遙感(如地質)信息之間的復合。復合時通過資料的空間配准與內容復合,產生一組新的空間信息或一組新的合成圖像。目的是為了突出有用的地質信息,減免和抑制無用信息,改善圖像質量,提高解譯和研究的能力。詳見第十一章。
(五)歷史對比法
歷史對比是利用遙感圖像資料的時間信息,把不同時間的同一地區或同名地物,進行多時間的對比,作動態分析。如對黃河、長江口三角洲的發育特點的分析,對陝北黃土高原水土侵蝕的分析,對某城市的發展動態分析,對洪水災害(如1992年對太湖地區洪水的SAR圖像對比分析)等。從歷史對比中歸納總結出其發展動態與規律,指導劃規與治理工作。
(六)系列制圖法
用它來表示研究地區的地學分析各種成果。這也是地質工作中非常常用的方法。如區域地質調查,區域成礦研究,地史古地理分析都常用的方法。系列制圖有三個基本條件:①必須以同一遙感信息源為制圖的基礎,②有統一的制圖規范與分類原則,③按一定邏輯順序依次派生出各種專題圖件來。如構造解譯時,用增強處理的遙感圖像,編制出同一地區的線性構造、環狀構造等解譯圖件來。然後再派生出不同走向方法的線性構造圖及線性構造等密度圖,線性構造交(叉)點等密度圖來。第十二章介紹的山西太原幅農業自然條件與自然資源系列圖就是一個例子。
(七)地理信息系統
它是管理空間數據的計算機系統,是最近十年來遙感工作發展很快的一種技術方法。地理信息系統為地學遙感提供輔助信息,有助地質遙感數據分類和應用,提高地質分析的質量與速度。在第十三章作專門介紹。
(八)其它地質學分析方法
地質解譯時還會用到地質學的一些基本分析方法。如根據交切關系來判定斷裂、岩脈、礦脈的新老關系,用構造地質學知識來判明遙感圖像上斷裂的兩盤相對運動等。在此不一一介紹。
C. 遙感技術在城市規劃中的應用的研究現狀和研究方法
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D. 遙感變化信息檢測的主要方法
本節所研究的主要是基於像元級的遙感變化信息檢測方法。當今國內外常用的遙感變化信息檢測方法主要有分類後比較法、代數運演算法、光譜特徵變異法、主成分分析法等。
( 一) 光譜特徵變異法
光譜特徵變異法是使用最為廣泛的一種遙感變化信息檢測方法，其原理是將兩時相遙感影像的相關波段進行融合、組合，如果地物類型發生了變化，該區域的光譜就會發生變異或突變，與周圍地物失去協調性，使得能通過肉眼識別出來。該方法容易受到研究區域地物光譜特徵的影響，可能會丟失細小的變化圖斑，但是在一般情況下總體效果良好 ( 馮德俊，2004) 。
圖 4 －8 HIS 融合法結果
把研究區震前 IKONOS 的全色波段影像和震後QuickBird 的多光譜影像運用光譜特徵變異法中的 HIS進行了融合，結果見圖 4 －8。從圖中可以看出，沒有發生變化的區域光譜特徵和解析度都得到了加強 ( 空間解析度變為 1m) ，其中水體、河流為藍色，山地為褐色，植被信息為綠色，白色區域明顯與四周的地物和背景信息光譜不協調，這就是發生變化的區域。
( 二) 主成分分析法
主成分分析法在遙感變化信息檢測中使用很多，一般能夠取得很好的檢測效果，它能夠在一定程度上消除影像內部各波段間的相關性，提高變化信息檢測的效率和精度。
圖 4 － 9 為 IKONOS 融合後影像與 QuickBird 融合後影像求差並取絕對值後進行主成分變換的第一個主成分圖像。由主成分變換的特性知道，變換結果的第一分量集中了影像絕大部分的變化信息，而其他分量則主要反映了波段之間的差異性。第一分量就代表著變化信息。圖 4 －9 中白色區域為發生變化的區域。
基於主成分分析的遙感變化信息檢測方法仍然存在著一些缺陷: ① 由於主成分變換所得到的各個分量往往失去了原有的物理意義，所以還需要參考其他數據來分析地物類型變化與否及其因果關系。② 主成分分析 ( PCA) 是基於二階統計的方法，只有在信號的統計分布滿足高斯分布的條件下，才能完全消除信號間的相關性，而對於非高斯信號則只能去除信號間的二階相關性 ( 鍾家強、王潤生，2006) 。在多時相遙感影像中，各種地類的光譜特性幾乎都不能滿足高斯分布，因此經過主成分變換後的各成分圖像間仍然存在高階相關性，而這些相關信息會直接影響到變化信息的檢測和提取。由於這個原因，在做主成分分析時，常常導致把這些高階相關信息轉變為雜訊，如圖 4 －9 所示，白色的 「斑點」遍布整個分量影像，又和變化信息摻雜在一起 ( 變化的區域也為高亮的白色) ，這使得在提取真正變化信息的時候遇到困難，如何有效地消除多時相圖像間的高階相關信息，避免這些 「偽變化」的雜訊，對於變化信息的檢測和提取具有非常重要的意義。
E. 測繪科學的研究方法是什麼
傳統的測繪學以地球和地球表面上的實體為研究對象，是研究對實體進行測量和描繪的科學。測繪學包括了測量和描繪兩個方面。測量就是利用測量儀器測定物體的形狀、大小和空間位置。描繪就是將測定的物體用地圖的方式表達出來。現代測繪學研究范圍已擴大到外層空間，是研究與地理空間分布有關的信息的採集、處理、管理、表達和利用的科學與技術。
F. 基於遙感影像土地利用分類方法研究
土地利用分類是區分土地利用空間地域組成單元的過程。由於地塊所處的自然地理位置不同，受自然條件和社會經濟條件的影響，導致土地用途、利用方式、經營特點等各方面的差異。為實現土地資源科學化管理，從土地利用現狀出發，根據土地利用的地域分異規律、土地用途、土地利用方式等，將一個國家和地區的土地利用情況，按照一定的層次等級體系劃分為若干不同的土地利用類別。
6.1.1 國內外土地利用分類方法歷史沿革
國外土地分類至今約有半個多世紀的歷史，到 20 世紀 60 年代和 70 年代就出現了各種土地分類系統。國外土地分類多數以土地利用現狀作為分類的依據，具體到各國又有差異。如，美國主要以土地功能作為分類的主要依據；英國和德國以土地覆蓋（是否開發用於建設用地）作為分類依據；俄羅斯、烏克蘭和日本以土地用途作為分類的主要依據；印度則以土地覆蓋情況（自然屬性）作為劃分地類的依據。
國內的土地分類研究起步相對較晚，主要是在改革開放以後。國內土地分類依據與國外基本相同，也是以土地利用現狀作為分類依據，如土地利用現狀調查（簡稱土地詳查）採用以土地用途、經營特點、利用方式和覆蓋特徵為分類依據，城鎮地籍調查採用以土地用途為分類依據等。
為了滿足土地用途管理的需要，國土資源部先後制定了《土地利用現狀分類及含義》（1984），《城鎮土地分類及含義》（1989），城鄉統一的《全國土地分類》（2001）。《全國土地分類》包括《全國土地分類》（試行）和《全國土地分類》（過渡期間適用），第二次土地調查國家發布了《土地利用現狀分類》（2007）國家標准等，為全國土地分類提供了標准和依據。
6.1.2 基於遙感影像土地利用分類原則
面向國土資源行業遙感數據的規模化、高效率應用，達到快速規模化獲取土地利用信息，實現高精度、高效獲取土地利用變化信息，迅速建立滿足國家和省級土地資源業務管理需要的國家級、省級土地利用現勢信息源需求，在研究分析前期實行的土地利用分類方法的基礎上，提出了基於遙感影像的土地利用分類，在項目區予以應用並得到預期良好效果。
基於遙感影像的土地利用分類，是依據遙感影像的色彩、紋理等影像光譜特徵、分布特徵和地物光譜的可分性，結合土地的自然屬性、覆蓋特徵以及土地用途等因素，從滿足基於遙感影像快速獲取土地利用信息的需要進行分類。
分類原則：
（1）具有可操作性。要求土地利用分類體系要簡便易用、層次分明，要具有適宜遙感影像特點，通過遙感影像所反映色彩、紋理等影像光譜特徵以及分布特徵，在遙感影像上能夠明顯區分不同地類類型，適用於人機交互並基本滿足計算機自動分類提取土地利用信息。
（2）具有統一性。要與國家土地利用分類體系框架保持一致。
（3）具有兼容性。既能向上歸並到國家土地分類標准體系中的某一類型，還可根據管理和應用需要進行續分 , 可實現不同分類標准之間的相同地類進行地類代碼轉換，與以往的以及現在適用的土地分類進行有效銜接。
（4）具有通用性。即具有時間和空間上的通用性，不同的作業者用不同季節的影像應該能達到精度范圍內的同樣效果。
為了科學合理利用和管理土地資源，採用遙感影像數據獲取土地利用信息，快速掌握土地利用變化情況，根據我省土地利用管理業務實際需要，建立更適合土地利用精確調查和我省遙感監測業務調整與擴展的基於遙感信息土地利用分類標准具有重要的現實意義。
6.1.3 嚴格管理土地需要快速、規模化獲取土地利用變化信息
近年來，隨著社會經濟的發展，遙感技術也隨之得到了快速發展，遙感技術在土地資源的管理中得到了廣泛應用。但隨著人、地矛盾的日益加大，如何科學、合理地利用土地資源，如何監督新增建設用地及其佔用耕地情況和土地規劃、土地利用計劃執行情況，及時發現和查處土地違法、違規行為，檢查土地嚴格管理和土地調控措施的落實與效果，利用遙感技術快速規模化獲取土地利用變化情況成為當今土地資源管理的有效手段。
在土地資源管理中，近幾年國家和省不斷加大土地執法監察力度，每年都要對耕地和新增建設用地變化情況進行遙感動態監測，利用前、後時相遙感影像（DOM）進行比對，或利用已有土地利用資料庫與後時相遙感影像進行比對，發現和提取土地利用變化信息，通過外業核查、後處理和數據匯總，快速獲取和宏觀分析土地利用、變化的總體情況，及時發現和查處土地違法、違規行為，為土地執法監察提供了有力的技術依據。
6.1.4 原有土地利用分類不適宜快速提取土地利用信息
1984～2007 年間，我國普遍採用的是《土地利用現狀分類及含義》（1984）標准、《全國土地分類》（試行）標准和《全國土地分類》（過渡期間適用）標准，採用以上分類標准對於快速提取土地利用分類信息和動態遙感監測存在一些問題和缺陷。
首先，分類過細。《土地利用現狀分類及含義》（1984）分為 8 個一級地類，46 個二級地類，河南省根據地方實際在全國土地分類基礎上又續分了 12 個三級地類；《全國土地分類》（試行）分為 3 個一級地類，15 個二級地類，71 個三級地類；《全國土地分類》（過渡期間適用）分為 3 個一級地類，10 個二級地類、52 個三級地類。以上分類標准都具有類別繁多、過於細化的特點，無法滿足國家和省快速提取和掌握土地利用變化信息的需求。
其次，部分地類在遙感影像上無法區分，如：耕地中水澆地與旱地，園地與林地，獨立工礦與特殊用地等，影像紋理、色彩特徵極為相近，難以區分。
再次，部分地類與遙感影像無法銜接，如商服用地、工礦倉儲用地、公共建築用地等信息，從遙感影像上無法直接獲取。
6.1.5 區域土地利用類型的特殊性
黃河灘地，是指在黃河大堤之間河床滾動所淤積而成的灘地。橫穿河南省中北部的黃河屬河南省的特有特徵，即地上懸河、河床寬度大、非洪水期過水面積小、大堤內近 90% 的灘塗分別由黃河兩岸農民在耕作。但是由於黃河河床經常變動等原因，黃河灘地的面積和方位不斷發生變化，可種植面積也不穩定。許多灘地至今仍權屬不明，經常引發灘地耕種糾紛。另外在黃河灘地種植農作物具有一定的風險性，種植的作物一旦遇到河水上漲被水淹沒會造成收成大減甚至顆粒無收。
公路林帶，在河南省轄區內，高速公路、國道、省道、干線鐵路等主要交通用地兩側均栽種了寬度 30～50 m 不等的速生樹種，在地類統計時，國土資源管理部門是按耕地計算，而林業部門則按照林地計算，為准確獲取林帶數據有必要單獨統計，以解決在統計上口徑不一、數出多門的問題。
6.1.6 遙感影像上光譜信息，紋理、色彩等特徵相近的土地類型
高解析度衛星遙感影像光譜信息豐富、色彩鮮艷，接近於自然地物的真實色彩。通過遙感影像所反映的紋理、顏色等影像特徵和分布特徵，大部分土地利用類型在影像上能夠明顯區分。但是按照全國土地分類，有些地類在影像上呈現相近或相同特徵，對於室內判讀難以分辨。
（1）水澆地與旱地（圖 6-1、圖 6-2）。
圖 6-1 水澆地（113）
圖 6-2 旱地（114）
（2）園地與林地（圖 6-3、圖 6-4）。
圖 6-3 果園（121）
圖 6-4 有林地（131）
（3）獨立工礦與特殊用地（圖 6-5、圖 6-6）。
圖 6-5 獨立工礦（204）
圖 6-6 特殊用地（206）
土地利用分類體系還要充分考慮未來遙感技術發展，適用於遙感自動化提取信息的需要，影像特徵相近的土地利用類型無法利用自動分類技術進行區分。
G. 國內外遙感研究現狀
地下煤層自燃遙感探測，大致經歷了熱紅外遙感探測、基於GIS的遙感探測和現在的多平台、多感測器綜合探測等三個主要階段。
（一）國外遙感探測研究現狀
1963年5月，HRB-Singer公司在美國賓夕法尼亞州的斯克蘭頓用熱感相機RECONOFAX紅外偵察系統，進行探測和定位煤矸石煤火的可行性試驗，這是科技人員首次利用熱紅外遙感技術研究和探測煤火。
20世紀80年代以來，由於煤層自燃引起的環境破壞問題突出，美國開始應用陸地衛星數據調查研究煤層自燃與煤礦環境；進入90年代，印度開始了應用遙感技術調查煤層自燃，幫助解決煤礦滅火和安全生產等問題。同時針對煤火的時空變化特點，相關研究人員（Anderson，1980；Chandra，1983；Mukherjee，1991；Mansor，1994；Saraf＆Prakash，1995；Genderen，1996；Prakash，1997，1999，2001）對地面亞像元溫度信息提取、地表參數和熱通量問題、地表溫度異常與地面發射率的影響、煤自燃傾向性估計、衛星遙感地表熱通量計算模型和點源燃燒體正演模型、地表高溫異常局部雙窗滑動方法、熱紅外遙感數據估計埋藏的熱源深度等問題進行了研究，促進了煤火遙感信息的提取研究。
隨著高解析度遙感衛星的相繼發射升空，能提供用於煤火探測的遙感數據也越來越多，其推動當今這個領域的研究迅速進入到一個多平台、多感測器綜合探測階段。
（二）國內遙感探測研究現狀
我國遙感技術應用於煤火調查具有代表性的工作主要體現在以下三個階段：
（1）1987年，原地質礦產部遙感中心在寧夏汝箕溝礦區開展的航空遙感調查煤層自燃工作，較系統地研究了煤層自燃機理，提出了滅火方法。
（2）20世紀80年代後期，煤炭地質總局航測遙感局（1988，1989）、北京市遙感公司（1999）等有關單位相繼利用衛星遙感、航空熱紅外遙感及地面紅外測溫等手段開展了中國北方地區煤火調查和火區環境災害動態監測工作，初步圈出了我國在北緯35°以北地區正在燃燒的火區56個，主要分布在新疆、寧夏、內蒙古、甘肅、青海、陝西、山西等7省區。以GIS為工具，集成煤火探測、環境影響評估、防滅火工程中所需要的專用工具，初步開發出適用於煤田火區監測與治理的信息管理與分析支持系統。
（3）隨著高空間、高光譜遙感新型感測器（如SPOT、IRS、ASTER、IKONOS、QuickBird、AVIRIS、HyMap、Hyperion等）以及各種方法技術的不斷發展，煤火遙感探測進入一個新的發展階段。主要針對煤田環境和礦山安全生產兩種需求，在深入開展地下煤層自燃機理、煤田火區地質環境、空間分布規律、治理方法、防滅火工程與材料等研究基礎上，初步建立了動態監測物理模型和基於衛星、航空和地面遙感、地面地質、地球物理和地球化學測量方法同步探測方法體系。
（三）遙感探測存在的主要問題
目前，國內利用遙感技術開展煤火災害調查和相關的應用研究，已積累了許多先進的技術方法與重要成果，為地下煤層自燃的探測和治理提供了重要依據和技術手段。但以往的煤火遙感工作仍然存在一些問題：①由於受衛星遙感空間和光譜解析度的限制，還無法提取地面燃燒裂隙、燃燒系統等信息；②沒有充分應用不同尺度遙感影像的空間和光譜信息，對煤層自燃的發生、發展和熄滅過程中的遙感主要監測指標及地質環境意義進行系統性研究；③對於較大規模的煤火調查，已經形成了航空、航天、地面遙感相結合的探測方法，但尚無形成基於高解析度遙感與高精度航空地球物理探測方法相結合的探測方法。
H. 遙感圖像分類方法研究現狀
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YGXX200605023.htm
I. 遙感方法應用研究和有效性評價
(一)遙感工作方法及工作層次概述
本次遙感地質研究工作區主要是鳳-太礦集區。工作方法為:充分應用不同遙感數據源進行遙感數字圖像處理、遙感地質解譯、遙感蝕變信息提取、遙感信息的GIS技術分析等; 通過礦集區1:5萬層次、礦區1:1萬層次的研究工作,總結研究區域鉛鋅礦及金礦等典型礦床的的遙感標志特徵,建立遙感找礦模型。
礦集區1:5萬層次遙感工作採用了光譜解析度較高的日本Aster數據,對鳳-太礦集區進行了遙感圖像處理、遙感地質解譯及近礦圍岩蝕變遙感信息提取等工作。技術重點是解決多光譜數據的彩色合成及融合問題,充分利用Aster多光譜數據的光譜特徵准確提取與礦有關的弱礦化蝕變以及使用GIS對遙感信息進行分析。
1:1萬層次遙感工作採用地面解析度較高的美國IKONOS衛星數據,對包括八方山鉛鋅礦、八卦廟金礦等在內的100km2范圍的遙感影像進行了處理,同時進行了地質解譯分析,並在該層次上從遙感角度對該區的鉛鋅礦找礦、金礦找礦提出了建議。技術難點是高解析度遙感數據的處理、數據融合及大比例尺遙感圖像的製作,以及大比例尺遙感圖像中微觀地質因素的解譯。
(二)鳳-太礦集區1:5萬層次遙感方法應用研究
1.數據概況
1:5萬層次遙感工作採用日本Aster數據,該數據具有3個15m解析度的可見光近紅外波段、6個30m解析度的短波紅外波段及5個90m解析度的熱紅外波段,單景面積60×60km2。與常用的TM/ETM數據相比,在地面解析度和光譜分辨方面有很大的提高。特別是短波紅外波段ETM的兩個波段被分為6個波段,理論上對羥基蝕變礦物的識別程度有了很大的提高(表4-17)。
表4-17 Aster數據與ETM數據光譜解析度及地面解析度對比
2.圖像處理
圖像處理在PCI geomatic 10.0及ENVI 4.0兩個專業遙感軟體平台上進行。工作區使用的數據時相為2004年4月19日,該時相無雪無雲,植被覆蓋相當少,數據質量總體良好。工作區成圖范圍為:106°27′52″～107°04′05″E,33°45′40″～34°01′36″N。
圖像處理過程經過圖像校正、圖像增強、彩色合成、數據融合等過程,其中,圖像校正使用1:5萬地形圖進行校正; 圖像增強主要進行了對比度擴展,使用適應性拉升對直方圖進行了擴展; 彩色合成及數據融合方案經對數據各種統計參數的分析及不同方案的反復對比,最終選擇了4(R)+8(G)+2(B)與2波段融合的方案,融合後圖像解析度提高為15m,並保留了假彩色合成的色彩(圖4-36)。
圖4-36 鳳-太礦集區Aster遙感影像圖
圖4-37 銀母寺鉛鋅礦床不同彩色合成方案效果對比
不同合成方案及融合效果對比見圖4-37(以銀母寺鉛鋅礦區為例)。由圖4-37可以看出,4(R)+8(G)+2(B)與2波段融合的方案在色彩及信息量上是最佳的; 完全使用最高解析度的123波段進行合成,圖像解析度最高但色彩信息量很差; 隨著高解析度波段在彩色合成中的減少,圖像解析度下降; 融合可以提高圖像解析度,同時保持較好的色彩信息。
3.地質解譯
(1)線性構造解譯
線性構造包括斷裂構造和線性影像體,斷裂構造在影像上具有明顯的構造標志,如斷層崖、連續直線狀三角面、水系突然轉折或分叉的連線、兩側影紋圖案截然突變的界線等; 線性影像體指影像中直線狀展布的線狀要素,多數情況下為構造信息的反映。遙感構造的解譯以圖像目視解譯為主,必要時輔以圖像處理手段,如以定向濾波、比值分析等來突出地貌上的線性影像。
鳳-太礦集區遙感線性構造比較發育,規模、性質不同,影像特徵有所不同,根據構造規模及影像特點可以劃分為4級。
1)一級遙感斷裂:一級遙感斷裂為區域性斷裂,如北部的唐藏-板房子斷裂(圖4-38),該斷裂構造控制著鳳-太礦集區的北邊界。遙感影像中斷裂構造標志清楚,兩側岩石地層差異大,影像紋形、色調也有明顯差別。
圖4-38 唐藏-板房子斷裂典型遙感影像
2)二級遙感斷裂:二級遙感斷裂主要為泥盆系地層中岩性軟、硬接觸面發育的走向斷層,斷裂大致平行,呈NWW向至近EW向展布,對泥盆系構造格架起著控製作用。這類遙感構造規模相對較大,兩側岩性差異比較清楚,如小南溝-磨房溝遙感斷裂、碾子坪-石埡子遙感斷裂(圖4-39)。
3)三級遙感斷裂:三級遙感斷裂多為線性構造,數量比較多,規模比較小,主要有兩組:一是斜切地層的NE向斷裂,多具右行剪切性質; 二是層間斷裂,與地層線一致圖(4-40)。
圖4-39 碾子坪-石埡子二級斷裂遙感影像(局部)
圖4-40 三級斷裂遙感影像
4)NE向節理群帶:鳳-太礦集區不均勻地發育有一組NE向密集遙感線列影像群帶(圖4-41),實地驗證為節理帶,這組構造對金礦化富集起著積極作用。
(2)環形構造解譯
環形構造指成因與地質構造有關的由弧形或環形影紋構成的環狀影像體,區內共解譯出環形構造與環形構造影像6個。綜合地質、物探、化探資料分析,其中圖幅內規模最大的環形構造即王家莊-坪坎環形構造,其可能為穩定基底型環形構造,地表東西長約38km,南北最寬22km,為長軸近東西向的橢圓狀,環形體內外影像在影紋、水系格局等方面存在明顯的差異,代表著泥盆系基底同生沉積構造; 圖幅西部鳳縣環形影像解譯為斷裂交匯型環形構造,其環形體由弧狀水系與山脊構成,內部呈正地形,紋形雜亂,色調深淺不均,環內有NE向和NW向兩組斷裂交匯。此外,還有一些環形構造,目前其性質不能判明。
(3)褶皺構造解譯
鳳-太礦集區總體呈現為一個由中泥盆統為翼,上泥盆統為核,走向NWW—近EW的復式向斜構造,在全區衛星圖像及岩性解譯圖上可以看出。另外,以中泥盆統古道嶺組灰岩為核、星紅鋪組千枚岩為兩翼的地層又構成若干次級背斜以及短軸背斜。由於南北向構造擠壓強烈,背斜構造多呈緊密線型,遙感影像十分明顯(圖4-42)。這類次級背斜構造的傾伏端或兩翼往往是鉛鋅礦定位的有利構造部位。
圖4-41 北東向節理群帶遙感影像
圖4-42 背斜構造遙感影像
(4)地層(岩性)解譯
岩性、礦物組合的不同及岩石結構的差異都會在波譜特徵上顯示出變化,在地貌上反映為不同的影像結構及不同的色調和紋理特徵。鳳-太礦集區解譯、劃分出以下遙感岩石組合單元:
1)第四系鬆散堆積物:彩色圖像上呈淡青色、細斑點狀圖案,人文活動形跡清楚,主要分布於嘉陵江、安河兩側。
2)下白堊統東河群灰綠色砂礫岩:遙感影像上分布在中低山或山前坡地,彩色合成圖像上呈淺棕色間白色斑塊。
3)侏羅系泥岩、粉砂岩、砂岩:彩色合成影像上為淺棕紅色,地貌相對比較平坦。
4)下三疊統任家溝組粉砂岩、薄層灰岩:影像上為規模較大的山體,水系為對稱枝狀或弧狀。
5)下三疊統西坡組薄層灰岩夾鈣質粉砂岩:影像上為較大山體,水系對稱,排列整齊,具較寬的V型谷。
6)中下二疊統十里墩組炭質砂質板岩、長石砂岩、砂礫岩:影像特徵紋理比較細膩,沖溝多與地層走向一致。
7)中石炭統灰岩、泥灰岩、灰質板岩:影像顯示深暗色帶,高山地形,多為桌狀山、條狀山或條塊山。
8)上泥盆統鐵山組厚—薄層灰岩:影像上顯示山體陡峻,水系多為Y狀分岔,或水系與山脊組合成「搓板」狀。
9)上泥盆統九里坪組上段砂質板岩、砂質灰岩:高山地貌,砂質灰岩在彩色合成圖像上呈綠色條帶。
10)上泥盆統九里坪組下段細砂岩夾千枚岩:影像上水系短小,似平行排列。
11)中泥盆統星紅鋪組鈣質千枚岩夾薄層泥質灰岩、砂質灰岩:影像上水系發育,細而密集,呈線狀影紋,較亂,無規則,可見近EW向層結構紋。
12)中泥盆統古道嶺組上段灰岩:影像上地貌顯示為陡立山峰、棱狀山脊、直線狀水系、V型谷,沖溝短而直。影紋呈柵狀、梳狀。
13)中泥盆統古道嶺組下段粉砂岩、砂質鈣質千枚岩:影像上地貌顯示為高山、彎曲狀棱形山脊,局部可見分支狀,樹枝狀、直線狀水系,溝谷相對開闊,沖溝不發育,影像上影紋為細線狀。
14)花崗岩組:岩基呈粗大的樹枝狀紋形圖案,色調較深,呈暗綠色,以太白岩基為特徵; 小花崗岩體紋形較細,色調較淺。
15)花崗閃長岩:遙感影像上顯示典型樹枝狀水系,宏觀影像為塊狀。
4.遙感異常信息提取
(1)遙感異常信息提取過程
一種地物或岩石在兩個波段上的波譜輻射量是有差別的,這就是波譜曲線的坡度,不同地物在同一段曲線上的坡度有大有小,有正有負,比值方法就是增強這種微小的差別,同時還會消除或減弱地形信息的差別。
工作區特徵蝕變信息的提取主要是依據數據特徵及工作區主要的蝕變特徵而進行的。地質工作研究表明,工作區最主要的蝕變特徵為「硅化、鐵白雲石化、碳酸鹽化、褐鐵礦化」等,硅化信息的提取對於該數據不能完成,因為SiO2在0.52～11.65nm范圍內沒有特徵的吸收顯示,因此信息提取主要為白雲石化和碳酸鹽化的提取。
由圖4-43可以看出,白雲岩在9波段具有一定的反射,而在8波段具有特徵吸收。依據以上特徵使用Aster數據B8、B9波段進行比值運算,提取白雲岩的特徵信息,理論上信息圖像中主要集中了白雲岩等碳酸鹽岩信息。圖4-44為遙感地質解譯圖(附蝕變信息)。
圖4-43 鳳-太礦集區白雲岩PCI光譜曲線
(2)蝕變信息分析
應用MAPGIS中區空間分析功能對遙感蝕變信息的分布特徵進行了分析,圖4-45a為解譯的各種地層在工作區中的面積,圖4-45b為遙感蝕變信息在各地層中的分布比例,可以看出星紅鋪組(D2x)分布的面積最大,其次為古道嶺組和九里坪組上段,這也與該地層的岩性一致,同時也表明了蝕變主要分布的地層。圖4-45c為信息面積佔分布地層面積的比例,可以看出古道嶺組中信息比例最高,上、下兩段中信息比例佔有近40%,表明古道嶺組蝕變最為發育,同時也是礦體賦存的主要層位。
圖4-44 鳳-太礦集區局部遙感地質解譯圖(附蝕變信息)
遙感蝕變信息與已知礦床(點)疊加的分析表明,鳳-太礦集區鉛鋅礦大多與遙感提取的白雲岩化信息有關。如銀母寺鉛鋅礦床、二里河鉛鋅礦床、鉛硐山鉛鋅礦床等周圍都存在遙感蝕變信息。值得注意的是還有許多具有遙感異常的區域目前沒有發現礦體,有待進一步工作。
5.遙感地質認識
鳳-太礦集區中部地區的王家莊-坪坎環形構造,代表著泥盆系基底性質的同生沉積構造,航磁異常對應顯示為均勻低磁特徵。該基底型環形構造內泥盆系含礦地層岩相比較穩定,岩漿活動與構造變形相對較弱,控制了主要鉛鋅多金屬礦產的分布,礦床具有熱水沉積特徵。鉛鋅多金屬礦床的產出與古道嶺組灰岩、星紅鋪組千枚岩岩性接觸帶關系密切,礦床定位主要受次級背斜構造控制。
總結鳳-太礦集區鉛鋅多金屬礦床(點)賦礦空間與遙感岩石地層及遙感構造的關系,得出找礦信息位於:①以灰岩為核的背斜傾伏影像部位; ②灰岩影像分支部位; ③以灰岩為核的背斜軸線轉折部位; ④以灰岩為核的短軸背斜及隱伏背斜。
(三)鳳-太礦集區1:1萬層次遙感方法應用研究
1.數據概況
1:1萬層次遙感工作採用美國IKONOS衛星數據,該數據具有4個4.0m解析度的多光譜波段、1個1.0m解析度的全色波段。由於地面解析度大幅提高,該數據在製作大比例尺遙感圖像與解譯微細構造等方面具有很大的優勢。
圖4-45 鳳-太礦集區遙感蝕變信息分布特徵
2.圖像處理
工作區使用的數據時相為2008年3月10日,該時相無雪無雲,植被覆蓋較少,數據質量總體良好。工作區成圖范圍為:106°49′55″～106°57′37″E,33°53′17″～33°58′02″N。
圖像處理過程經過圖像校正、圖像增強、彩色合成和數據融合等過程。其中圖像校正使用1:5萬地形圖進行校正,比較粗略。圖像增強主要進行了對比度擴展,使用適應性拉升對直方圖進行了擴展。彩色合成及數據融合方案經對數據各種統計參數的分析及不同方案的反復對比,最終選擇了3(R)+2(G)+1(B)與全色波段融合的方案,融合後圖像解析度提高為1m,並保留了假彩色合成的色彩(圖4-46,圖4-47)。
圖4-46 鳳-太礦集區八方山及外圍地區IKONOS遙感影像
圖4-47 二里河鉛鋅礦床IKONOS遙感影像(局部)
3.地質解譯
地質解譯通過對八方山-八卦廟地區1:1萬IKONOS衛星影像解譯分析(圖4-48),主要對工作區內的碳酸鹽岩分布區及以碳酸鹽岩為標志層的次級褶皺構造進行了圈定,同時對區內線形斷裂構造及人類采礦形跡進行了解譯,結合已有的地質資料初步得出以下認識:
圖4-48 八方山-八卦廟地區1:1萬遙感地質解譯圖
(1)遙感構造格局及分區特徵
八方山-八卦廟地區遙感線性構造與褶皺構造分布特徵顯示,該區構造具有SN向分區特點。以黃泥峽溝腦-銅鈴溝(銀母寺-平坎)斷裂為界線,形成兩個NWW向展布遙感構造單元。邊界斷裂略呈弧形展布,走向NWW,斷裂規模大、延伸長。影像顯示,以該斷裂為界,兩側地層褶皺變形特點完全不同。銅鈴溝一帶出露的酸性脈岩帶基本沿分界斷裂的北側分布,研究區處於構造變形強烈的北部區。
北區構造變形十分強烈,以碳酸鹽岩為標志的影像層呈分支復合、尖滅再現,形成一系列規模不等的褶皺。單元內部EW向與NWW向斷裂比較發育,切割部分褶皺。上述褶皺與斷裂構造控制著八方山-八卦廟地區絕大多數的多金屬-貴金屬礦產產出。南區古道嶺組出露連續、穩定,代表碳酸鹽岩的影紋規則、連續性好,褶皺構造與斷裂構造影像極不發育。南部構造區至今未發現成型礦產。
(2)NNE向—近SN向二次疊加褶皺
鳳-太礦集區經歷了NWW向區域褶皺之後,受EW向應力作用,西河以西地區又疊加形成了軸向NNE向—近SN向的二次變形褶皺。該褶皺形態寬緩,褶皺軸在銅鈴溝—八卦廟一帶,遙感影像中可見及一系列同向彎曲、弧頂向南的弧形山脊與水系,同時伴有同向弧形展布的串珠狀岩塊出露,代表了褶皺的轉折部位。根據八卦廟一帶灰岩急劇變厚的現象判斷,應屬寬緩的背斜構造,該地區出現的NNE向密集線列影像應該代表了軸面辟理或者軸部張性斷裂群。
(3)EW向斷裂控制NW向雁列式背斜
八方山-嚴家坪-八卦廟EW向斷裂切割了泥盆系,構造的局部抬升使斷裂南側古道嶺組灰岩為核的次級小背斜沿EW向斷裂清楚地顯露出地表。背斜北西端被EW向斷裂切割,核部灰岩在此出露最寬; 背斜軸向SE傾伏,核部灰岩逐漸尖滅。稍遠於該斷裂,影像亦顯示有多個類似的次級褶皺存在,集中分布於二里河、打柴溝兩側以及手扒崖東側。據影像特徵分析,多屬於半隱伏-隱伏的短軸褶皺,埋深不大。
(4)白楊溝-馬家渠復式向斜構造
通過以古道嶺組灰岩為典型標志層的岩性解譯、追蹤圈定了白楊溝-長溝-核桃溝復式向斜構造。該復式向斜走向NWW,出露全長約12km。由於NWW向斷裂切錯,褶皺在銀洞溝-核桃溝段位移、破壞,顯示不連續(該段褶皺擠壓緊閉,兩翼灰岩不易區分)。但是該褶皺構造在白楊溝向西的轉折端和在西河馬家渠向東的轉折端顯示比較清楚。向斜兩翼以古道嶺組灰岩為核的次級背斜發育。
(5)特殊影像塊體
在南溝的偏溝、八卦廟北等地,古道嶺組灰岩的旁側,出現了幾處影像色彩比較特殊的影像塊體,比較容易與碳酸鹽岩混淆。雖然目前尚不明確遙感波譜所反映的是何種岩石組合或者何種蝕變,值得注意的是,八卦廟北部的特殊影像塊體與已知的金礦床空間關系密切,偏溝特殊影像塊體附近也有絲毛嶺礦化蝕變帶出現。經對比同類方法處理的TM圖像,與東部的雙王金礦鈉長角礫岩帶影像具有十分相似的特徵。
4.找礦預測
研究區鉛鋅礦的找礦預測工作應緊密圍繞所解譯確定的以古道嶺組為核心的褶皺轉折端以及短軸背斜開展,對於所圈定的性質不明的鼻狀構造也應列入探查之列。
(1)二里河緊密褶皺群
沿二里河解譯出5個連續出現的褶皺構造,由北而南分別為:
1)二-1次級向斜:以條帶狀灰岩影像為兩翼,軸向NWW,可見影像約1000m,在二里河東側轉折。據影像中顯示的二里河鉛鋅礦采礦活動位置,位於二-1向斜南北翼部。
2)二-2鼻狀構造:灰岩影像呈銳角狀在二里河東拐折,形成一倒Y字形。
3)二-3穿刺背斜:長軸呈NWW走向、等軸雙層狀顯示,出露長約900m。中部為深色影像塊體,推測為淺埋藏的灰岩,外側環繞有淺色環帶,可能為蝕變千枚岩。二-3穿刺背斜影像結構特徵及規模都與八方山背斜十分相似,其背斜軸向與八方山背斜大致可以對應。
4)二-4次級背斜:軸向NWW,影像顯示出露1.3km,背斜西側轉折端清晰,東側轉折部位影紋較雜亂,與二-3穿刺背斜具有相似的雙層結構特點。該背斜與Pb異常吻合較好,南側並有走向一致的TEM異常。
5)二-5短軸向斜:軸向近EW,影像出露約500m,與二-1次級向斜有相同的紋形與色彩特徵。
根據影像特徵與鉛鋅礦成礦規律分析認為,二里河緊密褶皺群具有良好的找礦前景,且埋藏較淺。尤其二-3穿刺背斜和二-4次級背斜是尋找八方山式鉛鋅礦床的良好構造。可在背斜轉折端布置淺鑽驗證。
(2)蘇家溝緊密褶皺群
蘇家溝解譯出4個次級褶皺和鼻狀構造,根據不很典型的灰岩影像特徵看,褶皺屬於隱伏狀態,埋藏深度較二里河大。由北向南依次為:
1)蘇-1短軸向斜:軸向近EW,出露長度約1km,翼部碳酸鹽岩影紋斷續,東部轉折端比較清楚,西部轉折端隱約不明。
2)蘇-2不完整次級向斜:軸向近EW,影像出露延伸大於1km,西部被橫向斷裂切截,東部轉折端清楚,向斜翼部碳酸鹽岩影紋比較連續。
3)蘇-3鼻狀構造:軸向近EW,東部發生轉折,根據影紋判斷,可能為一小背斜的傾伏端。
4)蘇-4線狀背斜:總體呈NWW向延展,向SE方向傾沒,影像顯示為比較清楚的灰岩條帶。
蘇家溝緊密褶皺群區具有面狀Zn異常分布,同時蘇-1、蘇-2和蘇-3褶皺出露部位有形態與褶皺相似的TEM異常和熱釋汞異常。
在該緊密褶皺群(區)同樣具有較好的找礦前景,可以作為找礦靶區,建議通過地表工程驗證褶皺的存在,並調查含礦性。
(3)打柴溝褶皺群
沿打柴溝兩側斷續出露有碳酸鹽岩影紋,圈出6個褶皺,根據影像顯示,除打-1為一近EW向的鼻狀構造(次級向斜)外,其餘5條均為NW—NWW向平行、斜列展布的線狀背斜,背斜核部灰岩影像斷續、隱約,部分地段為推測。
該區具有找礦條件,可以作為找礦預測區。
(4)核桃溝復式向斜的次級背斜部位
遙感解譯的核桃溝向斜是以古道嶺組灰岩為翼部標志層構成的復式向斜,兩翼由碳酸鹽岩組成復雜的次級背斜。根據影像所顯示的采礦活動形跡,10多個采礦點都與這些次級背斜空間關系密切。
(四)秦嶺地區遙感方法應用與解譯有效性評價
1)通過對鳳-太礦集區1:5萬和1:1萬遙感影像數據處理和解譯,認為在秦嶺中高山強覆蓋地區開展大比例尺遙感影像解譯,Aster數據和IKONOS數據均能夠滿足解析度方面的要求。採用彩色合成、數據融合等手段進行數據處理,能夠有效地增強數據的可分辨程度。
2)利用Aster數據的多光譜特性在1:5萬層次進行特徵礦物蝕變信息的提取較ETM/TM數據具有較高的優越性。
3)採用Aster數據開展1:5萬層次影像解譯,遙感信息提取成果及地質解譯與已知地質要素吻合程度較高。
4)利用IKONOS數據開展1:1萬層次影像製作,在微觀地質單元的解譯方面具有明顯優勢。如對小面積的碳酸鹽岩(及其褶皺構造)分布區域以及人類采礦形跡能夠達到詳細解譯的程度,遙感解譯與地質吻合程度較高。
總之,在秦嶺中高山強覆蓋地區使用Aster數據、IKONOS數據進行1:5萬和1:1萬層次的遙感地質勘查,方法得當,工作有效程度較高。
J. 遙感地質學的性質、研究對象、內容及方法
對遙感一詞涵義有廣義和狹義兩種理解。地學遙感常用的是狹義的遙感,它是指從遠距離、高空以至外層空間的平台上,利用可見光、紅外、微波等探測儀器,通過攝影或掃描方式,對電磁波輻射能量的感應、傳輸和處理,從而識別地面物體的性質和運動狀態的現代化技術系統。遙感按電磁輻射源的性質不同分為主動遙感和被動遙感兩種基本方式,前者如雷達,使用人工電磁輻射源;後者如攝影,使用太陽等自然輻射源。
遙感地質學作為遙感技術與地球科學結合的一門新學科,其理論是建立在物理學的電磁輻射與地質體相互作用的機理基礎之上的;而技術方法則是建立在「多」技術基礎之上的。正是通過多波(光)譜、多平台、多時相、多向成像、多向極化、多級增強處理等技術手段來收集與分析遙感數據資料,才能獲得比60年代以前單靠航空攝影所取得更多的波譜的、空間的、時間的地學信息。
遙感地質學作為一門邊緣學科,其研究對象是地球表面和表層地質體(如岩石、斷裂)、地質現象(如火山噴發)的電磁輻射的各種特性。研究的目的是為了有效識別地質體的物性與運動狀態,在此基礎上,為地質構造研究、礦產資源勘查、區域地質調查、環境和災害地質監測等工作服務。
遙感地質學的研究內容主要有:①各類地質體的電磁輻射(反射、吸收、發射等)特性及其測試、分析與應用;②遙感數據資料的地學信息提取原理與方法;遙感圖像的地質解譯與編圖;④遙感技術在地質各個領域的具體應用和實效評估。
遙感地質學使用的方法,涉及地物波譜測試方法、數理統計相關分析的方法、模擬試驗的方法、模式識別與視覺效應的方法,以及地學(地質、地理、地貌、地圖學)的有關研究分析方法等。