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遙感技術(shù)在泰州市勘查地?zé)豳Y源
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2024-07-05 09:55:20瀏覽次數(shù):419
用遙感技術(shù)來勘查地下資源已經(jīng)發(fā)展了近年。常用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)主要是Land-sat/(ETM) 數(shù)據(jù),美國近年來發(fā)射的新一代地球觀測衛(wèi)星燈數(shù)據(jù)以及我國自行發(fā)射的資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
用紅外探測技術(shù)勘查地?zé)豳Y源是在20世紀(jì)70年代才發(fā)展起來的高新技術(shù),基本原理是利用光譜中紅外林(3-5μm)和遠(yuǎn)紅外(8-14μm)對(duì)溫度反應(yīng)的敏感性來判知的。太陽輻射和地下熱能晝夜不斷地向上傳輸都使得地表面產(chǎn)生不同的溫度,若干地表溫度的平均值稱為該區(qū)地溫背景值。如果地下賦存有熱能,則由于傳導(dǎo)和生產(chǎn)不同的對(duì)流作用向地表傳遞,使得地表溫度大于正常地表溫度,形成凸出地表平均溫度的“熱島”即熱異常,而這種異常??梢员?a href="http://m.baolimuye.com/t/衛(wèi)星遙感.html" >衛(wèi)星遙感探測到并記錄下來,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理就可以成像。當(dāng)然這種熱島也可以由許多因素造成,比如地表由熱力廠、發(fā)電廠、大型化工廠和金屬冶煉廠等等散發(fā)出來的熱量,也都可以形成局部熱島而與地?zé)?/a>熱島相混淆,造成真假熱島難分的局面。尤其在人口集中居住的城鎮(zhèn)和大中小城市也可以產(chǎn)生高于地溫背景值的“熱島”現(xiàn)象,因此,對(duì)熱島圖一定要進(jìn)行真假識(shí)別。最初,種種識(shí)別需要人工地面進(jìn)行調(diào)查,逐一核實(shí)確定?,F(xiàn)在已有專用軟件能將城市熱島、工廠熱島和水污熱島等并非地?zé)?/a>引起的假熱島剔除而保留真熱島,也就大大減輕了人工的勞動(dòng)和降低了成本。因此,最基本的衛(wèi)星遙感勘查原理可以簡述如下:
物理實(shí)驗(yàn)表明,任何溫度在0 K以上的物體都向外發(fā)射輻射,地表物質(zhì)同樣如此。大陸地表表面溫度 全球性大約在300 K左右,其輻射主要是3μm以上的長波輻射,最大電磁輻射波長為8-11.3μm,即熱紅外波段。這一波段無論白天或者黑夜都能被衛(wèi)星上裝載的熱傳感器感應(yīng)到并能記錄下來。由于衛(wèi)星上裝載的熱傳感器的感應(yīng)能量與發(fā)射物體的溫度成正比,通過測量長波輻射的強(qiáng)度就可以判知地表冷熱分布的狀況,并且用灰度學(xué)深淺表示物體溫度的高低來成像。假如地表出露高于地表Y0背景值的地方,熱傳感器就可以捕捉到它并且把它反映出來,形成熱島或稱為熱異常。人們根據(jù)熱島就可以反過來判知其地下有熱源存在。因此,遙感圖上的熱島來源于地下的熱源,有沒有地下熱源,就成為遙感勘查成果的關(guān)鍵。
2 衛(wèi)星遙感勘查的技術(shù)集成
在地?zé)豳Y源勘查過程中,為了達(dá)到方便快捷、準(zhǔn)確經(jīng)濟(jì)的目的,光衛(wèi)星遙感單項(xiàng)技術(shù)不行,還要有輔助的勘查工具才行,我們這次江蘇泰州地?zé)豳Y源系統(tǒng)勘查過程中使用的遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)三合為一成像技術(shù)是21世紀(jì)的高新技術(shù),是當(dāng)前世界發(fā)達(dá)國家在軍事偵察、資源調(diào)查等領(lǐng)域首先使用的高新技術(shù)。這種技術(shù)在從已知推未知過程中相當(dāng)準(zhǔn)確,但是從未知再推已知過程中尚未有先例。也就是說,利用這種方法,在有地?zé)?/a>產(chǎn)出或自然露頭地區(qū)應(yīng)用,準(zhǔn)確率相當(dāng)高,但用于未知地區(qū)來直接判斷有無則屬于盲人摸象階段。泰州地?zé)豳Y源沒有地表自然露頭,地下已知的僅是石油鉆井探測到的,上面覆蓋較厚,屬于地?zé)?/a>隱伏區(qū),使得找礦難度加大、風(fēng)險(xiǎn)加大。利用3S技術(shù)如何在隱伏地區(qū)成功地找到地?zé)豳Y源則是本項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵,也是本項(xiàng)目的創(chuàng)新之所在。3S復(fù)合成像技術(shù)不是簡單的3項(xiàng)技術(shù)的疊加,因?yàn)槊宽?xiàng)技術(shù)都有缺點(diǎn),疊加的結(jié)果不僅會(huì)出現(xiàn)優(yōu)+優(yōu),而且也會(huì)出現(xiàn)劣+劣。復(fù)合技術(shù)就是充分選取優(yōu)十優(yōu)而屏蔽劣+劣的出現(xiàn)。
因此,我們利用衛(wèi)星遙感勘查地?zé)?a href="http://m.baolimuye.com/t/資源.html" >資源,尤其是使用3S復(fù)合成像技術(shù)是一項(xiàng)難度較大且要求較高的科學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合的實(shí)踐活動(dòng)。這項(xiàng)活動(dòng)的成敗取決于兩個(gè)基本點(diǎn) 一個(gè)是泰州地下確實(shí)存在有地?zé)豳Y源,另一個(gè)則是得用衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠把地?zé)岙惓N恢谩囟群?a href="http://m.baolimuye.com/t/熱儲(chǔ).html" >熱儲(chǔ)水平分布狀況及大小反映出來。
基本原理清楚,但要把它變成實(shí)用技術(shù),最關(guān)鍵的一環(huán)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。而技術(shù)創(chuàng)新中往往不是單項(xiàng)技術(shù)所能成就,需要兩種或兩種以上的技術(shù)進(jìn)行有效的合成才能奏效。本次衛(wèi)星遙感勘查地?zé)豳Y源,就使用了RS+GIS+GPS的3S技術(shù)集成,大大提高了勘查的精度和速度,既節(jié)約了寶貴的時(shí)間和資金,又提高了工作效率。
本次衛(wèi)星遙感勘查長波波段MODIS(中分辨成像光譜儀Moderate-resolution Imaging Specerora-diameter)是美國TERRA衛(wèi)星上搭載的一個(gè)高光譜傳感器,具有36個(gè)波段,分辨率為1000 m,31波段的數(shù)據(jù),中心波長為11μm。該波長可以較好地反映地表溫度,同時(shí)選取冬季數(shù)據(jù)來抑制其他熱源。底圖使用6景冬季數(shù)據(jù)鑲嵌而成,分辨率為30 m。將MODIS數(shù)據(jù)TM數(shù)據(jù)校正配準(zhǔn)合成之后,MODIS數(shù)據(jù)作為紅波段,TM4、3波段作為綠、藍(lán)波段合成彩色圖像,然后按照已知的地?zé)狳c(diǎn)的輻射亮試驗(yàn)值對(duì)MODIS數(shù)據(jù)進(jìn)行密度分割,就得到地?zé)岙惓7植紙D。泰州及其鄰區(qū)地?zé)豳Y源的熱島就躍然紙上,一目了然。從以上可以看出,只要基本原理能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)換,就會(huì)把復(fù)雜的東西變得十分簡單,這就是高新技術(shù)發(fā)展給人們帶來的極大方便,使以前根本想象不到,或想做而做不到的事變成現(xiàn)實(shí),使人們?nèi)缭敢詢敗?o:p>
為了把泰州地?zé)豳Y源遙感異常反映得更加明顯,我們依據(jù)輻射亮度的強(qiáng)、中、差,又將異常劃分為高溫、中溫和低溫三個(gè)類型。為了避免相互混淆而一目了然,將高溫、中溫和低溫熱異常分別成圖。表1是本次應(yīng)用的輻射亮度與地?zé)岙惓囟葘?duì)應(yīng)關(guān)系表。
(表1 輻射亮度與地?zé)岙惓囟葘?duì)應(yīng)關(guān)系)
特別值得指出的是,這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系是我們依據(jù)泰州地?zé)釋?shí)際而制定出來的,因?yàn)樵诘責(zé)豳Y源地質(zhì)勘查國家標(biāo)準(zhǔn)GB11615-89中規(guī)定,地?zé)豳Y源按溫度分為高溫、中溫、低溫三級(jí),并且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表2 。
為了更切合泰州地?zé)豳Y源勘查的實(shí)際,我們制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。表1即為地方標(biāo)準(zhǔn)的劃分,它更貼近于低溫地?zé)豳Y源 國家標(biāo)準(zhǔn) 開發(fā)利用的實(shí)際。
(表2 地?zé)豳Y源溫度分級(jí))
3實(shí)際應(yīng)用的成果
(1)繪出了衛(wèi)星遙感地?zé)岙惓7植紙D(1:10萬),共發(fā)現(xiàn)高溫地?zé)?/a>異常76處,呈塊狀分布。
(2)在地?zé)岙惓^(qū)內(nèi),利用V5系統(tǒng)勘查地?zé)岙惓5拇瓜蚍植紶顩r,并在此基礎(chǔ)上確定了鉆井井位。
(3)鉆井驗(yàn)證。設(shè)計(jì)井位為1000 m,實(shí)際鉆井1006 m 。熱水分三層,井口出水水溫為42℃,水量為30 m3/h。
至此,衛(wèi)星遙感異常圖的準(zhǔn)確性得到證實(shí)。