三维遥感技术在地质勘查中的应用研究

2018-12-27王永魁

世界有色金属 2018年20期

王永魁

（1.中国海洋大学，山东青岛 266100；2.山东省地质矿产勘查开发局第四地质大队，山东潍坊 261021）

常规地质勘查方法通过地表波勘探，能够实现地质的勘查，但受深度影响较大，存在勘探精度较低的不足，不适合深度地质结构的勘查分析[1]，为此提出三维遥感技术在地质勘查中的应用研究。基于三维遥感技术，利用机载遥感三维成像仪，实现地质地形地貌的处理以及地层岩性分析；依托三维遥感技术获得地质参数，对矿山露天矿场、非露天矿场进行地质分析。结果表明，提出三维遥感地质勘查应用具备较高的有效性。

1 应用三维遥感技术获得地质构造信息

（1）地形地貌的处理。与常规地质勘查方法（地表波勘探）不同的是，三维遥感技术是利用机载遥感三维成像仪（固定在无人飞机上的空中专业三维遥感成像设备）从空中同步获取地面目标的三维位置和遥感光谱信息，实现定位、定性数据的一体化获取。三维遥感技术对地形地貌的地质勘查，主要利用图像获取和地形地貌的识别机构，对地形地貌进行分析，可以提取河流长度、峰丛、以及矿山裸露的岩石、泥石流、堰塞湖等地质信息。

（2）地层岩性分析。基于机载遥感三维成像仪，获得高清地形地貌信息，利用获得的地形地貌信息，进行多光谱的直方图统计以及灰度分析，获得垂直深度信息，得出不同地层岩性的多光谱分辨率。按照不同的分辨率，由低到高结合岩矿灰度反射率的变化规律，得出不同的地层岩性。同时，利用地层岩性的突然变化，进行矿产类型的辨别。由于地球大陆板块的运动，在边缘地区一般容易存在内生矿，对内生矿的检查存在技术难度，利用地层岩性分析能够较好的对内生矿进行分析。大大提升常规地质勘查的找矿能力。

2 应用三维遥感技术进行找矿研究

（1）矿山露天矿场地质分析。矿山的露天矿场，矿石直接暴露在空气中，在对已发现的矿山的露天矿场进行地质勘查分析中，直接通过遥感技术，获得准备勘查位置的详细信息，进行地形地貌的处理以及地层岩性分析。根据获取地形地貌的处理、地层岩性特性，根据物质成分计算公式，进行矿山露天矿场矿藏的辨识，其物质成分计算公式如公式（1）所示：

式中，p代表获取的地形地貌系数；H代表地层岩性特性；f代表误差系数；e代表矿石储量特征量；a代表矿藏面积；n代表分析矿藏面积系数，通常取1.03。

（2）矿山非露天矿场地质分析。与露天矿场地质分析不同的是，非露天矿场地质分析中无法直接获得关键位置的详细信息，我们分析的关键位置信息是通过三维遥感技术计算得出的。其中多光谱分辨率可用公式（2）表示：

式中，p代表获取的地形地貌系数；E代表假定为露天矿物质成分计算结果；f代表误差系数；c代表灰度信息；通过多光谱分辨率可直接判断矿藏的类型，例如金属矿藏、非金属矿藏等，但确定矿藏的成分以及是否具有开采价值，则通过矿床储量计算公式计算，如公式（3）所示：

式中，Q代表多光谱分辨率；H代表地层岩性特性；t代表勘查深度。结合以上公式计算，完成矿山非露天矿场地质分析。基于三维遥感技术获得地质构造信息的应用分析，以及对三维遥感技术进行找矿的应用分析，实现提出的三维遥感技术在地质勘查中的应用研究。

3 实例分析

为了保证本文提出的三维遥感技术在地质勘查中的应用研究的有效性，进行仿真试验分析。利用不同深度的地质情况作为试验对象，进行地质勘查准确率仿真试验。

（1）试验数据准备。为保证试验的准确性，将两种地质勘探技术置于相同的试验参数中，进行地质勘查准确率仿真试验，其地质勘查准确率仿真试验参数主要包括金属矿床范围、成分元素、矿区矿体大小、类型等。

（2）试验结果分析。试验过程中，利用两种不同的地质勘探技术同时在仿真环境中进行工作，以德兴大山选矿厂斑岩铜矿为原型，进行仿真。分析其地质勘查准确率的变化。得出两种地质勘探技术勘查结果，如表1所示。

表1 两种地质勘探技术勘查结果

依据试验结果，对提出的三维遥感地质勘探技术与常规地质勘探技术，利用公式（4）方式进行地质勘查准确率统计计算，

式中，C代表平均质勘查准确率；n代表统计次数，本文取12；A0i代表模拟地质信息值；Asi代表三维遥感技术地质勘查方法获得的地质信息值；Aci代表常规地质勘查方法获得的地质信息值。基于计算结果得出以下结论：①提出的三维遥感技术在地质勘查中的应用，较常规勘查技术，地质勘探精度提高43.69%；②提出的三维遥感技术在地质勘查中的应用，对矿产心部的探测较为准确（＞500m），适合深度地质结构的勘测分析，较常规勘查技术地质勘探精度提高29.38%；③提出的三维遥感技术在地质勘查中的应用，对近表面勘测准确率与常规勘探技术（地表波勘探）极为相近。