SPOT-6与无人机航测技术在第四纪地质及活动构造填图中的应用——以内蒙古1:50000呼勒斯太苏木等四幅填图试点为例

叶梦旎; 张绪教; 叶培盛; 傅连珍; 吴泽群; 贾丽云; 何祥丽

SPOT-6与无人机航测技术在第四纪地质及活动构造填图中的应用——以内蒙古1:50000呼勒斯太苏木等四幅填图试点为例

叶梦旎^{1, 2,},
张绪教^1, ,,
叶培盛²,
傅连珍^{1, 2},
吴泽群^{1, 2},
贾丽云²,
何祥丽¹

1.
中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083
2.
中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081

基金项目: 中国地质调查局项目"内蒙古1:50000呼勒斯太苏木（K48E017024）、塔尔湖镇（K48E018024）、复兴城（K48E019024）吉尔嘎朗图乡幅（K48E020024）填图试点"（12120114042101）

详细信息

作者简介:
叶梦旎(1992-), 女, 硕士研究生, 专业方向第四纪地质与地理信息系统应用。E-mail:brownie418@sina.com

通讯作者:
张绪教(1964-), 男, 博士, 副教授, 主要从事第四纪地质、新构造运动的教学及科研。E-mail:zhangxi@cugb.edu.cn

中图分类号: TP79
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出版历程
- 收稿日期: 2015-12-01
- 刊出日期: 2016-06-01

APPLICATION OF SPOT-6 AND THE UAV AERIAL TECHNOLOGY IN QUATERNARY GEOLOGY AND TECTONIC MAPPING: TAKING THE 1:50000 MAPPING PILOT OF THE HULESITAI AREA, INNER MONGOLIA AS AN EXAMPLE

YE Meng-ni^{1, 2
,},
ZHANG Xu-jiao^{1
, ,},
YE Pei-sheng²,
FU Lian-zhen^{1, 2},
WU Ze-qun^{1, 2},
JIA Li-yun²,
HE Xiang-li¹

1.
School of Earth Science andRecources, China University ofGeociences, Beijing 100083, China
2.
Institute of Geomechanics, China Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 选择SPOT-6数据，对内蒙古呼勒斯太苏木等四幅图的SPOT-6遥感影像进行正射校正、配准及信息的数字增强处理后，根据不同地质体影像特征、野外实地调查，初步建立了填图区第四纪地层及新构造活动的解译标志，并结合野外地质调查，对研究区沉积物的成因类型和分布范围、地貌特征及分区、活动构造运动等进行了调查验证；利用2015年飞行的无人机航测数据，对区内新构造、活动构造进行了识别及活动性质的初步判断。研究结果表明，高精度遥感技术及无人机技术在平原区第四纪地质填图中具有独特优势，有助于快速识别第四纪沉积成因类型与相对时序及准确厘定区域主要活动断裂空间位置与活动特征，从而有效提升填图工作效率，并弥补地表调查的局限。
- SPOT-6 /
- 无人机 /
- 遥感 /
- 第四纪地质 /
- 活动构造 /
- 河套盆地 /
- 五原县
Abstract: Through choosing the SPOT-6 data, on the basis of pre-proceeding images of the Hulesitai area, Inner Mongolia, including Ortho-rectification, registration and sharpness, we initially established Quaternary strata and the neotectonic activity symbols for remote sensing interpretation of mapping area according to the image characteristics of different geological bodies and field investigation. Combined with field geological survey, we investigated and analyzed the origin and distribution of sediments, the geomorphological features and zoning, active tectonic movement etc. in the study area. And through the UAV aerial flight data in 2015, we identified the neotectonics, active tectonics and initially determine the activity characteristics. The study show that high precision of remote sensing technology and UAV technology in Quaternary geological mapping in plain area has unique advantages, which is contributed to the rapid identification of Quaternary sedimentary types and the relative timing, and determine precisely the spatial position of the main fracture and the activity characteristics in the area. It increases the efficiency of mapping work and makes up for the limitations of surface survey.
- SPOT-6 /
- UAV /
- remote sensing /
- Quaternary geology /
- tectonic activity /
- Hetao Basin /
- Wuyuan

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图 1 研究区构造和地貌图

Figure 1. The map showing landforms and tectonics of the study area

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图 2 呼勒斯太苏木北部SPOT-6遥感增强图像(RGB=4，3，2)

Figure 2. Enhanced SPOT-6 remote sensing image of North Hulesitai town

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图 3 黄河河道遥感增强图像(RGB=1，2，3)

Figure 3. Enhanced remote sensing image of Yellow River channel

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图 4 呼勒斯太地区第四系成因类型解译地质图及分布图

Figure 4. Types and distributions of Quaternary sediments in Hulesitai town

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图 5 塔尔湖地区SPOT-6遥感影像

Figure 5. SPOT-6 remote sensing image in Taal Lake area

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图 6 塔尔湖地区监督分类图

Figure 6. Supervised classification image in Taal Lake area

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图 7 塔尔湖地区现今残留湖盆、古河道分布图

Figure 7. Distribution of residual lake basin and paleochannel in Taal Lake area

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图 8 DEM影像显示的河套盆地北缘山麓过渡带的主要河谷分布

Figure 8. DEM image showing the distribution of the main valley in the transition zone in Northern Hetao basin

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图 9 河流阶地解译流程图

Figure 9. Interpretation flowchart of river terrace

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图 10 查干敖勒盖塔拉河谷遥感影像

Figure 10. Remote sensing image of Chagan Aolegaitala Valley

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图 11 查干敖勒盖塔拉河谷河流阶地无人机航拍DEM

Figure 11. The UAV aerial image of river terrace in Chagan Aolegaitala Valley

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图 12 查干敖勒盖塔拉河谷西侧河流阶地无人机航拍地貌高程剖面图

Figure 12. UAV aerial topographic elevation profile in the river terraces, western Chagan Aolegaitala Valley

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图 13 查干敖勒盖塔拉河谷横剖面图

Figure 13. Cross sectional profile of Chagan Aolegaitala Valley

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图 14 河套盆地北缘控盆断裂几何展布及错段地貌特征

Figure 14. Geometric distribution and dislocation landform characteristics of basin-controlling faults in northern Hetao Basin

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图 15 敖勒盖图北崩洪口子西边探槽正断层

Figure 15. Normal fault in western trench of Benghongkouzi in northern Aolegaitu

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表 1 SPOT-6传感器波段特征

Table 1. Band features of the SPOT-6 remote sensor

波段序号	波长范围/μm	波段名称	地面分辨率/m	主要应用领域
1	0.450~0.520	蓝	6.0	对水体穿透强，该波段位于水体衰减系数最小，散射最弱的部位，对水体的穿透力最大，可获得更多水下信息
2	0.530~0.590	绿	6.0	探测健康植物绿色反射率, 可区分植被类型和评估作物长势。对水体有一定的穿透力，可反映水下特征，水体浑浊度，沙洲，沿岸沙地等
3	0.625~0.695	红	6.0	对水中悬浮泥沙敏感。该波段位于含沙浓度不同的水体辐射值附近，广泛用于对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌等，为可见光最佳波段
4	0.760~0.890	近红外	6.0	对绿色植物类别差异最敏感，为植物通用波段。处于水体强吸收区，水体轮廓清晰。区分土壤湿度及寻找地下水，识别与水有关的地质构造、地貌、土壤、岩石类型等均有利
5	0.450~0.745	全色	1.5	具有较高的空间分辨率，可用于农林调查和规划，城市规划和较大比例尺专题制图

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表 2 第四纪沉积物成因类型-填图单位遥感解译标志

Table 2. Remote sensing interpretation of Quaternary sediments

时代		填图单位	影像特征
第四系	全新统	风积、湖积物(Qh^eol+l)	主要分布在库布齐沙漠北缘的古湖盆内，表层现今多被风积细砂覆盖；当地表覆盖有植物，沉积物中含水量较大时在遥感增强图像上呈紫色鳞片状斑块。当沉积物盐碱含量较高时在图像中呈现湖蓝色。风积、湖积物大面积平均分布在库不齐沙漠腹地
		风积细砂(Qh^eol)	主要分布于吉尔嘎朗图乡沿黄公路以南及其北侧，平原区农田或湖泊周边少量零星分布；在遥感增强影像上呈现土黄色、黄绿色，因为受地形凹凸的影响，可见鱼鳞状、波状纹理。沙地表面覆盖有耐旱植被地区，呈黄绿色并夹有篮紫色鳞片状图斑
		冲洪积物(Qh^al+pl)	冲洪积扇分布在山前，呈撒开三角形、水系呈放射状；在影像上为黄至亮蓝色扇体，扇顶与冲沟相连，冲沟冲出的冲洪积物一直往下延伸堆积至扇中、扇缘，影像上经常有多个扇体并排出现
		冲湖积物(Qh^l+al)	在影像上呈现为红粉色的大面积区域，影纹平滑。由于土质良好，适合农作物生长，因此多为农作物覆盖
		冲积物(Qh^al)	主要分布于黄河流域南北两侧以及现代河流、古河道两侧；在遥感影像上，位于河道边的冲积物呈绢丝光泽的紫红、黑红色影纹
		湖积物(Qh^l+h)	主要分布于塔尔湖、库布齐沙漠北缘的现今湖泊、干涸的古湖盆及其周围；在影像上，呈现为夹杂有亮白色团块的紫蓝色物质，色调比周围农田等地物要浅，分布于现今湖泊及干涸的古湖道周围
	上更新统	萨拉乌苏组(Qp³s)	色调呈灰白色、浅灰色，表面平整均匀，纹理粗糙，多构成二、三级阶地

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表 3 不同阶地遥感影像特征

Table 3. Characteristics of remote sensing images in different types of terrace

阶地类型	遥感影像特征
侵蚀阶地	完全由基岩组成。色调一般较暗，而且多位于河流上游山区
堆积阶地	完全由河流沉积物组成。阶面平整色调浅而均一，其上常有耕地和居民点，多位于河流中下游
基座阶地	阶地下部底座为基岩，上部为河流沉积物。阶面色调一般较浅，陡坎处色调深。基座阶地与堆积阶地相似，两者不易区分

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