劉榮

地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)是一種實現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測和分析的技術(shù)手段，廣泛應用于成礦環(huán)境/礦山地質(zhì)環(huán)境、城市地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災害災情評估等領(lǐng)域。

王欽軍，中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員，博士，主要從事有利成礦地質(zhì)環(huán)境空間信息提取與評價及地質(zhì)災害空間信息提取與評估方面的研究，多次被評為“先進個人”和“優(yōu)秀職工”，榮獲測繪科技進步二等獎等獎勵。其成果多次應用于災害信息提取與災情評估、遙感找礦等。

近期，王欽軍接受本刊專訪，詳細介紹了我國地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)相關(guān)問題及發(fā)展現(xiàn)狀。

服務礦產(chǎn)勘查

指導災情評估

據(jù)王欽軍介紹，地質(zhì)環(huán)境是影響人類生存、發(fā)展的地殼表層地質(zhì)體及其活動的總稱，包括了各種巖土及礦產(chǎn)資源、地質(zhì)地貌景觀和各種地質(zhì)作用及其所造成的地質(zhì)災害等。

王欽軍及其團隊的研究成果被廣泛用于礦產(chǎn)勘查和災害評估等領(lǐng)域。他表示，在礦產(chǎn)資源勘查方面，利用地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)，研究人員能提取構(gòu)造、巖性、蝕變等示礦要素信息，并根據(jù)它們的空間展布規(guī)律及其與礦點的關(guān)系進行特征分析，建立“成礦信息空間分析與預測模型”，從而快速圈定找礦靶區(qū)，服務礦產(chǎn)資源勘查。

在災情評估領(lǐng)域，借助這項技術(shù)能夠結(jié)合紋理、色調(diào)、高程等因子，利用遙感技術(shù)提取與地層、構(gòu)造、巖性等地質(zhì)、地貌因子，并根據(jù)地質(zhì)災害空間分布特征、規(guī)模，快速對災情進行評估，建立地質(zhì)災害災情評估與預測模型，為災后應急、災后救援與治理等提供指導。

王欽軍認為，無論是礦產(chǎn)勘查還是災情評估，都事關(guān)國民經(jīng)濟命脈和人民生命財產(chǎn)安全。有了這項技術(shù)的支持，研究人員就能像醫(yī)生那樣為地質(zhì)環(huán)境把脈，及時發(fā)現(xiàn)有效信息，提供有價值的數(shù)據(jù)，促進相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

但是，醫(yī)生面對不同患者會采取不同方法，而利用地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)找礦和進行災情評估也不盡相同。

首先，兩者地質(zhì)體所處的時代及表現(xiàn)形式不同，前者距今少則幾百萬年多則上億年，而后者就在當下，因此信息提取的側(cè)重點有所區(qū)別。其次，找礦關(guān)注的是礦點或礦化點，需要建立基于多源遙感數(shù)據(jù)的有利成礦地質(zhì)環(huán)境預測模型，并結(jié)合地面調(diào)查實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的遙感探測。但災情評估則側(cè)重應急，需要發(fā)展基于高分遙感數(shù)據(jù)的災情信息快速提取與評價技術(shù)，對速度和時間的要求較高。

突破技術(shù)瓶頸

滿足行業(yè)需求

王欽軍及其團隊參與過汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流等重大地質(zhì)災害的災情評估，尤其是在玉樹地震應急監(jiān)測中，他當時所在的中科院對地觀測與數(shù)字地球科學中心被中共中央、國務院、中央軍委授予“全國抗震救災英雄”集體稱號。

自這些重大地質(zhì)災害后，王欽軍明顯感受到，基于遙感數(shù)據(jù)發(fā)展地質(zhì)空間信息提取技術(shù)在我國得到了前所未有的重視和關(guān)注，這給了團隊極大的動力和信心。

多年來，他們積極承擔“泥石流物源區(qū)土壤分散性高光譜探測方法研究”、“新疆及中亞礦產(chǎn)資源遙感找礦信息識別與挖掘技術(shù)”等多個國家自然科學基金、國家科技支撐計劃項目，面向我國經(jīng)濟發(fā)展和地質(zhì)環(huán)境保護的重大需求，針對地質(zhì)環(huán)境開發(fā)與保護中的復雜問題開展綜合研究，突破和解決了眾多困擾我國該領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)瓶頸，取得了一系列創(chuàng)新成果。

其中，礦物組分精細鑒別方法在礦產(chǎn)資源勘查中發(fā)揮著“指示劑”的作用，被成功應用于國土資源部、國家科技支撐計劃等項目。地質(zhì)工作者利用此方法，能夠?qū)ΦV物名稱及含量進行精細鑒別，從而揭示礦床類型、成礦物質(zhì)的富集規(guī)律和礦床形成過程，提高礦物識別精度。該方法已通過國家級專業(yè)軟件機構(gòu)測評，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

光譜能級匹配地質(zhì)環(huán)境空間信息提取系列方法，被成功應用于“高光譜遙感目標識別與特征參數(shù)提取”、“蝕變礦物信息提取與成礦預測”等項目研究中，具有精度高、速度快、適用范圍廣等優(yōu)勢，有效提升了地質(zhì)環(huán)境空間信息提取方法的智能化程度。

此外，團隊研發(fā)的礦產(chǎn)資源地質(zhì)環(huán)境多尺度遙感監(jiān)測系統(tǒng)，能提高地下資源地質(zhì)環(huán)境參數(shù)的提取精度，實現(xiàn)區(qū)域、礦床和礦點尺度下的巖性、構(gòu)造、蝕變礦物定量化提取和靶區(qū)圈定，被廣泛用于巖性信息提取、成礦地質(zhì)條件與找礦潛力分析等領(lǐng)域，有效推動了地質(zhì)找礦技術(shù)的發(fā)展。

針對陸表地質(zhì)環(huán)境高精度遙感監(jiān)測中所面臨的影響因素多樣性和災情評估的復雜性問題，王欽軍團隊建立了先進的“陸表地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測與評估模型”，實現(xiàn)了陸表地質(zhì)環(huán)境危險性評價，解決了陸表地質(zhì)環(huán)境高精度監(jiān)測與災情快速預警問題，并被廣泛用于礦區(qū)災害遙感監(jiān)測與防治、工業(yè)固體廢物信息提取、工程地質(zhì)環(huán)境評價等領(lǐng)域，對提升我國災害應對與防御能力，提高災害管理和預警水平具有重要意義。

完善轉(zhuǎn)化平臺

實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展

王欽軍及團隊是我國最早將空間信息技術(shù)用于地質(zhì)找礦與地質(zhì)災害領(lǐng)域的專業(yè)隊伍，長期承擔國家科技攻關(guān)、中科院重大礦產(chǎn)資源勘查方面的科研項目，在礦床資源勘查理論、技術(shù)與方法以及找礦應用等方面取得系列成果。近年來，利用高分（高光譜、高空間分辨率）遙感技術(shù)，不到2個月他們便連續(xù)發(fā)現(xiàn)了謝米斯臺銅礦化帶、阿吾斯奇礦化集中區(qū)等30多處礦化點。

他表示，我國地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)的水平并不比發(fā)達國家低，但這不表示可以松懈。由于我國資源環(huán)境問題復雜、受環(huán)境影響因素多，且地質(zhì)要素本身礦物成分與結(jié)構(gòu)復雜、光譜混合嚴重，我國該領(lǐng)域仍存在一些問題需要解決。

在他看來，首要問題是空間信息技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)學科之間的融合、交叉不夠，沒有形成更高層次的跨學科的完整科技轉(zhuǎn)化平臺，如完備的地質(zhì)環(huán)境模擬實驗室，易用的地質(zhì)環(huán)境模擬與預測系統(tǒng)軟件，有效的高空間、高光譜遙感找礦數(shù)據(jù)源，高精度近實時的地質(zhì)環(huán)境災害遙感監(jiān)測與預警平臺等。

對于科研人員來說，如何在光譜混合嚴重的條件下，實現(xiàn)高精度圈定找礦靶區(qū)，減少野外工作量，提高礦產(chǎn)資源勘查水平;如何利用遙感實現(xiàn)地質(zhì)災害的實時動態(tài)監(jiān)測，服務國家減災事業(yè)，造福人民，這都是未來要著重考慮的事情。

對于地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)未來的發(fā)展，王欽軍認為自動化、智能化將會成為主流方向。他希望國家能夠發(fā)射高空間、高光譜遙感找礦衛(wèi)星，助力科研人員突破高精度礦產(chǎn)資源勘查所需的數(shù)據(jù)源瓶頸，研發(fā)高精度成礦地質(zhì)要素信息提取技術(shù)和靶區(qū)圈定模型;瞄準災害易發(fā)區(qū)，發(fā)射高精度地球靜止衛(wèi)星，實現(xiàn)對重點區(qū)域的動態(tài)觀測和重大地質(zhì)事件（如地震、滑坡、泥石流等）的預報、預警;建立地質(zhì)環(huán)境模擬實驗室，發(fā)展成礦預測理論和災害預測、預警模型，共同促進我國地質(zhì)環(huán)境空間信息提取技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。