遥感教程第2-1页¶
The second Section concentrates on applications of remote sensing to geological studies. A list of principal uses begins this page. Special attention is given to ways in which remote sensing (especially through image classification) can aid in making geologic maps. The notion of "formation" is discussed and reasons given as to why this standard geologic map unit cannot be recognized as such in imagery alone. One of the pitfalls of making these maps solely from imagery - namely, the presence of soil and/or vegetation cover - is mentioned. Some typical spectral signatures of different rock types are displayed.
地层与构造¶
一般背景
地质学家几十年来一直使用航空照片作为数据库，从中他们可以做以下工作：
挑选岩石单位（地层）
2。研究地貌起源的表现和模式（地貌学）
三。确定扰动地层（褶皱和断层）的结构布置
4。评估自然事件（如洪水、火山爆发）的动态变化
5。寻找地表线索（如蚀变和其他矿化迹象）到地下矿藏、油气和地下水。
6。作为一个视觉基础，直接或在透明覆盖层上绘制地质图。
随着空间图像的出现，地球科学家现在可以用三种重要的方式来扩展这种用途：
1）大面积或天气覆盖的优势使他们能够在单一场景（或马赛克）中检查区域性的地球地质描绘。
2）根据数字（dns）定量分析多光谱带的能力允许他们应用特殊的计算机处理程序来识别和增强地球材料的某些组成性质。
3）能够将不同类型的遥感产品（例如，反射图像与雷达或热成像）合并，或将这些产品与地形高程数据和其他类型的信息库（例如，专题地图；地球物理测量和化学取样）结合起来。veys）使新的解决方案能够确定地球现象各种自然性质之间的相互关系。
虽然这些新的空间驱动方法尚未彻底改变地球科学家进行实地研究的方式，但它们已被证明是改进地质测绘过程和大规模开展矿产和能源资源实际勘探的不可或缺的技术。
我们现在考虑使用这些新方法的几个地质应用实例。我们首先关注的是犹他州一个局部地区的陆地卫星专题制图器（TM）数据如何被操纵，以识别不同的岩石类型，使用监督分类在大面积上绘制它们，并将它们的空间模式与结构排列的独立信息相关联。T.接下来，我们的重点转向地质构造的检查，特别是线性构造，如美国、加拿大和非洲的区域设置所示。然后，在第5节中，我们将通过考虑一个矿化带的案例研究和俄克拉荷马州的一个大面积陆地卫星现场，来了解获取的空间数据如何适合当前的矿产和碳氢化合物矿床勘探方法。在第18节中，我们将回到一个地质主题，以区域尺度研究地形（即所谓的巨型地貌），作为基础科学研究中如何使用遥感的主要主题。
大多数地质图也是地层图，即根据岩石的相对年龄记录岩石类型序列的位置和特征。最基本的岩石单元是 形成 （缩写为fm或fm），简单地定义为具有特定地理分布的一组独特的可映射岩石（如果是沉积岩，则通常是层状岩石）。一个地层通常以一种或两种主要的岩石材料为特征。
任何给定的地层都会在有限的地质时间内就位。我们可以通过化石（过去生命的证据）来估计它的年龄，这些化石是在这些生命形式存在的时候沉积在化石上的。通过测定放射性元素及其衰变子产物的量，年龄测定通常能产生更准确的年龄估计。另一种更不精确的确定岩石单元年龄（跨度）的方法是注意其在其他岩石单元序列中的位置，其中一些岩石单元的年龄是独立的。我们可以将这些单位与其他地方绘制的相同的单位关联起来，这些单位的年龄已经确定。这种方法倾向于将沉积层沉积的时间划分开来，但侵蚀的影响可能会导致不确定性。
遥感显示，无论是航空照片还是空间采集的图像，显示了通常存在的多个地层的表面分布，以及在适当条件下，地层中岩石的类型。地层显示的模式取决于它们与地表的接近程度、它们在勘测区域的范围、它们的相对厚度、它们的结构姿态（水平或倾斜层）以及它们的侵蚀程度。有经验的地质学家只需在照片/图像中看到一些岩石类型就可以识别它们。从他们的光谱特征识别其他类型。在陆地卫星TM波段覆盖的光谱范围内，岩石的类型和年龄在特定波长上表现出明显的变化。这在以下光谱图中很明显，这些光谱图显示了由反射光谱仪获得的怀俄明州一组不同沉积岩的实验室测定曲线：
` <>`__2-1 From these spectra, predict the general color of these four rock units: Niobrara Fm; Chugwater Fm; Frontier Fm; Thermopolis Fm. `ANSWER <Sect2_answers.html#2-1>`__
` <>`__2-2 ： What spectrally distinguishes the Mowry Fm from the Thermopolis Fm; the Jelm Fm from the White River Conglomerate? `ANSWER <Sect2_answers.html#2-2>`__
绘制编队分布图的一种常见方法是依靠照片/图像中的训练地点。地质学家通过查阅区域地图或实地考察确定岩石。然后，他们通过照片或图像上的光谱特性来推断岩石的外观，以确定现场以外区域的单元位置（实际上，是监督的分类方法）。
在从图像进行地质测绘时，我们知道地层不一定到处都暴露。相反，它们可能被土壤或植被覆盖。在绘制地图时，地质学家学会推断覆盖区域下方的地表暴露，对地表下方可能出现的隐藏单元进行逻辑推断。在单独处理图像时，这些推断可能很困难，并且是潜在错误的来源。此外，岩石年龄不是直接由光谱数据决定的，因此识别特定的地层需要一些独立的信息（了解一个地区的岩石类型及其序列）。
在特殊情况下，如接下来三页所示的情况下，当地质层转向其一侧时（从褶皱处开始；在第2-5页上讨论），以便连续的地质单元以一个序列的形式可见时，每个离散单元内部和之间的变化可以用术语进行测量。具有某些光谱特性的，例如，给定波段的反射比或波段比的变化。如下图所示绘制时，结果是类似于（类似地）由电阻率、渗透率、磁场强度和其他地球物理参数等性质的测井所绘制的轨迹。下面是两幅图，顶部显示了怀俄明州中部沿里海拱门暴露的沉积地层的序列；底部是反射“测井”，这是从上部图像中的一条线的光谱测量中得出的：
在下图中，底部单元为二叠系磷组，从三叠系Chugwater组向上延伸至顶部的边缘砂岩（白垩纪）。在右侧，左侧跟踪为TM波段3（红色），右侧0%的反射率延伸至左侧70%，右侧跟踪从左侧0%延伸至右侧50%。