遥感工程建设的技术路线与攻关方向设定
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发布时间：2022-04-23 09:14
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时间：2023-10-09 05:57
1.河南省矿产资源形势与对策研究
河南省地处我国*造山系——秦岭成矿带的东部，在全省80000km2的山地面积中，金、银、铅、锌、钼、锑、锰、铝等金属矿产集中在小秦岭、熊耳山、外方山、桐柏山地区。而占山地面积70%以上的崤山、伏牛山、大别山区随着地质工作的深入，也显示出良好的找矿前景。河南省煤系地层面积为62851km2，其中已探明的含煤面积为2500km2。豫东广大平原赋存有含煤地层，而且煤层较厚，一般埋深在1000 m左右。因此，平原凹陷区的断隆带是21世纪潜在的能源基地。工作实践表明，在地球物理、地球化学手段的配合下，利用综合信息技术评价深部成矿地质特征和资源远景评价，具有事半功倍的效果。
（1）矿产资源遥感调查及远景预测的原则
在已有地质矿产成果的基础上，充分利用遥感图像（数据）反映的成矿特征信息，通过多元信息研究区域成矿规律和控矿地质条件（特别是深部地质条件），进行调查和预测工作。通过调查研究提出新发现的矿产地、成矿远景区以及矿产资源开发利用意见和建议，目标是国家急需矿种和河南省的优势矿种。
（2）矿产资源遥感调查的方法和要求
以遥感信息为主，综合物、化探和地质研究成果，进行多源信息的综合处理和数理统计，提高深部地质成矿背景的研究程度。利用遥感图像显示的与成矿有关的特征地物信息、反射波谱信息和热辐射异常信息，在综合信息的佐证下推导出可能成矿区段。为了客观地评价内生矿产的区域成矿远景，本次工作中引入物理化学中“熵变”的概念。熵是一种状态函数。对同一种物质来说，不同状态下的标准熵是各不相同的。反映标准熵变化即标准熵变（ΔS）等于生成物标准熵的总和（Sb）减去反应物标准熵的总和（Sa）。
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
式中：T——温度增量；δQr——体系吸收的热量。
把熵函数的概念引申到地质领域中来，同一地质体在不同条件下其含矿性差异很大，成矿作用的有无与强弱也是一种状态函数。我们把该地质体信息总量与成矿作用信息量的比值定义为反应物总量；把该地体某种状态下的分量与该条件下的矿化分量的比值定义为生成物总量。两者的差值即近似地表示为地体在某种条件下的成矿倾向。公式：
ΔS={Si/Ni+Si/S+Si/N}-{S/N}，
式中：ΔS——A变量在i状态下形成b矿的倾向；N——变量A的单元面积，S为变量A的矿化单元面积；Ni——变量A在i状态下的单元面积；Si——变量A在i状态下的矿化单元面积（矿化单元取异常下限）。
当△S＜0时，说明在该条件下与成矿无关；ΔS值愈大，表明在成矿作用中贡献愈大。A变量的取值则等于A变量在各种条件下矿化有利度的总和。即：
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
式中：n表示状态总量。
利用熵函数计算方法分别求出地、物、化、遥等变数的成矿贡献率，以已知矿床为模型单元作多元回归分析。最后，以预测资源量数值的大小划分成矿远景区。
（3）软科学研究方向
河南省重点与优势矿种的选择研究；
河南省铝工业资源保证性研究；
河南省崤山地区、桐柏－大别地区贵金属矿产找矿方向研究；
河南省平顶山市煤田接替资源勘查方向研究。
2.河南省土地资源现状与综合评价
河南省地处中原，具有山地、丘陵、平原、岗地、盆地、河川谷地等比较齐全的地形和复杂多样的土地资源。随着社会主义市场经济*的确立，土地作为资源和资产的统一体，必将在省区经济的振兴中发挥越来越大的作用。
（1）土地资源遥感调查的原则
土地资源类型的划分，要以其发展过程和发展条件为基础并考虑到生产性能的一致性。土地利用现状的分类，在参照《土地利用现状调查技术规程》的同时，应兼顾到地区的特殊需求和遥感技术的可利用性。土地资源的综合评价，主要是通过土地因子的特性指标和土地适宜性指标来表征土地质量。潜在适宜性是对土地进行一定投入改造后在未来条件下对特殊用途的适宜程度，社会经济条件与自然条件、土地属性一样，为其主导因素。
（2）土地资源遥感调查的方法和要求
鉴于省土地管理部门近期已经进行过的全省性的土地资源调查和评价，本次工作应在此基础上结合最新时相的遥感图像给以修正。资源评价应把重点放在土壤肥力现状、土地生产力潜力和基本农田与建设用地的动态平衡等方面。并以此为基础开发出土地资源管理信息系统。
（3）河南省耕地预警研究——生产潜力计算模型
A.光辐射生产潜力计算
计算作物生长季总辐射量
Qi=QAi·（a+b·Si）
式中：i——1,2,3…n;Qi——农作物生长季内有用总辐射；QAi——是日天光辐射量；Si——是月日照百分率；a,b——为经验系数（a取0.105,b取0.708）。
Q＝ΣQi
式中：Q——为生长季总辐射。
计算光合生产潜力生长和季内日光合生产速率
Ypi＝(EQi)/[h(1-CA）（1-CM)］
E＝φ（1－α）（1－β）（1－τ）（1－ρ）（1－
）ω
YP=CHΣYpi
式中：E——理论光能利用率；φ——有效辐射比例，0.49；α——叶面反射率，0.214；β——漏射率，0.07；τ——光饱和*率，0.00；ρ——无效吸收，0.1；
——呼吸损耗率，0.3；ω——量子转化效率，0.224;CA——作物灰分含量，0.05;CM——水分含量，0.14;h——1克干物质所需的热量；CH—作物经济系数。
B.光温生产潜力计算
计算生长季内月光温生产速率
Ypti=YPif(Ti）
式中：f(Ti）——温度修正。
喜凉作物
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
式中：t——为生长季内月平均气温。
计算生长季内光温生产潜力
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
C.光温水生产潜力计算
Yci=Yptif(Wi)
f(Wi)＝r＋(1-r)Pt/Etoi
Yc=CH∑Yci
式中：f(Wi）——水分影响函数；p——年降水量；r——灌溉百分率；CH——作物经济系数。
D.计算光温水土生产潜力
Ys=Yc·Cs，
式中：Ys——光、温、水、土生产潜力；Cs——土壤有效系数（Cs=yn/yc）；yn——良好管理条件下的土壤自然生产潜力；yc——最佳土地的自然生产力，也即气候生产潜力。
（4）软科学研究方向
河南省耕地预警线与警戒线界定指标研究；
郑州市城乡建设用地趋势分析。
3.河南省水资源形势与对策研究
河南水资源的时空分布极不均匀，资源总量控制水平逐年下降。部分地段严重污染，加剧了水资源的供需矛盾。因此，积极开辟新水源，包括跨流域引水、建闸蓄水补源、引水补源等项目，做到水资源的统一调配、开发与保护并举是本次合作的主要任务。
（1）水资源遥感调查的原则
调查工作应以遥感图像结合已有数据，对地表水及浅层地下水的利用潜力进行综合分析研究。重点突出黄河故道区用水、中原城市群用水及黄河河道带水资源现状、赋存条件、时空分布规律、补给排泄条件、污染和综合开发利用等问题，为*决策提供科学依据。
（2）水资源遥感调查的方法和要求
A.地表水资源调查要求
对水体进行流域划分，计算出资源量。综合评价应包括资源的分布、出入境量及*对策，最后形成水资源信息管理系统。
B.地下水资源调查要求
含水岩组的圈定、泉水区域的分析预测、贮水构造的确定、应结合电测深数据分析浅层地下水的补给、径流和排泄条件。在此基础上划分出浅层地下水水文地质单元，并对地下水的赋存特征、水质和资源量作出评价。
C黄河侧渗区地下水开采量及径流梯度场预测模型
有限单元方程：
［A]{H(t)｝+[D]{[H(t)-H(t0)］/δT}=[F］
式中：［A］——导水矩阵；［D］——储水矩阵；［F］——水量矩阵；T——时段长度；H(t0）——节点水位。
（3）软科学研究方向
河南省三水转化机制与*问题研究；
黄河特大洪水防御战略问题研究；
河南省洪涝与地质灾害链预警过程的信息流研究。
4.河南省旅游资源遥感调查
旅游景观是改善人类生活环境和发展社会经济的重要资源。随着人类社会的发展进步和旅游文化品位的提高，黄河文化、*带伏牛山风光－南太行山风光的资源优势已逐渐显现。因此，旅游资源遥感调查重点是突出潜力优势的发掘，为河南旅游产业形象的塑造和精品热线的建设提供资源保障。
（1）旅游资源遥感调查的原则
自然景观调查以发掘地貌景观的精华、揭示地质遗迹的奥秘、展示景观生态的独特和生物的多样性为主，人文景观调查则应以追踪华夏文明之源为主流线。在资源评价中，侧重于古文化与风景名胜相结合的旅游区划研究。
（2）旅游资源遥感调查的方法与要求
调查中应发挥遥感空间信息优势，注意研究特殊地貌景观和具有人类发展史诗意义的人文景观的旅游价值。应特别关注伏牛山脉、太行山脉，它是划分我国东西、南北的自然分界。这里有独特的地理环境、优越的气候条件、丰富的动植物资源，兼有南北、东西区过渡的特色，将构成河南省21世纪旅游建设的热点地区，最后形成旅游资源信息管理系统。
（3）旅游资源景观生态效益评价模式
参考《中国生物多样性国情研究报告》（中国环境科学出版社，1998）所提出的景观生态效益等级计算公式，即：
TEV=DUV+IUV+OV+SV,+XV
式中：TEV——社会经济价值；DUV——直接利用价值；IUV——间接利用价值；OV——潜在选择价值；SV——潜在保留价值；XV——存在价值。
（4）软科学研究方向
河南省旅游资源潜力优势评价；
河南省旅游业适度超前发展战略研究。
5.河南省生态环境遥感综合调查与评价
（1）地质构造遥感调查及区域稳定性评价
根据地质构造在不同类型、不同时相和不同比例尺遥感图像上展示的地质构造信息，研究构造形迹的形态规模、性质、组合和交切关系等基本特征。针对区域断裂和主要线性构造系统，结合第四纪地质、地震地质、地球物理、地球化学和大地热流等信息，确定活动断裂的基本特征。将遥感信息与区域地质、地震地质、工程地质数据结合起来加以综合分析，进行区域稳定性评价。
（2）土壤侵蚀遥感调查
土壤侵蚀包括水土流失、荒漠化及盐渍化等项内容，工作实施参照《全国土壤侵蚀遥感调查细则》，结合水利部“全国第二次水土流失调查”工作进行。
（3）水质污染遥感调查
工作重点放在地表水。工作内容首先查明污水排放源位置及污染源类型、污染扩散方式、范围程度等，并进行相应的水质评价。
该项工作以常规资料收集和地面调查为主，配合一定遥感工作手段。
（4）自然灾害遥感调查
重点研究自然灾害的分布规律和发生特点，分析自然灾害的形成和发展的演变趋势，评估灾害危害程度，提出减灾防灾措施。
（5）生态环境脆弱性评价化模型
参考《中国生物多样性国情研究报告》（中国环境科学出版社，1998）所提出的景观生态体系标准化、层次分析及区域环境脆弱度等级计算公式，即：
A.景观生态体系标准化计算
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
式中：i=1,2，…，m;j=1,2，…，n;m——指标数；n——区域单元数。
B.用层次分析法（AHP）法求取各指标权值。本次生态环境脆弱性评价体系可分为三个基本层次（图1.2.1）。
图1.2.1 AHP法求生态环境因子权值结构层次图
采用跨学科专家组填表，建立层次结构模型中下一层次对于上一层次有关元素两两比较的判别矩阵：
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
该矩阵为一互反矩阵，即满足条件：aiy=1/aij;aij=1（当i=j）；aij＞0。
该判别矩阵中的元素aij由1→9标度法来确定：aij=1表示i元素与j元素同等重要；aij=3表示i元素比j元素稍微重要；aij=5表示i元素比j元素明显重要；aij=7表示i元素比j元素非常重要；aij=9表示i元素比j元素极端重要；aij为2、4、6、8时为以上各判断值的中值。
当j与i反向比较时，则取上列各值倒数。
每个专家需构造10个矩阵（Ⅱ级指标层→Ⅰ级指标层9个，I级指标层→目标层1个）。然后计算判断矩阵的最大特征值代入a，以及对应的特征向量ω（n）。特征向量
是各比较元素相对于上一层某元素的重要程度（权重），即可得每位专家给出的权重序列。将各专家所求权重平均，即可得下层元素对于上层元素的综合权重。
C.区域的生态环境脆弱性评价
遥感·河南省国土资源综合调查与评价
式中：Pi——各指标标准化值，正值为正效应，负值为负效应；Wi——各指标权重。
6.河南省重点区带遥感综合调查
为了保证河南省国土资源遥感综合调查和信息化工程的顺利实施，以及地方国土规划整治和资源开发的需要，选择商丘市、沿黄中原城市群和南阳市重点经济协作区带率先开展资源与环境遥感综合调查，旨在服务于重点区带国民经济建设的同时为全省工作的开展进行技术准备。
（1）京九铁路沿线经济协作区河南省商丘市国土资源遥感综合调查
工作范围确定在京九铁路沿线50km；商丘市10120km2。
工作内容确定为矿产资源（侧重能源及非金属矿产）、水资源（侧重地下水调蓄工程）、旅游资源（侧重自然景观与人文景观的优化组合）及生态环境质量评价。
（2）宁西铁路沿线经济协作区河南省南阳市国土资源遥感综合调查
工作范围确定在宁西铁路沿线50km；南阳市26500km2。
工作内容确定为矿产资源（侧重非金属矿种）、生物资源（侧重农业资源）、旅游资源（侧重山水地质景观）、水资源（侧重地表水开发）及资源管理信息系统。
（3）河南省沿黄经济区国土资源遥感综合调查
工作范围确定在沿黄两岸各50km；黄河背河洼地区10km。
工作内容确定为黄河（水资源、泥沙资源、傍河取水、侧渗区*）、城市备用水源地、地质灾害及区域稳定性评价。
7.河南省国土资源地理信息系统建设
国土资源信息系统建设是国土资源遥感综合调查成果的信息化工程的具体实现。系统的建立需要有统一的基础地理数据库支持。数据存储包括全部基础系列图件和综合专项调查成果。系统应具有进行资源环境要素查询、检索、更新、分类、叠加和拓扑处理的基本功能，具备常备的综合分析和辅助决策能力。
（1）信息系统的框架结构
HNL&RCC-GIS建设以Arcinfo/view、Mapgis为基础平台，使文、图、表、声像、图片数据的查询和处理均在相应的专业地图上进行。无论用户是否有使用计算机的经历和经验，均可用鼠标在Windows下操作，汉化接口和提示语句可使语言障碍降到最低限度。
HNL&RCC-GIS设计为随机分布式网络系统，用户（*计划管理部门、职能部门）可根据需要形成系统或子系统联接到局域网，区域间可通过国家主干网络系统的联接装置形成广域网。网络上可以设置访问权限，防止非法入侵和病毒攻击。用户则可在权限许可范围内通过网络调用各类地理信息，在权限许可范围内修订和维护数据库。
省辖市和县市级地矿行政管理信息系统（DKL&R-MIS）的系统功能、数据项设置和数据采集精度，以满足矿管部门对资源的勘查规划和开发决策支持为目标，亦可根据用户的具体要求灵活设定。
（2）基本数据采集精度
省级范围：1:500000比例尺；省辖市级范围：1∶250000～1∶100000比例尺；县市级范围：1∶50000～1:10000比例尺。
（3）基础数据库
基础地质、矿床地质、环境地质数据；重点成矿区带资源数据；矿床勘查登记资料；采矿登记资料；矿山环境数据；矿业*法规文档。
8.河南省卫星影像系列地图的制作
（1）卫星数字影像选取原则
Landsat-TM;1997～1998秋季时像；卫星轨道126—36,125—35/36,124—35/36/37,123—35/36/37/38,122—36/37/38。
（2）卫星影像数据处理原则
数字镶嵌；几何精纠正（像点位移0.4～0.8 mm）；高斯－克里格投影；*经线113°30′。
（3）卫星影像数据输出原则
国际分幅（比例尺1∶250000）；省际挂图（比例尺1∶250000、1∶500000）；区域挂图（比例尺1∶250000、1∶100000）。
