遥感影像地层单位的建立是地层解译工作的关键,是地层划分的基本依据。遥感影像地层单位指的是在遥感图像上,根据地质研究程度要求,并结合影像显示程度划分出来的地层单位。遥感影像地层单位与常规地质填图中的地层单位不完全相同,它实质上是一种岩性地层单位。
工作中,遥感影像地层单位的建立必须与地面研究相配合,尤其是遥感影像地层单位的时代问题,必须根据野外踏勘、剖面测试、野外地质调查及前人资料等综合地面资料分析来确定。每一个遥感地层单位,均应建立可靠的解译标志,以作为在全区开展地层解译工作的依据。
1. 影像地层单位的划分
影像地层单位是由一个或一组特征影像所表征的特定岩性或岩石组合的三维空间岩石地层体。它是根据不同岩性的光谱特征、空间特征差异、岩层产状变化、地形地貌及水系形式、植被、土地利用特点等综合因子所表现的影像特征来进行划分的,是一种或多种岩石组合在纵横方向上变化所引起的某一特定遥感波段内自然景观的综合反映。影像地层单位划分一般采用影像群、影像组、影像段、影像层四级划分方式。
( 1) 影像层: 是组内或段内的一个影像特征与相邻岩层显著不同的岩层单位,是最小一级的影像地层单位,也是遥感图像上可识别的最小岩石地层。它们通常沿露头呈深浅不同或微地貌差异等形成的线状影像,如砂岩层、灰岩层、大理岩层,它们可以是单层或多层岩石构成,实际厚度1 m 至十几米不等,在影像上,其特征明显有别于其他岩层,如某些影像标志层。当其在区域上具有一定的延伸时,可作为影像层划出。
( 2) 影像段: 是影像组内次一级的影像地层单位,是组内岩石影像特征明显差异带或由影像标志层分隔的岩石影像带。影像段的划分,应根据实际需要和可能,影像组内不一定都划分出影像段。当组内岩石段落差异明显,其影像特征清楚,明显可以划分出不同的影像带时,可以考虑划分影像段。
( 3) 影像组: 是影像地层单位等级体制中的主要单位,也是遥感填图中应用较广的基本影像地层单位,它是指由岩性、岩相和变质程度一致,可以是一种或一种为主的多种交替式特殊组合的岩石构成,所形成的一个或一组特征影像。影像组的划分应有明显的顶底影像界面,宏观上有一定的延展规模,在区域上该组影像特征能保持基本稳定。某些影像标志层,亦可以作为划分影像组的界线。
( 4) 影像群: 是最大一级的影像地层单位。指影像总体特征非常一致、厚度很大、岩类复杂或根据影像特征不易重建层序的一套地层。另一方面,当不同时代的地层相接,其解译标志不清晰时,或受遥感图像分辨率限制 ( 如卫星图像) 而影像特征不易区分时,也可以考虑合并为一个影像群。
2. 划分方法
影像地层划分以目视解译分析方法为主,并通过图像处理方法来获取地层划分和识别的专题信息。划分方法上多根据岩层影像界面特征、岩层空间产状、色调、地貌、水系等类型进行划分。
( 1) 界面: 界面是指在遥感影像上反映两套截然不同地质体的接触界面。通常在相邻两套地层之间的色调、纹理以及微地貌中总有某一方面差异较大,而且在解译区这种差异一般较稳定,因此可以作为图像上区别两套地层的主要界线。
( 2) 特殊纹理: 任何一种地物影像都可通过纹理反映其特征,如植被、土壤、水体、裸露的岩石等。而特殊纹理是指那些存在于某些地物影像中较为稳定且与周围地物截然不同的影像结构。不同影像地层单元可通过纹理加以识别。
( 3) 代表性色调: 某些岩层在一定类型的遥感图像上反映出较稳定的色调,而与其他岩层相区别。这些色调可以是地质体本身反射或辐射的电磁波特征 ( 直接信息) ,也可以是由于其特有的地表风化物或植被所反射或辐射的电磁波特征 ( 间接信息) 。在一定区域内,某种色调的出现可能成为某种地层唯一存在的反映。但与纹理结构相比,色调的稳定性要局限得多,有时只在局部的范围内有效。
( 4) 典型地貌组合: 地貌形态组合类型与地层有一定的对应关系,从而可以利用不同地貌影像进行地层划分。如刘沛等 ( 2008) 利用 TM 遥感影像对贵州织金岩溶地区中二叠统的梁山组和栖霞组研究发现,前者多呈负地形,或较平缓的坡地,后者呈典型的峰丛洼地组合,影像上可以此划分这两套地层。
应当指出的是,确定影像地层单位的解译标志,其有效性不是一成不变的,某些标志会在某些区域较突出,可起主要划分作用。此外,还要进行综合分析,对各项解译标志进行详细划分或归并,建立可行的、相对稳定的影像地层单位。