刘德长，陕西三原人，二级研究员，博士生导师。现任中国遥感应用协会专家委员会副主任兼秘书长。曾任核工业北京地质研究院航测遥感研究中心主任兼核工业遥感重点实验室主任、遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室学术委员会常务副主任、核工业北京地质研究院科技委副主任等职。长期从事遥感技术在核资源、核军事领域的研究。曾获国家级、部级科技进步奖共32项。著有《中国铀矿构造与成矿演化》、《后遥感应用技术研究》等专著5部，发表论文150余篇。曾被评为核工业系统“有突出贡献的中青年专家”、核工业系统“劳动模范”、享受国务院政府特殊津贴的科技专家。

（核工业北京地质研究院）

核工业北京地质研究院，原名二机部第三研究所（简称“三所”）。三所的铀矿遥感地质研究工作始于1975年，早期的遥感应用与发展，先后经历了技术引进与示范应用、理念更新与技术创新、领域开拓与应用扩展3个阶段，具有自己的应用特色和先进性。为我国铀矿地质遥感和核工业遥感事业做出了突出贡献。

（一）遥感技术的引进与应用示范阶段（1975-1985年）

“三所”开展遥感地质研究工作，在全国来说也是最早的单位之一。1975年初，北京大学举办全国第一届遥感学习班（当时称航空地质学习班），三所派我参加学习，结业后我撰写了《航空地质浅谈》一文，发表在《放射性地质》（1976）杂志上。之后，三所又派黄贤芳、罗毅等去参加北大后续举办的遥感学习班。随着学习人员的增加，1976年在原三所构造组的基础上，由我负责成立了遥感地质组。此后，我们一方面利用MSS陆地卫星图像对铀矿进行分析研究，另一方面在核工业系统做了大量遥感地质应用的宣传和普及工作。我撰写的“利用陆地卫星图像对华南基底断裂系、环状构造和铀矿分布模式的探讨”一文，在1979年召开的第二届全国构造地质学术会议上宣读，并入选科学出版社出版的《第二届全国构造地质学会会议论文选集》中。该论文是核工业系统最早的一篇铀矿地质遥感论文。

1978年，寿宝奎、何钟琦等考虑到航空遥感的重要性，提出将航空物探（航磁、航放）测量与航空遥感结合起来，加强铀矿新类型的发现和新地区的扩大，为此，开始探索用轻型飞机采集航空遥感和物探数据，开展铀矿地质研究工作。

1978年在国家科委的主持下，由中国科学院牵头，陈述彭院士任试验技术总负责人，策划组织了腾冲航空遥感试验。该项试验涉及16个部委，共计700多名专业技术人员参加。该试验项目先后获得中国科学院科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。

当时二机部由三局牵头，地质处主管，“三所”辅助， 成立由60余名科技人员组成的核工业系统腾冲遥感实验队。队长是当时三局地质处长范泽民，副队长是三所何钟琦，下设构造组、砂岩组等，我任构造组组长，崔振奎任砂岩组组长。寿宝奎、崔焕敏等被编入中国科学院的红外研究组。核工业系统的实验重点是利用航空遥感技术对腾冲盆地砂岩型铀矿进行研究。腾冲盆地是一个构造盆地，盆地东边是火山岩型铀矿，西边原认为是沉积型铀矿。结合MSS遥感图像分析，何钟琦等提出西边的铀矿床不是典型的沉积矿床，而是冷水和热水，酸性水和碱性水中合之后，形成的介于热液和沉积型矿床之间的成因类型的新看法，后被进一步的钻探所证实。由于这一新认识不是通过传统地质方法，而是基于遥感地质分析所提出，引起科委的重视，被认定为腾冲航空遥感实验的一项重要成果。

1982年，三所以腾冲实验的参研人员为主体，并入三所物化探室的物化探数据处理组（组长唐声喤）和计算机组（组长刘铣冰），成立了遥感室。该室共计60余人，遥感室主任寿宝奎，副主任何钟琦，书记郑云汉。这期间除继续探索MSS图像的处理及应用，总结与铀矿化有关的遥感信息提取和解译方法，进行铀矿化地段的评价与选区外，还在寿宝奎的主持下，开展轻型飞机航空遥感和航空物探技术的研发，先后对伞翼机、蜜蜂飞机和动力滑翔机进行了飞行考查和比对，最后选择海燕动力滑翔机和蜜蜂飞机作为轻型飞机航空摄影和航放、航磁测量的平台，并开发了基于该两款飞机的航空物探航空摄影系统。该项成果可以应用于小范围、大比例尺航空摄影和航空物探，不仅填补了当时我国在这方面的空白，而且使三所遥感室初步形成了数据采集→数据处理→遥感应用的一条龙完整体系，在当时我国遥感界同行中独具特色。

当年，我和黄贤芳因承担中国铀矿构造的总结任务，而未调入遥感室。1985年，中国铀矿构造总结任务完成，我和黄贤芳等原遥感地质组的成员调入遥感室。同年，遥感室的领导班子做了调整，由我任主任，郑一淳任副主任（后张静波），书记刘汉良（后芮本善）。三所的遥感地质研究工作步入了新的阶段。

（二）遥感理念更新与技术创新发展阶段（1985-1994年）

（1）轻型飞机航摄和航测系统建立的技术创新与应用

在这一阶段，以寿宝奎为组长，正式组建了轻型飞机航空遥感队和航空物探队，研发的轻型飞机航空遥感和物探系统从试验走向了科研和生产应用。轻型飞机航空遥感队先后由邰素清、芮本善、乔章明、冯平负责，以动力滑翔机和蜜蜂轻型飞机为平台，从1985年在江西景德镇地区试验成功后，又陆续在福建南平、河南长葛、内蒙古喀喇沁、江西相山、山东东明等地区承担了当地的航空摄影任务，取得了很好的应用效果，其成果引起了社会的关注，被中央电视台等多家媒体进行了报道。

在此期间，还设计改装了多套轻型飞机航摄系统，在反复检验了其性能和技术参数的基础上，最终采用由海燕动力滑翔机与AφA-41型航摄仪相匹配，并与GPS导航仪、罗盘仪、地平仪、空速表和电台等配套连接，集成了更具实用性的轻型飞机航摄系统（见图1）。实践表明，该系统具有运输方便、机动灵活，效果佳等特点，可以大比例尺成图，在科研、生产中发挥了重要作用。

同时，轻型飞机放射性、航磁测量系统，由崔振奎、郑一淳负责，承担了石油等部门的任务，先后在江西太湖、云南楚雄、甘肃柳园等地区完成了系列生产和科研任务。

1991-1992年，郑一淳，刘京晶，邹家衡等，首次使用我院自行研发的动力滑翔机机载高精度磁测设备、自行研制的大型三光系氦光泵高精度磁力仪等全部国产化设备，在云南楚雄盆地开展高精度磁测，进行油气勘查。项目组织了近30人的野外作业、室内数据处理和解译研究团队，高质量完成了合同任务，得到了石油部南方项目经理部的高度评价，并以“优秀”的质量通过验收。项目于1994年获得了核工业总公司科技进步二等奖。

图1 轻型飞机航空遥感系统及其摄影图片

1992-1993年，郑一淳，韩映照，邹家衡等在江西北部地区，又承接了石油部的新，开展轻型飞机机载高精度磁测的油气地质构造研究任务。项目经过一年多的野外作业和数据处理及解译，研究了工作区岩性、区域构造格架和局部构造，预测了油气远景区，圆满完成了项目合同规定的各项任务。

1994年，付锦等利用高精度航磁资料研究太湖地区油气地质构造，分析了岩相古地理、断裂构造、火山构造和背斜构造等油气相关信息，反演了基底埋深，预测了油气远景区，获得项目验收优秀成果评价。

1996-1999年，何钟琦、崔振奎等开展了特定对象的光学特性研究，并与上海技术物理研究所合作，开发了由三通道扫描仪-机载稳定平台和GPS定位系统组成的机载遥感系统，解决了数据采集、数据同步、数据精确定位及图像校正等技术难题。该项研究成果获部级科技进步二等奖。

（2）卫星遥感应用的理念更新及创新应用

卫星遥感数据的应用到九十年代有了新的进展。1994年崔振奎，黄贤芳等在核工业系统首先应用TM遥感数据在甘肃北山地区开展了找金矿研究，预测了11处有利远景区，经野外采样分析，其中有8处达到工业品位。成果经部级评审，被评为国际先进水平，获核工业总公司科技进步三等奖。

1992-1993年，黄贤芳，刘德长等利用我国科学试验卫星数据，通过增强处理在伊犁盆地南缘发现一条近EW向的断裂带，经分析认为该断裂带为一富水带，将该区已知铀矿床投影在遥感图像之后，发现伊犁盆地所有已知铀矿床均沿该断裂富水带分布，从而指明了伊犁盆地进一步找铀矿的方向。后来，黄贤芳等又进一步在伊犁盆地，探讨了遥感技术在第四系覆盖区应用的思路、方法和途径。试验了适合第四系覆盖区的数据处理方法，并应用遥感技术划分了补给区、径流区和排泄区，提出倒扇形影像图案是隐伏产铀建造在遥感图像上的显示等。根据此新的认识，成功预测了找矿有利地段。在上述研究成果的基础上，由黄贤芳、刘德长等撰写了专著《伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿床勘查的遥感技术方法》，1999年由原子能出版社出版。

20世纪80年代，随着遥感技术和数字图像处理技术的发展，利用计算机对遥感、地质、物化探数据进行多源地学信息的综合研究，以充分发挥这些地学信息的潜在综合作用，更有效地解决矿产评价和预测中的各种复杂问题，成为当时国内外积极探索的科学前沿和研究热点。我和邹景轲等以江西盛源产铀火山盆地为示范区，对多源地学信息的集成处理技术和铀矿勘查的应用进行了探索，通过找矿判据的多源信息复合、有利铀成矿要素的提取和铀资源的多源地学信息综合评价，并经野外查证，在研究区划分出成矿最有利地区、成矿有利地区、成矿比较有利地区、成矿不利地区（图2）。在此基础上，优选出5处有利的找矿远景区，对研究区铀资源的进一步勘查起到了一定的指导作用。该项研究是首次将多源地学信息图像综合技术引入铀资源勘查，成果获部级科技进步二等奖。

1-成矿最有利地段；2-成矿有利地段；3-成矿比较有利地段；4-成矿不利地段

图2  盛源盆地铀资源多源地学信息综合评价图（据彩色合成影像图绘制）

如何更进一步发挥多源地学信息综合技术在铀资源勘查领域作用，我和孙茂荣、何建国等根据航空放射性伽马能谱信息在铀矿找矿中的优势和效果，将航放信息作为主信息源，遥感、地质、物化探信息作为基础信息源，利用数字图像处理系统和地理信息系统，以及辅助制图系统组成的地学信息处理系统，开发了“以航放为主的多源地学信息综合技术”，在国内外首次利用数字图像处理系统，探索了航空放射性数据的图像处理方法，对航放数据进行了二次开发。同时开发了三元彩色图的程序，填补了当时国内这方面的空白。

在连山关地区开展了示范应用，取得显著效果。在铀成矿地质环境研究方面，在岩体钍、铀比值影像图上，发现高场主要集中在岩体呈EW展布的西北部段，而东南部呈NW向展布的岩体部分却很低（图3）。

图3钍铀比值高场与连山关岩体的叠合   

图4 五台期岩体周边铀偏高场环带

为了进一步研究钍、铀比值分布的这种差异性，将该区同位素年龄数据分布图与其叠合，发现1.9 Ga同位素年龄数据分布地区正好处于钍、铀比值高的部分；2.3Ga同位素年龄数据却处于钍、铀比值低的部分。说明连山关产铀岩体不是原来认为的单一岩体，而是由不同时代的两个岩体组成，即五台期和吕梁期岩体组成。另外，通过对铀影像图的提取，发现2.3Ga的老岩体周围有一个铀的偏高场环带（图4），而1.9 Ga的岩体未见有类似的环带，经对该区地质构造演化分析，认为该环带的形成与2.3 Ga岩体的构造侵位有关。由于构造侵位的结果，使2.34Ga岩体发生边缘活化，构造破碎，蚀变和铀的迁移富集。这一环带的发现和认识为岩体范围的进一步找矿指明了方向。

在成矿构造厘定方面，从铀、钍、钾及其总量影像图上也可以看到一些线性体和环状体，其是由灰阶高、低不同的色线构成。这些色线反映的是放射性强度的大小。在此基础上，又对铀影像图进行了线状和环状解译，并将二者叠合，发现二者有一定的相关性。由此快速查明了与铀矿有关的线状和环状构造，确定了连山关地区铀成矿的构造格局。

在找矿靶区优选方面，航空伽马能谱多参数复合比单纯的铀高场具有更大的找矿价值，因为铀的高场既可以是铀的成岩过程中形成，也可以在铀的成矿过程形成。找矿的目标是找铀成矿过程中形成的铀的高场。根据铀成矿理论，我们选择铀、铀/钍、铀/钾3个参数为该区有利铀成矿的能谱识别参数。利用数字图像处理系统，将得到的3幅参数图像作彩色合成（图5），图中白点处为有利参数的高值增强区，3个已知矿床均位于此区内，另外5个白点处，认为是与已知矿床有相似性的找铀矿的有利地区，应对其作野外查证。

（红圈内白点示已知矿床）

图5  铀、铀/钍、铀/钾 假彩色合成图

通过野外调查，在这5个白点区，均发现明显的控矿构造，碱交代、硅化、赤铁矿化、碳酸盐化等围岩蚀变，以及高品位的铀矿化（最高达2600g/t）。该成果经陈述彭、承继成院士主持的部级评审会评审认为：“该项研究成果有效地扩大了多源地学信息综合技术的应用领域，是我国多源信息综合技术的一个新发展，不论在开发深度，还是应用技术方面均达到国际领先水平”。之后被评为部级科技进步一等奖。该成果以《航空放射性测量为主的多源信息综合技术及应用》在《中国科学》1993年第6期上发表。

1992-1994年，我在遥感应用中进一步发现，多光谱卫星遥感图像（MSS、TM、SPOT等）在地质勘查中有明显不足：一是在植被覆盖区区分岩性的效果差；二是除岩石裸露区外，只能借助成矿环境的分析来间接找矿。严重影响了卫星遥感图像在地质领域应用的广度和深度。为了弥补上述不足，我提出采用光谱（卫星光学遥感数据）与能谱（航空放射性伽马能谱数据）融合的途径来提高卫星遥感数据的应用效果，研制出一种光-能谱融合的新类型图像。

这种图像既具有多光谱卫星图像地形信息丰富、立体感强，便于定位和解决地质构造问题的长处，又具有放射性伽马能谱数据便于区分岩性、蚀变现象和铀矿化的优点。更重要的是，航放信息受植被干扰小，从而弥补了遥感图像在植被覆盖严重地区识别岩性和蚀变效果差的不足。之后，赵英俊和冯明月、李剑锋等利用这种光-能谱融合技术，分别在植被覆盖严重的庐枞、满洲里等多个示范区进行了应用研究，特别是赵英俊在庐枞地区取得了显著的地质填图和找矿效果，拓展了卫星遥感图像在植被覆盖区的应用。上述成果为植被覆盖区遥感地质环境研究和地质填图探索出一条新路（图6）。

 图6  ETM遥感图像与光-能谱融合图像对比图

（左ETM图像；右光能谱融合图像）

（三）遥感新领域开拓与应用扩展阶段（1995-1999年）

通过前期的理念更新、技术创新和深化应用，为向新领域开拓和应用扩展打下了良好的基础。据此，核工业北京地质研究院决定将原 “遥感室”改称组成“航测遥感研究中心”。

核地研院遥感工作的创新发展，受到了核工业总公司的重视和支持，1996年核工业总公司在核工业北京地质研究院航测遥感研究中心的基础上，成立了核工业“遥感信息与图像分析技术”重点实验室（图7），由我兼任重点实验室主任，芮本善兼任书记，张静波、崔振奎任副主任。

图7 当年重点实验室机房照片

部级遥感重点实验室建立后，从1994年到1999年，我和赵英俊等将遥感技术及上述研究成果，向更重要的领域拓展，填补了当时我国在这方面应用的空白。实验室的研究工作由铀资源勘查向新领域的不断开拓，并在新领域获部级科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。1997年12月29日，核工业北京地质研究院向中国核工业集团公司提交了“关于申报国家级遥感重点实验室建设项目的报告”。

1999年10月22日，国家有关部委批准了“遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室的建设项目立项”，之后，正式成立了“遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室”。从此，开启了核工业北京地质研究院遥感技术发展的新征程。