中煤航测遥感局  赖百炼

赖百炼，男，1964年生，江西宁都人，中共党员。工学博士，教授级高级工程师，国家注册测绘师，享受国务院特殊津贴。现任中煤航测遥感局党委书记、局长，中煤航测遥感集团公司党委书记、董事长，兼任中国测绘学会副理事长、中国地理信息产业协会副会长、陕西省测绘地理信息学会副理事长。入选国家科技部“科技专家库”，荣获“陕西省改革开放40周年杰出人物”、“全国优秀诚信企业家”、“全国煤炭行业优秀地勘单位负责人”等称号。

前言：煤炭素有“工业食粮”之称，是我国的基础能源，在我国能源保障体系中处于不可替代的地位。近年来煤炭占能源生产和消费的比重持续下降，但仍处于主体能源地位。我国煤炭资源总量大、地理分布广泛、煤种齐全，为煤炭资源洁净利用提供了良好的基础。新时代煤炭仍然是中国的主体能源，按照五大发展理念的要求，绿色发展、低碳发展是中国能源革命的重要方向。

遥感图像客观、真实地记录了各种自然景物，包括煤层露头、岩石、地层、褶皱、断裂等地质信息和地貌、植被、土壤、水文等方面的信息。煤层和煤系是富含有机质的层状地质体，具有特定的光谱特征和遥感图像识别标志，从而为遥感找煤提供了解译的依据。遥感技术在煤碳资源勘查和煤矿生产中的应用，无论是成矿原始物质、建造特征、构造控制(包括成煤期前、成煤期和成煤期后)，以及分布规律和赋存状况都有其许多独突之特征，因而在地形地貌、岩性、地质构造、水系、植被、土壤等方面反映的电磁波谱成像特性都有明显的差异，从而为煤炭遥感识别分析提供了判读标志。

早在20世纪50年代中期，航空可见光黑白摄影就用于煤炭地质调查、煤田地质填图的地形制图工作。经过半个世纪的实践，遥感平台从早期的航空遥感走向高空、中空、低空多平台遥感；数据源从全色波段遥感发展为多光谱遥感、高光谱遥感和微波遥感的高新技术，取得了突破性的进展。

自1981年我国第一支煤炭遥感专业机构正式成立以来，我国确定了煤炭遥感的理论基础，建立了应用遥感技术进行煤炭地质调查工作方法和程序。而后，随着计算机软、硬件技术的飞速发展及计算机技术的普及，通过设备引进和技术改造，遥感技术在我国煤炭资源调查评价、高精度煤田地质填图、煤矿区灾害调查与监测、矿区生态环境调查与动态监测、煤矿地理信息系统研建与数字矿山建设方面发挥了重要作用，奠定了煤炭遥感的地位。1983年获得全国煤炭工业科技进步一等奖。1984年成立了煤炭部遥感地质应用中心，是煤炭部主要的遥感应用和研究实验专业技术单位。经过将近30年的遥感技术研究和应用，前后20多个项目荣获国家和省部级科技进步奖，并荣获中国煤炭地质总局“科技创新先进集体”、“陕西省煤炭系统经济技术创新工程先进单位”，全国煤炭工业协会“第二届煤炭工业地质勘查功勋单位”和“全国煤炭工业先进集体”等称号。中国煤炭地质总局航测遥感局成为了我国煤炭遥感的典型代表。

一、煤炭遥感早期应用发展之历程

煤炭地质遥感调查和评价，从单一的遥感找煤到全面服务于煤炭勘查、煤矿建设、煤炭开采、煤矿灾害与生态调查评价、煤矿区生态恢复与复垦等各个阶段。煤炭遥感发展经历了从无到有，从小到大，从弱到强的历程。60多年来，它的发展经历了航空地质测量阶段、基础研究和应用试验阶段、推广应用阶段和全面开拓创新应用4个阶段。

（一）航空地质测量阶段（1966-1980）。

20世纪60年代中期由中国煤炭地质总局航测遥感局创立了“航空地质测量”新方法，首先将用于煤田地质填图。70-80年代，其形成了成熟的生产组织、技术体系和管理体系的广泛推广应用，是传统煤田地质填图技术向煤炭遥感地质技术转型的重要过渡期。1966年7月，中国煤炭地质总局航测遥感局航测外业队与新疆一五六煤田地质勘探队在新疆艾维尔沟同时施工，半个月完成了全区近200平方公里航空像片的1:1万地质调绘｡在使用多倍仪测绘地形图的同时,分版测出地质原图，这是我国首次用航测方法取得的地质填图成果｡1967年，艾维尔沟煤田航空地质测量的成功，引起了煤田地质界的关注。此后，在韩城煤田象山井田进行1:5000比例尺航空地质测量实验，从理论与实践的结合上确认该方法可以在中国北方煤田推广应用。

1971年，煤航协同四川一三五煤田地质勘探队在四川古叙煤田高山植被覆盖地区，对南方煤系地层，构造和地表水文航空地质测量进行应用实验。创新型利用间接影像标志判读地质目标，用刺点、注记控制线性地质目标走向或地质体（点）位置，利用影像分类解译地层的野外航空地质测量工作方法。经鉴定，精度符合地质测量规范要求，具有测绘地表水文，岩溶专题图的能力，大幅提高了综合利用效益。1973年3月，在北京由国家计划委员会召开的全国地质计划会议上,中国煤炭地质总局航测遥感局的“航空地质在煤田地质中的应用”专题材料引起地质部门和专家的重视,被定为地质填图的发展方向｡

（二）遥感基础理论研究及应用试验阶段(1981-1984年)。

此间选择有代表性的区域进行航空遥感综合实验，探索煤田地质体和煤矿环境在各类遥感图像上的影像特征，研究煤炭遥感的基础理论，掌握遥感地质应用的手段和方法，然后进行了一系列煤炭遥感应用综合研究实验。实验分煤炭遥感理论研究和应用试验两部分，理论研究区选择在山西省太原西山煤田，应用试验区选择在大兴安岭西坡中段､乌尼特盆地和开滦矿务局东五矿｡太原西山煤田是我国北方大型煤田，是国内外研究华北石炭二叠纪含煤岩系标准剖面的典型区,地质研究程度深，交通方便，是理想的航空遥感地质综合实验研究区｡1981年5月，煤炭部地质局批准山西省太原西山煤田为航空遥感地质综合实验研究区｡实验研究包括：航空遥感飞行，获取的遥感图像种类有自然彩色航片､彩红外航片､多光谱航片､热红外扫描航片和黑白航片｡地面波谱测试和同步红外测温，标准地质剖面地物反射光谱测试。图像处理，航片放大、光学图像、数字图像处理、卫片光学图像处理等｡地面地质工作，对获取的遥感图像和数据进行解译与验证,对重点区进行航空地质测量､标本测试分析､大比例遥感图像定位成图｡

实验研究取得了三方面成果：发现含煤岩系波谱规律，创立了煤炭遥感基础理论｡建立了地面观察数据与空间遥感图像数据相关识别模式，为煤田地质应用遥感技术选定最佳组合方案和最佳效益手段提供了依据，为遥感技术在其他领域的研究和应用提供了可借鉴的数据｡通过该项目发现了含煤岩系波谱规律，创立了煤炭遥感理论基础。建立了地面观察数据与空间遥感图像数据相关识别模式，为煤炭应用遥感技术选定最佳组合方案和最佳效益手段提供了依据及数据参考。

为加快内蒙古大兴安岭西坡中段煤田预测及普查找煤，1981年初原国家科委下达国家“六五”科技攻关项目“遥感技术在大兴安岭西坡中段煤田普查工作中的应用研究”｡煤炭部地质局指示煤航和长春煤研所分别实施乌尼特盆地普查找煤和大兴安岭西坡煤田预测遥感试验｡项目使用了美国Landsat-1､2､3和MSS-4､5､6､7波段图像以及部分航片，通过遥感地质调查､遥感地质测量､图像解译､图像处理分析等工作分别开展遥感煤田预测､含煤盆地遥感剖析､遥感普查找煤､钻探验证等工作｡长春煤研所用遥感方法预测出大兴安岭西坡中段新含煤盆地18个，修正了原煤田预测的格局，提高了预测的可靠性｡煤航遥感地质队用遥感方法在乌尼特盆地实施了普查找煤，建立了构造､地层､煤系地层､煤层的解译标志，分析了试验区构造控煤规律，圈定了含煤盆地边界和富煤带，建立了草原覆盖地区遥感普查找煤方法｡开创了我国应用遥感技术找煤的先例｡1986年6月，本项目与“太原西山煤田航空遥感综合实验研究”合并获国家“六五”科技攻关优秀成果奖；12月获煤炭部科技进步一等奖｡1987年7月，获国家科技进步三等奖｡

（三）完善煤炭遥感技术体系的推广应用阶段 (1986-1995年)。

自1986年开始，煤炭遥感技术方法、程序规范、工作内容、研究程度等不断完善系统化｡21世纪初被纳入到煤田地质综合勘查的各阶段，与地面地质､物探､钻探并列为煤炭资源综合调查､勘查､评价技术系列｡早期以“遥感技术在陕北神木煤田地质普查工作中的应用研究”为典型应用代表，主要工作是用航空遥感地质技术圈定烧变岩及煤层地下自燃边界范围；编制大比例尺遥感地形地质系列图（1:1万，1:5000，1:2000），研究其测制方法，探讨地质剖面摄影测量的应用前景｡1987年5月,“烧变岩航空遥感研究”项目，通过部级评审成果达到了国内首创的遥感地质应用先进水平。

“国土卫星图像在煤田地质勘探中的应用”是利用国土卫星图像对大同煤田的水系､构造､地层､煤矿､城镇､交通的专题解译，总结卫星图像在煤田地质中的解像能力。通过国土卫星图像与美国Landsat-MSS､TM图像的对比研究认为：国土卫星图像上可直接圈定煤盆地､煤系地层､煤层和中､大型地质构造等｡这些典型项目的实施基本形成了煤炭资源调查评价遥感应用程序，并逐渐在煤炭及其他资源勘查，遥感地质调查中得到推广应用。

（四）全面拓展煤航遥感创新应用阶段（1996年-至今）。

1.高光谱遥感新技术开发应用

（1）高光谱遥感研究及应用：中国煤炭地质总局科技专项资金“高光谱遥感应用研究”项目系统地总结了光谱数据和高光谱图像的分析方法，对目前比较热门领域的研究成果和方法进行了比较系统的总结和归纳，开发了一些光谱数据和高光谱遥感图像处理程序。

（2）高分辨率遥感应用研究：自1999年美国空间成像公司发射世界首颗商业高分辨率卫星IKONOS以来，高分辨率卫星的应用日益广泛。煤航开展了高分辨率卫星图像在煤炭行业及数字城市中的应用研究。通过对数据处理、数据融合、面向对象的土地利用类型分类研究，矿区环境遥感监测研究，矿山三维数字沙盘研建等，掌握了高分辨率卫星遥感数据的处理与应用流程。

（3）航天地质填图技术：基于《大比例尺航空地质测量规程》和多种类型的航天卫片煤田地质填图应用，1998年编写了《大比例尺航天遥感煤田地质填图内部技术规程》，通过多年实践及修订，2007年正式形成煤炭行业规范《遥感煤田地质填图技术规程》MT/T 1043-2007，标志着煤炭遥感大比例尺航天遥感煤田地质填图技术趋于成熟。

（4）卫星雷达遥感技术研究：开展了对地观测遥感卫星合成孔径雷达（SAR）的成像模式、图像处理方面的研究。并对其在干旱、半干旱地区水文地质中的应用进行了研究。项目充分利用卫星雷达遥感技术对水分敏感且具有一定穿透能力的特性开展研究，解决了干旱、半干旱地区浅部地下水资源寻找的难题。

2.煤矿区土地复垦与生态环境重建的遥感监测应用

（1）生态环境遥感、煤矿区土地复垦和生态环境重建。利用多时相遥感图像，进行矿区土地利用现状、地貌类型、植被类型和盖度、地面塌陷、地裂缝、固体废弃物等生态环境基本要素解译，结合地面调查和资料收集，查明矿区土壤土质、气象、潜水位及生态环境基本要素，为科学合理制定矿区土地复垦方案和生态环境重建工程提供依据。

（2）地质灾害调查与监测、治理。基于遥感图像，利用人机交互、目视解译方式和GIS定量计算来获取地质灾害相关信息，结合外业调查，获得研究区地质灾害分布状况，查清地质灾害和隐患现状、规模、发展程度，进行安全风险评价，并开展地质灾害易发性、危险性评价。在进行危险性分级评定后提出养护管理、专项勘察、监测预警、工程治理的应对措施，按轻重缓急提出整治建议。

（3）煤炭资源开发破坏和占用土地遥感监测。利用遥感技术可以快速、客观的圈定煤炭资源开发破坏和占用土地面积和种类，为矿山土地复垦规划的制定提供技术支持，并可有效监督和检查矿山土地复垦规划的实施情况。

（4）工程地质遥感调查及勘察。公路选线，输电线路选线及电站地质选点工程使遥感技术服务得到进一步延伸。

（5）区域地质及矿产地质调查。都明确要求应用遥感技术开展地层岩性及构造的解译，同时利用多光谱数据进行矿化蚀变信息提取，发挥了重要作用。比如，非常规能源勘探，煤层气资源调查、页岩气之调查，成功申报了陕西省科技厅科技支撑项目，开展鄂尔多斯盆地页岩气方面的研究。

二、煤田地质调查及煤炭勘测遥感早期应用

（一）陕北神木煤田地质普查的遥感应用研究。

针对陕北重点煤炭开发基地早、中侏罗系煤田地质勘探项目，对该煤田地质、煤炭勘测开展了全面系统地遥感调查分析，取得了丰硕成果。1987年5月，项目通过部级评审，研究成果达到了国内遥感地质应用的先进水平，不仅具有一定的学术价值，而且对于加速开发陕北煤田、攻克烧变岩难题具有十分重要的实用价值，达到了生产实用阶段。在遥感技术面向生产和实用的道路上又迈出了可喜的一步。

（二）大同煤田地质勘探中国土卫星图像应用。

这是煤炭部地质局1985年12月11日下达的科研任务，通过利用我国1985-1986年发射的国土资源卫星资料进行国土资源调查，充分发挥遥感技术的优越性，摸清我国国土资源的分布状况，对合理开发利用国土资源具有重要意义。

成果研究表明，国土卫星图像应用于煤田地质工作是一种行之有效的调查手段，在国土卫星图像上可直接圈定煤田范围、煤系地层、含煤地层、煤田内的中、大型地质构造，从而大大提高煤田地质的工作效率。

（三）淮南矿区外围推覆体下找煤研究。

为探索淮南煤田推覆体和推覆构造控煤规律，进一步扩大远景储量，1986年煤炭部下达“中国东部滑脱构造及找煤研究”国家一类科研项目，该项研究达到了国内先进水平，某些方面达到国际先进水平。该项目研究的科学思路和技术方法是先进可行的，并作了创造性探索，采用以遥感技术为主的多元地学信息复合处理方法，应是覆盖区和半覆盖区煤田地质调查研究具开创性的正确方法，遥感图像几何精校正是本项目中具有创造性的先进成果。该项目1993年获煤炭部科技进步三等奖。

（四）鄂尔多斯盆地煤田地质遥感调查应用。

中国煤田地质局负责的国家Ⅰ类地质科研项目，1986年立项，1987年国家计划委员会责成煤炭部技术司批准项目计划任务书，由陕西煤田地质局主持承担。项目历时3年，首次对鄂尔多斯盆地全面系统地进行遥感地质研究，利用遥感技术对本区地貌、地质、构造和矿产的分布研究取得了较好的效果，为完成煤炭工业战略西迁任务，为国家决策西部工业合理布局和勘探最佳方案布置提供了宏观的基础资料。项目1996年获煤炭部科技进步一等奖；1997年获国家科技进步二等奖。

（五）西藏自治区与台湾省煤炭资源预测分析。

1.西藏煤田预测任务是由中国煤田地质总局煤地发（1992）58号文件下达，航测遥感局遥感地质队承担。煤航于1992年上半年抽调了6位技术人员组建了西藏自治区第三次煤田预测组，遥感队直接领导业务及技术工作，并作一手资料准备开展工作。全国性的煤田预测工作在90年代以前已经开展了两次，由于受自然地理、人文环境的影响，西藏自治区煤田地质工作研究程度低。因此，开展西藏煤田预测是满足全国第三次煤田预测的需要，也是西藏煤炭工业发展和煤田地质工作自身的需要。在全面系统搜集整理各种资料和研究成果的基础上，运用新的地质理论和研究方法，总结西藏地区煤炭资源赋存、分布与地质规律，并进行了初步预测，为西藏的煤炭工业发展及经济建设提供资料，为今后在西藏地区进行找煤和勘探工作部署提供指导性依据。

2.台湾省煤炭资源预测项目由于台湾省的特殊位置，资料贫乏人员无法赴现场工作，为此遥感地质队收集了大量卫星遥感图像和数据，并收集到十分珍贵的台湾省及其海域的地质、地理资料。项目组通过图像处理及对地理、地质资源和图像的融合，以最新的板块构造学说理论，于1994年顺利完成了台湾省煤炭资源预测任务，准确划分了台湾地区大地构造单元、含煤带、含煤区，初步预测了台湾省煤炭资源储量，解决了长期以来缺失台湾省煤炭资源信息的状况，填补了台湾省煤炭资源的空白。

（六）青海与云南煤田遥感地质预测调查。

1.青海煤田遥感地质预测调查项目于1991年由中国煤田地质总局立项，属中国煤田地质总局Ⅱ类国家项目，由航测遥感局遥感地质队组织实施，1994年通过评审。该项目选题目的明确，采用的技术路线及工作方法思路清晰，层次分明，内容丰富，资料翔实，具有广泛的实际应用价值；取得的各项成果、新认识和发现，为青海省进行煤田预测及远景评价和其他找矿工作提供了新的基础资料，也为青海省以后正常开展煤田遥感地质工作提供了经验，达到了预期目的。

2.云南德宏保山地区煤田遥感地质调查。中国煤田地质总局于1997年12月下达的国家Ⅰ类地质项目“云南德宏-保山地区煤田遥感地质调查”，由中煤航测遥感局遥感应用研究院承担，2001年4月通过验收。

三、非煤矿产资源遥感调查与勘探应用

为了在地质矿产行业扩大应用范围，煤航陆续在金属矿产和非金属矿产地（带），以及非固体矿产地实施遥感地质应用。

（一）陕西省定边县盐矿遥感地质调查。

由陕西省原经委下达，主要内容是对定边盐矿进行遥感地质调查，旨在查明定边盐矿工业储量和远景储量，提供盐矿建设的科学依据。该项目从1988年初至1989年底，地质工作质量较高。

（二）山西沁水盆地煤层气遥感地质勘查。

中国煤炭地质总局设立的国家Ⅱ类地质项目，项目从1997年开始，至1999年止，历时3年，完成了项目设计规定的各项任务，并通过了初审。该项目旨在研究总结遥感技术在煤层气勘查中的应用途径及其效果，寻找有可能供进一步勘探的煤层气高渗富集区，并总结遥感技术探测煤层裂隙，评价煤层渗透性的工作程序与方法。

（三）西昆仑地区遥感找矿异常分析提取方法试验。

由中国地质调查局2001年2月下达，该项目为Ⅰ类技术方法类项目，自2001年1月进入实施阶段，于2002年完成了遥感矿化异常圈定的机理研究和遥感矿化蚀变异常提取方法试验。编制了研究区1:25万遥感矿化蚀变异常图；1:25万遥感构造与矿化蚀变异常图；3个重点成矿区的1:10万遥感矿化蚀变异常图；研究区1:25万成矿预测图和项目研究报告的提交。

（四）全面系统地开展遥感地质填图试验。

依托20世纪80年代末到20世纪末出现的多种新型航天器提供的多时相、多波段、较高分辨率的航天遥感数据，煤航以航空地质测量技术为基础，将遥感技术全面运用于地质填图。从技术方法、经济效益、填图质量等方面提升和创新了常规地质填图和航空地质测量的技术，为以后形成国家技术标准奠定基础。

1.新疆准噶尔盆地南缘头屯河-黄草沟苏联卫片1:5万遥感地质填图试验

为了尽快开发准噶尔盆地煤炭资源，查明煤的赋存规律，建立新疆大型煤炭基地，1989年初根据中国煤田地质局指示，利用航天遥感技术在新疆地区首次使用苏联卫星像片，开展1:5万遥感地质调查，地点选在新疆准噶尔盆地南缘部分地段，使用苏联联盟号宇宙飞船全景摄影的图像开展遥感地质调查科研生产试验，对地摄影比例尺为1:25-1:30万，成像像幅为30×30平方厘米，低山、丘陵、平原区地面分辨率为10米，高中山区地面分辨率为15米，经实际验证可满足1:5万煤田地质填图的需要，较同比例尺航空地质填图提高工效2.5倍，较常规地质测量提高工效15倍。

使用苏联卫星图像进行遥感地质研究，在我国尚属首次。研究表明，使用苏联卫星图像完全可以满足1:5万填图要求，在进行可行性研究的同时查明了区域构造格架，解决了一些悬而未决的地质构造问题，填补了以往研究中的空白。该成果报告一次性通过了验收，1990年10月获中国煤田地质总局科学技术二等奖。

2.宁夏碱沟山遥感地质填图（SPOT卫星1:2.5万）

随着遥感图像的种类增多，图像数据分辨率不断提高，在煤田地质应用中由中小比例尺发展为中大比例尺。1996年1月，中国煤田地质总局下达了宁夏碱沟山地区1:25万SPOT卫星图像遥感地质填图试验项目，1997年2月进行了验收。

该项目使用法国SPOT卫星图像放大到1:2.5万比例尺进行煤田地质填图是一种方法试验，经实际工作验证可以满足煤田1:2.5万地质填图的需要，达到了任务及设计书的规定要求，为地质填图又增加了一种新的野外填图手段，经实践大大地提高了煤田地质填图效率。运用SPOT图像作载体、GPS煤田地质要素定位和计算机综合成图，开创了煤田地质填图新方法，可直接进入生产应用。

3.新疆和田皮夏-乌库SPOT+TM卫星图像遥感地质填图

该项目于1997-1998年12月利用SPOT和TM图像经几何精校正和融合图像，既保持了SPOT图像的高分辨率，又具有TM图像丰富的信息，开展了感遥多元综合分析，取得了一系列成果，实现了大比例尺地质填图，其由常规方法和航空方法向航天方法的飞跃。于1998年底由中国煤田地质总局组织有关专家进行了成果评议鉴定，通过验收。根据本次工作，结合以往经验，形成了一整套新型成熟的航天遥感填图方法，编写了《1:5万遥感地质填图技术规定试行本》基本形成了航天遥感地质填图技术规范和要求，同时经生产单位应用实践证明，该方法具有高效、高质、低成本等特点，充分运用了“3S”技术为核心的高新技术手段。该项目于1999年获中国煤炭地质总局优秀报告一等奖。

4.甘肃民勤县北部菜菔山-白碱湖地区煤田地质填图

该项目于2000年6月1日开始工作，至当年9月19日结束，并通过了评审验收。该项目通过对TM图像数据进行几何精校正，镶嵌、假彩色合成，图像增强处理，制作了测区1:10万，马家井拗陷区1:5万TM卫星影像图，并进行了遥感地质解译，通过工作，确定了测区地层单元划分，完成了测区区域构造背景分析、构造层、构造单元区划。预测了3个可能含煤区和2个预测远景含煤区。

（五）水文地质遥感调查。

1.遥感技术在太行山东麓、燕山东段南麓煤矿水害防治决策中的应用研究。

该项目是原国家科委、煤炭部下达的国家“七五”重点科研课题，1986年开始主项前期工作准备，1991年项目完成，1993年3月对该课题进行了评审。

该项目综合前人水文研究成果和历史资料，应用遥感技术优势，研究大区域水文地质特征，最终建立煤矿地下水遥感监测系统和地下水中、长期预测预报系统。成果可推广应用于我国主要大水矿区的水害防治中，对煤矿生产与安全将起到有力的保障作用，并产生可观的社会效益和经济效益。

2.山西省泰阳地区遥感水文地质调查

中国煤田地质总局于1991年正式批准设立的国家Ⅰ类遥感地质项目，从1991年初开始到1993年底结束。研究成果扩大了娘子关泉域范围、改变了寿阳地区贫水区的看法，综合勘探资料确定了该区为中等富水区，在认识上有了新的突破，在生产上将会产生新的飞跃，在社会上将会产生巨大的经济效益；从方法上讲，利用航天遥感技术进行大面积的水文地质调查是一套行之有效的方法，可以进一步推广使用。

3.陕西省关中南部地区水资源遥感调查

该项目为国家Ⅱ类遥感地质项目，起业时间为1994年1月至1994年12月止。主要目的是发挥遥感技术宏观、快速、投资少、见效快的优势，查清关中南部地区水资源概况，为国民经济发展决策提供依据，特别是调查经济效益和环境效益卓著的热水资源的分布规律，为今后热水资源的科学管理和开发利用提供科学依据。

4.内蒙古自治区锡林浩特市胜利露天矿区供水普查遥感水文地质研究

该项目属国家Ⅰ类项目“内蒙古自治区锡林浩特市胜利露天矿区供水水文地质普查”中的子项目，遥感水文地质主题工作始于1995年初，于1997年10月31日结束。较准确地圈定了富水区，创立了一套行之有效的干旱、半干旱地区遥感水文地质工作方法，具有广泛的推广应用前景。2000年6月，获国家煤炭工业局煤炭工业科技进步三等奖。

5.甘肃省庆阳地区西南部（西峰-镇原）遥感水文地质调查

中国煤田地质总局为配合国家“九五”重点项目《甘肃省庆阳地区西南部（西峰-镇原）找水勘察》而设计的Ⅱ类项目。提交的成果为找水勘察工程布置提供了水文地质依据，具有指导意义，充分显示了遥感技术在水文地质调查方面具有宏观信息强、调查速度快、花费较少的优势。

6.卫星雷达等现代遥感技术在干旱、半干旱地区水文地质中的应用研究

中国煤田地质总局于1997年初下达Ⅰ类科研项目，从1997年起至1999年止，历时三年。该项目瞄准干旱、半干旱地区浅部地下水资源寻找这一难题，利用对水分敏感且具有一定穿透能力的卫星雷达遥感技术开展水文地质研究，选题具有前瞻性，成果达到了国际先进水平。2003年2月，获中国煤炭地质总局第十一届专业优质地质报告二等奖。

（六）工程地质勘查与环境遥感监测。

1.工程地质勘查

遥感技术应用于工程地质始于上世纪90年代中期。此时我国公路建设、铁路建设迅速发展，特别是在“九五”末期到“十一五”期间，遥感技术在公路选线，输电线路选线及电站地质选点工程方面得到广泛应用。交通行业要求在可行研究阶段必经有遥感数据工程地质的基础支撑，此后水利部门、电力部门也步交通业之后引入了遥感技术在选线工程方面的应用，至此煤航遥感在工程地质的应用蓬勃发展。工程地质遥感的主要技术路线为利用航天和航空遥感技术快速、大面积获取丰富信息的优势，在充分收集利用前人有关资料的基础上，通过航天、航空图像的遥感解译，进行综合研究和分析评价，基本查明公路方案或输电线路沿线的工程地质环境和各类地质灾害的成生背景、诱发因素和分布规律，为工程地质区段划分和评价，路线设计提供了科学的依据。

2.四川高硫煤开发利用对环境影响调查分析

该项目是原国家计委通过中国煤田地质总局下达的“四川高硫煤炭资源及其开发利用对环境影响调查”Ⅰ类项目的子课题，始于1994年12月，1997年2月通过验收。采用了航空和航天遥感，遥感与计算机技术，结合植物波谱测试和野外调查相结合手段，首次建立了全川酸沉降污染与TM卫星图像解译标志和重庆市酸沉降污染与危害航空彩红外图像解译标志，并划分了不同污染等级的分布范围，概算了酸沉降对全川农作物及经济作物的危害面积，填补了四川酸沉降污染区域性的空白。1997年获四川省科技进步二等奖。

3.神府东胜煤田环境遥感调查

中国煤田地质总局于1995年下达的Ⅱ类项目，1995.12-1997.12月。研究成果为煤田合理开发，环境保护与整治提供了科学依据，为大区域环境调查总结出了一套先进有效的技术方法。1999年12月获中国煤田地质总第十届优质报告一等奖，2000年6月获煤炭工业科技进步三等奖。

（七）地质灾害遥感调查评估和田野考古遥感分析。

1.煤矿地质灾害和煤田火区地质灾害的遥感监测

矿井突水和瓦斯突出是长期以来困扰煤矿生产的地质灾害问题。利用遥感技术结合常规方法，可以进行深层次的区域性调查和研究，达到预测和预防这些地质灾害的目的。通过对焦作、峰峰矿区遥感地质研究，对于解决煤矿地质中的构造规律，岩溶发育、地下水活动、煤层瓦斯分布具有实用的独特作用，火成岩侵入环形构造产生煤质环带分布，热红外手段对地下暗流和地下水活动探测有效明显的效果。另外，我们对煤田火区地质灾害同时进行了遥感监测调查，例如陕西神府煤田新民烧变区煤层自燃边界的圈定。

煤航遥感公司1988年立项，完成了野外调绘1300平方公里，编制了1:5万烧变岩遥感地质图9幅。第一次大面积运用普通黑白航片对死火区煤层自燃边界范围进行遥感调查工作，建立了工作程序和方法，运用遥感，物探，地质钻探等方法，综合地确定了烧变岩边界范围，在我国现有条件下是可行的。

中国“三北”火区遥感地质综合调查（新疆部分），于1993年1月由中国煤田地质总局立项，属中国煤田地质总局Ⅱ类项目，历时一年。工作范围为全新疆地区，采用遥感调查方法，对新疆火区进行了较为深入系统的调查研究工作，首次将新疆煤田火区分成了3大类型，并圈定了火灾较为严重的十大火区，既为该区的灭火工作指明了方向，也为中国三北火灾遥感地质调查积累了宝贵资料。该项目以煤层自燃的地质规律为理论依据，以遥感技术为主要手段，以地理信息系统为平台，建立煤田火区动态监测系统，为煤矿防灾、减灾、环境监测和治理以及政府决策提供依据。采用航空遥感、航天遥感与地面遥感相结合的方法，建立了火区遥感监测模型，提出了煤田自燃形成火区的地质理论，同时建立了世界上第一套煤田火区信息系统，编制了煤田火区系列图。1999年获煤炭工业科技进步一等奖、国家科技进步三等奖。

2.矿区灾害环境遥感评估分析

自2000年后，遥感技术在井田、煤所、矿区、工业园区、电厂等环境影响评价中起到不可缺少的积极作用。在进行生态环境影响评价中主要分为两种类型：即一般环境评价和规划环境评价。

（1）一般环境评价采用遥感技术对井田、煤矿、煤层气、工业园区、电厂等生态环境要素进行解译分析，结合地理信息系统方法，编制评价区生态环境专题图件，查明评价区地貌类型，植被类型与植被覆盖度，土地利用现状及土壤侵蚀类型与强度的空间分布特征，目的是为评价区环境影响评价提供科学依据。

（2）规划环境评价为了准确反映评价区生态环境状况的变化趋势，科学评价煤炭资源开发前期至现在煤炭资源开发过程中与生态环境的时空演化规律的关系，为实现资源开发与环境协调发展和建设，提供科学依据。

3.田野文物考古遥感应用研究

1985受陕西省文物局委托与陕西省考古研究所一起，煤航在临潼秦始皇陵和华清宫地区作“航空遥感在临潼考古工作中的应用”研究实验。研究以已知文物古迹热红外辐射温度测试数据，有关联地物、地质体的近红外波谱特征及其航空遥感图像特征标志和经实地验证过的资料为依据，结合传统考古学的方法开展工作，完成近60平方公里彩红外摄影、热红外扫描，对45个文物点及地质体进行波谱测试，解译出33处文物点群，与实际吻合的28处；发现唐华清宫南界及4处滑坡。1987年5月，陕西省文物管理局和煤炭部地质局组织联合评审，充分肯定了遥感技术用于田野考古的可行性，认为项目已居国内领先地位。1988年，成果获陕西省科技进步三等奖。

（八）基于GPS的遥感-GIS系统的建立与应用

自1999年美国空间成像公司发射世界首颗商业高分辨率卫星IKONOS以来，高分辨率卫星的应用日益广泛。中国煤炭地质总局2000年下达了“高分辨率卫星图像在煤炭行业及数字城市中的应用研究”专项资金项目。通过对数据处理、数据融合、面向对象的土地利用类型分类研究，矿区环境遥感监测研究，矿山三维数字沙盘研建等，掌握了高分辨率卫星遥感数据的处理与应用流程。项目系统地总结了光谱数据和高光谱图像的分析方法，对目前比较热门领域的研究成果和方法进行了比较系统的总结和归纳，开发了光谱数据和高光谱遥感图像处理系统。运用遥感-GIS等高新技术，编制了矿区生态环境专题图件，查明煤炭资源开发前期至今植被覆盖度、植被类型、土地利用现状及土壤侵蚀类型与强度，水系的时空演化规律，为矿区规划环境影响评价提供科学决策依据。最终提交研究报告、典型图件1套、地物光谱库1套，发表学术论文20余篇，其中SCI 1篇，EI 2篇，出版专著一部，获得软件著作权2项。

2006年12月25日，中国煤炭工业协会以童庆禧院士为主任委员，对该项目进行鉴定。鉴定委员会认为本项目取得了丰硕成果，推动了高光谱技术的应用，在针对煤田和煤火的高光谱遥感应用方面达到国内领先水平。2007年荣获陕西省科技进步三等奖，2009年荣获中国煤炭工业协会优秀专业地质报告一等奖。

（九）矿区遥感-GIS高新技术的应用案例。

1.塔里木河流域水量调度管理系统

2002年12月煤航集团联合体承担的“塔里木河流域水量调度管理系统”项目，煤航局承担了其中的生态环境遥感监测子系统、数据管理与数据库子系统、业务处理与信息综合服务子系统和GIS专业分析子系统4个子系统、数据采集等任务。主要内容包括：建立塔里木河流域水文、生态、社会经济、空间地理信息和重要控制性枢纽工程的信息数据采集、传输、存储于一体的基础信息平台，为水量调度和生态监测保护提供基础数据支持，以遥感和GIS技术为手段，建立塔里木河流域土地利用、干流植被盖度、沙漠化等专题进行动态监测，为塔管局业务处室提供各类型GIS专题图件，为塔里木河生态恢复与改善提供科学依据；围绕塔管局日常业务，建立网络信息处理系统，建立水量调度、生态保护、工程管理等业务处理系统和信息服务系统，实现电子办公与信息综合服务。到2007年完成了合同规定的各项建设内容，实现了设计的各项功能。

2.晋城市市区煤矿采空区遥感-GIS普查分析

自2006年8月至2007年1月，项目采用航空遥感实地调查方法，对晋城市市区煤矿、采空区及采空区塌陷、地裂缝等，进行详细解译与验证，以GIS对煤矿采空区的稳定性做出评价，总结遥感技术在煤矿采空区的应用效果；2007年1月通过评审。2009年9月项目获中国煤炭工业协会第十四届优质地质报告评审专业地质报告二等奖。

3.中国北方煤火探测、灭火与GIS监测研究

该项目系中德政府间科技合作项目，由煤航遥感局遥感院承担，实施时间为2003年至2006年。项目利用ETM、IKONOS、Quickbird等卫星图像和航空高光谱图像进行了火区遥感监测，查明了汝箕沟煤田火区的范围、强度、动态范围，并分析了煤火的地面异常和地下燃烧状况的对应关系。以Arc/Info和Arcview为地理信息系统平台，建立了友好整洁的煤火监测数据库，系统具有汉化界面，可进行火区数据的浏览、查询、编辑、统计功能以及空间数据与属性数据的互查，各类数据能够互相叠加显示、分析统计等。通过该项目总结和形成的一套煤田火区遥感定量监测方法，中国煤炭工业协会组织的鉴定委员会认为该项研究在国内外还少有先例，处于国际先进和国内领先水平。该项成果获得中国煤炭工业科技进步一等奖，2007年地质科技十大成果奖。

4.新疆煤田火区信息管理及监测系统应用

德国技术合作公司公开招标的国际合作项目，由煤航遥感院中标承担，项目实施时间为2007年。该系统从煤田火区所形成的热场、磁电场、气体等入手，研究新疆煤田火区和矿井火灾的现状及动态变化规律。在此基础上，利用GIS技术建立新疆煤田及煤矿火灾信息管理及监测系统，为煤田火区治理、矿井防灭火及煤田火区环境评价提供科学的决策依据，构建新疆煤田火灾的治理和预防信息和管理的平台。系统是服务于新疆煤田灭火工程处的一套针对新疆煤田火区和矿井火的具有动态监测、信息及数据管理、火区三维分析计算、灭火规划设计、灭火效果监测、环境影响分析、矿井火预警等功能的信息系统。

近年来，煤航遥感院在遥感与GIS领域继续承担着大量项目，包括延长油田数字沙盘系统，中国石油长庆油田分公司第二采油厂车辆管理信息系统，全国矿产资源储量利用调查储量动态监督管理支持系统，煤炭三维可视化子系统等均得以广泛的应用。

四、煤炭遥感应用之展望

（一）新时代遥感地质机遇和工作特点。

当前我国正在以前所未有的决心和力度加强生态环境保护，绿色发展，建设生态文明新时代。从规模上看，服务领域越来越扩大，且越来越国际化；从社会功能上看，越来越社会化和精细化，不仅为地质找矿服务，更为生态环境的优化、为农业的高产以及提高农产品质量、为军事及重大工程服务，并逐渐延伸产生了环境地质、农业地质、城市地质、旅游地质、灾害地质、军事地质、医学地质等，再加上“一带一路”倡议，以及振兴东北老工业基地、乡村振兴、新型城镇化等战略，能够满足生态文明建设对环境、生态监测的及时化、系统化、科学化、精细化、信息化的客观要求，已成常用的科学手段。

新时代地质工作的特点：新形势下，遥感地质工作要以“绿色发展、服务生态文明建设”为核心。融入破除无效供给，化解过剩产能、淘汰落后产能，发展壮大新动能，运用新技术、新模式，大力改造提升传统产业中，工作理念向“大地质、大资源、大生态观”转变。在大数据、云计算、物联网等高新技术有力带动下，国家“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带国家三大战略牵引下，围绕“互联网+”、“中国制造2025”、军民融合发展等国家重大机遇，遥感信息及应用服务快速发展，市场规模将不断扩大。

（二）遥感地质工作的新技术。

1.多源数据获取与集成

遥感地质工作需要利用不同来源的空间数据，多源空间数据的集成已经成为迫切需要解决的问题。多时相、多分辨率、多传感器的卫星遥感、航空遥感、低空遥感及地面调查，为地质工作提供了丰富的基础数据。集成方法应用研究可分为多源空间数据集成中的数据组织、多数据集叠加分析、数据转换3种。

2.大数据处理技术

地质数据、遥感数据是大数据的重要组成部分，地质大数据具有多元（源）异构、多模态、高度时空性、大容量高相关、低价值密度、复杂性与不确定性等特点，地质工作往往需要地质、地球物理、地球化学、遥感地质等多元地质数据的综合分析，且地质问题都是多因素的复杂影响，具有大数据的共有特征，又有其自身特点。

3.遥感云处理计算技术

基于云计算技术，整合各种遥感信息和技术资源，通过互联网以按需共享的方式提供遥感应用服务，依靠云计算高扩展性、高可靠性、高性能的分布式存储技术，高效的并行运算技术，以及海量用户动态资源调配技术，遥感云服务平台提供遥感云存储、遥感云处理和遥感云应用等服务。整合各种遥感信息和技术资源，将遥感数据、信息产品、应用软件等通过网络或移动终端共享，实现实时与非实时的数据输入、生产处理、数据管理、数据发布以及应用服务。

4.三维建模及三维遥感地质勘查技术

运用计算机技术，在三维环境下，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来。采用大比例尺高精度三维遥感技术，可以迅速查明地层岩性、地质构造、水文地质概况等，将“数据优势”转化为“信息优势”。

（1）高分遥感技术找矿：随着高分辨率卫星数据的不断发展，数据种类和数据数量快速增加，其在遥感地质找矿中的应用不断深入，高分辨率遥感技术在地质找矿中的应用主要包括遥感异常信息提取、高精度遥感地质解译，以及遥感综合分析找矿靶区圈定等。

（2）遥感信息智能提取：其包括知识的发现与应用知识建立提取模型，利用遥感数据和模型，提取遥感专题信息。

（3）InSAR地面沉降监测：其可获取地面沉降时间序列和平均速率等信息，统计监测区域的地面沉降表面面积，分析沉降中心时空变化及沉降发生的特点和规律，为规划、建设和灾害预防等其他专业部门提供准确、可靠的地面沉降资料。我国地面沉降灾害分布广、面积大，很多地区沉降量级在不断增加，因此，积极推行地面沉降监测并根据监测成果采取一定的措施开展地面沉降灾害防治工作。

（三）遥感地质工作的新方向。

主要分为三大方向，为了国家资源安全和低碳发展做贡献，加强能源、重要矿产资源的地质调查，特别是页岩气、天然气水合物、地热（浅层、深层地热）等非常规清洁能源和“三稀”矿产，重要非金属等新兴矿产资源的地质调查；服务“一带一路”基础地质调查与信息服务，做好国内相关区域地质调查工作，为推动中国与周边国家经贸合作和资源合作做贡献；推进生态修复与生态重建，强化绿色矿山建设、强化土地复垦等环境保护和重建工作。

1.遥感地质+自然资源

地质工作对象由矿产资源向地、矿、气候、水、地热、生物、金属矿、非金属矿、化石燃料等多门类自然资源转变；利用遥感技术服务重要矿种、重点成矿区带和重要矿山接替资源勘查；持续推动锂矿、三稀、钾盐、石墨等大宗急缺或紧缺及战略新兴产业矿产勘查，为经济社会发展提供坚强资源保障。

2.遥感地质+生态环境

将地质工作与生态环境保护深度融合，在资源集中区资源潜力、经济技术条件和生态环境影响“三位一体”综合评价。参与山水林田湖草生态修复与保护重大工程项目。加强矿产资源集中开采区的地质环境调查，开展生态脆弱区矿产资源开发的生态环境效应调查评价，推进绿色勘查、开发、闭坑一体化矿山地质环境保护与恢复治理工作。

3.遥感地质+乡村城镇振兴

切实将地质工作与“三农”工作紧密结合，土壤调查、土地规划整理、农业面源污染综合治理、农村饮用水水源保护等项目，深入推进农业绿色化、优质化、特色化，大力推进地质与农业的融合；积极参与特色小镇建设。

与此同时，切实将地质工作与新型城镇化建设相结合，大力推进多要素城市地质调查工作；重点围绕城市地质安全、地下空间资源和清洁能源开发利用、城市地质环境保护等，开展地质调查评价、监测预警与综合信息服务；积极开展城市地质资源、环境、空间、权属等全面调查，加强多参数多目标综合调查、动态监测和地下空间、资源产业化开发示范，提升地质工作服务能力和水平；积极参与海绵城市建设。

4.遥感地质+应急保障

密切与地质环境监测、水利、地震等部门和单位的联系，着力为防灾减灾提供地质技术支撑。充分利用地质灾害调查、评估优势，融入地方防灾体系建设和重点地区防灾减灾工作。

5.遥感地质+文化旅游

切实将地质工作与旅游开发，加强地质景观、地质剖面、人类遗址、古生物化石遗迹以及有特殊价值的矿物岩石等地质文化资源的调查；抓住国家“建立以国家公园为主体的自然保护地体系”的机遇，融入森林、草原、湿地、荒漠和陆生野生动植物资源开发利用工作中。

结语：随着计算机技术、网络技术和自动化技术的发展，煤炭信息化正向综合化、智能化和多功能化方向发展，遥感技术在煤炭资源调查评价中应用将更趋深化。同时，遥感技术能够对地球环境全方位深度地解剖和监测、分析、评估，具有时间、空间和光谱的广域覆盖能力，以及全球化、快捷化、定量化、周期化等不可替代的优势，已成为环境保护最重要的监测手段，并日益发挥重大作用，服务于国家绿色发展和生态文明建设，展显出广阔的发展前景。

煤炭遥感的发展需将多源遥感技术应用于煤炭资源的勘探及数字煤炭建设，必将为煤炭行业带来革命性的进步。