原煤炭地质总局     赵光新

前言：1949年新中国成立之时，全国接管了200多处小型煤矿，煤炭地质队伍只有500多人，其中技术人员仅20多名。在此基础上，根据煤炭工业建设和发展需要，我国开始组建煤炭地质勘探队伍，1953年成立了煤炭地质总局；后续建立了东北第一和华北第二地质勘探局，以及华东、中南、西南、西北煤炭地质勘探局，形成了覆盖全国的煤炭地质勘察机构，对国土开始大规模普查勘探。60年代为保障国民经济建设所急需的煤炭资源，按照国家的统一协调和部署，对重点项目、矿区开展了大规模煤炭地质勘探会战，如徐淮、六盘水、邢台、永夏等。

一、煤炭航测技术的早期应用

煤炭航空摄影测量，起建于北京煤炭科学院地质所航测制图室，1960年迁往陕西西安，贺兰山煤炭地质公司的145厂是地质制图、印刷和航空摄影测量所组合的单位。地质印刷是由地质和印刷人员组成，航测是由军事测绘和有关学院调来的人员组成，当时航测设备是东德和苏联生产的ct-2立体坐标量测仪，多倍仪和TB型大型纠正仪等。煤航初期共计216人，发展到2000年的2081人，技术人员素质高，大多是大学本科毕业。技术装备也全面换装，更新换代。从航测的内、外业，航测、遥感摄影器材，卫星大地定位，高质量排版、印刷，计算机等软、硬件自成系统。科技人员在航测，遥感、制印等科技方面的新成果，不断创新，多次受到国家，省市和部级的奖励。地质、航测、遥感、计算机等综合技术，是煤炭工业发展的重要基础工作。40多年来累计为国内、外的20多个行业提供了数百万平方公里的大比例尺航测地形图，30多万幅正射影像图。

1965年煤航从承接陝西省白水，韩城煤矿建设的航空摄影地形测量开始。1966年7月煤航航测外业时与新疆156煤炭地质勘探队，在煤航任为民、何捘的辅导下，使用航测相片，半个月完成了200平方公里的1:1万地质调绘，10月马新民用多倍仪测绘地形图同时，分版测出地质原图。管海晏、蒋召后又在南方覆盖地区进行地质填图与航测方法融合，形成地质填图早期的模式，即用航测相片地质调绘，结合微分法单投影分带纠正方案。其成果获煤炭部科技进步一等奖。这是煤炭最早的航空遥感应用。1987年上述两个系统到货安装并经技术验收。1988年煤航通过与国际15家测绘公司竞标，中标巴西PDSFN航测工程，项目总计施测1:1万正射影像地形图2218幅，面积66984平方公里，拼接、拷贝图像11000张、合成2218幅。

同年，经原陕西科委与国家计委批准，成立陕西省遥感中心。2003年通过陕西省科技厅申报，经国家科技部批准，在煤航建设国家西部3S空间信息产业基地，是国家863计划的空间信息产业化基地之一。

我是1972年初调到煤炭地质总局筹备处的，立即投入紧张的筹备工作。那时，北京和上海等大城市的煤炭备用储备量仅有2-3天的库存，煤炭存量告急。煤田地质总局筹备处正组织有关技术人员，准备有关煤炭地质的图纸、表格、文字等资料，准备向国务院周总理等中央领导汇报。争取再度恢复煤田地质总局机构设置，及恢复有关各省的煤田地质局。组织人力物力，恢复煤炭资源的查找工作，以备建设更多的大型煤矿，满足国家各行，各业及民生用煤对煤炭生产的需要。1972年6月经中央批准，正式成立中国煤田地质总局，及有关各省的煤田地质局的恢复，后经调查发现，为编写煤炭地质报告的重要载体--测绘资料奇缺，组织会战只能解决短期项目，长期要解决的是大地测量定位和测图的问题，这是我在煤田地质总局作为专业技术参谋的重要职责。

二、航空摄影大比例尺测图与煤田地质设备技术的发展

（一）不同比例尺的航测成图。

为了解决测图问题，首先要选择的是何种地形图载体的比例尺。煤田地质报告所用的测绘载体比例尺选择为1:5000和1:1万；煤矿用的测绘载体比例尺为1:2000和1:1000。我在煤矿设计院工作过多年，深知在矿井选址、道路、通讯等所需要的测量载体比例尺为1:5000、1:2000、1:1000和1:500。有了煤矿生产、设计、地质三方面对地形图比例尺载体的要求，再看看现有的设备和技术人员，就不难发现，矛盾的焦点是缺精密的仪器设备！无法用当时的陈旧设备生产如上述要求的比例尺地形图。俗话说：巧媳妇也难做无米之炊。如果有了航测内业的配套精密仪器，有关的专业人员就能发挥技术专长，就有创新 改造的能力了。关键在这些精密筹备引进选型，在选择仪器的型号时，我用学过机械和光学仪器的理论与实现，也出版过精密仪器维修的书籍，经与煤航的石玉臣共同研究，在没有到国外考察的情况下，就在国内的仪器设备展览会上，与各个有关国家的航测成图仪器商询问、讨论有关技术细节，进行交流和获取样本的技术基础上对比，最终选择了德国和瑞士的三家公司如A10、B8S、D2等航测精密立体仪、PPO-8正射投影仪等及其配套设备，选型之后，就利用煤炭部年度技术引进的少量资金，分批次的逐步引进航测配套设备，从1976年第一批仪器到货到1980年30台套的航测配套仪器全部到货，在这7年多的时间里，用几家不同的设备，组成一个统一的生产系统，的确不是一件容易的事，陈光裕、顾云芬等人做了大量开发、创新工作。这些设备的到货后，生产使用，是需要日常的仪器维护保养，吕少裘同志等的辛勤维护，功不可没。由于煤航率先在我国航测大比例尺测图、研制成功，自1978年以来自不少国内外专家，学者来煤航参观、访问，据不完全统计，国外来访的如美国、英国、朝鲜等就有百余次。国内的院士王之卓、李德仁、陈述彭、刘先琳等专家，多次来访指导。王之卓老先生感慨的说：“看航测不用出国，到煤航就行了”。在试生产后，为了技术操作的统一，在国家还没有大比例尺航测操作规范的情况下，当航测大比例尺测图完成近千幅后，在煤田地质总局的组织领导下，通过航测外业技术检测后，编写了煤炭部部颁技术标准，1:5000、1:2000航测地形图规范。其中不少的技术标准内容被纳入国家有关技术规范之中。

1987年由徐水师、宇建平等实现在BC2解析测图仪和TA10模拟型测图仪与VAX785联机，在抚顺（1:5000）、神府（1:2000）、焦作（1:1000）比例尺的航测图，在国内率先生产出数字地形图。到20世纪90年代初期，数字化生产已初具规模，但仍不能适应发展的需要。2000年煤炭航测遥感局经原外贸部、国务院港澳办批准在香港开设有限公司。如香港的TS-800项目，要求1:500比例尺0.25m等高距精密要求。煤航的宋德闻等同志实现了内外一体化真三维数字化成图，或1:200比例尺成图都是国内罕见的，1999年获中国煤炭地质总局优秀地质报告特别奖，开辟港澳市场如港澳大桥香港段数字测绘、树木测量工程等。2000年煤航根据市场需要，由吕亚军、刘萍、王树森、白志刚组成改进组，及时做出航测全数字化升级改造调整。当年开始逐渐引进购置SSK全数字摄影测量工作站32台、DMS全数字摄影工作站77台、JX4 5台及全数字航片扫描仪2台，引进ES、Intergraph、 奔特立等公司的软件21项。

2001年与美国、英国、比利时等13家知名地理信息产业公司组成战略联合体共同开拓国际市场。2009年已完成全数字化改造，煤航拥有4个数据生产制图室，直接从事数据采集和编辑人员271人。

（二）非地形摄影测量与三维空间图形测定和先进技术的发展。

1980-1988年，宋德闻、赵培州、沈耀成用近景获取目标的立体像对进行三维空间图形测定，对西安大明宫麟德殿遗址、半坡原始公社部落馆、西安钟楼、唐代大佛寺石窟石刻、昭陵6骏、金丝猴头骨、活鱼标本等18项文物进行了考古，绘制等值线图、平面和立面图。1987年陈光裕、顾云芬等人采用高倍放大方法（航摄1:8000-1:12000），在河南鹤壁生产1:1000比例尺的航测图，1988年在全国23个省、市157个主要煤田、矿区进行大比例尺航空摄影总面积为213384平方公里。

1974年在煤田地质总局主持下，由陈光裕、张云、任为民、马进主讲，全国各省（区）的服务对象、煤田地质测量队和矿务局地测测量处的技术负责人近60人参加一个月的航测培训，通过他们的再传播，到1976年以后至少有2、30个航测外业队，源源不断给煤航内业提供外业的资料，开辟了点多、面广、量大多媒体航测市场。80年代中期全面推广这项技术，至1988年他们为航测内业成图，提供各种比例尺图的外业资料25967幅，这种航测内业集中，外业分散的布局，符合煤炭航测的发展规律和特点。

GPS大地定位的引进：我国石油和煤炭是最先引进卫星定位的单位，早在80年代初期引进瑞士的WM101，后续引进美国的阿士泰克卫星定位仪，首先用在山西大同煤矿，后又在巴西项目中应用。随着定位技术的发展再引进RTK型（只要一个基点），CORS型，3P型。这就解决了航测地形图、正射投影图像与遥感图片骨架的快速定位，即大地定位问题得到解决。

随着20世纪90年代航空客运的发展，原来与之配合的太原通用航空公司，逐渐将重心转向航空客运，航空摄影业务不断萎缩，为了继续开展航测与遥感业务，以宋理董事长为首成立航空摄影公司，2001年陆续引进德国Z/I公RMKTOP（f--152、f--300）、瑞士的Leica公司RC-30（f--152）航空摄影机。数字航摄仪DMC（f--120）、UCX（f--100），以及德国、加拿大、武汉大学中国吉奥相片晒相机，数据处理软件，动态定位保障等。有了这些多种型号的航空摄影设备，为我国航测、航空遥感服务创造了多种的选择。设备购置后，受国家基础地理信息中心委托，在徐州-连云港、三峡大坝、郑州等16项的摄影任务。城市及国土资源：如新疆阿克苏、大连等31项。矿产，石油：如中原油田等25项。公路、铁路、电力等的航空摄影43项。为了航测成图的进展，空三加密进行了多项改造、创新。赵培州、尹民在1996年引进美国Intergraph公司的SSK及我国的JX-4全数字化摄影测量工作站，完全用计算机智能完成空三加密的全过程,使航测由模拟向解析及全数字化转变。航天遥感技术蓬勃发展，带动了遥感技术在煤田地质工作的应用研究和试验。

煤航遥感技术源于20世纪60年代中期的航空地质填图，采用航空摄影测量技术，将常规地质填图方法和航测相片的煤田地质信息识别方法相结合的新型地质填图方法。70年代被列为煤炭部50项先进技术推广项目之一。1977年把航空地质测量拓宽为航空遥感地质。煤炭遥感地质专业是由20世纪80年代，煤田地质勘察遥感应用发展到多领域的高科技产业。1981年初煤航抽调10名地质专业的大学生与有经验的专业航测技术技术人员，由煤田地质总局批准成立煤航遥感地质队，主攻航空遥感。5月煤田地质总局批准在山西太原西山煤田立项，进行航空遥感综合试验，研究航空遥感技术在煤田地质调查和勘察中的适应程度，探索煤田地质遥感方法和程序。6月原国家科委会同煤田地质总局在长春部署国家“六五”重点研究课题“遥感在大兴安岭西坡中段煤田普查工作的应用研究”，管海晏、张庭安、李笃行以美国Landsat-2的MSS多光谱扫描数据为基础的航天遥感图像，因其分辨率低，只能以航空遥感为主，航天遥感为辅，对西坡中段面积为18000平方公里普查找煤。这是科研与生产结合的遥感找煤尝试。在我国北方大面积覆盖区，进行遥感煤田预测及使用遥感方法为普查找煤开辟了新的途径。

三、有序开展陕、宁、蒙、新煤田地质航空遥感综合调查与监测

航空遥感获取自然彩色航片、彩红外、多光谱、热红外扫描片和黑白航片，1:1万-1:2万比例尺，覆盖1000平方公里地面波谱测试30点7500组合同步红外测温36点获取36组，1982年3月红外测温剖面3条56点获取数据2700组与飞行同步测温36点，1984年红外测温剖面9条137点获取数据2480组。在图像处理中，航片放大265张、光学处理32幅，数字图像处理75幅、卫星片光学处理2景（Landsat-2 MSS太原幅），对重点区进行航空地质测量、标本测试分析、大比例尺遥感图像定位成图。试验取得三方面的成果：1）发现含煤岩系波谱规律，创立煤炭遥感基础理论；2）建立地面观察数据与航空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；3）初步确立航空遥感技术在煤炭工业中的适用范围，可有效的用于煤炭预测、普查、找煤、及煤矿水火治理决策、圈定地面塌陷区、烧变岩体范围、矿区与煤矿城镇环境调查、煤田地质测量。1985年以张伯生院士、高文泰教授等57名专家的评审，通过“遥感技术在大兴安岭西坡中段、太原西山煤田地质工作中的应用研究”项目。1986年该课题获国家“六五”科技攻关优秀奖并获得煤炭部科技进步一等奖。1987年7月获国家科技进步三等奖。

1983年在煤炭部烟台全国煤田科技大会上，煤航的航空地质列为科技成果展览项目展出。管海晏向方毅副总理、高杨文部长做了讲解汇报，方毅副总理指示“一定要把遥感搞起来”。在原国家科委和煤炭部主要领导的直接过问，督促下，有利于促进煤炭遥感航测技术发展。为此计算机图形图像处理技术应用和数据库编辑软硬件等引进，排在我的工作议程。由于该项目的软硬件接口多组成配套系统的难度大，换需要申请遥感专项项目，自1983年起在国内有关展会及石油部有关单位的探索、比较、分析，终于选定美国的I2S和INTERGRAPH公司的有关图形图像设备并考虑到科技的发展，如矿山数据库、地理信息系统扩充了一些软硬设备。在引进前为了验证所选筹备的可行性，石玉臣、管海晏、曾澜、姚定一等进行了专项考察验证。1985年合同签订，实现了LANDSAT MSS/TM、STOP、GT航天遥感图像输入、几何校正等，实现黑白、自然彩色、彩红外、航空遥感图像及热红外多波段图像等输入处理。鉴此，使我国的计算机图形、图像处理技术应用，地理信息系统和数据库编辑等软、硬件等引进、应用、消化和不断发展。

1984年6月河北省开滦矿务局在范各庄矿的217工作面遇岩溶陷落柱突水，矿井被淹，停产。并危及到其他矿井。6月25日由煤航的宋理等组成开滦矿区遥感水文项目组赴现场救灾任务。经历现场调查，新的开滦东部的范各庄、林西、唐家庄、钱家营等五个矿井面积635平方公里，确定用国土卫星图像，航空遥感图像和地面波谱数据。8月波谱测试、红外测温、航空遥感和扫描。9月取得国产尖兵一号卫星资料。包括航天，航空，地面三层遥感图像，数据分析。编制1:5万比例尺遥感水文地质图，提出天平向斜东南翼几个矿井治水决策，具有重要意义的建议和意见。

1986-1987年在中国民航和原国家计委支持下，煤田地质总局安排在太原煤田及其外围，进行机载侧视雷达项目的飞行研究，煤炭的孙安仲顾问和北京大学马蔼乃教授通过解译、资料对比和地面验证，了解美国合成孔径侧视雷达（波长3cm，分辨率10m），所使用的飞行器为美国里尔-36A飞机，扫描高度8600m，获得7000平方公里胶片记录，1:1万图像。通过试验了解侧视雷达方法，图像特征及其在煤田地质应用范围，培养侧视雷达应用的技术人员经过试验，侧视雷达可全天候实时专业，遥感资料获取快速，图像对线性构造反映效果比可见光或扫描图像强，断裂构造醒目，极易识别是区域地质构造研究的较佳手段。可用于煤炭预测，普查或小比例尺地质调查。侧视雷达图像可排除植被干扰，可反映掩盖地貌形象。适用于干旱半干旱地区，植被覆盖，基岩髁露的丘陵不适用于地形切割强烈，地貌土层较厚，潮湿地区的地质调查。

20世纪80年代中期，管海晏提出为了使遥感技术在煤炭领域得到广泛的应用，必须攻克“煤、水、火”三大关键技术。80年代晚期“煤、水”两个领域的遥感技术，建立了完整的技术体系，取得显著的成果。特别是1998年长江中下游特大洪水灾害。2003年陕南汉水流域特大洪涝灾害。2008年“512”汶川特大地震时，煤航实时提供遥感图像监控地震灾情科学指导救灾，受国务院和各级政府的表彰。

20世纪80年代末期到21世纪初，有序的在陕、宁、蒙、新等省“区”，如陕西神木、中国“三北”新疆火区地质综合调查，中国北方煤田自燃检测，内蒙古、准格尔煤田火区探测与灭火研究，查明煤层自燃分布及其形成发展的规律，为矿区、城市规划和环境保护提供依据。

1995年神府东胜煤田遥感地质监测，对煤矿植被土地利用情况，土壤侵蚀等生态要素和采空区地面塌陷、蹦塌、滑坡、矿山型泥石流与沙漠化荒漠等要素及矿区环境治理等进行评价，建成了一套煤矿区环境遥感监测的系统方法。1985-1986年在山西大同根据煤田内在不同地质光谱反射率的差异及水系特征，通过对大同煤田国土卫星图片的计算机图像处理、探索，经与LANDSAT MSS/TM图像对比，认为国土卫星图片可直接用于含煤盆地、煤系地层、煤层的中、大地质构造，成果优于LANDSAT图像。

1992年，张庭安等针对西藏的特殊的地理、地质环境，采用航天遥感及地质资料，以及物、化探资料分析进行煤田预测，划分出3个含煤带，8个含煤区和34个预测区，全区预测煤炭储量80578万吨。编制了西藏煤矿区的预测图和简要地质图。

20世纪80年代在陕西彬县大佛寺遗址，采用航空遥感摄影图像，以野外文物点和地质体的波谱特征，进行了航空遥感考古分析应用，解译出33处文物点异常与实际吻合28处。发现唐代华清宫南界位置处有4处滑坡。另外，对秦始皇陵周边5平方公里为研究对象，利用先进的高光谱遥感探测技术，深入验证了大量已知文物遗存地。该课题由863主题组织的徐世新等三位院士和12名专家组成的评审组通过。

为了地质图像的可视化，煤航在已有的计算机软件，数据库和硬件平台上，利用煤炭资源勘探资料及伊敏矿区生产的实际数据，建立伊敏矿区三维地质模型，该模型显示矿区地表及地下矿井形态，同时建立矿区数据库管理系统，实现了三维地质模型、图形的可视化。可进行三维地质体的割切、旋转、漫游、缩放以及勘探线剖面图，任意剖面图的切割与填充单孔柱状图的绘制、网络化基础数据查询等功能。可视化 这种信息技术功能再进一步扩大服务，就成为煤矿矿山大数据。

2009年末煤航遥感由遥感技术分公司和航测遥感勘察分院遥感分院组成。并下设资源遥感所、水工遥感所、环境遥感所、遥感及GIS所、灾害工程所、图像处理所和数字地形所，共有职工118人，其中博士生2人，硕士生20人，大学本科56人，正高级技术职称2人，高级职称27人，中级职称15人。两个机构配备了先进的软、硬件设备包括：野外地质采集、测试、编辑设备，野外探测仪、测地雷达互联网的计算机平台、室内遥感数据采集系统、地理信息系统、图形，图像处理系统。并建立标准化生产、质量、技术管理体系。煤航遥感研究先后承担了300多项遥感工程和科研课题。广泛用于矿产资源勘察、城市规划、农业、林业、环境评价、水资源、国土调查、交通建设、能源及地质灾害评估。为众多单位或部门提供遥感技术服务和专业技术咨询。其中有30多个项目，100多人次获得国家、省，部级科技进步奖和优秀报告奖，并集体获得煤炭工业先进集体和地勘功勋单位称号。煤炭遥感正转向传统遥感技术应用体系，转变为航天、航空、地面、地下等数据遥感为一体的产业探测技术应用体系和实时技术管理体系。这些科技成果+地面理信息后，就成为数字化城市，再+矿山井下的数据，就成为煤矿矿山数据库，也为航空遥感开创了新的模式，编写现代化的煤田地质报告，是由地质、测绘、遥感、空间探测、计算技术等内在的有机结合，再进一步发展，就是煤田地质要为现代煤炭全数字化“大数据”做更多的服务。

结语：煤炭航测、遥感技术工作从无到有，从小到大，创造了更多的科技成果。这些成就的取得是在煤炭部部长高扬文为首的，煤田地质总局高建民、王文寿等各级党、政领导的关心、支持下，煤航的广大工作人员的辛勤奋斗的结果。在此还要感谢和我同期工作的石玉臣、管海晏、曾澜、徐水师、陈光裕、李笃行、张庭安、宋理等众多老同事，他们在航测、遥感技术领域的创新、开发等方面做出大量的科技的成果。同时应感谢王之卓、陈述彭、李德仁、刘先琳、徐世新、童庆喜、马蔼乃和胡如忠等专家教授的帮助、培育，以及积极组织推动国土普查卫星资料的应用研究。

我是1986年经四委一部的借调函到国土资源卫星应用协调小组办公室工作的，王渊为主任，吴道纲、赵光新、冦有观、张琦娟、王小丁为副主任，办公室由各部门派来的专家傅肃性、李树楷、励惠国、曹桂发、曹津生、张建国、李志荣、朱永豪、刘海启、肖术、张智鹏、徐冠华、孙鸣、丁力、王志民、周福臻、尹泳龙、张运武、史久浩、王宜礼、张家庆、文沃根、黎泽文、于家贵、李郁竹、裴治海、范艺华、王广胜、杨恒刚、郑恩多、许胜、赵立平、姜俊杰、吕小林、沈兴德等人。他们在陈述彭总设计师的领导下开发创新“资源一号”卫星应用系统，为国产遥感卫星应用服务，同时，积极筹建“中国资源卫星应用中心”等任务。