随着遥感技术的发展，传感器波段分辨率和地面分辨力的提高，遥感数据量也在急剧增加。就第一代的MSS图像来说，其象元值为79m×79m，一个波段就记录了760万个象元（素），一景MSS图像（185km×185km）4个波段就达3000万个数据；而第二代的TM图像与第一代相比，波段数由4个增至7个，地面分辨力从79m×79m提高到30m×30m，则一景相同面积的TM图像就超过3亿1700万个数据。因此，一景遥感图像对应于一个地区来说就是一个浩繁的、包罗万象的数据库。而人们要从如此浩繁的数据库中提取以石油地质为目的的有用信息就有赖于不同方法的计算机图像处理技术。对于遥感信息数据的石油地质应用来说，其本身就是一件十分复杂的问题。因为它不仅受控于不同的地质、地理环境，而且中国当前的石油勘探又主要集中于广大的第四系覆盖区，因此如何提取覆盖层之下的深部地质信息就成了遥感在石油勘探应用中的突出问题之一。经过不同地区多年的探索和实践，笔者目前已总结出一种能获得地下地质结构及构造信息的组合图像及其方法。
一、组合处理方法概述
遥感图像的组合处理方法，最初是曹宇在新疆准噶尔盆地西部遥感地质应用研究过程中总结出来的，后来经过中国东部有关油田（辽河、江苏、河南）的应用实践得到不断的补充和完善，并形成了针对不同目的而设计的多种组合处理流程。
组合处理方法的基本思路，是针对传感器所接收的，主要为地表和近地表的电磁波信息，而地下深部信息较为微弱这一特点。利用特殊的数字处理功能其目的在于，压制地表信息，最大限度地突出地下地质信息，从而获得能反映地下地质结构和构造的新图像。
有关处理流程简述如下。
（一）线性扩展—直方图调整—局部增强—彩色级上色处理功能组合
1.线性扩展（PLIM）
通过图像直方图的线性拉伸，将原始图像的亮度扩展至肉眼分辨最清楚的范围并符合感光材料的线性分布区间，从而使色调单一的图像变得层次分明。线性扩展公式：
叶和飞油气地质遥感论文集
其中：Xa、Xb——扩展前图像直方图的最小值、最大值；
Ya、Yb——扩展后图像直方图的最小值、最大值；
X——扩展前象元值；
Y——扩展后的象元值。
该功能可将图像的象元值按要求进行变换，并可提供最多为256个断点对的分段线性变换，而两断点之间的变换以内插方式进行。经过扩展后的图像，其信息得到了大大增强。但由于图像波段的相关性较大，使一些地区图像的色调显得十分单一。这样，就有必要对扩展后的图像作进一步的调整，以便使图像的色彩饱满、丰富，这取决于下一个处理功能。
2.直方图调整（ADJUST）
该功能用平移和扩展（或压缩）图像直方图的方法，对一幅图像进行线性变换，使所得新图像的象素亮度值具有用户所确定的平均值和标准偏差。适当选择输入统计量（从整个图像或事先确定的着色区中确定），能保持扩展后图像的方差，而调整其各波段的均值，促使图像各波段间直方图的峰值错开，使图像变得色彩鲜艳。
3.局部增强（LOCAL ENHANCE）
将图像分成若干足够小的局部，分别统计其方差（S）和均值（M），然后以各自的均值为背景，调整灰度级范围，使新的灰度值服从正态分布。变换公式如下：
叶和飞油气地质遥感论文集
其中：X——原图像象元值；
Y——经增强后图像的象元值；
S、M——原图像以X为中心点的窗口内的方差、均值；
S′、M′——用户所期待的方差、均值。
局部增强后的图像，其直方图充满了0～255个灰度级范围，从而丰富了图像的色彩，平滑了其方差，使图像中的微弱信息，尤其是隐伏地质信息得到了有力的增强。而相反，对地表原先较强的信息进行了压制。
4.彩色级上色（PSEUDO）
根据肉眼对彩色分辨能力较灵敏的特点，该功能将图像的直方图分布分成若干个等级，由计算机自动按给定图像的色调、亮度和对比度进行上色。通过该功能的变换，可增强图像的相关信息，当图像象元间相关程度高时，其彩色也表现出近于一致的颜色，从而达到突出图像中隐伏地质信息的目的。
除了上述的功能组合外，还有许多针对不同目的而采取的功能组合。则为：
（二）线性地质构造组合处理
A.反差增强—矩阵变换—跟踪球变换；
B.反差增强—模板卷积。
（三）岩体相带组合处理
A.反差增强—矩阵变换—跟踪球变换；
B.反差增强—直方图调整—局部增强—彩色级上色。
（四）增强图像信息，色彩的组合处理
线性扩展—直方图调整—局部统计增强。
这些方法与前述的“线性扩展—直方图调整—局部增强—彩色级上色”功能组合大同小异，在此不一一叙述。
二、组合功能图像处理对遥感数据资料的选择
经验表明，就目前的I2S—101系统而言，对MSS、TM及SPOT三种常用的图像数据，采用同样的功能组合进行处理，其结果存在明显差别。前者较为理想，地面信息，如植被、水系等大部分被压制而生成一种连续的和较为清晰的地下结构的新图像（图版Ⅵ－2、Ⅹ－2）；而后两者不甚理想，其地面信息的部分或大部分没有被压制，其生成的图像依然以地面特征为主（图版Ⅳ－1）。分析推测这种现象与三种图像数据的密度和地面分辨力（SPOT;20m×20m＞TM;30m×30m＞MSS;79m×79m）高低有关，而与图像波段之间的组合没有明显的关系。换言之，单位面积中的信息量愈多，分辨力愈高，则被包含的地下信息就愈不易剥离而被提取出来，故而仍保留较多的地面信息，SPOT、TM属之，而MSS是三者中单位面积中数据量较少、分辨力较低的一种，恰好适合设计中的多功能组合处理方法，而生成理想的能反映地下结构信息的图像。当然不是说数据量愈少分辨力愈低、就愈适合这种功能组合处理方法，如分辨力1000m×1000m的NOAA卫星资料就无法用多功能组合方法处理而获得上述图像。因此，本文所论述的组合功能处理方法，只选择MSS图像数据资料，还与I2S—101图像处理系统及组合处理方法所要求的阈值有关。
三、MSS组合图像的特点
通常的MSS标准假彩色图像，是指由7、5、4波段与红、绿、蓝计算机合成图像。这种图像，不仅包括了可见光波段的信息，而且也包含了部分近红波段的信息。它不仅能提供宏观地质结构的资料，同时也能提供反映局部性的地质信息，是综合解译、分析不可缺少的基本资料。前面已指出这类图像的特点，是以反映地表地质信息为主的形象资料。这类图像是按不同波段赋予不同颜色而合成处理的，图像上的某一种颜色只代表某一区间电磁波谱相似的地物，并不代表这种地物本身的真正颜色，因此称其为假彩色图像（图版Ⅸ、Ⅹ）。在使用MSS假彩色图像进行解译的过程中，由于人们的工作经验不同，对地质问题的认识不一，不同的人会得到不同的结论。同时，一般的遥感图像尽管也包含地下深部的各种微弱地质信息，因其肉眼难以辨识而被解译人员所忽略。因此，寻求一种能有效提取地下地质信息的新图像，就成为解决许多地质问题的关键。
组合处理图像，是在标准假彩色图像的基础上，以类似于物探资料处理中的“深度滤波”法对反映较为微弱的那部分地下地质信息，采用前述的“线性扩展—直方图调整—局部增强—彩色级上色”的组合处理功能进行大幅度的增强，而对原先反映较强的地表信息进行压制，以达到突出地下深部地质信息的目的。
对比分析表明，经过组合处理的图像和标准假彩色图像具有很大差别，除能克服上述的不足之外，在组合处理图像上，原先反映清楚的河流、农田和植被等地表信息绝大部分被压制而代之出现了原先隐含在地表信息中的深部信息，并以不同“色级”构成的色带、色环及色块（见图版Ⅲ－2、Ⅹ－2）。这些色环、色块的色调各异，对比明显，解译精度大有提高。经与地震、重、磁力等资料进行对比分析，发现它们之间对地下地质结构和构造的反映有着密切的对应关系。
四、MSS组合处理的影响因素分析
十来年的实践证明，组合处理图像对解决地质问题十分有效，然而，影响图像处理及应用效果的因素也很多。诸如不同地区的地貌条件、地质条件和图像处理水平等。
（一）地貌条件的影响
上文已指出露头区的组合图像处理效果较差。究其原因在于露头区岩石裸露于地表，造成地表电磁波的强反射和强辐射，因而完全压制了地下深部的微弱信息，除非地下的构造形迹具有明显的继承性，否则就很难通过固结的岩层而表现出来。而在覆盖区，各种地物的反射率相对较低，地表信息相对较弱，地下信息也就显得较强了。而且地下信息能以一定方式反映在地表的水系、植被和地貌等方面的微小变化上，因此，组合处理图像上的地下信息就可得到更为有效的增强。
（二）地质条件的影响
影响组合图像处理及应用效果的地质条件很多，亦较复杂。一个地区的沉积史、构造发育史，以及由此而决定的地质结构和构造，等等。
一般地说，构造越复杂，埋深越大，地下信息的传递就越困难。当然，地下的地质结构和构造，可在一定程度上影响其上覆层的沉积、成岩和构造演化，或以继承性的和信息迭加的方式逐步反映到地表。覆盖区的遥感地质解译，在很大程度上就是基于“继承性”这一前提条件而逐步深入的，至少目前如此。
辽河盆地处于冀鲁断块上，其褶皱基底为上元古界，郯庐断裂带以西有较厚的中、上元古界分布，其他地区在早古生代大部分处于隆起状态，只有部分上古生界（C、P）零星分布于锦西、朝阳一带，第三系几乎直接覆盖在褶皱基底之上。因此，该地区的古生代和中生代沉积间断时间较长，其相互接触（不整合面上、下）的地层在形成时代上的差距较大，地质结构和构造也相对简单，组合图像的显示效果较为理想。其图像中的环、块状影像和地下地质构造（隆起、凸起、坳陷、凹陷、断块等）吻合程度很高。而在塔里木盆地塔北地区，由于地质结构十分复杂，既有前寒武纪的变质基底，又有海西期的褶皱基底。而且经历了中条—晋宁、柯坪—加里东、海西、印支—燕山和喜马拉雅等多个构造旋回，因此，遥感地质解译，尤其与含油层系有关的深部地质构造的解译效果就不如辽河地区那样明显。然而，经研究发现，该区虽受多期构造运动的影响，但许多地质结构仍具有继承性的特点，而且这种特点还与地表微地貌有着密切的关系。值得重视的是，该区的已知油气田无一例外地与微正向地貌相关，即表现为遥感图像（组合图、TM标准图像）上的浅色异常。据此解译的东河塘、吉拉克等构造与初步探明的含油气区基本吻合（图1）。其他油气预测区（如雀羚斯得构造等）正待进一步钻探证实。
图1 塔北地区MSS（156～32）地质解译图
（三）处理过程中人为因素的影响
由于在I2S—101系统上进行组合处理的过程中，某些步骤如彩色级上色（PSEUDO），是使用跟踪球进行变换的，因此各人在掌握彩色标准的尺度上存在一定的差异，这就不能不影响图像的处理结果，这也是使用MSS组合图进行地质解译所产生的影响因素。
跟踪球对处理效果的影响，首先表现在相邻图像上同一地物的不同颜色。其次还表现在色级构成图案的衔接上。
上述问题只要处理、解译人员经过一段时间的磨合、探索是不难解决的。
五、MSS组合图像应用分析
MSS组合图像主要用于第四系覆盖区的地质解译及分析。从目前回顾的情况来看，其应用效果较为理想。因为无论是南阳油田、中原（东濮）油田、苏北油田或辽河油田，根据当时利用MSS组合图像解译结果所作含油有利区的预测，经过后来的勘探不少地区得到了验证，获得工业油流。如中原油田遥感预测区南部的三春集、瓜营两构造于1990年钻获工业流油，并上报探明储量达1000多万吨，成为该油田当年主要增加储量的地区。另外根据MSS组合图解译的一些潜伏构造也陆续被物探所证实。下面就有关油田的遥感应用结果作一扼要回顾。
（一）辽河油田
辽河盆地及其外围，1989年经组合处理图像的地质解译，发现了许多与油气信息有关的环形影像，经后来的钻探证实，在原遥感预测区发现了工业油气流。如①荣兴水库以西的
（二）塔里木盆地
塔北地区MSS组合处理片（156～32）的地质解译，获得了许多MSS标准片上未能识别的影像特征（见图版Ⅹ－2）。如哈达墩南面的RR123、RR124、RR125、RR126（图1）等，在标准片上表现为一大片较均匀的黄色沙地，而在组合图像上，则表现为黄色调背景上具绿色、蓝色斑块，或绿色调背景中的黄色色斑，色调异常明显，分别与重力高和重力低间互带相吻合。又如大河沿东北面的RR82、RR90，在MSS标准片上表现为较周围色调稍暗的黄绿色调，沙丘形态与其周缘也有些差别，但特征不太明显，而在MSS组合处理图像上，表现为以蓝色斑块为主，内杂黄色色斑的醒目不规则影像异常，与重、磁力异常高相对应，地震解释为一地下火成岩体。
以MSS组合处理图像为底图，我们对塔北地区进行了重点解译。解译结果表明，许多已知油气田都与图像上的环块状影像特征相对应。如东河塘构造，为一石炭系砂岩油藏，在图像上表现为亮黄色、白色的浅色异常，外观呈树枝状，被水系切割，北缘为线性构造所限制，走向北西（R47）。轮台东南的R59影像异常，为醒目的白色调，水系绕流，呈较规则的椭圆形，经钻探，于轮南59井发现工业油气流，为石炭系隆起构造，现已建成吉拉克油田。此外，R43、R50与二八台—轮台潜山构造带相吻合，R44大体相当于雅克拉潜山带，R49为著名的168号构造。所有这些环形、块状影像，在组合图像上无一例外地表现为浅色（浅黄、黄和白色）色调，与周围的背景色调差异明显。
根据以上已知的油气田与环块状影像的关系，我们对R55（即雀羚斯得环形影像）进行了类比分析，认为它是塔北地区近期油气勘探的重要靶区。其理由：①地表的微正向地貌与遥感图像上浅色环形影像特征相对应；②塔北地区已知油田与遥感的浅色环形影像特征有明显的相关性，与化探吸附烃（C1—C4）、紫外荧光的顶盖效应，汞与氡的边缘效应及热红外图像的负异常特征吻合；③与地震圈定的地下构造圈闭吻合较好。与吉拉克构造相比，它们都处在北东向的断裂构造带上，都为石炭系隆起，为水系绕流的微正向地貌，在影像上均表现为巨型浅色环状体，均处于北部坳陷的北斜坡上，且雀羚斯得构造更近生油坳陷，且与塔北其他已知油田在遥感影像上有许多相似之处，因此是极有希望的含油远景区。但目前仍待钻探。
大量事实证明，在覆盖区内选用有效的组合处理图像，不仅可以提高遥感信息的地质解译效果，而且还能通过相似地质背景中已知油田遥感信息特征的类比分析直接预测油田。如果将上述预测方法以量化的形式固定下来，那对今后的油气勘探将有着更为深远的意义。