Worldview-2数据在沉积岩地区的遥感岩性增强方法初探——以新疆喀什阿尔塔什地区为例

为了进一步探讨Worldview-2数据在岩性识别工作中的应用效果,笔者选择新疆喀什地区阿尔塔什沉积岩区进行遥感岩性增强方法研究。通过对研究区内实测岩石波谱曲线和Worldview-2数据进行分析,对比不同岩性之间的光谱差异,在综合考虑异物同(近)谱、表层浅覆盖等的基础上,结合WorldView-2数据的波段特点和数据统计特征,确立了波段组合-波谱增强-去相关增强-纹理信息融合的处理方法。有效提高了不同岩性之间的对比度,改善了外界因素对光谱信息的干扰,为精确识别不同岩性提供了可靠基础。     

新疆北山地区侵入岩遥感识别方法

基于ASTER数据、Landsat 8数据及WorldView-2数据,采用波段组合法、最小噪声分离法、主成分分析法以及波段比值法,结合岩石光谱曲线,综合提取了新疆北山地区侵入岩的岩性特征。对WorldView-2进行主成分分析和最小噪声分离,并将R(PCA2)G(PCA1)B(PCA4)、R(MNF2)G(MNF1)B(PCA1)、OLI数据R(B7)G(B6)B(B5)进行假彩色合成,利用OLI数据中的B5/B2、B2/B1突出花岗岩。这些方法解决了复杂岩性的影像色调差异较小、细节不清晰等问题,降低了岩性划分及解译的难度,使各种岩性界线更加明晰。结合前人的区域地质调查成果,对研究区侵入岩岩性进行了系统解译及分析。多源遥感数据的综合利用,有助于更有效地识别复杂岩性并进行更详细的岩性分类,提高遥感岩性识别的正确率。     

WorldView-2高分辨率卫星数据在西昆仑塔什库尔干地区遥感地质调查中的应用

在西昆仑成矿带塔什库尔干地区,利用WorldView-2高分辨率卫星数据开展了遥感地质综合调查研究,采用最佳指数法选择适于本区遥感解译及信息提取的8-4-3波段组合,利用波段比值、主成分变换等方法增强岩性、构造和矿化信息并进行地质解译;结果表明,波段比值可识别闪长岩、大理岩、片岩等多套岩性并突出岩性之间的界线,主成分变换能增强黑云石英片岩与白色花岗岩体间界线,并能对不同片岩因矿物含量差异而呈现的不同色调、明暗程度有较好的反映。岩矿波谱测试及岩性反演和遥感矿化异常信息提取研究工作表明,大理岩等单矿物岩石波谱反演效果较好,对B1,B4,B8,B6等4个波段进行主成分变换及铁矿化信息的提取结果表明,PC3分量是铁染异常的特征主分量。利用WorldView-2数据在西部裸露地区进行矿产地质遥感综合调查,既有高地面分辨率的光学特征,又具有一定的波谱识别能力,不仅能提取大范围的矿化蚀变信息,还可以识别局部的矿体露头,应用效果较好,值得推广。     

高分辨率遥感在西藏罗布莎地区地质调查中的应用

研究区位于西藏罗布莎地区,其罗布莎蛇绿岩体蕴藏着我国目前规模最大的铬铁矿床。以WorldView-2高空间分辨率遥感数据为基本信息源,对研究区进行遥感地质解译。与传统多光谱数据ETM+、ASTER等相比,WorldView-2具有更高的空间分辨率和相对较窄且连续的光谱。对研究区WorldView-2图像进行正射校正、大气校正和影像融合后,采用最佳指数法选择8-6-4波段组合进行假彩色合成,同时结合真彩色5-3-2波段,突出各地质体单元色调差异。我们利用其空间分辨率优势建立区内主要岩性和构造的高空间分辨率遥感解译标志。通过野外地质验证,解译结果充分显示了WorldView-2高分辨率影像在海拔较高、工作环境恶劣地区进行矿产资源勘查的技术优势和应用前景。     

ASTER与WorldView-2结合提取岩性信息流程——以西藏物玛地区为例

以西藏物玛地区ASTER、WorldView-2图像为例,通过分析比较2种数据的系统特征,细化完善了遥感地质岩性信息提取的流程。首先,以ASTER图像为基础,利用其多波段的特点,采用比值法有效提取研究区岩矿信息;然后。以WorldView-2图像为底图,以其较高的分辨率提高信息提取结果的解译精度和几何精度。该方法综合了2种图像各自的特点,结合应用于遥感地质岩性信息提取,能较好地区别研究区内中性、基性火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩类及一些蚀变岩体,提高了解译工作的精度和效率。     

多光谱、高光谱遥感岩性解译在川藏铁路勘察中的应用——以藏东南怒江峡谷拥巴地区为例

遥感技术为岩性识别提供了新的视角和重要途径。川藏铁路康玉隧道地处藏东南横断山怒江峡谷拥巴地区,全长20.235 km,最大埋深1314m。针对该区地形起伏大,环境恶劣,人员难以到达,基础地质资料薄弱的现状,综合运用高分辨率、多光谱和高光谱遥感数据进行地层岩性的综合解译。在高分辨率遥感影像目视解译的基础上,运用波谱角度匹配(SAM)、最小噪声分离变换(MNF)、典型波段组合等有效提取岩性信息的多光谱、高光谱遥感数据综合处理方案,并结合GF-5号高光谱数据丰富的波段信息,进行遥感信息的有效增强、提取及自动分类。在详细野外验证的基础上,新识别并划分出一套北西向展布的中侏罗统桑卡拉佣组(J₂s)碳酸盐岩地层,细化了古近系宗白群(E₂z)等多个地层单位边界,修订原地层界线10余处,并形成了适合高原地貌起伏区快速识别及有效获取岩性、地层界线的遥感解译技术方案。该研究可为铁路规划、选线和设计提供重要的基础资料,同时亦有助于遥感岩性解译工作的推广应用。     

基于多源遥感数据的高山峡谷区岩性信息提取研究——以新疆乌什县北山1:50000填图试点为例

新疆乌什县北山1:50000填图试点项目位于塔里木盆地西北边缘和西南天山交接部位,海拔较高,地形切割较深,属于典型的高山峡谷区。利用ASTER、SPOT6、GF-2等多源遥感数据,基于典型岩性光谱吸收特征,进行岩性差异信息增强与提取研究,总结出一套基于多源遥感数据进行岩性单元边界划分的方法。以ASTER数据、ASTER与SPOT6协同数据、ASTER与GF-2协同数据等为基础影像数据,并选择最佳波段组合进行RGB彩色合成,从而增强影像差异,结合已有研究区地质资料,初步圈定不同影像单元边界;继而利用矿物丰度指数、SMACC端元丰度提取等方法识别研究区内主要岩性的分布位置和范围;最后结合野外实际调查数据,依据实际地质背景和影像质量进行筛选,获得最终的岩性单元解译图。研究结果为该区进一步进行地层优化划分及对比提供了参考资料。      

运用LANDSAT ETM+和ASTER数据进行岩性分类

本文评价了运用ASTER和LANDSAT ETM+数据进行岩性制图的性能。分别利用ASTER数据不同波段区图像及其组合,以及ETM+数据进行岩性分类,并探讨了将ASTER和ETM+数据叠加在一起进行了岩性分类; 利用现有地质图对所有分类结果进行了定量评价。结果表明,ASTER数据不同波段的岩性识别能力不同,并且较ETM+数据能更准确地识别岩性。更重要的是,把ASTER与ETM+数据结合在一起进行岩性分类,可获得比用任一数据单独分类更高的分类精度,表明二者的光谱特征具有一定的互补性。     

多尺度纹理及多光谱影像协同的遥感岩性识别方法

岩性识别是遥感图像分类的难点,也是遥感地质应用的难点和热点。从遥感地质应用的实际需求出发,以西昆仑地区侏罗纪沉积岩地层为例,通过尺度转换提取高分遥感图像的多尺度纹理信息,采用波段叠加的方式协同多尺度纹理信息与ASTER影像多光谱信息进行岩性识别方法研究。利用WorldView-2全色数据进行向上尺度转换,形成空间分辨率分别为0.5,2,5,10,15,30m6种尺度图像数据,基于灰度共生矩阵提取各尺度上的纹理信息;将不同尺度的纹理信息分别与ASTER多光谱数据叠加形成协同数据;采用监督分类方法对研究区协同数据进行岩性分类。结果表明:(1)岩性纹理信息对空间尺度表现出依赖性,纹理信息量及含义随空间尺度不同而变化;(2)每套特定岩层因其独特的几何空间结构特征(厚度、产状、夹层、互层等)都有与之相适应的最佳纹理尺度,且该最佳尺度下纹理与光谱的协同效应最大;(3)纹理信息与多光谱数据形成的协同数据能有效提高岩性分类的精度,分类精度提高的程度与纹理计算的尺度相关。研究区岩性分类结果显示当纹理尺度为10m时,与仅基于ASTER纯光谱分类结果相比,精度提高了约6.9%。     

基于Landsat 8影像赤壁-嘉鱼地区岩性划分效果分析

以鄂东南赤壁-嘉鱼地区为例,在缺少地表各岩石单元样品的情况下,对Landsat8可见光近红外和短波红外(VNIR-SWIR)波段反射率数据进行处理提取岩性信息。首先对VNIR-SWIR多波段反射率数据进行最佳指数因子(IOIF)运算,得出最佳波段组合band7-band5-band2,从其假彩色合成图像上只能识别少量岩性单元;为了减少高相关性波段之间的信息冗余度,并对波段信息进行集成,后对Landsat8VNIR-SWIR波段反射率数据采用主成分变换并进行彩色合成,能够有效增强志留系、侏罗系及第四系地质单元之间的影像差异,从而划分岩性界线。对比已有地质资料,认为提取结果可靠,能为野外地质工作提供基础信息。     

Landsat8 OLI图像增强与岩性识别方法

新疆维吾尔自治区阿克陶县布伦口地区海拔高、穿越条件差、岩性复杂,因而研究Landsat8 OLI数据信息增强与岩性识别在该区有强大的应用需求,也有遥感岩性识别的理论意义。区内不同岩性单元光谱较为相似,仅利用最佳波段组合(OIF)指数、主成分分析(PCA)和独立主成分分析(ICA)等图像增强方法均不能最大限度地区分各岩性单元。通过分析独立主成分变换之后各岩性单元的特征向量,发现不同岩性单元特征向量差异比原图像光谱差异增大,为扩大差异,依据特征向量统计结果构建比值运算,再联合PCA特征向量进行彩色合成,各岩性单元可识别性显著增加。研究表明:(1)采用联合多种图像增强的方法能将研究区不同岩性单元进行分离;(2)国道314南北两侧地层均划归布伦阔勒岩群的结论有误,其北侧仍属布伦阔岩石,南侧实为片麻状二长花岗岩;(3)沙湖南东原划归志留纪的岩石单元可进一步分解为志留纪地层和元古代布伦阔勒岩群岩石单元。该方法有推广应用价值和深化研究的前景。     

基于实测光谱指数法的ASTER遥感数据岩性信息提取

目前,光谱波段比值法可以用于岩性信息提取与识别。以新疆北山坡北造山带辉长岩、橄榄岩、橄榄辉长岩以及闪长岩为研究对象,深入分析这四种岩性在VNIR（可见光-近红外）-SWIR（短波红外）谱域的光谱差异。基于辉长岩、橄榄辉长岩、橄榄岩以及闪长岩在2 300 nm附近存在-OH的吸收特征,建立了第8波段的相对吸收深度RBD₈;基于橄榄辉长岩、橄榄岩以及闪长岩在400~700 nm出现的弱吸收特征,建立比值指数RI₂₁来反映四种岩性含Fe³⁺矿物的丰度;基于四种岩性在1 100 nm附近都存在由Fe²⁺引起的宽而强的吸收谱带,建立了比值指数RI₅₄来估计Fe²⁺含量。利用RBD₈、RI₂₁以及RI₅₄三个比值指数分别对影像进行增强处理,并对增强后的影像进行RGB彩色合成,不仅识别和提取出辉长岩、橄榄岩、橄榄辉长岩和闪长岩,还有效区分出片岩以及碳酸盐岩等岩性信息。     

支持向量机组合方法在砂泥岩储层岩性识别中的应用

岩性是表征储油物性、建立各类地质模型的重要参数,其与测井参数的函数关系很复杂。基于支持向量机一类对一类法对岩性识别分类精度不高的现状,结合二叉树法初始分类精度较高、分类速度快等优点,提出了一种新的组合方法——一类对一类法与二叉树法的结合应用。该方法对样本数据较少的类别设置权重系数,减少样本不平衡的影响,并利用几何平均准确率作为评价岩心识别效果的指标,其对岩性的分类效果远优于单一方法。具体步骤为:首先对不均衡的样本设置相应的权重系数,然后利用二叉树法将易于与砂泥岩区分的灰岩区分开来,再利用一对一分类法将剩下的砂泥岩样本进行分类。运用此方法对某油田测井数据进行岩性分类,分类的整体准确率以及几何平均准确率均有很大的提高。     

光学遥感在识别花岗伟晶岩型锂矿床中的应用

花岗伟晶岩型锂矿是一种重要的锂矿资源,近年来,光学遥感技术在花岗伟晶岩型锂矿找矿应用中效果显著,开启了遥感找锂矿的研究热潮.本文基于对全球及国内花岗伟晶岩型锂矿空间分布特征、成矿地质特征的综合分析,归纳总结了目前伟晶岩型锂矿识别的光学遥感数据源及技术方法:ASTER、Landsat-8等中等分辨率影像具有较高的光谱分辨率,可利用锂矿独特的光谱特征,通过信息增强方法来识别锂矿;而WorldView-2、WorldView-3等高分辨率影像具有较高的空间分辨率,可以通过图像色彩增强方法提取到细小的伟晶岩型锂矿露头.提取技术方法包括RGB组合、波段比值、主成分分析、辐射增强等,RGB组合方法虽然能在锂矿提取中起到一定作用,但主观因素影响较大,且提取出的伟晶岩是否含有锂矿需要进一步研究;主成分变换以及波段比值主要依据锂矿的光谱特征信息,得出的结果具有客观性和科学性,但提取精度还需要提高;辐射增强通过改变影像的像元灰度值来突出花岗伟晶岩型锂矿信息,能够很好的解决花岗伟晶岩型锂矿和围岩光谱信息差异细微的技术瓶颈.最后,本文指出了多源遥感数据协同应用、自动化及智能化算法的引入等将是开展花岗伟晶岩型锂矿遥感找矿的发展趋势.     

青海木里三露天天然气水合物钻孔岩性测井识别

三露天井田具有断层发育、地层缺失和重复明显、岩性种类较多等特点,岩性识别难度较大。为此,专门利用测井资料对三露天井田地层岩性进行了岩性识别研究。通过对14个天然气水合物钻孔不同岩性的测井响应特征分析,优选了自然伽马、中子和密度测井作为岩性识别敏感参数,并采用交会图技术制作了岩性识别图版,建立岩性划分标准,对三露天井田地层岩性进行识别与划分。利用测井资料能够识别7种主要岩性,包括砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、油页岩和煤等。根据岩性测井识别结果,三露天井田岩性分布特征在横向上表现为东部砂岩物性好,西部地区泥岩较为发育;纵向上表现为木里组地层砂泥比为4.48,含有煤层204.5 m;江仓组地层砂泥比为0.84,泥岩和油页岩较为发育,更有利于水合物赋存。测井岩性识别结果为寻找三露天井田天然气水合物有利储层奠定了基础。     

基于岩性光谱特征的雄安新区地面古河道识别研究

雄安新区地面古河道与河漫滩岩性分别以砂土和黏性土为主,两种岩性所含矿物成分对电磁波的反射率不同。将地表岩性调查与光谱采集分析相结合,捕捉了这两种岩性在遥感影像中反射光谱的差异,在此基础上识别了古河道,并利用钻孔数据加以验证分析。结果表明:雄安新区表层砂土和黏性土在TM影像B5波段的DN值差值最大,该波段可作为识别河道砂体的必选波段;综合考虑波段信息量、波段之间信息重复程度,R(4)G(5)B(1)组合下河道砂体的形迹清晰可辨;钻孔数据与遥感解译结果吻合,岩心揭露的古河道发育深度在3.2~8.7 m之间;研究区古河道总体较发育,河道宽度多在0.5~2.0 km之间,多处分叉和汇聚后呈辫状河形态,河网密度约0.26 km/km~2;钻孔剖面显示河道地势高于河漫滩,属条状高地型古河道,河道有"游荡"痕迹;古河道的发育位置控制着区内居民地的分布。