含铀盐湖矿化度高分辨率遥感估测

盐湖湖水矿化度高低与其含铀量呈明显的正相关性, 因此, 盐湖矿化度可作为评价盐湖水含铀度的间接标志.为解决盐湖不同水域矿化度快速、精细识别, 以柴达木盆地尕斯库勒含铀盐湖为例, 基于高分辨率SPOT5卫星数据开展了盐湖水体矿化度遥感估测.对盐湖不同矿化度卤水进行光谱测试, 总结了不同矿化度卤水在可见-红外谱段的光谱识别特征, 基于该特征构建了SPOT5数据的多维矿化度估测指数, 运用比值+主成分分析法估测了湖水的矿化度信息, 发现了盐湖东部水域高矿化度环形异常现象, 找出了隐藏在湖水水域的矿化度变异部位, 为含铀盐湖富矿水域的快速定位提供了重要依据.      

基于LightGBM的盐湖锂浓度遥感反演研究——以西藏扎布耶盐湖北湖为例

青藏高原盐湖中的锂、硼等矿产资源具有极高的经济价值.锂、硼等矿产资源的含量及其空间分布是盐湖观测的重点,对于盐湖资源的开发利用具有重要的指导意义.利用遥感技术开展盐湖观测可以克服传统观测站观测空间上数据不连续、费时费力等缺点,而机器学习等人工智能算法可以快速高效地挖掘遥感数据信息,因此本文基于Landsat-8遥感影像数据,利用LightGBM算法开展西藏扎布耶盐湖北湖锂浓度遥感反演.经过采样点波谱数据的获取、锂浓度LightGBM回归模型的构建、盐湖锂浓度反演一系列的实验步骤,最终的模型评价结果显示平均相对误差为0.053530925,均方根误差为10.2869,卡方为0.867,模型与实测数据拟合程度较高.反演结果表明:整个北湖中,锂浓度最高的是东南部的水域,最低的是中西部的水域;河流和秋里南木泉水群的汇入使得附近的水域锂浓度降低;对于本身位于中部锂浓度低值区的钙华岛来说,岛内泉水的汇入使得附近的水域锂浓度有所升高,这一结果与实际情况较为吻合.通过本文的反演研究,证明了LightGBM机器学习算法用于快速反演盐湖锂浓度的可行性和精确性,同时为其它盐湖矿产资源遥感反演提供了技术启示,也为后续的盐湖资源量评估奠定了基础.     

基于MODIS数据的云南抚仙湖星云湖水质污染遥感调查方法研究

水质遥感监测方法可以反映水质在空间和时间上的分布情况和变化,满足目前对水质调查实时、大尺度的评价要求。文章以云南抚仙湖星云湖为研究区,将实测的叶绿素a浓度、悬浮物含量和MODIS遥感数据各波段比值进行相关分析,结果表明:MODIS数据250m分辨率的r2/r1的波段组合能够较好地反演叶绿素a浓度,而500m分辨率的(r4-r3)/(r4+r3)的波段组合对于悬浮物浓度的反演能力最好。通过对它们进行回归关系分析,得到适合抚仙湖星云湖的遥感定量模型。     

基于热红外遥感数据的尕斯库勒盐湖温度异常信息提取及成因探讨

热红外遥感在盐湖地质环境分析和资源评价领域具有良好的应用前景。文章以青海省尕斯库勒盐湖为研究区,基于热红外遥感数据开展了盐湖表面水体温度异常信息提取,在靠近干盐滩的盐湖东部水域识别出了一条低温环状异常带,分析了该低温环状异常带形成的原因,提出了沿低温环状异常带中心线的盐湖深部可能存在一条隐伏断裂的新认识,为热红外遥感识别盐湖水域隐伏断裂提供了一种新思路。     

盐湖遥感研究的进展与展望

盐湖遥感因其研究对象的独特性和重要性而具有重要的理论和实际应用意义。从盐湖水体的光谱特征,盐湖水体、盐分的敏感特征波段,盐湖盐量、水深的估测模型,以及盐湖地质演化的解译,盐湖水面、晶间卤水的变化监测、生态环境的变化等方面,详述了国内外最新的研究进展。指出随着遥感从低分辨率到高分辨率,多光谱到高光谱,可见光到微波方向的发展,应在盐湖信息识别、盐湖成分定量估测的基础上,注重盐湖盐分物化参数的高光谱反演、晶间卤水的雷达遥感监测等,从遥感角度探求生态系统和气候、盐度等因素的深层次相互关系,此外还应在盐湖生物、盐湖灾害等领域拓展研究。     

基于航空高光谱遥感数据的黑土地有机质含量反演:以黑龙江省建三江地区为例

掌握黑土地有机质含量对黑土资源利用与保护具有重要意义,而高光谱卫星影像的缺乏制约了区域尺度土壤有机质反演研究的开展.以黑龙江省建三江黑土区为例,采用CASI/SASI航空高光谱数据、ASD（analytical spectral devices）地面光谱数据和土壤样品有机质含量数据,基于有机质含量与光谱反射率的相关性和定量关系,构建最优的回归模型并开展研究区土壤有机质含量遥感反演.结果表明:偏最小二乘法回归模型比多元逐步回归模型更稳定（判定系数分别为0.885和0.653）,且精度更高（均方根误差分别为0.424和0.744）;采用偏最小二乘模型反演的结果与地面化探结果基本一致.      

应用MODIS影像估测太湖水体悬浮物浓度

以太湖为研究区域,同步获取悬浮物浓度实测数据、水体反射光谱数据和MODIS卫星影像数据,构建基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的悬浮物遥感估测模型.为了削弱大气效应,对MODIS影像了进行了粗略大气纠正.通过悬浮物特征光谱分析,将MODIS各敏感波段及波段组合与悬浮物浓度实测值进行相关分析,并应用实测光谱数据进行验证.在此基础上,运用回归分析建立半经验反演模型,并对模型进行了评价和应用.研究结果表明,MODIS影像可以很好地对大型内陆湖泊的悬浮物浓度进行遥感估测.250 m波段2 500 m波段4与1 000 m波段14是探测悬浮物的敏感波段.波段组合上,500 m组合因子r4/r3、r4-r3估测悬浮物含量的精度很高,适于构建反演模型;1 000 m波段8、11、131、4的多元组合也是构建模型的较好选择(R2均不低于0.85).     

基于CASI & SASI航空高光谱的雄安新区西南部农田土壤 重金属镍含量反演研究

农田土壤中重金属元素富集会严重制约农作物的生长,且对人类健康造成潜在威胁。高光谱遥感数据具有极高的光谱分辨率,因而可在土壤重金属污染元素信息的定量研究中发挥重要作用。本文以雄安新区西南部及其周边农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素Ni的含量,并与土壤可见-近红外高光谱数据建立土壤重金属Ni含量的定量估测模型,进一步基于CASI&SASI航空高光谱数据快速反演研究区农田土壤重金属Ni的含量,获取其分布特征。本文研究并建立了研究区土壤重金属元素基于不同光谱变换形式的多元逐步回归、偏最小二乘回归和BP神经网络统计估算模型,通过模型验证与对比,探索研究区土壤重金属Ni元素含量的最优反演模型。研究结果表明: （1）基于各光谱变换的BP神经网络模型的建模和预测精度整体上大于偏最小二乘法和多元逐步回归法模型,模型拟合精度高,预测能力较好;（2）综合来看,一阶微分处理能普遍改善模型预测效果,其中BP神经网络模型的一阶微分变换结果最佳,对于Ni元素建模精度R2高达97.1%,验证集精度R2高达98%以上;（3）选用精度最好的BP神经网络模型,通过CASI&SASI高光谱数据对研究区重金属Ni含量进行反演,反演结果与实测Ni含量数据一致性很好。     

东中国海表层悬浮体浓度卫星遥感反演研究进展

用卫星遥感手段反演海洋表层悬浮体浓度(Suspended Sediment Concentration,SSC)来研究其分布和输运的方法已经被广泛使用。东中国海属于水文和光学性质较为复杂的二类水体,表层悬浮体浓度的分布规律和水体的固有光学特性时空变化大,增加了遥感研究的难度。在对前人的研究进行比较和总结后发现,根据实测SSC数据对不同区域、不同时间段(季节、潮汐周期)建立分段模型可以提高整体反演精度。在选择参与反演的波段时,河口和近岸等高SSC海域以及远岸低SSC海域有各自不同的最优波段组合。高SSC海域常使用水体反射率第二反射峰、第一反射峰前波段作正比波段组合参与反演,低SSC海域常使用水体反射率第一峰波段作正比、峰前波段作反比参与反演。同时,在反演模型中考虑泥沙粒径的影响可以显著提升反演精度,并且也有可能在浅海区突破现有遥感研究手段的水深限制。目前模型精度评价标准使用较为混乱,平均相对误差、平均绝对误差和均方根误差等可以作为综合精度评价指标,模型的稳定性则可以用误差敏感性分析方法验证。高时空分辨率的海色卫星传感器的出现使得海洋短时间尺度事件的研究成为海色遥感研究的趋势之一。     

火成岩速度反演及三维速度场建立的关键技术及效果分析

以地震反演为主,结合测井、岩石物理、地震相和正演模拟等技术综合研究火成岩的速度场特征。岩石物理实验是研究火成岩物性参数有效的工具,实验数据的分析能帮助预测火成岩岩性和速度信息,为反演等工作利用地震资料描述火成岩提供依据。原始测井曲线的环境校正和标准化处理是高品质合成记录和反演效果的前提条件。稀疏脉冲反演、基于模型的反演和神经网络反演这三种方法结果的分辨率较原始地震数据有了很大提高,从中可识别出火成岩的空间展布,但基于模型的反演分辨率相对较高。伽马属性反演的分辨率在识别火成岩方面比上述三种方法要高得多,但是单一的属性又很难满足火成岩特征描述的要求,因此多参数融合是一种行之有效的方法。结合地震相的应用,最终得到符合地质特征的火成岩三维速度场,并通过误差分析和正演模拟验证了速度场精度,为变速度成图和低幅构造勘探提供了科学的依据。     

The Identification and Geological Significance of Fault Buried in the Gasikule Salt Lake in China based on the Multi-source Remote Sensing Data

The salinity of the salt lake is an important factor to evaluate whether it contains some mineral resources or not, the fault buried in the salt lake could control the abundance of the salinity. Therefore, it is of great geological importance to identify the fault buried in the salt lake. Taking the Gasikule Salt Lake in China for example, the paper established a new method to identify the fault buried in the salt lake based on the multi-source remote sensing data including Landsat TM, SPOT-5 and ASTER data. It includes the acquisition and selection of the multi-source remote sensing data, data preprocessing, lake waterfront extraction, spectrum extraction of brine with different salinity, salinity index construction, salinity separation, analysis of the abnormal salinity and identification of the fault buried in salt lake, temperature inversion of brine and the fault verification. As a result, the study identified an important fault buried in the east of the Gasikule Salt Lake that controls the highest salinity abnormal. Because the level of the salinity is positively correlated to the mineral abundance, the result provides the important reference to identify the water body rich in mineral resources in the salt lake.     

西藏扎布耶盐湖总盐含量遥感定量分析

在水体遥感理论的基础上,利用三维盐指数、主成分分析、相关分析等方法,对浓度高、成分复杂的西藏扎布耶盐湖的总盐含量进行了定量研究。揭示了扎布耶盐湖总含盐量的多中心分布以及北湖的总含盐量比南湖的高、南湖有明显的退化趋势的空间变化规律;建立了高含盐量复杂成分卤水的三维盐指数：NS（TM3/TM7、TM3/TM4、TM3/TM5）;探索了在三维盐指数基础上分离总含盐量信息的遥感方法--主成分分析法：PCA（TM（3/7、3/4、3/5））,得到3个组分的图像数据,其中PC1与总含盐量信息相关性最强;最后,基于上述研究建立了高含盐量复杂成分卤水的遥感模型：Y=aX+b, X为PC1图像亮度值,Y为总盐含量,a、b为系数。该项研究对中国西部地区盐湖的调查有一定的指导意义。     

基于Sentinel--2A的阿里萨罗盐湖锂资源遥感定量分析

为探究阿里萨罗盐湖中锂资源的空间分布状况,笔者利用Sentinel--2A卫星数据和锂离子含量实测数据对其进行统计分析,并利用波段组合方法建立盐指数,再结合主成分分析对盐湖中的锂离子含量进行分离,建立盐湖中锂离子含量遥感预测模型。结果表明,此遥感预测模型的盐湖中锂离子含量预测结果精度均 80%,预测得到的锂离子含量分布情况与实际情况基本一致。     

柴达木盆地大柴旦硼矿床地质特征及成矿机理

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一。不仅如此,大柴旦盐湖还沉积有全球少有分布的特色柱硼镁石矿床。此种特色硼矿床的成矿环境和形成机理目前尚未得到应有的关注和研究。本研究基于大柴旦盐湖因开采硼矿而揭露出来的湖中高分辨率的天然沉积剖面DCD-2和DCD03,利用岩性地层学、沉积学、矿物学、地球化学以及AMS 14 C年代学等多指标研究方法,深入探讨了更具特色的湖底柱硼镁石矿层以及其他硼矿层的成矿环境和成矿机理,丰富和完善了盐湖硼矿床成因理论。研究结果显示,大柴旦湖底柱硼镁石矿层(第一硼矿层)形成年代始于BC 1790a左右。湖底柱硼镁石含量为35%,B2O3含量约为3%~16%,属于中低品位硼矿层;而湖滨钠硼解石和水方硼石含量分别为82%和35%,B2O3平均含量约为3%~9%,属于低品位硼矿层。硼矿形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。湖底柱硼镁石以及湖滨钠硼解石和水方硼石是在特定水文地球化学条件和湖泊环境下形成,在湖区的不同地带,由于不同的成矿作用和成矿机理形成了不同的硼酸盐矿物或硼矿床。大柴旦盐湖硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性及其外在控制条件,是内外条件耦合的结果。在固体硼酸盐整个形成过程中,盐湖卤水都呈现弱碱性—碱性,这是盐湖硼酸盐沉积形成的先决条件。文章提出了盐湖固体硼酸盐的具体形成机理并确定大柴旦盐湖硼矿床为高山-深盆-浅水成矿模式。     

内陆湖泊的水质遥感监测研究

介绍了内陆湖泊水质遥感监测的特点及遥感监测水质的机理,总结了国内外近年来用于内陆湖泊水质参数反演的3种常用方法：经验模型、生物光学模型和神经网络模型,并分析了3种模型的优缺点;同时指出了影响内陆湖泊水质遥感监测精度的关键因素;提出了内陆湖泊水质遥感监测研究重点和方向。     

某盐湖地区土的腐蚀性评价

盐湖地区钾、钠、镁、锂、气资源丰富,盐湖资源的综合开发利用越来越受到人们的重视.但盐湖地区土环境中Mg^2＋、Cl^-、SO4^2-离子含量高,对混凝土和钢结构的侵蚀破坏非常严重.通过化学和电化学检测手段,分析了盐湖地区几个典型地点土的电阻率、含盐量、pH值、氯离子含量和硫酸根离子含量等理化指标,根据相关标准分析评价了盐湖地区土的腐蚀性,评价结果表明,该盐湖土属于强腐蚀土.     

中国盐湖锂资源的产业化现状-以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义, 是21世纪的能源金属。近10年, 中国主要从国外进口碳酸锂产品。中国是一个多盐湖的国家, 盐湖锂占锂资源工业总储量的85%。现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区, 具有很好的开发前景。经过多年科研后, 目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业。本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件, 以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程, 探讨了其工艺优化方向。并指出这两个盐湖具有锂资源储量大, 品位高的优势, 但是受盐湖类型或地理气候条件限制, 工艺上有待改善。建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持。