利用遥感光谱特征提取岩性信息的基础和技术研究

地物光谱特征的研究是遥感技术的基础研究工作之一．从光谱遥感发展与地质应用的趋势出发。从光谱遥感岩矿识别基础与识别技术方法两方面阐述了光谱遥感的研究进展．在技术方法方面，主要从多光谱与成像光谱以及遥感与航空放射性信息集成3个层次上，分析利用光谱特征进行岩石矿物识别的研究进展及其潜力与可行性，并简单阐述了遥感与航空放射性信息的复合这一遥感岩性信息识别研究的发展趋势．     

面向铀矿地质应用的航空高光谱数据与伽马能谱数据协同应用研究

充分挖掘赋存于地学数据中的有用信息服务于铀矿勘查是地学信息技术应用领域研究的关键。高光谱遥感作为反映地物光谱特征内在物理属性的一种重要技术手段,能用于基岩裸露区岩性、矿物及蚀变识别,但岩石和矿物通常不完全裸露,单一的高光谱遥感数据无法满足矿物、岩石识别高精度的要求。伽马能谱数据不受植被覆盖的影响,能够反映浅地表及地下不同岩石、地物的放射性强度,在区分岩性和钾化蚀变信息方面效果好,弥补了高光谱数据受植被干扰的影响。高光谱数据和伽马能谱数据能够分别反映地物的光谱信息、空间信息及放射性信息,及其表征的岩石、矿物及蚀变特征,因此两种数据各具优势、能够互相补充。文章提出了基于航空高光谱和伽马能谱数据信息挖掘的铀矿控矿要素。首先,对两种数据分别进行矿物、断裂构造与伽马能谱放射性异常等多元信息提取,以二者数据的优势互补效应为基础,从空间相关性、内在地质规律的关联性进行协同应用。结果表明,研究提出的多源数据信息协同应用技术能够有效克服单一数据源分析结果的不足,可以提高铀成矿要素遥感解译和信息提取的精度。     

植被覆盖区卫星高光谱遥感岩性分类

植被高覆盖区岩石和土壤在遥感图像上表现为弱信息、小目标,如何利用卫星高光谱遥感提取岩性弱信息是目前遥感地质应用中的最大挑战之一。以黑龙江呼玛地区为例,选择美国EO-1卫星Hyperion高光谱数据。由于植被与下伏岩石-土壤的光谱混合,分别计算研究区含土壤因子和不含土壤因子的植被指数,并对两类不同的植被指数进行主成分分析,以此分离植被和岩石-土壤组分。在含土壤因子植被指数主成分分析的二维组分散点图上,明显区分出背景植被与异常岩石-土壤组分,证实了植被与岩石-土壤组分经主成分分析分离的效果。同时在不添加土壤因子植被指数的分析中,明显区分出植被覆盖信息。通过对实验区典型岩石进行野外光谱测试,然后对光谱进行连续统去除处理,将其作为参考光谱,与分离后的岩石-土壤光谱进行光谱特征拟合（SFF）,从而成功地识别出研究区内不同岩石类型,特别是玄武岩、流纹岩、砂砾岩、安山质凝灰岩、大理岩和石英片岩识别效果较好。根据研究区内不同岩石地层单元内岩石组合特征,通过分离后的组分合成图像,成功地实现了岩性分类。与已知地质图叠加,证实通过卫星高光谱数据提取的不同岩石类型颜色边界与地质图岩性界线吻合较好。结果表明：通过植被与岩石-土壤光谱组分分离,结合高光谱遥感的光谱特征拟合,能够识别不同的岩石类型,实现植被覆盖区岩性分类。     

高光谱分辨率遥感在地质应用中的关键技术及前景

遥感技术应用于地质中的目的之一是分辨和识别出不同的岩石和矿物等地质体。宽波段遥感只能分辨不同岩石类型，而难以识别含不同成分的岩石和矿物。高光谱分辨率遥感则可通过诊断性光谱特征对岩石或矿物成分及结构进行识别。通过对高光谱分辨率遥感应用于地质中的关键技术进行分析，对未来高光谱分辨率遥感在地质中的应用进行了预测。     

基于ASTER遥感图像的东昆仑造山带岩性信息提取研究

应用ASTER数据,通过主成分分析和矿物指数等岩性信息提取方法,对东昆仑造山带温泉水库地区进行了岩性信息的遥感识别与提取。研究结果表明,主成分图像和矿物指数图能很好地反映岩石物质组成信息。元古宇结晶灰岩、二叠系灰岩、中三叠统闹仓坚沟组砂岩以及上三叠统八宝山组碎屑岩等分布面积较大的岩石地层单位在ASTER图像上可以识别出来。ASTER图像对基岩裸露区岩性信息进行提取是行之有效的方法,特别是碳酸盐岩及具有不同SiO₂含量的沉积岩和火山岩; 但对厚度较小的岩性识别及岩石蚀变还需要进一步研究。      

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。     

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。     

高光谱遥感水文地质应用新进展

高光谱遥感是一种利用成像光谱仪同时获取地物目标辐射、光谱和空间等多重信息遥感的技术,水文地质是高光谱遥感重要的应用领域之一,通过高光谱遥感图像分析,能够提取大区域包气带及含水系统的水文地质信息,可为水文地质环境的识别及实时监测、地下水资源高效管理、地下水数值模型构建等提供科学数据。通过调研凝练了高光谱遥感基本原理方法及其在水文地质方面的应用研究,重点总结了地下水环境污染和水文信息反演方面的高光谱遥感应用研究进展,分析了高光谱遥感水文地质应用所面临的挑战,并展望了高光谱遥感水文地质应用研究的发展趋势,主要包括:通过土壤和植被的光谱信息实现对研究区包气带土壤重金属污染状况的大面积、短周期连续快速监测;在高光谱图像中提取构造、地层岩性等地质和水文地质特征,以环境指示因子（如植被）为有效补充,获取饱和带地下水环境信息;通过高光谱图像识别植被类型、计算植被覆盖度、分析叶片反射光谱特征并建立模型反演土壤含水量和地下水位,为研究和保护缺水地区生态环境提供数据支撑。     

遥感岩石学的研究及其进展

结合近几年来的研究实践以及国内外大量研究成果的分析，提出了遥感地质学中的一个重要分支科学－－“遥感岩石学”的概念及定义，介绍了遥感岩石学的三个重要研究内容：（１）岩石，矿物的光谱特征研究；（２）机载遥感数据的岩石信息提取与识别；（３）星载遥感数据的岩石信息提取与识别，并对遥感岩石学的未来发展作了展望。     

CASI/SASI航空高光谱遥感矿物技术研究——以甘肃北山柳园地区为例

能源勘查、岩石矿物识别、矿物丰度制图以及成矿远景区圈定是高光谱技术发展和应用的主要方向。CASI/SASI航空高光谱数据可以在同一平台下同时获取覆盖可见光-近红外-短波红外光谱段的光谱信息, 且光谱分辨率和空间分辨率远远优于多光谱及星载高光谱数据, 所以在矿物蚀变信息提取中具有广泛的应用前景。以柳园研究区为研究对象, 对CASI/SASI航空高光谱遥感矿物过程中的关键技术进行了实验研究, 确定出航空高光谱矿物蚀变信息提取流程, 并对研究区蚀变矿物进行识别、填图。通过与研究区地质资料和前人实地勘探资料对比得出, 研究区CASI/SASI航空高光谱遥感蚀变异常结果与现实状况相当吻合。      

Research on the Application of the Light-Energy Spectrum Fusion Technique to Land and Resources Survey

This paper introduces how to use remote sensing images including Landsat (MSS and TM) andairborne radioactivity images to identify the type of rocks in the areas covered by vegetation. The relationship between light spectrum (Landsat MSS and TM) and energy spectrum (U, Th and K) is discussed on the basis of correlation analysis, and it is proven that there are correlations between the Landsat MSS or TM data and the U, Th and K. data. By using the fusion technique, new images were generated, which contain both the light spectrum and the energy spectrum information.Taking the Lucong basin as the study area, the present paper demonstrates the successful identification of various types of rocks using the fusion technique. Different types of rocks are represented by different colours on the new light-energy spectrum images, so that volcanic rocks of the Jurassic and Cretaceous periods can be discriminated. Another example, in the Lingquan basin in Northeast China, not only the different types of rocks are su     

基于混合像元分解提取多种类覆盖区遥感蚀变信息 ——以甘肃省岷县寨上金矿区为例

在多种类覆盖区,由于植被、河道、阴影、第四系等干扰因素影响,难于客观有效提取与成矿有关的遥感蚀变信息。应用混合像元分解的方法技术可以区分出混合像元中各类干扰信息的反射率值及其所占丰度值,从混合像元光谱中减去各干扰因素的反射率值及其所占份额,可以获取土壤或岩石的反射率值及其所占丰度值,将土壤或岩石反射率值除以其所占的份额...     

黑河流域遥感—地面观测同步试验：科学目标与试验方案

介绍了黑河流域遥感-地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.总体目标是,开展航空-卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例.以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法.由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究--模拟平台和数据平台建设组成.拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开.布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据.     

Remote sensing and petroleum seepage: a review and case study

When reservoirs leak, varying quantities of oil and gas migrate to the surface as macroseeps, which are visible, and microseeps, which are invisible. This review article describes the mechanisms of seepage and the resulting surface manifestations in relation to optical high-resolution remote sensing data. Oil pools and tar deposits (macroseeps) often can be detected directly by remote sensing. Microseeps are more difficult to study using remote sensing, but they give rise to vegetation stress, and cause geochemical alterations in soil and rocks, which can be studied indirectly using hyperspectral sensors. An integrated methodology is presented to combine various geoscience and remote sensing datasets for seepage detection. A combination of red-edge modelling algorithms and spectral matching tools is identified that provides a validated technique for onshore microseepage detection. These remote sensing tools are not only important for petroleum exploration, but also have environmental implications because seeps emit greenhouse gases. A statistical data integration approach was developed based on Bayesian assumptions, which can be used to integrate hyperspectral remote sensing data, other satellite remote sensing data, and ancillary field geological and geochemical datasets, for modelling microseepage. In a case study from the Ventura basin (Santa Barbara) in Southern California, Probe-1 data from the 1998 Geosat Group Shoot are integrated with field and subsurface geological and geochemical data to predict possible sites of hydrocarbon microseepage.     

多源遥感技术在地质灾害早期识别应用中的问题探讨——以西南山区为例

在对滑坡、崩塌等地质灾害的早期识别工作中,基于InSAR、光学遥感、机载LiDAR等多源遥感技术发挥了重要作用。针对应用中出现的一些问题,基于多个项目实践,总结了多源遥感技术在西南山区地质灾害早期识别领域的适用条件,提出了相应的应用建议。主要认识如下: ①InSAR对地质灾害隐患的识别效果受植被覆盖程度、地形条件和数据源类型的制约; 广域InSAR应用中,需注意数据处理关键参数的取舍问题,尽快建立InSAR识别效果的野外判定方法,统一地表形变区“变形程度”和地质灾害InSAR识别效果的评价标准; ②地质灾害光学遥感早期识别适用于“斜坡区域具有明显变形特征”、“历史斜坡灾害”、“泥石流灾害和潜在泥石流沟”这3种类型,在具体应用中应根据不同工作任务要求,选取适合的数据源,注意对地质环境背景条件的分析,不挑战“微变形”探测短板; ③相比较InSAR和光学遥感,机载LiDAR在高密度植被覆盖区地质灾害早期识别方面优势明显,在具体应用中,建议激光点云密度不少于30~50处/m²; ④贴近摄影测量技术适用于高位崩塌(危岩体)早期识别,该技术属于光学遥感范畴,识别效果同样受植被覆盖程度影响,在具体应用中应设置合理探测距离,其具体数值需根据危岩壁分布情况进行调整,建议不小于30 m; ⑤提出了“多源遥感技术手段综合应用,优势互补”“工作部署多层次布置”“注重交叉学科应用及解译人员综合培养”“尽快开展地质灾害信息化获取能力建设”等应用建议。     

不同植被覆盖率地区遥感矿化蚀变提取研究

从遥感图像上识别出的围岩蚀变信息往往是一种弱信息。地表植被和第四系覆盖的干扰,增加了遥感蚀变信息提取的难度。为了研究不同植被覆盖条件下的矿化蚀变信息提取方法,分别选取内蒙古西部戈壁荒漠基岩裸露区（温根地区）、中北部中覆盖草原区（达来庙地区）和东北部高覆盖森林草原区（颇格鲁山地区）,利用TM数据进行遥感蚀变信息提取方法研究,得出以下结论：在基岩裸露地区,利用比值法、主成分分析法均能较好地提取出矿化蚀变信息;在中覆盖草原区,利用掩膜对图像进行预处理,再利用主成分分析法提取矿化信息效果比较好;在高覆盖森林草原区,利用掩膜技术和抑制植被信息方法对遥感数据进行综合处理,再利用比值-主成分分析方法能够提取部分矿化蚀变信息。这些方法对今后在类似地区开展遥感蚀变信息提取工作具有一定的指导意义。     

贵州省矿山地质环境遥感调查评价

本文论述了利用遥感技术开展矿山地质环境问题调查的方法与技术路线,对贵州全省因矿山开采而诱发或产生的矿区生态环境恶化、水土流失、岩溶石漠化的加剧、水资源污染、地质灾害等各类矿山地质环境问题的遥感影像特征进行了总结。快速、准确、经济地摸清贵州省矿山地质环境现状及矿业开发对生态环境的影响;为合理开发矿产资源、保护地质环境、矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督等提供基础资料。     

Plotting the Sequential Rock Remote Sensing Information by Optimization Dichotomy Method

INTRoDUCTIoNTheclassificationofimagedataisoneofthemostimPOr-tantimagedataanalysistasksinremotesensing.Inpractice,theimageclassificationwillbedoneintwoways:per-fieldandper-pixelbasis(VenkateswarluandRaju,l993).Inper-fieldclassifiers,asmallhomogeneousregion(agroupofpix-eIsthatareneartoeachother)willbeclassifiedbyassumingsomedistributionforallthesepixels(VenkateswarluandRa-ju,1993).Inper-pixelclassification,eachpixelintheimagewillbeclassifiedintosomemeaningfultypeofgroundcover.Astherearelo…