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%。     

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。     

高山峡谷区1:50000地质填图技术方法探索与实践——以新疆乌什北山为例

新疆乌什北山填图试点项目充分发挥遥感技术的先导作用,探索1:50000高山峡谷区填图方法。不同分辨率遥感数据在岩性、构造解译等方面的差异表明多源遥感数据综合解译能有效提高解译程度。研究认为同一遥感数据最佳波段组合图像、Landsat-8和Worldview-2数据协同图像增强了对岩性和构造识别的能力。高光谱遥感矿物填图和岩性分类、基于ASTER热红外遥感数据的岩石化学成分填图等是高山峡谷区填图有效技术方法。利用ETM和ASTER数据开展矿化蚀变信息提取,结果表明ASTER较ETM数据在铁染异常、羟基异常等提取方面具有更大的优势。分析认为多元信息综合预测是区域找矿的重要途径。根据乌什北山地质地貌特征,选择其中有效技术方法或技术方法组合开展1:50000地质填图,结果显示在减少剖面测制和路线地质调查数量的同时,达到了填图精度,并取得了若干重要研究成果,为区域构造演化和成矿规律分析总结提供了资料支撑。      

基于ASTER热红外数据的SiO2及岩性类别信息提取——以青海省绿梁山—双口山地区为例

岩性识别目前是遥感地质应用的热点和难点。青海省绿梁山—双口山地区属于干旱、植被稀少的地区,基岩裸露程度较高,为利用多光谱遥感数据进行岩性类别信息提取提供了便利条件。本文基于ASTER热红外数据,对青海省绿梁山—双口山地区的SiO_2含量进行反演,其结果显示SiO_2含量的高低范围基本与区内的岩性类别相对应,利用ASTER的热红外数据对于确定地表地质体的长英质、镁铁质大类具有良好效果。     

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。      

新疆阿祖拜矿田伟晶岩型矿床遥感找矿综合信息研究

对利用ASTER、RapidEye、QuickBird及ASAR等多种类型遥感影像在伟晶岩型矿床遥感找矿中的综合应用进行了探讨。云英岩化和钠长石化是阿祖拜矿田两类主要的蚀变类型。在分析其光谱特征的基础上,确定了利用ASTER数据对这两类蚀变进行信息提取的方法。利用ASTER热红外数据进行了岩浆岩类型的划分,为不同岩性接触带的准确定位提供了依据。伟晶岩在可见光-近红外光谱段的高反射率是伟晶岩的自动识别及遥感解译重要的物理基础。以QuickBird的伟晶岩解译结果为检验标准,得到RapidEye的伟晶岩自动提取精度约86%。构造交汇部位、岩性接触带以及伟晶岩富集区与蚀变异常的叠加部分是该区成矿预测的重要依据。基于蚀变异常、伟晶岩富集区、地质构造等遥感找矿综合信息,圈定了4个远景成矿靶区,为进一步开展地质详查工作提供参考。关键词:伟晶岩;蚀变异常;遥感;信息提取;成矿预测     

基于ASTER光谱特征的岩性填图和蚀变信息提取：念扎金矿例析

基于ASTER光谱特征进行岩性解译和蚀变信息提取在找矿勘查方面有着广泛应用,但在国内鲜有报道。以雅鲁藏布江缝合带念扎金矿为研究区,通过对与Fe~(3+)、Fe~(2+)、Al-OH、MgOH、硅酸盐、碳酸盐等成分相关特征的矿物光谱特征分析,运用"波段比值法+假彩色合成法"进行细致的岩性单元分类与地质填图,运用"地质遥感剖面+最优密度分割法"定量圈定与矿化有关的蚀变带范围,结合已有的控矿构造信息,提供推测找矿有利区2处。研究结果表明,基于ASTER光谱特征的岩性填图和蚀变信息提取方法进行找矿预测,在西藏高海拔地区具有天然的适用性,可以准确指示岩性和蚀变的关键找矿标志,是西藏地区快速有效找矿勘查的重要手段,也为区带内其他相同类型的金矿床研究提供借鉴。     

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。     

基于FLAASH模块的遥感数据大气校正应用研究

星载传感器成像获取地表信息过程中，由于受到大气散射、辐射等影响而引起辐射失真。大气校正是消除各种辐射畸变，获取地表真实信息、实现地表参数定量遥感研究的前提。研究基于ENVI软件的FLAASH模块ASTER数据大气校正的实现。根据研究区的情况，选用中纬度夏天大气模型，校正一景ASTER数据。对比处理前后的图像，可知校正后的图像视觉效果提高，有利于遥感地质解译应用研究，校正后获取的反射率图像是遥感矿化蚀变信息提取和识别的前提。     

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。      

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。     

高分遥感技术在西昆仑大红柳滩-俘虏沟地区地质找矿中的应用

在西昆仑大红柳滩-俘虏沟地区,以WorldView-2高空间分辨率数据为主要信息源,在标准影像图制作基础上,针对性地进行图像增强处理,突出相关控矿要素和矿化信息,开展地质矿产遥感解译;利用ASTER数据开展矿化蚀变有关的遥感异常信息提取,配合适量的野外调查验证,发现了4种极具找矿前景的矿化带类型：①大红柳滩（含稀有金属）花岗伟晶岩带1处;②大红柳滩层控型铁多金属矿化带1处;③俘虏沟燕山期花岗岩有关热液脉型铁、铅、银、铜矿化区1处;④俘虏沟层控型含铜铅锌银的菱铁-赤铁矿矿化带4处;通过遥感综合分析,圈定遥感找矿靶区11处,其中A级遥感找矿靶区5处、B级遥感找矿靶区3处、C级遥感找矿靶区3处,为后续区域地质矿产调查项目规划部署和矿产资源勘查评价提供依据。因此,高分遥感技术在西昆仑地区矿产地质综合调查中作用显著,可实现找矿工作的快速突破,值得在相同或类似区域进一步推广应用。     

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.     

WorldView-2卫星矿山遥感监测：以西藏罗布莎地区为例

矿山遥感监测是近年来国土资源部门管理矿产资源开发、整顿和规范矿业秩序的一项重要的矿情调查工作。西藏罗布莎铬铁矿区是我国铬铁矿的主要产区,随着国民经济的快速发展,对铬铁矿石的开采力度和强度在逐年增大。为了更好地促进矿产经济及环境的可持续发展,选用WorldView-2遥感数据,首次深入分析了罗布莎矿山开发过程中不同地物遥感影像特征,建立了各类矿山地物的高空间分辨率遥感解译标志,通过遥感解译与野外查证工作,基本查明了研究区矿山开发状况和矿山地质生态环境现状,并对矿区开发现状与矿山环境进行了统计和分析,基于遥感矿山监测,给出了合理的矿山环境恢复建议。结果表明：WorldView-2作为高分辨率遥感影像,空间分辨率高,包含全色和8个多光谱波段,信息量丰富,解译精度高,在矿山遥感监测乃至更广范围的动态监测中应用可以取得很好的效果。     

Assessment of the reliability of supervised classifications of Landsat-7, ASTER,and SPOT-5 multispectral data in rock unit discriminations of Jabal Daf-Wadi Fatima area,Saudi Arabia

Multispectral, multiresolution remotely sensed data were processed to emphasize geological interpretation of Jabal Daf-Wadi Fatima area. The investigated area is situated in the central western part of Saudi Arabia and geologically consists of igneous and metamorphosed rocks overlain by sedimentary sequence belonging to the Arabian-Nubian Shield. Three sets of digital satellite data, Landsat-7 ETM+, ASTER, and SPOT-5, were used in this study. The application of image processing techniques enables to identify and delineate the lithologic units and the structural features of the study area. The results of this study indicate that the confusion matrix of the three maximum likelihood supervised classifications of the three datasets shows that the Landsat ETM+ bands scored the best degree of average and overall accuracy (77 and 78%, respectively). This classification distinguishes most of the rock units for mapping in the investigated area. The supervised classification of ASTER and SPOT bands has lower degrees of accuracy than the classified Landsat data. The supervised classification of SPOT bands has a degree of average and overall accuracy of 66 and 67%, respectively, but it is the best for distinguishing the spectral signatures of the different members of Fatima Formation (lower, middle, and upper members). The statistical analyses of the confusion matrices of classifications and the interpretation of the produced classified thematic maps revealed that the classification accuracy does not necessary depend on the spatial resolution of satellite data. The data of the highest spatial resolution such as SPOT data are also very useful in emphasizing and classifying the rock units of a small outcrop area. The detailed geological map of Jabal Daf-Wadi Fatima area is interpreted in this work from supervised classified images of different resolutions as well as the structure map of this area. This study shows that it is preferable to use the supervised classifications of multiresolution data for rock unit discrimination in detailed field mapping.     

遥感解译在内蒙古狼山戈壁荒漠地区1:50000地质填图中的应用

针对内蒙古戈壁荒漠区特殊地貌地质填图工作,选择ASTER和SPOT5数据,通过图像融合、影像校正、影像增强等处理方法,提高图像的空间分辨率和光谱分辨率。利用遥感解译图像快速准确地获取地层、侵入体和构造的解译标志,通过遥感地质解译结合地面调查进行综合分析和解译,提高了填图的准确性,为特殊地质地貌区地质填图提供技术支持,对于在同类区域开展地质填图工作有指导意义。