多源重力数据融合方法及其在南海的应用

基于卫星测高重力异常的分辨率不高且具有较强的平滑效果,很难反应出局部高频异常信息。据此需要利用蕴含高频信息、测量精度高的船测重力异常与卫星重力异常数据进行融合,并研究多源重力数据的融合方案,进而提高重力异常场的精度及高频成分。笔者设计了一种采用小波分析方法融合多源重力数据的方法流程,探讨小波函数的选取方法、高低频系数各自的融合规则等;最终融合中国南海及邻域内卫星测高重力异常与船测重力异常,并定量化地评价融合结果的精度。     

融合化探信息的遥感异常提取

遥感信息与化探信息为地表地质体或地质现象物理特性和化学特性的表现,矿物特征光谱是对矿物化学组分的响应,二者存在密切的关联。2种信息融合既要达到空间位置的精确对应,又要根据物质成因的相关性,实现2种数据间数据层、决策(符号)层等不同层次的数据耦合,提高异常信息提取的准确度。通过对遥感与化探信息形成机理及特点的分析可知,二者在空间和成因上具有一定的相关性。采用反距离加权插值法,将化探散点数据转化为栅格数据结构并进行空间尺度的转换和配准,选择和研究区异常相关的4种元素(Au、As、Sb、Bi)与原始遥感数据进行融合,对融合后数据采用主成分分析的方法对内蒙古苏尼特左旗地区进行蚀变信息提取,较单独利用遥感数据提取结果剔除了无意义的异常信息点,异常区域更为具体。经野外检查,验证多处地表岩石蚀变的存在,证实了该方法的有效性。     

基于EIGEN-6C2重力场模型反演青藏高原地壳结构

重力数据是地下场源产生的重力场的叠加, 包含了地下从浅部到深部的丰富信息.高阶卫星资料的丰富为青藏高原深部构造研究提供了重要资料.基于EIGEN-6C2模型作为原始数据, 首先对青藏高原布格重力异常和均衡重力异常分别作1~5阶尺度分解, 得到不同尺度重力异常的分布特性, 探讨不同空间尺度反映的地壳构造意义.其次, 基于径向对数功率谱估计平均深度方法理论, 进一步研究1~5阶细节反映的场源深度.再次, 利用Canny算子的多尺度边缘检测识别和分析重力异常中表现不明显的断裂, 定位断裂在地表的位置, 识别青藏高原内部断块边界, 完成活动块体和次级块体的划分.最后, 对布格重力异常进行沉积层及岩石圈改正, 采用Parker-Oldenbarg三维位场反演法反演青藏高原莫霍界面起伏.      

利用卫星影像和航空影像更新基础地理信息方法研究

基础地理信息的更新,是保证地理信息系统现势性的充要条件.卫星遥感影像数据具有周期短、信息丰富、现势性强等特征.利用卫星影像数据来更新基础地理信息数据是一种行之有效的方法.如何利用遥感数据融合技术,将多传感器获取的各种影像数据中所含的信息优势有机地结合起来,更是成为目前研究的热点.利用航空影像和Landsat多光谱波段影像进行数据融合,能够有效地提高影像空间分辨率,以获取更高质量的信息.     

基于边缘特征的遥感影像小波变换融合法

如何将不同空间分辨率遥感影像合理有效地融合在一起,保持原始多光谱影像的光谱特性,提高影像的分类精度和空间分解力,这是遥感影像数据融合处理的热点研究问题。在对原始遥感影像进行小波变换的基础上,提取高空间分辨率影像边缘特征信息,并与原始多光谱影像进行了融合处理。以IRS、SPOT和ETM卫星影像为资料进行实验,结果表明,该方法在提高影像的空间分辨率的同时,能够很好地保持影像的光谱特性,尤其在空间分辨率差异较大的影像融合中,该方法在保持影像光谱特性方面要优于其他的融合方法。     

基于GIS技术的三维矿山遥感可视化方法研究

以RS和GIS作为数据获取与分析处理的技术手段,对spot-5数据进行了图像的合成、几何纠正、融合和正射校正处理后,以ArcGIS作为数据平台,利用数字高程模型（DEM）,生成不规则三角网,对地形进行三维模拟,叠加遥感影像,制作了矿山遥感的三维立体遥感影像图。实践证明,三维遥感可视化的应用,对揭示矿山的空间分布规律、野外路线选取、野外验证工作困难的区域以及指导矿山生产实践都具有非常重要的现实意义,同时可以叠加矿权等矢量数据信息,实现多源数据的空间分析,为矿山遥感多目标监测工作提供直观、准确的数据,节省时间、减少成本。     

遥感技术在地质遗迹调查评价中的应用——以陕西华县莲花寺滑坡为例

针对地质遗迹资源调查依靠野外考察效率低、成本高及容易造成资源遗漏问题,将高空间分辨率卫星遥感技术引入地质灾害遗迹调查评价。基于IKONOS多光谱数据进行自然彩色变换,采用乘积法变换与全色数据进行融合,将遥感数据与DEM数据叠加生成三维遥感影像图,在遥感解译和野外调查的基础上,对莲花寺高速远程滑坡的形态特征、堆积体结构、成灾范围、成因机理及动力学过程进行研究,为陕西华县莲花寺滑坡地质遗迹评价提供直接的依据。研究结果表明:高空间分辨率卫星遥感技术应用于地质灾害遗迹调查评价,相对于传统野外考察等手段具有无比的优势。陕西华县莲花寺高速远程滑坡类型、特征、规模具有国际性对比意义,属国际罕见的滑坡灾害遗迹点,其稀有性对于研究高速远程滑坡这类特殊地质景观具有重要的现实意义,具有极高的科考研究和科普教育价值。     

利用实测重力垂直梯度反演长白山地区一剖面的深部构造

针对重力梯度高分辨率的特点,利用在长白山地区实测的重力垂直梯度数据,采用梯度空间参量图反演其深部构造。台阶模型试验表明: 重力梯度空间参量图能给出构造倾角和倾面的信息,结合重力梯度剖面和梯度空间参量图可以构建出地下构造的几何模型,进而对一些复杂构造进行解释。通过对比实测布格重力异常和实测重力梯度异常,重力梯度比重力异常的分辨率更高; 将梯度法应用到实测重力梯度数据的处理中,结果表明: 该方法对确定密度变化界面的水平位置和深度具有非常好的效果。     

现代卫星测高重力异常分辨能力分析 及在海洋资源调查中应用

通过卫星测高重力数据与船载重力测量结果进行空间分辨率对比、海陆重力异常接图, 以及我国南黄海海域卫星测高重力对沉积盆地与隐伏构造解释的应用试验, 对现代国内外卫星测高重力数据获取与重力异常分辨能力进行了分析, 指出了现代卫星测高重力异常的精度达到4×10^-5m/s²左右, 可以满足1∶100万比例尺的海洋重力调查与辅助前期资源勘查的需要, 并对卫星测高重力技术的应用提出了建议。     

二维平面非恒定流数学模型的遥感水位数据同化

为了在水流计算中定量化利用遥感水位数据,基于偏微分方程最优化控制理论建立了变分模型来融合二维平面非恒定流的数学模型和数据。根据遥感数据空间信息密集的特点,提出遥感水位数据同化的新算法。采用人工合成数据考察了面域遥感数据对于定常参数和时变两类参数的反演效果。试验结果表明,遥感数据提供的空间分布式信息有利于空间分布式参数的反演识别,而且通过引入考虑水面空间变化信息的附加项,可以改善观测信息的同化,更好地辨识时变参数(流量过程)。以Moselle河的RADARSAT卫星遥感水位数据检验了模型的实用性。     

重磁联合反演解释在长白山天池深部构造中的应用

重磁联合反演可以解决火山岩强反射屏蔽作用导致地震深层反射能量弱的问题。为了解译长白山天池深部断裂构造并描述地层形态,笔者依托Oasis Montaj重磁拟合平台,参考地震地质资料建立原始重磁模型,并利用岩性参数作为约束条件进行联合反演解释。根据布格重力异常与地磁法异常分布特点,成功反演了地下8 km基底范围内的地层分布特征,解译了7处断裂分布位置。其中深大断裂位置与地质、遥感研究结果能够良好吻合,并更加精确。     

遥感与GIS技术支持下的机场选址与工程地质分析

研究将“3S”技术（RS、GIS、GPS）应用到机场地址勘察中,主要是采用现代化遥感技术,以最新遥感图像LANDSATETM（最高空间分辨率15m）,SPOT图像（2．5m）和QUICKBIRD图像（0．61m）等作为信息源,通过遥感图像数据融合、数字镶嵌和影像增强等数字处理,制作不同类型、不同波段和不同分辨率的正射遥感影像及正射影像地图,为机场工程地质勘察提供最佳图像资料。通过遥感图像增强处理、信息提取及GIS空间分析等,对研究区的地质构造,地质灾害等进行解译。并借助GPS进行野外现场调研,查明研究区地质构造的特征,尤其是隐伏断裂、活动性断裂的分布,以及岩溶漏斗、洼地等水文地质现象,为小哨机场工程地质勘察工作提供了基础资料。     

遥感异常与地球化学指标间的映射关系模型探索

采用改进的遥感异常提取方法,以甘肃金川地区的LandSat 8遥感影像数据为基础,结合主成份分析方法及低通滤波后期处理,得到空间规律性较强的烃基及铁染异常;进而对测区的土壤地球化学取样分析数据,利用统计学方法寻找不同元素异常(或地球化学指标)的内在关联,并建立土壤地球化学指标比值与遥感异常之间的关系模型。继续构建出基于LandSat 8遥感影像的净反射率值与地球化学因子之间的统计模型,并以此预测模型对测区进行了遥感地球化学异常的圈定。预测结果表明:建立的遥感地球化学统计模型高异常区与已知矿区范围基本吻合,通过提取的遥感地球化学异常不仅能表达化探常规异常的信息,还可以把其空间分布规律明晰出来,让某些局部弱异常得到增强。遥感地球化学异常得到了野外验证,说明利用地质资料建立的基于LandSat 8遥感地球化学预测模型比单一的遥感或化探异常有更好的预测效果。     

铀资源勘查多源地学数据挖掘技术

核能作为清洁能源之一,是实现我国能源经济可持续发展的重要支撑。近年来,核电的快速发展对天然铀资源供给提出了新需求、新挑战,利用现代对地观测新技术新方法,持续开展铀资源高效勘查,是扩大天然铀资源量的关键途径。基于数据挖掘和知识发现技术,综合利用遥感、地球物理、地质等多源地学数据,通过光学遥感数据与雷达数据融合、航磁、航放、重力与地学数据综合分析,结合地面遥感地质调查与验证,系统研究了桃山矿田及其邻区主要成矿岩体、控矿构造、热液蚀变等多种铀成矿要素的电磁波谱特征,综合评价了铀成矿条件,圈定了远景靶区。     

遥感影像地表温度反演与地热资源预测——以石家庄地区为例

热红外遥感技术可以反演地表温度信息,可在地热资源预测方面发挥重要作用。研究基于京津冀地区地热成藏模式,利用单窗算法反演出石家庄地区2015年3月6日地表温度,结合夜间热红外影像、遥感构造解译结果和剩余重力异常数据,综合分析,相互论证,圈定1处山地对流型地热远景区和2处沉积盆地型地热远景区。其中,平山县寺沟村昼夜地温值均高于周边地物,且剩余重力异常数据印证该区存在北东向断裂,进而预测该区是断裂作为导水导热通道连接地表与地壳深部热源所形成的地热田;藁城—无极一带和马于—换马店一带剩余重力异常解译为深部隆起构造,且有隐伏断裂穿过,预测该区是由隐伏断裂将热量传递、汇集至隆起构造位置所形成的地热田。以地热成藏理论为依据,利用遥感技术和地质、地球物理资料综合分析进行地热资源预测,所圈定的地热预测靶区更具备地质可解释性。     

东昆仑—阿尔金地区遥感地质解译与成矿预测

通过提取遥感找矿地质异常信息,从宏观和多角度预测矿床存在的有利区域。以东昆仑—阿尔金地区为例,通过运用影像纠正、假彩色合成与彩色空间变换、图像增强处理(比值、主成分分析等)、掩膜处理、数据融合以及遥感异常信息多层次筛选技术、影像镶嵌、地质信息综合分析等方法,提取与成(控)矿作用相关的蚀变异常信息和构造信息,确定了基于蚀变异常与线环构造信息的典型矿物遥感找矿模型,并结合多源信息对东昆仑—阿尔金地区进行了成矿预测。     

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。     

基于GIS空间分析进行多源信息成矿预测

GIS空间分析在区域地质多源信息综合分析中，具有十分重要的作用。作者在本文中介绍了GIS空间的分析特征及应用于区域地质找矿的两种方法，即统计分析和叠加分析。结合兰坪盆地的区域地质特征，作者选取了遥感线性体密度异常、频度异常、遥感环形影像异常、地球化学异常、地球物理异常、地质异常及已知矿（点）床的分布等七种控矿因素作为多源成矿预测的空间信息数据源。在此基础上，利用了GIS的空间分析功能进行多源信息的综合分析，预测出三级成矿有利的区域。     

高分辨率遥感数据处理及其铀矿地质应用

高光谱和高空间分辨率遥感技术在铀矿地质勘查中具有重要作用,遥感数据挖掘与知识发现、新方法研究则是各种铀成矿要素光谱信息和空间特征识别的关键技术手段。本文基于曲波变换技术,开发了卫星高光谱数据（Hyperion）和高空间分辨率（SPOT5）的影像融合方法,融合影像在数据噪声消除、信息增强与信息提取方面应用效果显著;利用离散小波变换技术,高精度提取了主要铀成矿要素的光谱参数,建立了典型四价和六价铀矿物的光谱识别谱系。另外,通过钻孔岩心和探槽工程的高光谱编录、地质编录和物探编录,建立了典型蚀变带的物谱关系模型,重点分析了赤铁矿化蚀变（Fe3＋）光谱特征与铀含量之间的相关关系。上述遥感数据处理新技术新方法在桃山地区铀矿地质勘查中取得了理想效果。     

成矿预测中遥感与地质异常的综合分析——以兰坪盆地为例

遥感技术以其独特的空间和波谱特性，使其在成矿预测中的地位更加稳固。它可以从宏观和多方位的角度预测矿床存在的有利区域；地质异常作为一种新的地质理论，通过定量统计分析方法把各种有利的成矿地质条件进行成矿有利度得分，地质异常场是一个综合异常场，是各种成矿地质因素的综合反映，地质异常综合评价更多是侧重于微观的，局部的分析，基于遥感技术和地质异常理论自身的优势和局限性，笔者把遥感和地质异常相结合，对兰坪盆地的成矿有利区域进行综合评价，并得到了很好效果。