高光谱遥感卫星技术及其地质应用

在收集国内外高光谱技术发展、地质应用与研究实例资料的基础上,主要介绍了国内外高光谱地质应用的现状及其主要进展,并简要介绍了高光谱地质应用的主要技术.结合地质应用成功的实例.分析了高光谱遥感卫星技术在矿物识别与填图、岩性填图、矿产资源勘探、矿业环境监测、油气渗漏监测等地学方面的应用优势与前景,同时指出了目前高光谱遥感卫星技术地质应用存在的主要问题与发展趋势.     

帕米尔东北缘ASTER多光谱热红外遥感数据的岩性信息提取

搭载于美国航空航天局（NASA）Tera卫星上的ASTER传感器具有从太空测量来自地球表面的多光谱热红外（TIR）辐射的能力。基于地球表面典型岩石类型的热红外光谱特征分析，我们建立了几种探测硅质岩、碳酸岩及硅酸盐岩中全岩SiO2含量的指数，我们将这些指数应用于帕米尔东北缘地区的ASTER多光谱热红外图像数据，并将遥感解译分析结果与该区已发表的地质资料和野外调查结果进行比较。结果表明，ASTER热红外遥感方法具有很大的应用潜力：它可以有效地提供整个帕米尔地区的主要地质信息。这是常规的地质调查方法无法完成的，因为该区的野外地质调查受到自然地理条件等因素的限制。     

高光谱遥感卫星技术及其地质应用

在收集国内外高光谱技术发展、地质应用与研究实例资料的基础上,主要介绍了国内外高光谱地质应用的现状及其主要进展,并简要介绍了高光谱地质应用的主要技术。结合地质应用成功的实例,分析了高光谱遥感卫星技术在矿物识别与填图、岩性填图、矿产资源勘探、矿业环境监测、油气渗漏监测等地学方面的应用优势与前景,同时指出了目前高光谱遥感卫星技术地质应用存在的主要问题与发展趋势。     

遥感技术在地质找矿中的应用

遥感地质找矿方法随着遥感成像技术的发展而发展,传感器的发展使得探测波段不断细分,光谱分辨率不断提高,从而提高了遥感地质找矿的精度,使地质找矿从定性化到定量化转变。总结近几十年来多光谱与高光谱遥感成像技术的发展过程,并概括在此发展过程中相关找矿方法的发展,从多光谱成像与高光谱成像的发展2个方面介绍了相应的找矿方法与找矿应用,论述遥感技术在地质找矿中的应用趋势,并对目前遥感找矿领域中的相关难点进行了总结。     

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。     

面向地学应用的高光谱遥感器指标体系设计

高光谱成像技术在地物精确分类上的巨大优势, 使其成为地学遥感领域的热点与主要技术手段.为确定适合地学应用的高光谱遥感器的指标体系, 分析了地学应用的需求, 以及高光谱传感器各指标之间的"约束"关系, 包括空间分辨率、光谱分辨率、幅宽以及信噪比等.提出了高分辨率与宽幅高光谱遥感器的指标体系, 利用宽幅高光谱数据与高分辨率高光谱数据, 可同时满足大范围调查以及重点区域详查的地学应用需求, 为未来地学应用高光谱遥感器的体系化发展提供了参考和支持.      

高光谱遥感技术在基岩区区域地质调查填图中的应用

高光谱遥感以其超高的光谱维数据优势,使对地物的精细识别和区分能力较传统多光谱遥感数据有质的提升。以HyM ap高光谱数据和高分五号高光谱数据为数据源,选择中国西部基岩区区域开展了高光谱遥感岩性-构造解译工作。通过图像增强处理后,对研究区地层单元、岩体/脉、构造等进行了遥感地质解译。对比已有的地质调查结果,发现高光谱遥感数据相较多光谱/高分数据对岩性-构造信息的展布情况显示得更加清晰和直观,同时其对不同岩性段、不同岩相带,以及细小构造等区分能力突出,表现出明显的技术优势。研究认为,高光谱遥感可为基岩区区域地质填图提供更加客观、真实的地质体、构造展布情况,能提高地质调查填图的效率和质量。     

航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其应用进展——以中国西部成矿带调查为例

为推进航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其在地质工程化中的应用,2010—2015年,以我国西部成矿带为调查区,使用CASI/SASI/TASI航空高光谱数据,在进行矿物光谱特征分析、高光谱影像数据预处理、矿物信息提取、蚀变异常信息筛选及区域找矿预测基础上,编制了矿物种类分布图、单矿物丰度分布图和找矿预测图等高光谱地质调查系列专题图件; 建立了一套高光谱遥感矿物填图技术体系,解决了高光谱数据预处理与矿物提取等方面的技术问题,推进了地质填图向精细化和微观化方向发展。该研究为高光谱技术在地质工程化中的应用奠定了基础,丰富了地质填图的产品类型和内容,并服务于地质找矿等地质工作。     

岩矿高光谱遥感及其在青藏高原的应用前景

高光谱成像作为目前遥感领域最先进的技术,在地质应用中取得了巨大成功。岩石和矿物由于电子过程和分子振动可以产生特征的光谱吸收,因此可以利用高光谱技术进行岩矿填图,快速且准确地获取区域内岩石和矿物的分布情况,进而圈定有潜力的找矿靶区。岩矿高光谱通过对岩矿信息的提取可获得矿物类别和矿物丰度分布甚至矿物化学成分的填图结果,识别方法包括光谱匹配、模式识别和人工智能方法 3大类。GF-5卫星上搭载的高光谱成像仪覆盖度宽、光谱分辨率和信噪比高,满足矿物精细识别和大比例尺、大面积岩性填图的要求,应用前景广阔。青藏高原地区矿产资源丰富、岩体裸露但地势偏远,有利于高光谱遥感蚀变矿物填图,开展区域找矿工作。同时,高光谱遥感凭借其空间尺度优势,可以方便快捷地获取区域整体信息,结合地球化学的时间信息,可为青藏高原关键地质科学问题的解决提供新的视角。提升岩矿高光谱遥感的定量化和智能化水平,将传统地质学方法获得的地下深部资料与遥感手段获取的地表数据结合,是促进地质遥感和地球系统科学发展的重要途径。     

现代遥感技术在地质找矿中的应用

文章论述了现代遥感技术在地质找矿中的应用,包括遥感岩性识别、矿化蚀变信息提取、地质构造信息提取和植被波谱特征的找矿应用等;总结了遥感地质找矿技术的若干新发展,即多光谱遥感蚀变信息提取技术、高光谱遥感技术、遥感生物地球化学技术,以及它们在地质找矿应用中的新发展;对遥感技术在地质找矿中的应用提出了几点认识及展望.     

先进星载热发射和反射辐射仪（ASTER）——地质学家的最佳选择

航天遥感技术的发展为地质学家提供了大量可使用的遥感数据.在这些遥感数据中,ASTER具有从可见光到热红外的较宽的波谱范围,能满足对大多数矿物、岩石划分的需要.ASTER的多波段数据除了可以用传统的数据处理方法处理之外,还可以利用高光谱的岩矿信息识别与提取技术进行数据处理,得到更精确的矿物、岩石分类结果.利用GIS评价模型处理ASTER遥感解译的蚀变岩石信息,可以得到精确的遥感异常,从而指导找矿勘查工作.     

基于资源一号02D卫星高光谱数据的甘肃头吊泉-南大滩地区蚀变矿物填图及金矿化带识别

高光谱遥感能够根据光谱指纹特征提取蚀变矿物,在地质领域应用成效十分显著.针对最新的资源一号02D卫星高光谱数据特点,首先进行了高光谱数据预处理,选取蚀变矿物光谱特征显著波段进行数据降维,并应用三次样条插值函数对短波红外数据进行光谱波段增值,将光谱采样间隔提高到了2 nm.在优选出矿物填图端元光谱后,应用改进的SAM填图...     

高光谱遥感技术及资源勘查应用进展

高光谱遥感技术在可见光、近红外、中红外和远红外波段范围内可获取上百个窄光谱波段, 包含了丰富的空间、辐射和光谱3重信息.极高的光谱分辨率特性可以定性、定量探测在多光谱、宽波段遥感中不能被识别的物质.介绍了当前宽幅高光谱成像仪载荷研制最新进展以及星载高光谱成像数据模拟、定标与处理技术进展, 并在矿产资源和油气资源调查方面进行典型应用.高光谱遥感技术在资源勘查中的应用积累、技术研究以及全流程业务化信息系统平台开发对高光谱数据在资源能源勘查中的推广有重要意义.      

内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区遥感蚀变信息提取及其找矿指示意义

利用遥感技术可以经济、有效地获取地质找矿信息。基于多光谱遥感数据的蚀变信息提取已在地质填图和找矿工作中广泛应用,近几年,中国高分五号（GF-5）高光谱数据以其较高的光谱分辨率为地表蚀变矿物的精细化识别提供了基础数据。文章结合Landsat-8 OLI多光谱和GF-5高光谱数据,对内蒙古苏莫查干敖包萤石矿及周边开展蚀变信息提取,分析有利成矿区域,并进行野外验证,进一步发掘外围矿产资源潜力并探究遥感地质勘查的可信度。笔者基于Landsat-8多光谱数据,利用主成分分析方法提取了铁染、羟基类蚀变,并对其异常等级进行了划分;基于GF-5高光谱数据运用最小噪声分离（MNF）算法、纯净像元指数（PPI）算法、混合调制匹配滤波（MTMF）填图方法,在研究区内提取出白云母、绿泥石、高岭石、磁赤铁矿和褐铁矿5种矿物。将两者蚀变信息提取结果叠加,笔者发现苏莫查干敖包萤石矿区及外围存在热液蚀变特征,具备金属成矿潜力,野外验证发现研究区除萤石外,还伴生有铅锌多金属矿。因此,笔者认为多光谱和高光谱遥感数据结合的蚀变信息提取在地质矿产资源勘查领域具有一定应用潜力。     

基于航空高光谱遥感的沉积变质型铁矿找矿预测—以北祁连镜铁山地区为例

沉积变质型铁矿是北祁连山西段重要的矿床类型,一直以来都是该地区矿产勘查的重要对象,区内产有知名的镜铁山铁矿床。由于北祁连山地区山势陡峻、交通不便,地质工作程度相对较低,开展传统的地质调查工作难度较大。航空高光谱遥感具有高空间分辨率和高光谱分辨率特点,其在矿物信息识别上较多光谱遥感有了质的提升,同时在该地区开展航空高光谱遥感调查是发挥遥感技术的高效性和先行性优势所在。本文基于调查区内沉积变质型铁矿床地质特征,利用航空高光谱遥感数据提取的赤铁矿、菱铁矿信息开展针对沉积变质型铁矿找矿预测。结果表明,提取的赤铁矿信息或直接指示铁（化）体产出位置,或指示含赤铁矿地层产出信息,这为直接或间接寻找铁矿床提供了重要信息;菱铁矿信息同样可作为寻找铁矿床的重要依据,分布范围较大的菱铁矿信息可直接指示富菱铁矿的铁（化）体产出位置。     

基于地质勘查遥感系统的矿产资源地质信息产品生成流程研究

在地质勘查遥感系统的地质矿产应用基础上, 研究了高光谱矿产资源探测的技术流程, 包括构造信息产品、岩性信息产品、矿物信息产品和远景成矿预测产品的生成流程。同时选取新疆东天山土墩地区作为研究区, 对本研究的各产品生成流程和填图结果与前人研究成果进行了对比, 结果表明, 本研究的技术流程可行, 信息提取方法精度较高, 可作为今后矿产资源调查的主要技术方法使用。      

基于高光谱数据的甘肃花西山金矿蚀变特征分析与找矿预测应用

利用地物光谱仪识别具有光谱诊断性吸收特征的蚀变矿物,并分析其空间分布及组合特征,是后续利用航空、航天高光谱遥感开展找矿预测的重要理论依据。本文以位于甘肃柳园地区花牛山矿集区的花西山金矿床为例,首先利用FieldSpecPro FR便携式光谱仪对采集样品进行光谱测量,通过The Spectral Geologist 8软件对获得的光谱数据进行分析解译,揭示了与矿化关系密切的地表蚀变矿物为绢云母（白云母和多硅白云母）+黄钾铁矾+赤铁矿+针铁矿,外围蚀变矿物主要为绢云母（钠云母）+绿帘石+绿泥石+蒙脱石+水铝石。基于这一认识,对矿区及周边开展CASI/SASI航空高光谱遥感蚀变矿物信息提取,综合地表及航空高光谱解译信息,建立了花西山式金矿床的高光谱遥感找矿预测模型,并基于该找矿预测模型在外围圈定了预测区1处,经野外查证,预测区内发现有明显金异常。研究结果表明,在分析和总结调查区成矿地质背景和蚀变特征的基础上,结合高光谱遥感信息可快速地、更有针对性地发现成矿有利区段,为矿产勘查部署提供重要参考资料。     

高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。     

巴基斯坦胡兹达尔- 拉斯贝拉铅锌成矿带遥感地质特征与找矿模型

巴基斯坦胡兹达尔- 拉斯贝拉铅锌成矿带是特提斯成矿域铅锌成矿带的重要组成部分,该成矿带的矿床类型主要为喷流- 沉积型(SEDEX)和密西西比河谷型(MVT)。目前针对胡兹达尔- 拉斯贝拉铅锌成矿带及典型矿床的研究程度较低,制约了对该成矿带的认识及找矿勘查研究。本研究以胡兹达尔- 拉斯贝拉成矿带为研究区,通过合理选择遥感数据源和图像处理方法,对典型矿床(杜达、贡尕铅锌矿床)及部分矿点的样品光谱特征、影像特征综合分析,结合关键控矿要素研究,建立了胡兹达尔- 拉斯贝拉地区与沉积岩有关铅锌矿遥感找矿标志并开展成矿预测,为该成矿带找矿提供可行性方法。基于本研究建立的找矿标志,利用增强型专题制图仪(Enhanced thematic mapper, ETM)和先进星载热辐射与反射辐射计(Advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer, ASTER)影像圈定主要预测含矿地层分布区30处,结果与已知矿床、矿点吻合较好,圈定的含矿地层分布区主要集中在研究区中部和北部,均位于侏罗纪地层内且矿化带与地层走向一致,矿化主要位于安吉拉组、劳瑞莱组地层内部;根据含矿地层像元光谱,利用资源一号02D高光谱影像提取了中部地区含矿地层的空间分布,提取结果与找矿标志分析结果吻合较好,证实了在该区利用国产高光谱影像开展含铅锌矿地层自动提取与找矿的可行性。