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。      

ASD FieldSpec 3地物光谱数据在水磨—大河地区岩性分类中的应用

以四川省旺苍县水磨—大河地区为研究区, 利用美国ASD FieldSpec 3便携式地物光谱仪野外实测岩矿波谱数据和ASTER遥感影像数据, 基于GIS平台, 根据野外实测的岩石光谱曲线和USGS光谱库的典型岩石光谱曲线提取端元波谱, 对区域影像像元的光谱曲线进行匹配, 采用ENVI4.4软件自动信息提取与人机交互解译相结合的方式, 进行岩性分类, 可以有效地划分区内岩性界线, 满足填图需求, 对辅助该区区域基础地质调查、矿产普查等具有重要的应用价值。      

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%。     

基于GF-2影像西藏桑耶地区岩性-构造遥感解译

西藏桑耶地区位于青藏高原中南部,区内切割强烈,地势陡峻,属于高山峡谷区。为提高区域地质调查野外工作效率,在调查中率先开展了遥感解译研究。在充分收集已有资料的基础上,通过对GF-2卫星数据进行预处理和影像增强,结合野外验证建立了各地质要素的遥感解译标志,实现了区内不同地层岩性、侵入岩、断裂和褶皱等地质要素的提取,最终编制了研究区1:5万遥感地质解译图,为区域地质调查提供了数据支撑。结果表明: 各地质要素在GF-2数据上均有良好反映,完全满足1:5万尺度的遥感地质解译和编图的需要,充分显示出该卫星数据在区域地质调查等工作中具有良好的应用前景。     

青海赛什腾地区遥感影像岩石信息提取研究

赛什腾地区隶属柴北缘构造带,岩性复杂多变,前人对研究区岩性界线的划分较为笼统,笔者等选择Landsat- 8 OLI、ASTER和Sentinel- 2A为数据源,采用最佳波段指数确定各影像的波段组合,凸显不同岩石的边界;将ASTER短波红外波段与Landsat- 8 OLI、Sentinel- 2A可见光—近红外波段协同处理,构成Landsat- 8+ASTER（LA）数据和Sentinel- 2A+ASTER（SA）数据,分析重采样岩石标准光谱信息,拟定不同岩石波段运算公式,基于多重分形理论选定不同岩石类型的阈值范围,获取主要岩性的分布;根据重采样的黑云母标准光谱曲线,选取SA数据2262 nm波段和2336 nm波段进行定向主成分分析,采用Crosta法阈值分割第二主成分,划分黑云母异常等级,将其与岩性分布相关联,识别出研究区主要岩性分布。通过岩石实测光谱分析、薄片镜下鉴定与野外地质调查相结合的方法完善解译结果。岩性提取结果显示,小赛什腾山东侧新发现“U”型条带,为辉长岩—英云闪长岩—二长花岗岩,重新圈定达肯大坂群第三岩组和第四岩组,滩间山群一组,花岗岩,二长花岗岩,黑云母花岗岩,流纹岩,似斑状石英闪长岩,石英闪长岩,英云闪长岩,辉长闪长岩和辉长岩等岩石的边界。此次基于多源遥感数据岩性识别方法研究对青海赛什腾地区野外地质调查工作具有指导意义,可为高山峡谷区地质填图提供技术参考。     

青海赛什腾地区遥感影像岩石信息提取研究

赛什腾地区隶属柴北缘构造带,岩性复杂多变,前人对研究区岩性界线的划分较为笼统,笔者等选择Landsat- 8 OLI、ASTER和Sentinel- 2A为数据源,采用最佳波段指数确定各影像的波段组合,凸显不同岩石的边界;将ASTER短波红外波段与Landsat- 8 OLI、Sentinel- 2A可见光—近红外波段协同处理,构成Landsat- 8+ASTER（LA）数据和Sentinel- 2A+ASTER（SA）数据,分析重采样岩石标准光谱信息,拟定不同岩石波段运算公式,基于多重分形理论选定不同岩石类型的阈值范围,获取主要岩性的分布;根据重采样的黑云母标准光谱曲线,选取SA数据2262 nm波段和2336 nm波段进行定向主成分分析,采用Crosta法阈值分割第二主成分,划分黑云母异常等级,将其与岩性分布相关联,识别出研究区主要岩性分布。通过岩石实测光谱分析、薄片镜下鉴定与野外地质调查相结合的方法完善解译结果。岩性提取结果显示,小赛什腾山东侧新发现“U”型条带,为辉长岩—英云闪长岩—二长花岗岩,重新圈定达肯大坂群第三岩组和第四岩组,滩间山群一组,花岗岩,二长花岗岩,黑云母花岗岩,流纹岩,似斑状石英闪长岩,石英闪长岩,英云闪长岩,辉长闪长岩和辉长岩等岩石的边界。此次基于多源遥感数据岩性识别方法研究对青海赛什腾地区野外地质调查工作具有指导意义,可为高山峡谷区地质填图提供技术参考。     

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。      

柴达木盆地南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩岩性识别研究

本文运用ASTER多光谱遥感数据识别柴达木南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩的岩性信息,分别采用光谱分析法和最小噪声变换法进行试验,可有效地识别与提取出研究区内的典型岩浆岩岩性信息;经已知地质资料和野外查证资料分析证明,用上述方法提取岩性信息的结果可靠,能为岩性填图及矿床勘查工作提供参考。     

基于多源遥感数据的第四系覆盖物分类方法研究:以内蒙古旗杆甸子幅1∶5万填图试点为例

遥感图像分类技术对于荒漠草原浅覆盖区第四系覆盖物分类具有重要意义。以内蒙古旗杆甸子幅1∶5万填图试点为例,基于ASTER、GF-2等多源遥感数据,利用植被抑制法、波段比值法、主成分分析以及纹理信息提取等多种方法,充分考虑了多光谱数据的光谱信息和高分辨率数据的形状、空间结构、纹理信息等特征,结合面向对象分类法,对研究区第四系覆盖物进行了分类,并比较分析了不同分类方法的分类效果与精度。结果表明:将波段比值、主成分分析以及纹理分析多种特征作为辅助数据参与分类,其分类效果优于基于单一ASTER数据进行的分类;通过几种不同分类方法的比较分析,发现多特征面向对象分类的总体精度最高,达到85.40%,比多特征传统监督分类的总体精度提高了约11%,分类影像上地物边界清晰。该法分类技术可以为荒漠草原浅覆盖区的地质填图提供相关技术支持。     

面向高空间分辨率遥感影像的山区地形校正方法

山区地形复杂，遥感影像地形效应明显，易造成"同物异谱"、"同谱异物"现象，增大了遥感地质填图的难度.但前人对适用于复杂地形条件下地质填图的地形校正模型讨论较少，特别是校正高空间分辨率遥感影像时多缺少对应高精度数字高程模型，校正结果易受地形异常影响.在Richter"山区"校正模型基础上引入地形抹平模型，提出"Smoothed山区"校正方法，并与另14种地形校正模型在GF-1、GF-2、SPOT6山区影像上进行对比实验.结果显示，"Smoothed山区"校正模型在山区高空间分辨率遥感影像的校正效果明显优于其他模型，校正结果地形效应减弱，影像信息丰富不失真，并且直接获取地表反射率数据，可为进一步的遥感蚀变提取等工作提供基础数据.该模型适用于复杂地形山区的遥感地质填图.      

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。     

不同天然海绵体特征条件下的海绵城市建设适宜性研究

海绵城市建设是近年来城市规划和雨洪管理的重要方向。针对不同的地质环境条件特征,海绵城市建设的适宜性和措施建议各不相同。本文通过对郑州市白沙和高新两个典型地貌单元的海绵城市建设示范区进行研究,在查明区域地质环境条件的基础上,运用层次分析法对两个示范区的天然地质海绵体的适宜性进行评价。评价指标选取地表海绵体中的土地利用现状、地表岩性、地形坡度、土壤环境质量,地下海绵体中的岩性结构组合、厚度。评价结果显示白沙示范区适宜性整体优于高新示范区一个级别。白沙示范区浅层地下水埋深较浅,地层渗透性强,若加大开采力度,其海绵城市建设的蓄水能力会大大增强,海绵城市建设的适宜性也会随之提升;高新示范区虽水位埋藏深,但地层渗透性差,海绵城市建设潜力相对较小。针对不同的天然海绵体条件特征,应辅以相应的LID设施建议。     

西昆仑阿勒塔什地区ASTER影像岩性划分方法研究

以西昆仑造山带西段阿勒塔什地区为例,在缺少地表各岩石单元样品的情况下,对ASTER VNIR-SWIR波段反射率数据进行处理,提取岩性信息。首先对VNIR-SWIR多波段反射率数据进行最佳指数因子(IOIF)运算,得出最佳波段组合Band7-Band4-Band3,从其假彩色合成图像上只能识别少量岩性单元;为了减少高相关性波段之间的信息冗余度、并对波段信息进行集成,后对ASTERVNIR-SWIR波段反射率数据采用主成分变换并进行彩色合成,该图像能详细划分研究区多种岩性单元,如元古宙岩层、志留纪岩层、二长花岗岩岩体和英云闪长岩岩体,以及微观地质信息,如侵入岩热接触变质带、小型岩株和岩性界线。对比已有少量地质资料,认为提取结果可靠,为野外地质制图工作能提供超前信息。     

Geological mapping of the Francistown area in northeastern Botswana by surface temperature and spectral emissivity information derived from Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) thermal infrared data

We identified geological units in the Francistown area in northeastern Botswana by using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) thermal infrared (TIR) data, which contains both surface temperature and spectral emissivity information. A scatter plot of ASTER L1B daytime TIR digital values and L2 daytime temperature indicates that in the ASTER L1B daytime TIR data, bands 10, 11, and 12 contain spectral emissivity and temperature information, whereas surface temperature dominates the spectral emissivity information in bands 13 and 14. Visual interpretation of the ASTER TIR false color composite (FCC) images generated by assigning red, green, and blue to band 14:band 12:band 10 using L1B daytime data allowed us to identify mafic-to-ultramafic units and quartz-rich felsic units. Mafic-to-ultramafic units such as gabbro, dolerite, and dunite appear white in ASTER L1B daytime TIR FCC images due to their high spectral emissivities in the 8–9 μm region (bands 10 and 12) and high surface temperatures. Mafic-to-ultramafic units have higher surface temperatures than other geological units because they absorb more solar radiation due to their lower albedos and they have a lower thermal inertia. Quartz-rich felsic units such as granite and dry river sand appear reddish in the ASTER L1B daytime TIR FCC image because the spectral emissivity of quartz is lower in the 8–9 μm region (bands 10 and 12) than in the 10–12 μm region (band 14). Mafic-to-ultramafic and granitic units are important targets for mineral exploration because they are potential geological units to host or accompany mineralization. The proposed ASTER L1B daytime TIR FCC images can be prepared very simply and they provide valuable information for geological mapping and mineral exploration.     

基于ASTER VNIR-SWIR多光谱遥感数据识别与提取干旱地区岩性信息——以西南天山柯坪隆起东部为例

ASTER多光谱遥感数据目前可以用于岩石矿物资源信息的识别和提取。本研究尝试利用ASTER可见光近红外(VNIR)和短波红外(SWIR)的多光谱遥感数据提取干旱地区的岩石与矿物信息。基于新疆天山西南缘柯坪隆起东部不同地层单元岩石的化学组成和矿物成份以及VNIR-SWIR谱域光谱吸收特征的分析,我们采用相关吸收波段深度(RBD)和波段比值(BR)方法对研究区的多光谱遥感数据进行图像处理,有效区分和识别了白云岩、石灰岩、砂岩以及阿克苏群的蓝片岩—绿片岩和砂质片岩。白云岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位于2.32μm,与灰岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位置2.35μm相比,具有向短波长方向移动的特点,据此可以利用RBD7、RBD8分别有效的识别白云岩和灰岩;长英质岩石显示Al-OH和Fe~(3+)VNIR-SWIR吸收特征,而基性-超基性岩石显示Fe~(2+)和Fe、Mg-OH特征,利用不同的铁价态和次要矿物可以区分它们:ASTER band2/band1代表了含Fe~(3+)矿物分布信息、ASTER band5/band4代表了含Fe~(2+)矿物分布信息、RBD6可以估计Al-OH矿物的丰度;砂质/泥质片岩含较多的多硅白云母、绿泥石、黑硬绿泥石以及风化后表面覆盖的其它粘土矿物,在2.21μm(band6)存在有特征的吸收谱带,并且在1.65μm(band 4)具有较高的反射率,而蓝片/绿片岩在2.21μm(band 6)反射率较高,不具有明显特征吸收谱带,同时其在1.65μm(band 4)反射率较低,因此蓝片/绿片岩ASTER band4/band6比值低。应用ASTER band4/band6波段比值可以有效的区分开砂质/泥质片岩与蓝片岩/绿片岩。     

奥维地图遥感影像在威信地区1∶5万地质填图中的应用

滇东北威信一带位于云贵川三省交界附近,构造样式上属侏罗山式褶皱区,以沉积地层为主,因岩石力学性质和风化程度不同,各地层岩石组合和地质地貌的遥感影像特征具有显著差异。以本区不同年代的岩石地层、地貌类型及线性构造为研究对象,利用奥维地图不同比例尺的遥感影像数据进行解译,并结合地质填图过程中的实地验证,明确本区特定地层、岩石和构造的影像特征,并以此为基础,实现了填图路线的合理布局、岩性变化的预判、岩溶地貌类型的划分和地质图的成图处理等工作。通过奥维地图遥感影像的解译工作,地质体界线定位精度较高,可满足1∶50 000区域地质填图要求。      

多源遥感数据在新疆卡拉麦里地区岩矿识别中的应用

遥感技术广泛应用于地质基础调查、矿产资源勘探、环境评估和地质灾害调查等方面。它已从多光谱发展到高光谱阶段,Landsat- 8是目前最具有代表性和最常用的多光谱数据,ASTER具有高的分辨率和多波段特征,资源一号02D(ZY1- 02D)卫星是我国2019年发射的高光谱业务卫星。为了更好地了解多源遥感数据在岩矿识别中的作用,在新疆东天山卡拉麦里地区进行了相关研究。结果表明：Landsat- 8 OLI的PCA变换结果清晰识别了研究区不同的岩性和地层;使用Landsat- 8 OLI、ASTER和ZY1- 02D高光谱数据,分别采取不同的图像端元提取方法,在进行光谱分析的基础上,利用光谱角填图（SAM）即可得到研究区的主要矿物分类图件。通过野外验证,应用GIS技术进行集成和分析,修正相关图件后,便得到了精准的矿物分类综合图。研究表明：多源遥感数据的集成在岩矿识别方面效果良好、前景巨大。