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...     

地质扫描公司的AMSS MKI数据在澳大利亚昆士兰某地的岩性填图中的应用

在澳大利亚昆士兰州的Ravenswood地区,已经用地质扫描公司的机载多波段扫描仪(MKI)进行过岩性填图。由于地面的标定目标物具有不均匀性,因而,不能用将DN值与地面反射率值联系起来的线性回归法。相反,对数剩余值法(Green及Craig,1985)在将三个SWIR波段的DN值转换为一组数值(这些数值的波段间模式与地面反射率值的相似)时取得了成功。通过对这三个SWIR波段的“标定”值的线性组合,计算出了“明矾石指数”和“方解石指数”,用位于VNIR波长区的3波段和4波段数据生成了“垂直植被指数”图像,三个SWIR波段的HSI彩色变换是另外一种直观表示波段内响应模式的技术。用上述的技术都成功地圈出了区内的花岗闪长岩体中的绿帘石带和绢云母带。     

基于HJ-CCD影像数据的新疆喀纳斯自然保护区植被叶面积指数估算

以新疆喀纳斯自然保护区为研究区, 评价了HJ-CCD影像数据估算植被叶面积指数(LAI)的能力及其对大气订正方法的敏感性.分别利用6S和FLAASH两种大气订正模型对HJ1B-CCD2影像进行大气订正, 比较了大气订正前后不同植被(针叶林、阔叶林、针阔混交林和草地)反射率及5种植被指数(NDVI、SR、SAVI、MSR、ARVI)的变化, 进而建立了4种植被类型LAI的遥感估算模型, 分析了LAI的空间分布格局.结果表明: 大气订正后可见光波段的反射率降低, 6S模型订正后近红外波段的反射率上升, 而FLAASH模型订正后近红外波段的反射率下降.大气订正后NDVI、SR、SAVI(除针叶林)和MSR上升, 6S模型订正后所有植被类型的ARVI下降, FLAASH模型订正后针叶林和阔叶林的ARVI上升, 而针阔混交林和草地的ARVI下降.大气订正提高了植被指数与LAI之间的相关性, 对于针叶林、阔叶林、针阔混交林而言, 利用6S模型订正后的反射率建立的模型优于FLAASH模型订正后的反射率建立的模型, 而草地却相反.经过大气订正, HJ-CCD影像数据可应用于研究区植被LAI的估算.研究区LAI的高值集中在湖泊和河流附近, 低值分布在海拔较高处.山地森林草原带、亚高山森林带、高山灌丛草甸带、高山冻原、高山冰川带植被LAI的平均值分别为2.6、3.9、2.5、1.7和1.0.     

多种类植被覆盖地区ASTER影像岩石、土壤信息提取方法研究

植被的发育限制了遥感在地质学方面的应用,特别是在多种类植被发育地区不能直接地根据波谱特征进行岩石与矿物方面的填图.利用线性波谱分离等技术方法可以从植被、基岩或土壤混合信息中区分出多类别植被波谱,从像元混合光谱中减去各植被类型所占的像元光谱强度,从而可以求出土壤光谱强度及其所占的份额,有效剥离出岩石和土壤信息.在试验区利用多种类植被干扰消除方法,进行遥感蚀变矿物和岩石填图,具有极大的可靠性.该技术可以在中等植被发育地区的遥感填图中得以推广和应用.     

遥感图像数字处理新方法-模拟反射率图像

随着遥感技术的飞速发展及图像分辨率的提高,对改善图像质量的处理技术要求越来越高,现有的处理手段已不能满足新的需求,其中遥感数据信息的完整利用尤为突出。TM数据有七个波段,一般只利用其中三个波段的信息,其它波段的信息没有被利用。基于TM数据的模拟反射率图则囊括TM数据七个波段的信息,信息利用完整,图像质量得到了很大提高。这里严格推导了基于TM数据构建模拟反射率图的原理和构建流程,并根据实验结果,总结了基于TM数据的模拟反射率图的特点主要有:①阴影区的分辨率得到了提高;②整体图像质量提高,图像处理由传统的不定量(拉伸)处理变为定量(特定处理工艺)处理;③信息利用完整;④对水体有一定程度的透视作用。     

招远金矿区植被异常及遥感找矿意义

提出了一种新的综合型替代方法:基于廉价的Landsat-7 ETM 遥感数据揭示植被异常与热液蚀变区的潜在关系。在研究过程中,使用了招远金矿区夏季的ETM 遥感数据来分析和展示植被异常与热液矿化蚀变是否存在上述关系。该方法包括以下几个步骤:(1)数据预处理;(2)植被指数(Veg.In-dex、TNDVI、SQRT(IR/R)、NDVI、IR/R等)和波段比值指数;(3)主成分分析(PCA);(4)非监督分类;(5)监督分类。最后,经过综合解译成图发现,该图很好地展示了招远金矿区部分区域的植被异常,同时经过野外验证,在招远其它地区的植被异常都与热液蚀变区域有关。研究结果表明,这种综合型方法在植被覆盖区利用ETM 遥感数据提取植被异常信息非常有效。     

基于NDVI的新疆玛纳斯湖湿地植被覆盖度变化研究

以2000年、2006年、2010年、2013年和2016年5期的Landsat遥感影像为基础数据源,基于像元二分模型反演了玛纳斯湖湿地植被覆盖度。通过动态度、转移矩阵对比不同时期各等级植被覆盖度的转化比例,分析植被变化的驱动力。结果表明： 2000-2016年,玛纳斯湖湿地植被覆盖度总体较差。极低植被覆盖度所占比例由19.6%增加到了46.3%,低植被覆盖度所占比例由60.6%减少到了28.7%,中植被覆盖度所占比例由9.4%减少到了4.6%,中高植被覆盖度相对变化较小,所占比例由2.9%增加到4.2%,高植被覆盖度所占比例由7.4%增加到16.2%。整个地区的荒漠盐碱土地和农田土地利用面积在逐渐增加,影响植被覆盖度和湖泊萎缩干涸的主要因素是过度利用水资源和人类活动对主要源流流域土地资源的大规模开发。     

用陆地卫星TM数据区分硫酸盐、碳酸盐及含水硅酸盐矿物

对两个地区（一个是半干旱的昆士兰，另一个是干旱的西奈）获取的陆地卫星ＴＭ数据对地质填图及工业矿产勘查的贡献进行了评价。每种情况均是用波段比值及其它标准技术进行数据分析。含水硅酸盐、碳酸盐及硫酸盐矿物作为一组矿物，可以通过它们在ＴＭ７波段上的吸收特征而与其它矿物区分开。然后用对数剩余值技术将ＴＭ数据还原成近似反射率并以假波谱的形式进行研究，这种波谱分析可以改进区分效果。在西奈可将含水硅酸盐矿物与碳酸盐矿物区分开。在昆士兰，能区分出含水硅酸矿物和硫酸盐矿物。尽管ＴＭ的波段宽、数量少，但还是能进行区分，表明ＴＭ数据的波谱特性还没有完全开发。     

基于SREM融合数据的矿物蚀变信息提取

目前卫星高光谱数据幅宽小,难以进行大面积矿物填图应用.本文探讨了基于多光谱图像光谱分辨率增强方法(spectral resolution enhancement method,SREM)融合算法,将Hyperion窄幅高光谱和先进星载热发射和反射辐射仪(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer,ASTER)宽幅多光谱数据进行融合,获得宽幅高光谱数据,从而进行矿物蚀变信息提取的方法和流程.结果表明:(1)原始ASTER数据仅能识别出Al-OH基团,Mg-OH基团和Fe3+离子基团3种矿物,SREM方法能够识别出高岭石、伊利石、绢云母、绿泥石和黄钾铁矾5种蚀变矿物;(2)融合图像矿物提取结果与原始ASTER和Hyperion图像的相对精度分别达到90.56%和92.85%;(3)其中绢云母、伊利石、高岭石与Al-OH基团,黄钾铁矾与Fe3+离子,绿泥石与Mg-OH基团出露区域基本一致.SREM融合数据具有幅宽大和光谱分辨率高的特点,提高了矿物蚀变信息解译精度,该方法对大面积矿物填图具有示范作用.     

基于蚁群算法的光谱分解方法剔除植被干扰信息

针对遥感图像预处理工作中,光谱分解方法处理速度慢而蚁群算法识别目标速度快的特点,结合蚁群算法和线性光谱混合模型,建立基于蚁群搜索的光谱分解模型,以剔除植被干扰信息。选取青海黄南州吉地地区为研究区,首先确定蚂蚁移动规则,然后建立基于蚁群算法的光谱分解模型,最后根据模型重构不含有植被信息的新的多波段图像,通过残差图分析以及原图与剔除植被后影像对比分析,初步验证了基于蚁群算法的光谱分解方法剔除植被干扰信息的可行性。      

面向高光谱矿物填图的多特征结合降维方法研究

高光谱影像具有图谱合一的特点,图像空间信息是遥感影像的重要信息,但以往基于最佳波段选择的降维方法中只考虑基于灰度统计的特征空间信息,忽视了图像空间信息,而且计算量大。综合高光谱遥感影像的特征空间与图像空间信息,提出了一种多特征结合的高光谱影像降维方法并应用于矿物填图中。统计分析波段相关性并划分不同特征子空间;计算各波段的分形维数,在各子空间选择分形维数较小的波段作为候选波段;在候选波段中,计算待识别地物光谱间的相关系数,并快速选择出最佳波段组合。经实验,应用该方法选出的最佳波段组合影像清晰、不同蚀变矿物对比明显,根据特征选择提取出的矿物蚀变信息与应用成熟的光谱角制图(SAM)提取结果大致相同,表明结合图像空间和特征空间的降维方法能够选择出理想的波段组合,有效降低高光谱数据的维数,信息提取效果好。     

老王寨金矿地面波谱的TM相关研究

老王寨金矿是我国８０所代新发现的特大型金矿田。基于岩矿波谱反射率与ＴＭ图像亮度线性相关关系，文章用金矿田内典型金矿床地面波谱的实例数据，经回归分析，建立了典型金矿床地面波谱反射率与矿田内ＴＭ图像最佳波段的相关模型，据相关模型将ＴＭ图像反演成与典型金矿床有关的地空相关图像。     

基于Landsat 8影像赤壁-嘉鱼地区岩性划分效果分析

以鄂东南赤壁-嘉鱼地区为例,在缺少地表各岩石单元样品的情况下,对Landsat8可见光近红外和短波红外(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-band5-band2,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Landsat8VNIR-SWIR波段反射率数据采用主成分变换并进行彩色合成,能够有效增强志留系、侏罗系及第四系地质单元之间的影像差异,从而划分岩性界线。对比已有地质资料,认为提取结果可靠,能为野外地质工作提供基础信息。     

顾及太空风化效应的虹湾地区矿物含量反演

月表矿物含量反演是研究月球地质起源和演化的关键.太空风化作用普遍发生在月球表面,对矿物纯净光谱造成了不可忽视的影响,它弱化光谱吸收特征, 降低反射率,影响矿物含量遥感反演精度.基于Relab光谱库和Hapke辐射传输模型,将月表 4种矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石、橄榄石)的二向性反射率转换成同向性的单次散射反照率,然后计算矿物的光学常数;再根据亚微观金属铁SMFe(submicroscopic metallic iron)的质量分数模拟6种不同程度太空风化效应,得到端元矿物的反射率光谱;最后基于上述方法,利用多端元线性分解方法和M3(moon mineralogy mapper,月球矿物绘图仪)高光谱数据反演不同风化程度下的矿物含量,得到月表虹湾地区辉石、斜长石、橄榄石3种矿物的含量分布.实验表明,利用多端元线性分解可以有效模拟太空风化效应对矿物光谱的影响,是研究太空风化效应影响下矿物识别及含量反演的一种行之有效的方法.      

近地小行星太空风化光谱效应的模拟实验研究

本文选取3种类型的陨石分别进行脉冲激光辐照实验,模拟距离太阳1个天文单位(1 AU)处,10亿年(1 Ga)期间微陨石轰击的太空风化作用对E型、S型、C群等近地小行星光谱特征的改造。结果显示,激光辐照后,顽辉石无球粒陨石光谱的可见光波段反射率降低且近红外斜率增加,与E型小行星光谱改造特征一致;普通球粒陨石的可见光-近红外波段反射率均降低、吸收深度变浅且近红外斜率增加,与S型小行星光谱改造特征一致;CV3型碳质球粒陨石和CO3型碳质球粒陨石在激光辐照后可见光波段反射率降低,但近红外波段反射率升高,吸收深度变浅且近红外斜率增加,与贫挥发分的C群小行星光谱改造特征一致; CM2碳质陨石在激光辐照后,可见光波段反射率增加,但近红外波段反射率及近红外斜率降低,与富挥发分的C群小行星光谱改造特征一致。研究结果可为近地小行星探测任务备选目标的确定、光谱遥感数据以及表面物质演化过程的反演提供一定的参考。     

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。     

浅覆盖区基于ASTER 数据的蚀变矿物识别方法

国内外提取蚀变矿物的报道中,多数采用高光谱数据(图像和光谱曲线),而这两者具有数据价格昂贵和大范围进行反演蚀变矿物比较困难的缺点.ASTER在短波红外和热红外波段时刻画岩石中矿物成分具有一定的优势.本文选择内蒙古东乌珠穆沁旗北部地区为研究区域,尝试用ASTER图像进行蚀变矿物识别的研究,并给出了对五种常见矿物提取的主成分分析方法.通过对提取结果的实地调查验证发现,本文所给方法对铁氧化物(褐铁矿和赤铁矿等)、绿泥石、高岭石等蚀变信息提取效果很好,鉴于伊利石和明矾石均以K~+、Al~(3+)和OH~-离子为主要成分,对区分二者的效果并不明显.     

植被覆盖区羟基和碳酸盐矿物光谱吸收深度校正模型

为增强植被覆盖区羟基和碳酸盐矿物的吸收特征, 提高矿物信息提取精度.通过模拟单像元内新鲜植物、干枯植物、羟基和碳酸盐矿物的混合光谱, 发现在一定波段范围内4种端元的特征波段处吸收深度呈显著线性关系, 并建立了羟基和碳酸盐矿物的植物校正吸收深度(vegetation corrected continuum depths, VCCD)模型.将模型应用于黑龙江呼玛的Hyperion影像, 提取了高岭石和方解石矿物信息.在去除河床、道路等干扰信息后, 经野外实地验证和室内岩石鉴定, 矿物信息提取结果较好.      

基于多角度高光谱指数的花岗岩中长石含量反演研究

花岗岩中长石含量的定量估算有助于其定名和分类,为后续相关地质过程研究提供基础数据。在可见光—近红外—短波红外波段范围内（0. 35~2. 5 μm）,传统基于光谱吸收特征参数反演矿物种类和含量的方法,不适用于像长石这类无诊断性吸收特征的矿物。同时,基于物理的辐射传输模型由于计算复杂,在较大程度上限制了该方法在矿物定量反演中的应用。本文基于多角度高光谱数据,通过不同光谱预处理方法及光谱指数类型的组合实验,创建用于估算花岗岩中长石比例的光谱指数模型。结果表明,使用2035 nm波段的反射率二重差分型（CRDDn2035）指数模型,在不同实测数据集中均具有良好表现,估算精度达到0. 81。本研究创建了一种适用于估算长石占比的光谱指数模型,为定量反演具有弱吸收特征的岩矿信息提供了新的技术手段与思路。     

基于EOF分析的三江源区植被覆盖变化时空分布特征

基于遥感图像1999-2010 年SPOT VEGETATION NDVI 数据,利用经验正交函数(EOF)分析方法,研究了近12a来三江源区植被变化的时空分布特征。结果显示近12a来源区植被覆盖呈整体增加趋势：(1)第一特征向量(方差贡献率为45.62%)及对应时间系数表明源区植被覆盖逐渐增加,且增速加快;(2)第二特征向量(方差贡献率为9.77%)及对应时间系数表明东南部和中部植被变化情况以退化为主,而东北部和西南部植被变化情况以增加为主。