航空高光谱遥感固体矿产预测方法与示范应用

高光谱遥感是当前遥感地质领域应用的前沿和热点,目前国内外都在积极进行探索。高光谱遥感技术的发展为遥感的直接找矿带来了新的希望,航空高光谱遥感技术由于可以获得高空间分辨率(可达亚米级)的高光谱遥感数据,能够识别规模小的近矿围岩蚀变,从而具有直接找矿的效果。直接找矿的核心是对矿产的预测,预测效果是矿产勘查取得突破的关键环节。本文利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室的CASI/SASI/TASI(可见光-近红外,短波红外,热红外)航空高光谱成像系统,在甘肃北山柳园—方山口和新疆雪米斯坦地区获取的航空高光谱遥感数据,对固体矿产预测技术进行了研究,建立了基于航空高光谱遥感的成矿环境分析法、矿床定位模型识别法和含矿构造追踪法等预测方法,并对每种方法进行了应用示范,共发现7处金属矿化地段,取得了明显的找矿效果。该项成果不仅为研究区的进一步找矿提供了新的有利地区,而且建立的预测方法,将会助力于高光谱遥感技术在其它地区的推广应用。     

相山铀矿田典型蚀变矿物地面光谱特征研究

利用光谱特征进行岩石矿物分析受到了国内外研究者的广泛关注,大多数蚀变矿物如赤铁矿、水云母等在可见光-近红外-短波红外波段具有诊断性强的波谱特征。因此,利用典型岩石矿物光谱特征可为矿产资源勘查与评价提供一种新的手段和方法。本文对相山铀矿田蚀变矿物进行光谱测量,经数据处理获得了不同典型蚀变岩石矿物的反射率光谱曲线。通过对这些光谱曲线特征的分析研究,提出了影响岩石矿物反射率的因素,探讨了水云母、萤石、赤铁矿等典型蚀变岩石的反射率曲线特征,并建立了相应的典型蚀变矿物光谱识别模型。     

利用遥感光谱特征提取岩性信息的基础和技术研究

地物光谱特征的研究是遥感技术的基础研究工作之一．从光谱遥感发展与地质应用的趋势出发。从光谱遥感岩矿识别基础与识别技术方法两方面阐述了光谱遥感的研究进展．在技术方法方面，主要从多光谱与成像光谱以及遥感与航空放射性信息集成3个层次上，分析利用光谱特征进行岩石矿物识别的研究进展及其潜力与可行性，并简单阐述了遥感与航空放射性信息的复合这一遥感岩性信息识别研究的发展趋势．     

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。     

高光谱热红外遥感技术在地质找矿中的应用

高光谱热红外遥感技术用于地质找矿,目前国内外都在探索,由于热红外发射光谱的混合为线性混合,利用线性解混技术可以对硅酸盐类矿物,如石英进行识别和提取。这是其优于可见光—近红外和短波红外之处。大多数金属矿床与石英脉—硅化带的关系密切。另外,石英脉与硅化带的控矿作用又有差异。因此,利用高光谱遥感技术提取石英脉—硅化带,并将二者区分开来,对于金属矿的找矿具有极其重要的意义。航空高光谱热红外遥感技术由于可以获取高空间分辨率(亚米级)的高光谱热红外数据,可以进行热红外矿物精细填图,提取规模小的石英脉或硅化带,从而更具地质找矿价值。本文利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室的航空热红外成像系统(TASI),在甘肃北山柳园—方山口和新疆雪米斯坦地区获取了高空间分辨率的高光谱热红外遥感数据,从开展实用化热红外大气校正与光谱重建技术入手,探索了石英脉—硅化带提取与区分,解决了地质找矿中石英脉—硅化带的提取与区分这一具普遍性的关键技术难题,并通过示范应用,取得了明显的找矿效果。     

CASI/SASI航空高光谱遥感矿物技术研究——以甘肃北山柳园地区为例

能源勘查、岩石矿物识别、矿物丰度制图以及成矿远景区圈定是高光谱技术发展和应用的主要方向。CASI/SASI航空高光谱数据可以在同一平台下同时获取覆盖可见光-近红外-短波红外光谱段的光谱信息, 且光谱分辨率和空间分辨率远远优于多光谱及星载高光谱数据, 所以在矿物蚀变信息提取中具有广泛的应用前景。以柳园研究区为研究对象, 对CASI/SASI航空高光谱遥感矿物过程中的关键技术进行了实验研究, 确定出航空高光谱矿物蚀变信息提取流程, 并对研究区蚀变矿物进行识别、填图。通过与研究区地质资料和前人实地勘探资料对比得出, 研究区CASI/SASI航空高光谱遥感蚀变异常结果与现实状况相当吻合。      

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.      

利用成像光谱遥感技术识别和提取矿化蚀变信息：以河北赤城——崇？…

成像光谱遥感因其具有高的光谱分辨率和能被直接利用于识别地物与量化地物信息而极具应用前景,不同岩石矿物和矿化蚀变具有不同的的光谱特征,这是利用成像光谱遥感技术进行岩矿、蚀变信息识别的基础。以后沟金矿区和西沟窑矿化区为例,从应用技术和方法上开展了成像光谱遥感对蚀变岩识别的研究,阐述了进行岩矿识别的波谱机制、蚀变岩的信息识别与提取方法的选择、应用效果以及彩色合成显示等;其中光谱角度填图技术已被使用,并取     

基于ASTERSWIR-TIR多光谱数据的西准噶尔花岗岩类岩性信息提取与识别——以克拉玛依岩体为例

花岗岩类的遥感岩性提取与识别研究一直是遥感岩石学领域的热点之一.位于中国新疆北部的西准噶尔地区有许多花岗岩体产出,其岩性信息对于西准噶尔的地质研究十分重要.本文通过对西准噶尔克拉玛依花岗岩体岩石样品及光谱库中相关矿物的可见光-近红外及短波红外(VNIR-SWIR)与热红外(TIR)的光谱测试与特性分析,采用ASTER SWIR-TIR比值13/12(R),4/6(G),(12×12)/(11×13) (B)假彩色合成技术识别与提取出研究区碱长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩与二长花岗岩四种花岗岩类,证明ASTER SWIR-TIR多光谱数据,尤其是TIR数据,对花岗岩类岩性识别的能力.此外,根据遥感影像中岩性、构造特征的解译与区域内包古图斑岩型铜钼矿的成矿斑岩岩体比较,推断出位于克拉玛依Ⅱ号岩体以及Ⅰ号与Ⅲ号岩体交汇部位东侧的部分区域仍可能具有一定的成矿潜力.     

新疆可可托海稀有金属矿床矿物和岩石热红外光谱特征

当前新型材料、新能源在各个领域应用不断深化,稀有金属矿床迎来了世界范围内的研究与勘探热潮。新疆可可托海稀有金属矿床是我国最早开发利用稀有金属矿产资源的重要基地,但对其典型矿物和围岩的热红外反射光谱的认识还很缺乏,制约了对同类型矿床开展遥感地质调查和遥感地质学研究工作的推进。本文采用便携式热红外光谱仪,对可可托海3号脉的典型矿物岩石开展热红外光谱特征研究。结果表明:热红外光谱可以有效识别锂辉石、锂云母、绿柱石、电气石等典型的稀有金属矿物。其中,与锂云母相比,含锂云母伟晶岩产生了新的特征峰;含锂辉石伟晶岩、含电气石伟晶岩相比于各自单晶矿物,其反射特征峰均明显向短波方向偏移;含绿柱石伟晶岩光谱曲线反射特征峰比绿柱石单晶反射特征峰明显向长波方向偏移。本文初步建立了可可托海典型矿物和岩石热红外光谱特征数据库,总结了以锂辉石、锂云母等稀有金属矿床矿物、含矿伟晶岩及围岩的热红外光谱特征,可为热红外光谱进行稀有金属矿物的识别及花岗伟晶岩型矿床的勘探提供必要的基础数据支撑。     

基于Aster数据的斑岩铜矿蚀变分带识别方法研究

蚀变矿物虽然在光谱上具有诊断特征,但是和其它地物目标相比属于一种弱信息,需要进行数据挖掘来展现隐含的信息。多年来遥感工作者不断探索蚀变矿物识别的方法,在多光谱中已成功应用比值法、主成分分析法等。但是比值法常针对的是单波段运算,忽略了蚀变矿物的组合光谱特征。本文针对这个问题,在新疆包古图斑岩铜矿Ⅱ号和Ⅴ号矿体中利用Aster数据,探讨其典型蚀变矿物在Aster光谱中的响应特征,利用由比值法原理衍生出的相关吸收波段深度法（RBD）和逻辑算法进行蚀变分带识别研究。结果表明,由于逻辑算法考虑了蚀变矿物组合的整体多个光谱特征, 其识别效果比基于单个光谱特征的RBD法减少了假异常,提高了识别精度。     

新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿蚀变岩石的光谱特征及其意义

地物的光谱特征是遥感识别地物的主要依据,不同地物的反射光谱具有其特定的吸收特征谱带。利用ASD和PIMA反射光谱测试仪对新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿Ⅱ号、Ⅴ号斑岩铜矿岩体的蚀变围岩(地表采样与钻井采样)进行测试,并对结果进行分析总结。根据反射光谱特征谱带获得蚀变矿物的种类,确定了岩体的蚀变矿物组合,得到反射光谱的吸收谷在ASTER数据中所处的波段;对反射光谱曲线进行数学积分,获得ASTER数据中的强吸收波段。将以上2种分析得到的吸收性波段组合应用于蚀变遥感异常信息提取,结果表明蚀变遥感异常与野外地质特征吻合程度较高。反射光谱分析表明确定岩石矿物的反射光谱特征谱带是进行遥感信息提取工作的前提,波段组合选取对提取蚀变遥感异常信息非常重要。     

成像光谱矿物填图精度兼与矿物丰度关系初探

成像光谱遥感技术在岩石矿物识别和矿物填图方面发挥着越来越大作用,而成像光谱矿物填图的精度问题一直是研究的焦点。文章利用高光谱数据HyMap对新疆东天山地区的矿物填图结果,通过引入矿物填绘分布强度的概念,探索性的分析了成像光谱矿物填图与填绘矿物丰度的关系。     

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.     

基于光谱特征参数组合的高光谱数据矿物填图方法

受大气环境等因素的影响, 高光谱遥感矿物识别难以达到较高的精度.为解决该问题, 根据光谱吸收特征参数在大气变化中能保持相对稳定的特点, 提出一种基于光谱特征参数组合的高光谱矿物类型识别方法.文中计算了多种光谱特征参数, 通过最佳指数因子(optimum index factor, OIF)优选特征参数组合, 选定最佳特征参数组合, 利用模式识别方法实现矿物识别.利用机载可见/红外成像光谱仪(airborne visible infrared imaging spectrometer, AVIRIS)高光谱数据, 在美国内华达州Cuprite矿区进行了该方法的应用试验研究, 并与前人矿物填图结果做了对比.结果表明: 吸收波谷位置-吸收面积-吸收右肩位置(P-A-S₂)光谱特征参数组合的矿物识别效果最优, 整体精度达到74.68%.      

Imaging spectrometry for geological remote sensing

Without use of imaging spectrometry, imaging of the Earth's surface from aircraft and from spacecraft is hampered by the low spectral resolution and limited number of spectral bands, typically less than 10 bands of 100 to 200 nm width. Imaging spectrometry in remote sensing concerns the acquisition of image data in many narrow (< 40 nm wide) contiguous spectral bands with the ultimate goal of producing detailed spectral reflectance curves for each pixel in the image. Many minerals and rocks have unique spectral signatures with characteristic absorption features that are 20 to 40 nm wide. Imaging spectrometers allow to depict these narrow features and thus map surface mineralogy based on spectral image characterization. This paper gives a review of imaging spectrometry and addresses the following topics: airborne and spaceborne systems available, spectral and geometric data pre-processing, atmospheric correction, techniques for thematic data analysis, and applications in the field of geological remote sensing. In the final section a case study is described where imaging spectrometer data is used for mapping surface mineralogy in a hydrothermal alteration system, thus guiding gold exploration.     

Inversion of the Main Mineral Compositions and Subdivision of Tectonic Units on Lunar LQ-4 based on Chang’e Data

Spectra are sensitive in detecting main minerals on the lunar surface from visible light to infrared light. Since spectral characteristics of minerals are closely related to their compositions and the maturity level of soil on the Moon, studying the compositions and distribution of elements and minerals on the lunar surface can help to understand the evolution of the Moon through remote sensing technology. The correlation between the spectral characteristics of Chang’e-1 interference imaging spectrometry (IIM) reflectance images and the mineral contents of LSCC (Lunar Soil Characterization Consortium) lunar surface mineral samples was discussed and the spatial distributions of FeO and Al2O3 contained in both pyroxene and plagioclase on LQ-4 were studied using the improved angle parameter method, MNF, and band ratio statistics. A comparison of the mapping results of the optical models by Lucey, Shkuractov and other researchers on Clementine and the gamma ray spectrometry data shows that the content error is within 0.6% for lunar mare areas and close to 1% for the highland areas. The tectonic framework on the lunar surface was also investigated. And based on integrated analysis of previous findings on topography of the lunar surface, Chang’e LAM, CCD and LOLA images and the gravity anomalies data (Clementine GLGM-2), the tectonic unit subdivision was established for LQ-4, the idea of subdividing the lunar tectonic units was proposed, and this will provide a good foundation for studying the lunar tectonic evolution.     

新疆阿尔金盘龙沟金矿高光谱蚀变矿物找矿标志研究

高光谱遥感技术是近年来兴起并逐渐成熟的蚀变矿物研究方法。盘龙沟金矿床围岩蚀变发育,主要蚀变类型包括硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、钠长石化、褐铁矿化等,蚀变与金矿化关系密切。文章通过航空高光谱遥感数据和地面光谱数据,提取和诊断盘龙沟金矿床的不同地段、不同地质体的蚀变矿物信息,研究分析金矿区的航空和地面高光谱蚀变矿物、蚀变矿物组合特征,以及矿区围岩蚀变特征,总结航空和地面光谱蚀变矿物分带找矿标志规律,结合金矿床地质矿产特征,系统剖析金矿床的综合找矿标志特征,构建盘龙沟金矿床高光谱蚀变矿物找矿标志;同时依据绢云母、绿泥石的诊断光谱,研究两种蚀变矿物的光谱变化特征,分析了金矿床围岩蚀变的形成条件和蚀变矿物的温压条件,进而初步推测盘龙沟金矿床为中低温热液型金矿,其矿体与围岩形成的环境条件不同。     

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。