矿集区预测中的探索式空间分析方法及应用——以中亚铜矿集区预测为例

随着地理信息科学和计算机技术的发展,计算环境下矿集区预测方法的研究热潮也初现端倪.依据矿集区所包含的理论内涵(矿床密集区、潜力密集区的聚集内涵),提出了应用探索式空间分析法进行矿集区预测的设想,并以北至科克舍套,南至帕米尔高原,西至乌拉尔山,东至新疆边境的中亚区域为研究区,利用探索式空间分析方法从含矿潜力的确定及其空间分布模式的探索入手,对研究区铜矿集区进行了预测,初步圈定了乌拉尔、矿区阿尔泰、北滨巴尔喀什、斋桑、塔尔巴合台等17处铜矿集区.研究成果除包含了研究区已知矿集区外,还有7处新区,反映了探索式空间分析法在矿集区预测中的应用潜力.     

基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石

目前地球上已经得到确认的撞击坑有190余个，其中直径小于1 km的简单撞击坑绝大部分是由铁质撞击体撞击形成的。由铁质撞击体撞击而成的撞击坑周边存在大量的铁陨石物质，这些铁陨石物质的空间分布特征对研究撞击坑的撞击过程和机理具有重要意义。铁元素的异常富集也可作为探寻地球表面疑似撞击坑的重要信息。为了获取撞击坑周围的铁陨石残片，早期主要通过人工方式进行实地调查，但这种方法效率低下且需要投入大量人力物力。基于铁陨石独特的光谱特征，利用遥感蚀变信息提取手段可以很方便地获取撞击坑周边的铁陨石物质。根据铁陨石矿物的波谱特征，以美国亚利桑那州巴林格撞击坑（Barringer Meteor Crater）为研究对象，基于Landsat 8 OLI数据，采用目前提取蚀变信息的常用方法:波段比值（BandMath）—主成分分析法进行撞击坑周边铁陨石信息的提取。提取结果与前人实地调查获取的铁陨石分布情况契合程度较好。撞击坑东侧、东南侧、西南侧等处的铁陨石聚集区在提取结果图上均有较好的反映。表明利用波段比值-主成分分析方法提取巴林格撞击坑周边铁陨石信息是可行的，实验结果准确地获得了该撞击坑周围的铁陨石空间分布信息，为探寻地球表面撞击成因的环形构造提供了可行方案，同时为未来同类撞击坑信息提取提供了重要的方法参考。      

长江宜昌-大通河段河道GIS在长江防洪规划中的意义

长江中下游宜昌至大通河段是长江防洪的重点河段.为满足长江防洪规划工作的需要,由中国地质大学(武汉)和长江水利委员会水文局合作,对1998年测量的最新水道地形资料(1: 1万),经计算机扫描、等高线矢量化处理、Arc/info GIS图形编辑空间拓扑和面积计算、Fo xpro数据库开发及槽蓄量统计汇总打印、校准核对五道工序完成.     

航放数据与高分一号卫星光学数据融合及应用

高分辨率的多光谱遥感影像与低分辨率的航空放射性测量数据的融合有利于提高地质体识别效果,可以为地质填图和找矿提供重要参考。从多光谱遥感影像及航放数据特征出发,建立了基于Curvelet变换的线性融合方法,实现了高分一号多光谱数据与航放数据的多源异构数据融合。对融合结果的地质解译效果评价表明,在融合系数为0.7时,多光谱数据与航放数据的融合图像所反映的地质信息最丰富,表明所提出的基于Curvelet变换的国产卫星影像与航放数据融合方法对实现此类多源异构数据的融合,具有重要参考价值。      

1972-2017年南阿尔泰山中部冰湖变化特征及其对气候变化的响应

以1972、1989、1996、2006、2017年5个不同时段的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据和气象数据为数据源,通过计算机自动提取与人工目视解译相结合的方法获取南阿尔泰山中部地区各时段的冰湖信息,利用GIS空间分析方法对该地区的冰湖面积进行统计,并分析研究区冰湖在不同规模、不同坡度、不同海拔状态下的时空变化特征。结果表明:①近45年来南阿尔泰山中部地区的冰湖面积呈"先减后增"趋势。1972-1996年研究区的冰湖面积从411.14 km2减少至400.83 km2,共减少了10.31 km2,减少速率为0.43 km2/a。从1996-2017年冰湖面积增加了15.42 km2;增长率为0.514 km2/a。②研究区冰湖分布主要集中在海拔低于2 200 m、坡度小于25°的区域,不同海拔区间和不同坡度区间的冰湖面积均呈"先减后增"趋势。③结合气温、降水、冰川面积以及冰储量变化数据分析发现,南阿尔泰山中部地区冰湖对气候变化具有明显的响应。温度、降水量及冰川融水是影响冰湖面积变化的主要因素;且这三者之间存在一种平衡关系,即温度升高冰川消融速度加快,从而对冰湖的收支平衡产生直接影响。当冰湖的补给量（即冰川融水和降水量之和）大于由温度升高引起的蒸发量时,冰湖面积会呈增长趋势;反之亦然。1970-1980年整个阿勒泰地区年代际降水量减少了19.28 mm,温度上升了0.25℃,因此1972-1989年研究区冰湖的蒸发水量大于补给水量,导致该时段冰湖面积呈退缩态势。1989-1996年该区降水量增加了19.67%,温度升高了0.62℃,但是增加的降水量却无法弥补由温度升高引起的冰湖蒸发量,因此1989-1996年研究区冰湖面积仍处于退缩状态。1996-2017年由于温度和降水量大幅增加导致冰湖面积呈不断增长趋势。      

CryoSat-2 SARIn数据干涉处理及DEM获取

CryoSat-2搭载的合成孔径/干涉雷达高度计能够精确地探测海洋与大陆冰面高程变化,其合成孔径干涉模式（synthetic aperture interferometric mode,SARIn）提供的干涉数据可以利用传统差分干涉测量技术反演地面的高程信息,但在欧洲空间局公布的SARIn二级产品没有充分地利用这一信息。介绍了SARIn模式工作原理,并结合传统干涉测量技术,提出利用SARIn一级（level 1b,L1b）数据进行数字高程模型提取的算法和流程。通过数据质量检查,剔除数据中的错误信息;通过信号强度和相干性选择合适的解缠起点,实现干涉数据的逐行解缠;计算出卫星视角,结合卫星姿态、速度、位置和视线向距离等信息计算地面点的三维信息,最终插值生成SARIn DEM（digital elevation model）。利用该算法对2012年1月~4月的SARIn L1b数据进行干涉处理,获得了南极Lambert冰川流域局部地区的数字高程模型。通过对比ICESat DEM和RMAP DEM,表明SARIn DEM具有较高的精度,能够满足南北极等地区的高程变化研究。     

植被覆盖区高精度遥感地貌场景分类数据集

地貌数据集是实现地貌自动分类和加深对地貌形态学认识的重要支撑数据之一。当前缺乏高精度地貌成因类数据集,制约了地貌遥感自动解译的发展。本文在中国东北地区以沟—弧—盆体系为主的天山—兴蒙造山系中,针对强烈的构造运动和新生代以来的火山作用、流水作用形成的地貌成因类型,制作了构造地貌、火山熔岩地貌和流水地貌3类场景数据集（GOS10m）。数据集覆盖面积约5000 km²,包括哨兵2号可见光遥感影像、SRTM1 DEM及基于DEM提取的7个地貌形态参数（山体晕渲图、坡度、DEM局部平均中值、标准偏差、坡向—向北方向偏移量、坡向—向东方向偏移量和相对偏离平均值）。单张样本图为64像素×64像素,空间分辨率为10 m。采用多模态深度学习神经网络对数据进行训练并分类,平均测试精度可达到82.63%,表明构建的数据集具有较高的质量。可为地貌成因遥感自动分类研究以及推动遥感地貌智能解译的向前发展,提供数据集支撑。     

基于深度特征的双极化SAR遥感图像岩性自动分类

基于像元基元、极化合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）数据和传统机器学习算法的岩性分类方法,易受SAR图像固有斑点噪声影响,精度不高.为了降低噪声的影响,本研究以大尺度像元邻域为基元,用于表征地表地质体的遥感图像特征和岩性语义信息;采用高分三号双极化SAR数据进行极化分解构建3通道假彩色合成影像;然后采用深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network,DCNN）迁移学习的方法,提取有效的深度特征表示,分别实现5 m和15 m两种空间分辨率下岩性遥感自动分类.结果表明:基于不同分辨率数据和不同DCNN算法,岩性遥感自动分类的总精度均大于80%,最高精度达到91%.基于大尺度像元邻域和DCNN迁移学习方法,能够实现基于SAR数据的高精度岩性分类.      

东北界河河岸稳定性评价:以乌苏里江饶河段为例

近年来,东北界河乌苏里江我国一侧塌岸地质灾害频发,江岸侵蚀严重,对沿岸居民的生产生活造成严重影响。针对这一情况,利用多源、多尺度、多时相遥感数据及研究区地质图、地形图、地貌图,结合野外实地调查工作和GIS技术,提取了植被覆盖度、工程地质、地貌特征、护岸类型和剖面地质结构及研究区塌岸地质灾害数据,建立了河岸稳定性评价体系;采用似然比方法对饶河段河岸稳定性进行了定量评价,得到了河岸稳定性分区结果;并对分区结果的可靠性和精确性做了评价和验证,发现分区结果与实际情况具有较好的一致性。本研究基于多源地学数据,利用似然比开展河岸稳定性评价,对塌岸地质灾害调查、环境保护和防灾减灾具有重要的理论意义和现实价值。      

GF-2遥感数据在盖孜河流域典型第四纪地层调查中的应用

国产高分辨率卫星遥感技术的发展为第四系宏观、局部及细部特征调查提供了新的手段。中巴经济走廊东段地区分布较多的冲洪积扇、河谷阶地、冰川堆积等地貌类型,为了研究国产高分数据在该地区第四纪地质调查中的适用性,以高分二号（GF-2）影像为主要数据源,借助数字高程模型构建三维场景,选取中巴公路沿线盖孜河流域乌鲁阿特山前冲洪积扇、盖孜河河谷阶地与克拉牙依拉克冰川堆积物3处典型第四纪地层为研究对象,建立了遥感解译标志,并进行了精细尺度遥感解译;经过野外实地验证,查明了其物质组成与变化规律,修正了前人关于克拉牙依拉克冰川不同期次冰碛物的划分范围;通过对盖孜河河谷阶地分析,盖孜河流域晚更新世以来经历了至少5次阶段性构造抬升,阶地基座冰碛物至少由两期冰川作用形成。研究表明,GF-2影像能快速从宏观尺度上识别地貌、松散堆积物变化特征,能够看到常规方法无法观察到的地质现象;满足大比例尺解译、制图要求,特别是在微地貌识别以及第四纪地层解译中,能够提升精细地质解译水平。研究成果能为盖孜河流域河流、冰川的发展演化过程研究提供基础地质资料,为中巴公路沿线第四纪土体遥感调查提供典型案例。