基于MODTRAN的ASTER通道星上光谱模拟

由于轨传感器位置影响, 传感器接收的能量不完全来自地物的反射, 地面与传感器间大气辐射能量的作用同样不可忽略.通过中分辨率大气辐射传输模型(moderate resolution atmosphere transmittance and radiance code, MODTRAN)将辐射传输过程与传感器光谱响应函数进行耦合运算, 基于二长花岗岩、正长岩、石英正长岩及石英闪长岩的地面实测光谱数据及测量时大气和几何条件, 完成了4种岩性先进星载热发射和反射辐射仪(advanced spaceborne theemal emission and reflection radiometer, ASTER)通道星上光谱的模拟, 建立了实测光谱数据与星上光谱数据间的联系, 证明将地面与传感器间大气辐射影响耦合到传感器接收地面反射能量过程中的必要性, 从而为多光谱影像的形成和应用提供了支持.      

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。     

多源遥感数据图谱协同岩石单元分类方法

岩石单元的结构、构造、差异风化和出露状况在遥感图像上综合表现为图形纹理特征即“图”标志，其矿物成分和组合则表现为光谱特征即“谱”标志.传统遥感岩石单元分类以利用其光谱特征为主，图形纹理特征为辅，因此分类精度有限.以新疆维吾尔自治区与甘肃省交界的北山西段为研究区，开展岩石单元图形指数和光谱指数协同分类方法研究.基于Worldview-2全色图像构建的图形指数，能够量化岩石单元的层理、构造、展布形态和微地貌等特征，包括0°和45°定向滤波图像及灰度共生矩阵计算出的同质性和异质性特征图像、熵特征图像；光谱指数基于Worldview-2多光谱图像和ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）短波红外波段图像利用比值、和-差方法构建.多源遥感图像构建的光谱指数其光谱波段涵盖可见光-近红外及短波红外，包括RI（Ratio index）_ASTER、SI（Spectral index）_ASTER、SI_Worldview-2.采用面向对象方法对建立的图谱指数进行多尺度分割，依据不同岩石单元出露规模建立适宜的分割尺度，利用光谱指数自动提取相应岩石信息，实现岩石单元自动分类.结果表明，实验区基于图谱协同方法共划分出17类岩石单元，总体精度达到83.62%，而单独利用Worldview-2和ASTER图像，仅划分出13类和14类岩石单元.提出的图谱协同岩石分类方法可为我国西部高海拔深切割无人区地质调查及找矿工作提供新思路和遥感技术支撑.      

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.     

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

从岩石光谱出发,结合光谱谱带强度特征和光谱波形特征,针对机载热红外高光谱数据（TASI）,在以往算法基础上,提出一种改进的算法--光谱离散能级波形匹配法（SDEM）,并将其运用到岩性分类研究中。SDEM算法能识别岩石光谱间的微小差异,并在充分考虑光谱谱带强度和波形特征的同时,有效减弱数据噪声。与传统的岩性分类方法--高光谱角度制图法（SAM）相比,改进的算法能更精确地区分岩石相似光谱,识别易混淆岩性,对出现“异物同谱”现象的岩石也具有更好的区分能力。将SDEM、SAM方法应用于甘肃柳园地区TASI数据岩性分类研究中,可看出SDEM方法能识别出SAM未识别或识别错误的岩性。通过研究区野外查证,可知SDEM方法所得岩性分类结果更符合岩石实际分布情况。可见光谱离散能级波形匹配法具有较好的岩性分类效果,能更好地区分地物。     

用ASETR图像和地统计学纹理进行岩性分类

运用新获取的ASTER数据可以对岩性进行识别与分类：首先运用地统计学中的变差函数来计算分析几种选定的岩性单元的灰度值空间变化特征；运用ASTER数据的可见光一近红外波段、短波红外(SWIR)波段以及二者的组合进行岩性的分类，分析分类精度的变化。用变差函数作为纹理的计算函数来提取图像纹理，并与原始的光谱数据结合，进行岩性的分类。结果表明，与单纯的光谱分类相比，加入纹理信息可显著改善分类精度；用不同方向的滞后距离提取的图像纹理对图像的分类结果有一定的差异，尤其是对存在明显的各向异性的岩石单元。     

东天山东段国宝山晚二叠世—中三叠世花岗质岩石成因与构造意义——年代学和地球化学约束

东天山—北山地区是中国重要的金属成矿带,对于其晚二叠世—中三叠世构造演化的认识,仍存在较大分歧.东天山东段国宝山地区出露有一系列晚二叠世—中三叠世花岗质岩石,包括花岗闪长岩、二长花岗岩、石英正长岩、正长花岗岩和天河石花岗岩.该系列岩体整体以富硅、富碱为特征,其中花岗闪长岩、二长花岗岩和石英正长岩具有钾质和富镁特征,轻稀...     

水泉沟杂岩体的地质学和岩石学研究

水泉沟岩体为岩浆成因,岩体的侵位深度2~3km,侵位时代为印支期,划分为4种岩石组合.水泉沟岩体是一个钾质-高钾质的钙碱性、弱碱性和碱性岩石共存的杂岩体.岩石化学成分变异图解证明岩浆存在两种演化趋势,一是酸性演化趋势:辉石闪长岩→角闪二长岩(包括二长岩)→石英碱长正长岩→碱长花岗岩;二是碱性演化趋势:正长岩→霓辉正长岩→碱长正长岩.同时也探讨了这两种演化趋势的内在机理.     

基于热红外遥感数据的西藏冈底斯东段岩性识别

ASTER数据包含有从太空测量来自地球表面的多光谱热红外辐射数据。通过对JHU光谱库中岩石矿物热红外光谱特征的分析,以及对ASTER影像TIR波段光谱特征进行分析,利用比值法和光谱角制图法SAM相结合进行石英、砂岩和硅酸盐岩类等造岩矿物识别并在西藏冈底斯东段泽当矿田应用,最后将遥感解译分析结果与该区已的地质资料进行比较。结果表明,ASTER影像TIR波段基本上能识别硅酸盐类造岩矿物,并且对于岩性识别具有很大的应用潜力。     

Landsat8 OLI图像增强与岩性识别方法

新疆维吾尔自治区阿克陶县布伦口地区海拔高、穿越条件差、岩性复杂,因而研究Landsat8 OLI数据信息增强与岩性识别在该区有强大的应用需求,也有遥感岩性识别的理论意义。区内不同岩性单元光谱较为相似,仅利用最佳波段组合(OIF)指数、主成分分析(PCA)和独立主成分分析(ICA)等图像增强方法均不能最大限度地区分各岩性单元。通过分析独立主成分变换之后各岩性单元的特征向量,发现不同岩性单元特征向量差异比原图像光谱差异增大,为扩大差异,依据特征向量统计结果构建比值运算,再联合PCA特征向量进行彩色合成,各岩性单元可识别性显著增加。研究表明:(1)采用联合多种图像增强的方法能将研究区不同岩性单元进行分离;(2)国道314南北两侧地层均划归布伦阔勒岩群的结论有误,其北侧仍属布伦阔岩石,南侧实为片麻状二长花岗岩;(3)沙湖南东原划归志留纪的岩石单元可进一步分解为志留纪地层和元古代布伦阔勒岩群岩石单元。该方法有推广应用价值和深化研究的前景。     

新疆北山地区侵入岩遥感识别方法

基于ASTER数据、Landsat 8数据及WorldView-2数据,采用波段组合法、最小噪声分离法、主成分分析法以及波段比值法,结合岩石光谱曲线,综合提取了新疆北山地区侵入岩的岩性特征。对WorldView-2进行主成分分析和最小噪声分离,并将R(PCA2)G(PCA1)B(PCA4)、R(MNF2)G(MNF1)B(PCA1)、OLI数据R(B7)G(B6)B(B5)进行假彩色合成,利用OLI数据中的B5/B2、B2/B1突出花岗岩。这些方法解决了复杂岩性的影像色调差异较小、细节不清晰等问题,降低了岩性划分及解译的难度,使各种岩性界线更加明晰。结合前人的区域地质调查成果,对研究区侵入岩岩性进行了系统解译及分析。多源遥感数据的综合利用,有助于更有效地识别复杂岩性并进行更详细的岩性分类,提高遥感岩性识别的正确率。     

运用LANDSAT ETM+和ASTER数据进行岩性分类

本文评价了运用ASTER和LANDSAT ETM+数据进行岩性制图的性能。分别利用ASTER数据不同波段区图像及其组合,以及ETM+数据进行岩性分类,并探讨了将ASTER和ETM+数据叠加在一起进行了岩性分类; 利用现有地质图对所有分类结果进行了定量评价。结果表明,ASTER数据不同波段的岩性识别能力不同,并且较ETM+数据能更准确地识别岩性。更重要的是,把ASTER与ETM+数据结合在一起进行岩性分类,可获得比用任一数据单独分类更高的分类精度,表明二者的光谱特征具有一定的互补性。     

基于植被抑制法的植被覆盖区多光谱遥感岩性分类

植被的发育限制了遥感在地质学方面的应用, 在植被覆盖区进行岩石填图, 首先要考虑去除植被干扰影响.以内蒙古东乌旗地区为例, 选择先进星载热发射和反射辐射仪(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer, ASTER)数据, 分别计算研究区内含土壤因子植被指数和不含土壤因子的植被指数, 并对两类不同的植被指数进行主成分分析, 挑选出植被信息被抑制和岩石-土壤信息突出的主成分进行岩性分类, 和利用最大似然法的分类结果进行对比分析, 评价两种方法的岩性分类性能, 植被抑制法的总体分类正确率为82.946 8%, 最大似然法的总体分类正确率为76.364 3%.结果说明在植被覆盖区, 利用植被指数来抑制植被信息是可行的, 和常规分类方法中的最大似然法相比, 大大提高解译的准确性.      

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。      

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。      

ASTER与WorldView-2结合提取岩性信息流程——以西藏物玛地区为例

以西藏物玛地区ASTER、WorldView-2图像为例,通过分析比较2种数据的系统特征,细化完善了遥感地质岩性信息提取的流程。首先,以ASTER图像为基础,利用其多波段的特点,采用比值法有效提取研究区岩矿信息;然后。以WorldView-2图像为底图,以其较高的分辨率提高信息提取结果的解译精度和几何精度。该方法综合了2种图像各自的特点,结合应用于遥感地质岩性信息提取,能较好地区别研究区内中性、基性火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩类及一些蚀变岩体,提高了解译工作的精度和效率。     

内蒙古多伦中酸性侵入岩岩石地球化学特征及构造环境分析

内蒙古多伦县北部分布四个中酸性岩体,其岩石类型为:二长花岗岩、石英正长岩、石英正长斑岩和石英二长斑岩,出露面积0.5~12.4km~2不等,产状为岩株。同位素测龄成果显示二长花岗岩形成年龄为143.8±1.2 Ma,属晚侏罗世晚期(J_3);石英二长斑岩形成年龄为138.4±0.6Ma,属早白垩世早期(K_1)。岩石系列为高钾、钙碱性系列。据岩石地球化学特征推断:研究区内的四个岩体具同源特征,是岩浆同源演变的产物,岩浆来源为中下地壳。结合岩石Q-Ab-Or-H_2O相图,岩浆结晶温度接近750~800℃。二长花岗岩形成于大陆碰撞地球动力学环境即陆内造山构造环境;石英正长岩、石英正长斑岩、石英二长斑岩形成于造山后期构造环境。研究区在晚侏罗世晚期陆内碰撞造山运动已经结束而转入造山后期构造环境,至早白垩世早期大规模双峰式火山岩的喷发标志着研究区全面进入陆内造山后的裂谷阶段或者陆内伸展运动阶段。     

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。