基于遥感的河南卢氏西部地区蚀变信息提取与分析

近矿围岩蚀变和构造分析是找矿研究的重要内容,遥感异常信息提取、遥感地质解译,结合野外调查能查明围岩蚀变分布情况和构造特征。本文以河南省卢氏县西部地区的成矿远景区为研究区域,选用ASTER多光谱数据和SPOT5高分辨率数据,利用遥感图像波段比值处理方法及特征主组分分析、光谱角填图分类等分析方法,对该地区重要成矿区段做矿化蚀变信息提取及遥感地质综合分析并提供了新的找矿靶区。     

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。      

大瑶山地区金矿围岩退色蚀变及找矿意义

大瑶山地区是广西著名的金成矿带之一 ,金矿化常伴随围岩退色蚀变 ,两者具有共同的成因机制 ,在空间上关系密切 ,退色蚀变是金矿化最后阶段的产物 ,其规模可能与矿化强度有关 ;并具有独特的宏观外貌 ,对找矿有指导意义 ,正确认识退色蚀变的成因机制 ,有助于提高金矿的找矿效率     

主成分分析技术在遥感蚀变信息提取中的应用研究综述

主成分分析是目前遥感蚀变异常信息提取常用方法之一,该方法具有对影像大气校正质量要求不高、实现简单、提取效果好、效果稳健等优点,广受地质工作者的青睐。根据输入影像的数量及类型、主成分分析的次数等,本文将主成分分析分为标准主成分分析、特征向量主成分分析、定向主成分分析、二次主成分分析、不同影像间的主成分分析等5种类型。其中,特征向量主成分分析又可细分为4个波段特征向量主成分分析和3个波段特征向量主成分分析。在上述分类的基础上,系统介绍了各种主成分分析及蚀变信息主分量的选择,尤其是对特征向量主成分分析的Crosta技术和定向主成分分析的软落叶技术进行了详细阐述。并以TM/ETM+、ASTER影像为例,对部分应用主成分分析提取蚀变异常信息的实例进行了分析,认为：在基岩裸露区,不同主成分分析都可以很好地提取铁化、泥化蚀变信息;在中、低植被覆盖区,采用标准主成分分析、Crosta技术、改进的Crosta技术、软落叶技术、“掩膜/抑制干扰信息+主成分分析”等方法可以有效地提取蚀变异常信息;高植被覆盖区多采用主成分分析生成的蚀变信息主分量进行彩色合成,再通过对彩色影像进行目视解译的方式判断蚀变的类型和范围。其中,“掩膜+Crosta技术”、“掩膜+软落叶技术”、二次主成分分析等方法在高植被覆盖区也可以取得较好的应用效果;对于干扰信息种类众多、岩性复杂的地区,可根据干扰信息、岩性种类划分成若干个小区,再根据每个小区实际情况采用不同的蚀变提取方法,最后将每个小区内提取的蚀变信息进行合并。     

遥感蚀变矿物填图与找矿方法

针对遥感蚀变矿物填图方法多样、影响因素复杂、效果参差不齐等问题,对TM或ETM＋数据遥感蚀变矿物填图方法进行剖析,采用比值法、主成分分析法、Crosta法以及基于已知矿点和光谱角法的监督分类等方法,结合在新疆西天山等地的应用实例,认为植被、地形、土壤覆盖等是影响应用效果的主要因素;矿化目标大小与遥感数据像元大小之间的关系很可能导致混合反射率起主导作用,加之矿化蚀变中常存在石英、长石等高反射率矿物,会影响到含羟基与含碳酸根蚀变矿物之特征性诊断谱带的正常体现,从而大幅降低蚀变矿物填图效果;一些数据处理层面上的方法,例如借助“纯净物质”反射率的子像元分类、混合光谱分析、模糊分类等,能够一定程度地缓解问题,但对找矿来说也仅限于地表线索的二维定位。因此,在现有技术水平下,遥感还主要为战略找矿手段,只有综合运用地质、物探、化探、遥感等多种方法,才能避免片面性并增大发现新矿产的可能。     

ASTER数据与ETM数据蚀变信息提取的对比研究——以巴什布拉克铀矿区油气还原蚀变分析为例

本文在深入分析巴什布拉克铀矿区油气还原蚀变岩石的光谱特征,ASTER与ETM数据对蚀变岩石光谱特征反映的差异性的基础上,提出了正反两种蚀变信息提取的思路和两种数据在不同思路下提取蚀变信息的效果对比。研究表明,利用ASTER数据与ETM数据在增强研究区三价铁信息,间接反映油气还原蚀变规律方面效果相当;而在直接增强油气还原蚀变信息方面,ASTER数据的应用效果明显好于ETM数据。增强的遥感油气还原蚀变信息对分析研究区白垩系油气还原蚀变规律和矿区外围铀矿找矿具有重要的意义。     

遥感构造蚀变生态景观研究及在陕西金矿找矿中的应用

本文针对秦岭成矿带中部金矿遥感地质特征,特别是主导控矿因素特点,在详细分析区内地物反射光谱特征曲线的基础上,提出“遥感构造蚀变生态景观”新方法,制定合理的计算机图像处理方案,提取构造蚀变和植被毒化等对金矿预测有贡献的有效信息,然后进行金矿成矿远景预测,取得了成功的尝试。     

东昆仑驼路沟地区遥感地质信息找矿及远景分析

利用遥感技术对驼路沟地区进行遥感地质调查,通过与成控矿有关的地层、构造等地质要素的解译以及遥感异常信息的提取和分析,结合前人地质、矿产及物化探资料,进行驼路沟地区的遥感找矿远景分析及预测。     

野骆驼泉地区钴矿成矿地质构造环境讨论及找矿潜力分析

柴达木盆地北缘为青海省主要成矿区之一,前期在该区域发现的金属矿产以金为主,野骆驼泉地区钴矿化线索的发现,是该区地质找矿的又一大突破。本文在充分研究已有资料的基础上,对区内各地质体含矿性进行了研究,确定野骆驼泉地区主要含钴地质体均为破碎带。通过对在破碎带内不同地质单元中采集的含矿指数化验结果分析对比显示,确定了元素的轴向分带序列和不同部位的含钴特性,总结出蚀变破碎带含钴具有由南向北逐渐升高、自地表向深部逐渐变富的趋势。结合成矿事实及其规律性进行了控矿条件、找矿标志总结和成矿潜力分析讨论。认为蚀变破碎带为该区主要的含钴地质体且找钴潜力巨大,提出加强对蚀变破碎带深部的调查研究,是今后找矿工作的主要任务。本文拟通过对前期取得的有限资料进行综合分析研究,初步确定该区的成矿潜力和找矿方向,为今后在该区寻找钴矿,提供可靠的资料信息。     

干旱区植被覆盖度提取模型的建立

本文通过分析遥感提取植被覆盖度的经验模型法、植被指数法和混合像元分解法,归纳了它们各自的优势、精度和存在的问题,指出了影响应用较广泛的植被指数转换法精度是全植被覆盖像元的选取。在此基础上提出了植被指数转换法的改进模型一利用高分辨率卫星图像的最大NDVI值作为均一像元的NDVI值替换中等分辨率卫星图像的NDVI值,建立植被覆盖度提取模型,从而通过中等分辨率卫星图像获取大范围植被覆盖度的方法。经实践检验,该方法简单、实用,适合于利用中等分辨率卫星图像进行大范围宏观监测。     

航空高光谱遥感金矿床定位模型及找矿应用——以甘肃北山柳园-方山口地区为例

高光谱遥感技术找矿应用是当前遥感地质领域研究的前缘和热点,国内外都在积极进行探索。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高光谱遥感成像系统（CASI/SASI/TASI）,采用甘肃柳园-方山口地区获取的高空间分辨率的高光谱遥感数据,开展了航空高光谱遥感金矿床定位模型及找矿应用研究。提出了航空高光谱遥感金矿床定位模型的构建思路,强调将目标（蚀变矿物及其组合）与背景（控制要素和成矿环境）相结合,而不是以往只重视蚀变信息,而忽视蚀变所处的地质环境;开拓出“矿床尺度的矿物精细填图技术”,并建立了工作流程,解决了建模的技术关键,明显提高了航空高光谱遥感技术在矿床范围内的填图效果。在此基础上,选择柳园-方山口地区5个各具特色的金矿床,构建了不同于其他地质勘查技术建立的5个矿床定位模式,属航空高光谱遥感矿床定位模式,为该区的高光谱遥感模式找矿奠定了基础。经对5个定位模式共性的地质分析,探讨了金矿床的形成过程,对该区的金矿床形成机理,从高光谱研究角度提出了新看法。运用所建立的定位模型,结合确立的金矿评价准则,开展了模式找矿工作,结果在柳园-方山口地区前人不知的盲区发现了3处值得进行深部探索的成矿有利地段,取得了明显的找矿效果。实践表明,航空高光谱遥感金矿床定位模型研究具有重要的理论意义和找矿价值。     

无人机遥感数据处理与滑坡信息提取

高分辨率的DEM和DOM数据是对地形地貌信息的准确描述,也是滑坡信息提取的重要数据源。首先,针对滑坡信息提取的要求,本文采用无人搭载微型单反相机的影像获取平台,结合野外测量的GPS数据,弥补了无人机POS信息精度低的劣势;针对无人机影像的特点,运用摄影测量基本原理与计算机视觉算法,获取高精度、高分辨率的DEM与DOM影像,保留了丰富的光谱与纹理信息。其次,借助ESP辅助工具获取了DOM影像的最佳分割尺度,并结合研究区地物特征构建了基于模糊分类与SVM算法相结合的决策树,运用面向对象的分类方法实现了对研究区内植被、道路、疑似滑坡区域的信息提取。最后,依照研究区地物分布的空间特征确定了高风险等级区域,并对该区域进行滑坡的形态与纹理分析以及精度评价,其中提取的疑似滑坡区域用户精度为91.44%、生产者精度为84.65%,结果表明无人机遥感在滑坡信息提取领域具有较高的应用价值。     

Landsat ETM+遥感数据在寻找临沂地热中的应用

沂沭断裂带内蕴藏着丰富的地热资源,以landsat ETM+为主要遥感数据,利用辐射传输方程反演出整个临沂地区地表温度,对灰色温度图像进行交互式拉伸突显出33℃及以上温度异常区,结合ETM+真彩色图像以及Google影像,排除城镇建筑、农村居民点、河岸滩、裸露岩体等异常区域,将所得异常结果与地热地质背景图进行叠加比对,并从区域地质角度对其进行分析,以期找到地热潜伏区。     

基于遥感多特征组合的冰川及其相关地表类型信息提取

冰川作为青藏高原的一种典型的地表覆盖类型,在高寒地区广泛分布,往往因为地形复杂,无法实地测绘。本文利用高分辨率遥感影像和高精度的DEM,在分析各种冰川类别的光谱、形状、空间关系、地形和气候等环境分布特征的基础上,综合和发展了现有的特征描述算法,建立了描述各种冰川类别特征的组合提取模型,运用面向对象的自动提取方法,对西部测图区青藏高原试验区进行了冰雪影像自动识别试验。试验结果表明,该方法是可行的,它对难以实地测量的冰雪信息引进了遥感自动提取方法,为研究冰川消融和气候变化拓展了研究思路。     

巴什布拉克铀矿区褪色蚀变Quickbird高分图像地学分析

 位于新疆塔里盆地西北缘的巴什布拉克铀矿床是与油气还原褪色蚀变密切相关的铀矿床,但有关油气还原褪色蚀变的依据大多是地质和地球化学方面的微观依据。本文在分析巴什布拉克铀矿化褪色蚀变岩石地质特征的基础上,根据Quickbird高空间分辨率卫星遥感数据的特点,开展了数据的增强处理,进一步提高了Quickbird数据对褪色蚀变岩石的分析和解译能力,并利用经过增强的Quickbird数据,对铀矿区出露的油气还原褪色蚀变岩石的空间形态和分布特征进行了分析:(1)从铀矿区及周围地区的较大视野,分析了油气还原褪色蚀变岩石的总体分布特征;(2)从整个铀矿区的尺度,分析了未发生褪色蚀变的紫红色砂岩残留体的形态特点、空间展布特征等;(3)从东矿区段更大尺度,分析了处于大片未蚀变紫红色砂岩内部的灰黄色褪色蚀变砂岩的形态特点和空间展布特征。上述分析,从正反两个方面,为铀矿化褪色砂岩的油气还原成因提供了大尺度的宏观依据,并为外围找矿提供了重要信息,充分展示出Quickbird高空间分辨率遥感技术在铀矿找矿中的应用潜力。     

城市建成区遥感影像边界提取与扩张分析

针对城市建成区提取过程中,仅依赖单一数据源导致精度不够的问题,本文基于面向对象分类方法和利用土地类型信息标准差统计变量,实现遥感影像中城市建城区边界的提取,并以该建成区为依据对河南省虞城县的城区空间扩张特征作了分析。实验中首先采用均值漂移分割算法对高分一号遥感影像实现分割,然后利用决策树分类算法实现土地利用类型分类,最后基于0.1 km × 0.1 km窗口统计土地利用类型标准差信息,获取建成区边界。面向实际应用,以河南省虞城县为例,采用高分一号影像获得虞城县2017年建成区数据,并基于该数据采用多个TM影像提取城区其他年份的建成区边界,实现河南省虞城县城区空间扩张特征分析。结果表明,本文方法获取的建成区边界精度较一般的监督分类提取边界有进一步的提高,精度达到89%。进而说明结合高分辨率影像提取多个年份的建成区数据的可靠性,在城市扩张研究中,对仅利用低空间分辨率提取精度不够问题和仅利用高分辨影像提取效率低等问题提供了较好的解决方案。     

面向对象图像识别的地学理解方法的优化与应用

近年来,面向对象技术的应用愈加广泛,以适应不同应用目的下不同地物复杂度的图像处理与信息提取要求。本文详细分析了面向对象信息提取方法中存在的问题,提出将传统像元级光谱分类与面向对象信息提取技术相结合,通过最大似然光谱分类和地学统计分析获取图像区域的先验知识,包括不同类型地物光谱混淆情况和图像复杂程度的定性描述等,以反映图像处理与信息提取的难度大小及技术要求,利用预分析获得的知识优化面向对象信息提取技术流程中图像分割参数设置及分类器的构造等,用于克服面向对象方法参数选取的盲目性和结果的多样性。并以SPOT5高分辨率遥感图像为例,通过常规方法和改进方法的对比,证明本试验方法有利于真实地分割地物基元,提高分类精度、效率和训练器性能。     

基于国产遥感卫星的典型要素提取技术框架

我国目前高精度典型要素数据建设主要集中在境内区域,境外几乎是空白,境外典型要素数据主要依靠卫星遥感技术获取。本项目拟从国产卫星影像几何定位、信息提取、参考框架构建、技术集成与应用示范等方面开展研究,突破境外典型要素提取关键技术难题,为全球典型要素提取工程化生产提供技术支撑,将显著提升我国地理空间信息全球生产和服务能力。