高光谱矿物填图技术与应用研究

回顾和总结了"九五"以来,中国国土资源航空物探遥感中心在高光谱矿物识别和矿物填图领域所取得的成果,包括主要岩矿光谱特征与影响因素分析;矿物的种类识别、丰度反演和成分识别;中—热红外多/高光谱的数据处理和矿物识别;高光谱矿物识别的地质应用模式、矿物填图的工作方法和技术流程、矿物填图的技术体系;矿物填图在区域地质找矿、矿区勘查和成矿与找矿模型、植物地球化学探测、矿山环境监测以及月球和行星探测等方面的应用示范。最后,提出了高光谱矿物填图近期的研究方向。     

高光谱遥感岩矿识别方法的研究进展

遥感技术应用于地质中的目的之一是分辫和识别出不同的岩石和矿物等地质体,高光谱分辫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。随着高光谱矿物识别方法的不断发展,使得高光谱遥感技术在地学领域的应用由定性分析到定量识别成为可能,也为今后开展成像光谱遥感数据的广泛应用做好了技术准备。介绍了多种岩矿光谱分析的技术方法,并对不同方法的优、缺点及其应用场合进行分析。最后,总结并提出了下一步的工作方向。     

西藏Hyperion数据蚀变矿物识别初步研究

矿物识别是高光谱遥感技术研究的重要内容,也是高光谱最能发挥作用的领域。文章以最新获取的西藏驱龙地区卫星高光谱Hyperion数据为例,进行了星载高光谱数据蚀变矿物识别的初步研究。根据矿物光谱识别规则和识别谱系,初步识别并提取出高铝和低铝白云母化、高岭石化以及绿泥石化等蚀变矿物。与已知地质资料对照分析,所提取的蚀变信息与矿区地质情况基本吻合,同时发现一个新的类似的蚀变组合。     

遥感岩矿信息提取基础与技术方法研究

在遥感地质应用中 ,对岩矿光谱和空间分布精细特征的探测是高空间与高光谱分辨率遥感的优势所在。随着传感器性能的改进 ,尤其是光谱分辨率的提高 ,改善了信息识别与提取的技术环境。本文从分析岩矿的光谱特征与遥感光谱识别规则出发 ,根据不同类型遥感数据的光谱特征 ,尤其是成像光谱数据丰富的光谱信息 ,研究不同尺度下遥感岩矿识别技术 ,建立相应的遥感应用模型 ,讨论了遥感技术集成。具体研究内容有 :(1)分析与总结遥感光谱识别规则。分别从矿物离子、矿物蚀变类型和蚀变矿物组合 3个层次分析了岩矿作用过程中矿物特征光谱的变化与变异…     

矿山环境高光谱遥感监测研究进展

在综合分析大量文献的基础上,归纳了高光谱技术在矿山次生矿物识别、重金属浓度反演、p H值定量估算、污染植被信息提取等方面的应用,总结了基于高光谱遥感提取有关氧化和脱水状态动态分析、气候变化追踪等信息的研究进展,展示了高光谱技术在矿山环境调查监测领域的广阔应用前景。研究表明,含铁硫化物及其氧化矿物标准光谱库的建立具有重大意义,推动了酸性矿山环境高光谱遥感研究;对矿山环境地质作用与光谱响应之间关系的认识逐渐深入,促进了高光谱地质应用模型的开发;高光谱数据蕴含着丰富的矿山环境地学信息,具备提取多方面重要信息的潜力。最后结合当前欧美发达国家开发高光谱小卫星的实际,指出今后矿山环境高光谱遥感研究将从矿物及矿物成分识别转向矿物形成时的物理化学性质反演、从短期调查向长期监测、从航空向航天、从单一矿山向成矿区带或大型矿集区转变。     

相山铀矿田地面光谱测量数据处理与分析

遥感光谱研究是遥感地质的基础研究工作之一,主要用于地质领域中岩石、矿物、地质构造、地质演变过程[1]的研究以及找矿勘查(确定蚀变矿化带)。结合研究课题,本文主要介绍了相山铀矿田地面光谱测量数据的处理与分析方法,从定性和定量两个方面确定蚀变矿物的特征光谱,建立相应的识别光谱模型,为利用高光谱成像技术圈定热液矿化蚀变带,分析蚀变矿物组合,圈定找矿靶区打下基础。     

高分五号高光谱影像矿物精细识别

矿物识别是高光谱遥感技术优势之一,已在地质矿产领域取得了显著应用效果。随着光谱分辨率的不断提高,高光谱遥感矿物识别逐渐从识别矿物种类向矿物亚类、矿物成分等精细信息识别发展,且随着应用实践的不断深入,对矿物精细信息的需求也越来越大。而光谱分辨率和矿物识别方法是制约高光谱矿物精细识别的主要因素。高分五号(GF-5)超高的光谱分辨率为矿物精细识别提供了可能。首先在分析总结已有高光谱矿物识别方法优缺性的基础上,提出了综合光谱特征增强匹配度和特征参量的矿物识别方法;其次,选取甘肃柳园和美国Cuprite两个研究较多的地区为研究对象,基于GF-5卫星数据开展了矿物精细识别,在完成矿物种类、亚类识别的基础上,进一步对绢云母成分信息进行了反演;最后,结合上述地区已有机载高光谱数据及填图结果开展对比分析。结果表明:GF-5矿物识别信息分布与机载HyMap、AVIRIS一致性很好,相较机载数据GF-5矿物识别平均正确率优于90%,说明本研究提出的矿物识别方法能够满足GF-5矿物精细识别,可为后续业务化应用提供技术支撑,同时认为超高的光谱分辨率使得GF-5在矿物成分信息识别上更具优势。     

ZY1-02D高光谱数据在地质矿产调查中的应用与分析

资源一号02D(ZY1-02D)卫星为我国首颗高光谱业务卫星,为了测试ZY1-02D高光谱载荷数据在地质矿产调查中的应用能力,在数据预处理的基础上开展岩性及矿物信息识别,并与GF-5数据提取结果进行对比分析,结合实地调查成果,对该数据的应用能力进行了有效的分析.结果表明:ZY1-02D高光谱数据反射率光谱曲线与地质体光...     

基于Hyperion影像的涩北气田油气信息提取

 对柴达木地区涩北气田地质地理环境下的蚀变矿物进行分析，结合卫星高光谱遥感数据Hyperion的图谱，对已知气田区与背景区光谱特征进行相关分析，确定了932.64~1 346.25 nm与2 002.06~2 385.5 nm为油气信息识别的有利波长范围； 利用光谱角制图（SAM）技术提取了涩北气田油气的空间分布信息和台吉乃尔含气构造等远景区，为高光谱遥感油气勘探提供了有效技术方法与途径。     

Hyperion高光谱数据在福建钟腾铜钼矿区的应用研究

以福建平和钟腾铜钼矿区为例,简要介绍了Hyperion高光谱数据处理技术,探讨了基于特征谱带的光谱微分及基于完全波形特征的光谱匹配等遥感矿物识别方法,初步识别出该矿区的绢英岩,并为地质资料、野外踏勘以及岩矿鉴定所证实.旨在交流基于高光谱遥感数据的岩矿信息提取方法技术,对高植被覆盖区的遥感技术应用进行探索.     

高光谱遥感影像矿物自动识别与应用

在对矿物光谱特征理解与归纳的基础之上，对矿物光谱特征进行知识化表达，利用数理逻辑和一定的判别规则实现对高光谱遥感影像矿物的自动识别与批量化信息提取。在ENVI平台上，利用IDL语言开发了高光谱遥感影像矿物分层自动识别模（Mineral Auto-identification Module Basedon Spectral Identification Tree：MAIM-SIT）。该模块已经在新疆东天山哈密地区利用HyMap数据、西藏驱龙地区利用Hyperion数据以及美国Cuprite地区利用AVIRIS数据成功地进行了矿物识别，可识别的矿物或矿物组合可达10种以上，基本实现了高光谱矿物信息提取的智能化与批处理能力。     

遥感地质信息提取集成与矿物遥感地质分析模型

结合遥感技术的现状、发展趋势和资源环境应用需求，从遥感地质应用出发，提出多源遥感数据分层识别集成、基于岩矿识别技术体系集成和基于岩矿识别谱系集成的基本思路与框架，强调矿物或矿物集合体在遥感地质分类与识别中的重要性，初步建立矿物遥感地质分析模型，分析集成与模型在蚀变与矿化信息提取、地质环境评价等中的可应用性。     

3维激光扫描仪定向技术研究

针对3维激光扫描仪无法直接获得目标物表面点的大地坐标的缺点,将全站仪导线测量中的定向技术应用到3维激光扫描仪中;根据扫描技术特点,设计了定向标识;根据定向标识的扫描数据,设计了标识的识别算法,并应用最速下降法进行求解,实现了3维激光扫描仪的定向。     

柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.     

高光谱遥感技术在地质领域中的应用

近年来，高光谱应用技术在地质领域得到了深入的应用与发展，不仅深化了地质学的基础研究，也推动着遥感地质填图从岩 性填图向矿物填图的飞跃，推进了高光谱遥感技术在成矿预测、地质成生环境成因信息探测、植被地化信息与理化信息提取以及矿 山环境调查等应用的不断深入。本文围绕高光谱技术的特点，并结合作者近年来的工作实践，论述了高光谱技术在上述领域的实际 应用情况与应用效果。     

高光谱遥感异常信息在阿尔金索拉克地区铜金矿找矿工作中的应用

利用CASI/SASI机载高光谱遥感数据,对新疆阿尔金成矿带索拉克一带的蚀变矿物异常信息进行提取和分析,在此基础上总结区内蚀变矿物异常的分布规律及成因,结合典型岩石、矿物的地面光谱测量对不同地质体蚀变矿物的光谱曲线特征进行分析和总结,并选取索拉克铜金矿床的矿化蚀变地质剖面开展光谱测量分析,构建该区标志性蚀变矿物组合,建...     

相山铀矿田西部深钻岩心成像光谱编录及蚀变分带特征

相山盆地西部是目前相山铀矿田攻深找盲的重要潜力区域,其深部具体的蚀变分带仍有待进一步的研究。成像光谱岩心扫描技术为揭示深部蚀变信息提供了一种新的手段。通过对相山西部牛头山地区的科学深钻进行岩心成像光谱扫描和数据处理,完成了5类蚀变矿物的岩心填图,采用像元分类统计算法获得了整个钻孔的蚀变矿物相对含量编录曲线。通过与地质岩性编录和物探测井曲线的对比,印证了岩心成像光谱编录蚀变信息的可靠性。根据深钻岩心成像光谱编录结果,基底以上可划分为3个蚀变带:上——绿泥石化为主,中——高岭石+地开石化和伊利石(主要是短波伊利石)化为主,下——伊利石(长波伊利石多、短波伊利石少)化为主。钻孔上、下2段铀矿化具有明显不同的蚀变矿物组合特征,反映不同波长伊利石的形成环境具有相对差异性。短波伊利石形成于相对偏酸性的流体环境,与酸性蚀变主导的铀成矿密切相关,长波伊利石形成于相对偏碱性的流体环境,与铀成矿的相关性不高。深钻蚀变分带特征反映了偏酸性的流体活动晚于偏碱性的流体活动,并作用于后者之上,铀伴随着后期的钾交代和偏酸性的流体活动逐渐富集;深部碱交代作用的演化具有钠交代→钾交代→酸交代的总体演化规律。     

天宫一号高光谱数据烃类微渗漏信息提取

烃类微渗漏遥感探测技术是一种油气直接调查方法,主要依据油气藏上方地表的低价铁富集、粘土矿物丰度高和碳酸盐岩含量高等异常现象。通过分析高光谱遥感油气蚀变信息提取理论,研究了各种烃类蚀变矿物在天宫一号(TG-1)高光谱数据上的光谱响应特征;依照突出所需矿物并压制其他地物特征的思想,选取不同解译标志的强吸收和高反射波段,采用比值法进行特征信息增强与提取;开展甘肃省庆阳地区TG-1高光谱数据的油气微渗漏信息提取研究。研究结果表明,研究区地表蚀变遥感异常信息的分布与已有地质分析结果有较好的一致性,与实际的油气区吻合较好,验证了本文方法的可行性,显示了TG-1高光谱数据的油气探测潜力。     

三维激光扫描点云混合像素的自动识别方法

混合像素的存在会给点云后续处理与应用带来干扰,针对如何在原始扫描点云中自动识别混合像素的问题,从扫描仪的工作原理着手分析了混合像素的形成条件,结合扫描仪的内部光电转换机制与真实扫描数据论证混合像素的测距误差分布规律,据此设计混合像素的自动探测方法。利用真实原始扫描数据进行实验,结果证明,文中方法能够准确地识别出点云中的混合像素。     

高光谱蚀变信息在金矿找矿预测中的应用研究——以北山方山口金矿线索为例

航空高光谱数据具有丰富的光谱信息和高空间分辨率,在矿化蚀变带识别中发挥着重要作用。成矿地质条件分析表明,北山成矿带方山口—老金场地区存在与中酸性岩体有关的金矿床成矿潜力。覆盖该区的航空高光谱(CASI/SASI)遥感数据蚀变矿物异常提取结果显示,区内发育高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、褐铁矿、白云石、绿泥石、绿帘石和方解石等蚀变矿物。对金滩子金矿床光谱信息的剖析表明,"中—高铝绢云母+褐铁矿"为其标志性蚀变矿物组合;对区内高光谱异常信息进行筛选,圈定出方山口找矿预测区;对预测区内标志性蚀变矿物组合发育地段进行野外查证,发现3条金矿化黄铁绢英岩脉。实践表明,通过针对性地筛选高光谱蚀变矿物异常组合,可以有效地指导下一步的金矿找矿工作。