普朗斑岩型铜矿区矿化蚀变特征矿物填图及找矿潜力分析：来自资源一号02D遥感卫星的证据

随着近年来取得重要找矿突破的普朗斑岩型铜矿的规模化开采，进一步摸清首采区外围资源潜力任务紧迫。遥感技术尤其是国产卫星资源一号02D星等高光谱卫星成功发射，为我国高海拔艰苦地区快速精准识别与矿化相关的蚀变矿物提供了可能。针对以往对植被覆盖区高光谱矿物识别有效性方法探索不足，本文选取普朗铜矿区为研究，采用资源一号02D高光谱遥感数据，使用比值植被指数划分植被覆盖区及非植被覆盖区。基于实测波谱，分层次构建了植被覆盖区及非植被覆盖区与普朗铜矿矿化密切相关的绢云母、绿泥石、绿帘石蚀变特征矿物波谱曲线，并采用匹配滤波方法开展了蚀变矿物填图示范应用。野外验证表明：该方法可有效探测普朗斑岩型铜矿外围尤其是首采区东侧植被覆盖区绢云母等蚀变特征矿物分布信息，结果显示普朗首采区东侧具有较大找矿潜力。     

冕宁牦牛坪稀土矿区土壤重金属污染光谱测定与特征分析

本研究采集冕宁牦牛坪稀土矿区34个样本点的土壤与高光谱数据,利用化学方法实测土壤重金属含量,计算各重金属之间皮尔森相关系数,建立Fe元素与各金属元素(Pb、Zn、Cd、Mn、Cu、As)估算模型;针对高光谱数据,进行光谱一阶微分、二阶微分、倒数对数、均方根变换、包络线去除、光谱深度计算等处理,获取特征波段,采用交叉有效性检验原则选择恰当的主成分个数,应用偏最小二乘法建立光谱一阶微分同Fe元素关系模型,最后通过计算建模样本与检验样本的相关系数及RMSE值判定各金属含量模型精度。旨在探索利用高光谱遥感技术反演土壤重金属含量的可行性,为应用高光谱遥感技术进行环境污染监测、信息提取和定量反演提供借鉴。     

基于植被胁迫光谱的高光谱遥感植被元素富集信息提取

含矿层中成矿元素的迁移富集可胁迫影响上覆植物光谱, 因此, 利用植物响应特征提取成矿元素富集信息可指示潜在的矿床位置.以内蒙古西乌旗草原覆盖区为例, 采集典型植物光谱并测试元素含量, 分析红边和吸收深度对不同成矿元素的敏感性, 并进行模型显著性参数检验, 建立了基于植物吸收深度的Co和W元素响应模型, 应用于示范区的Hyperion影像, 圈定了Co和W元素富集信息.结合野外实地采样验证, 富集点元素含量均高于背景值.该研究可为植被覆盖区的高光谱遥感地质调查提供新的思路.      

利用多光谱遥感数据提取植被污染信息的新方法

有效监测植被污染的现状和变化是空间遥感技术的优势。根据植被在生长过程中在由红光和近红外波段组成的“植被视面”上的位置和迁移规律,提出了通过建立数学模型进行坐标旋转进而提取反映植被生长状况的绿度信息的方法,并且采用多光谱ASTER卫星遥感数据对江西德兴铜矿区的植被污染进行了应用研究。结果表明此方法可以消除土壤背景的影响,有效地判别植被长势的强弱,为在植被茂密覆盖区根据植被的长势和分布状况来判别生态环境状况提供了新思路,为其他相似的卫星数据的应用提供了科学的参考依据。     

高光谱遥感定量反演成矿元素含量的研究进展

随着遥感技术的不断发展,高光谱遥感也相应取得了较大的进步,而其应用于找矿方面也越来越广阔。在有土壤覆盖物的多金属矿区,遥感土壤地球化学方法也相应地取得了较大的发展。多金属矿区土壤覆盖物的重金属元素含量测量是判断矿区成矿元素地球化学异常的标志,同时为找矿预测打下基础。使用遥感手段定量化的提取矿区表层覆盖物（土壤）中地球化学信息是找矿预测的必经之路。文章从理论、技术及定量化反演方法三个方面对高光谱遥感应用于土壤地球化学研究取得的新进展进行归纳和总结,并展望遥感土壤地球化学的应用前景。     

岩溶铅锌矿区土壤重金属污染特征

以DX、DW铅锌矿区土壤为研究对象,利用原子吸收光谱法（AA800）、原子荧光光谱法（AF-640）测定土壤中铅、铬、镉、铜、锌、镍、汞和砷等重金属的含量,利用单因子污染指数法、N.L.Nemerow综合污染指数法对比分析土壤中重金属的污染特征,采用PCC统计学方法分析矿区土壤中重金属之间的相关性。结果表明:两矿区土壤中除Cu、Cr外,其余重金属均已对土壤造成单一或复合污染,其中Cd污染最为严重,对综合污染贡献最大。DX、DW矿区土壤重金属的Nemerow指数分别为27.61、63.54,均达到极强污染水平,且DW矿区污染较为严重。DX矿区,除Ni外,Pb、Cr等7种重金属元素之间存相关性;DW矿区,除Cr外,Pb、Ni等7种重金属元素之间存相关性,这可能与二矿区均属多金属伴生、共生矿床有关;土壤中各重金属总含量与pH值没有显著的相关性。研究结果将为合理制定矿区土壤污染的修复和治理措施提供依据。      

航天遥感信息提取技术方法与地质遥感技术在植被覆盖地区的找矿应用

简述宽波段或高光谱遥感技术方法及亚象元、低概率目标探测技术的研究及应用现状。结合大兴安岭地区矿产资源勘查的背景条件，系统阐述该技术在植被覆盖地区地质找矿的应用流程。这一研究方案的实施及可能获得的成果，将改善在植被覆盖地区的地质找矿工作。     

基于无人机高光谱棉田土壤含水量反演研究

以兵团农六师共青团农场示范园棉田为研究区域,采集无人机高光谱数据、土壤含水量及棉花叶片光谱数据,分析土壤含水量与叶片光谱特征相关性,构建地面高光谱与无人机高光谱土壤含水量反演模型。基于两种数据源相同采样点光谱曲线特征对比分析结果,对无人机高光谱土壤含水量反演模型进行优化校正,实现地面研究成果与航天/空遥感数据结合,为无人机高光谱遥感技术在精准农业中的应用提供思路和方法。     

基于RapidEye影像的蚂蝗田小流域土壤侵蚀与岩溶石漠化分析

依据《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》(SL461-2009),以蚂蝗田岩溶小流域为研究对象,实地测量了22组典型地物光谱,发现岩石和土壤在红光-近红外二维光谱特征空间具有线性分布规律,由此推导出土壤—岩石指数方程,并构建了岩溶区土壤侵蚀与石漠化强度分析技术流程。在此基础上,利用研究区RapidEye卫星遥感影像,通过提取土地利用、植被覆盖度、基岩裸露率和坡度等指标因子信息,实现了土壤侵蚀与岩溶石漠化强度的分析评价。研究发现:岩溶区土壤侵蚀与植被覆盖度呈负相关性,与坡度和基岩裸露率无单向相关性;岩溶石漠化与植被覆盖度呈负相关性,与坡度呈正相关性,与基岩裸露率呈线性相关。      

植被覆盖区卫星高光谱遥感岩性分类

植被高覆盖区岩石和土壤在遥感图像上表现为弱信息、小目标,如何利用卫星高光谱遥感提取岩性弱信息是目前遥感地质应用中的最大挑战之一。以黑龙江呼玛地区为例,选择美国EO-1卫星Hyperion高光谱数据。由于植被与下伏岩石-土壤的光谱混合,分别计算研究区含土壤因子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,以此分离植被和岩石-土壤组分。在含土壤因子植被指数主成分分析的二维组分散点图上,明显区分出背景植被与异常岩石-土壤组分,证实了植被与岩石-土壤组分经主成分分析分离的效果。同时在不添加土壤因子植被指数的分析中,明显区分出植被覆盖信息。通过对实验区典型岩石进行野外光谱测试,然后对光谱进行连续统去除处理,将其作为参考光谱,与分离后的岩石-土壤光谱进行光谱特征拟合（SFF）,从而成功地识别出研究区内不同岩石类型,特别是玄武岩、流纹岩、砂砾岩、安山质凝灰岩、大理岩和石英片岩识别效果较好。根据研究区内不同岩石地层单元内岩石组合特征,通过分离后的组分合成图像,成功地实现了岩性分类。与已知地质图叠加,证实通过卫星高光谱数据提取的不同岩石类型颜色边界与地质图岩性界线吻合较好。结果表明：通过植被与岩石-土壤光谱组分分离,结合高光谱遥感的光谱特征拟合,能够识别不同的岩石类型,实现植被覆盖区岩性分类。     

基于高光谱的长江中下游沿江地区土壤化学元素含量反演研究

为探究高光谱遥感技术在土壤元素快速定量化检测中的应用,解决传统土壤元素含量测定效率低下的问题,本文以长江中下游沿江芜湖段为典型研究区,实地采集615个土壤表层样品（0～15 cm）,经实验室化学成分测定和光谱采集,利用多种数据预处理方法和回归建模方法,建立铬（Cr）、镉（Cd）、钾（K）、磷（P）、氮（N）、有机质含量的高光谱估算模型。结果表明：经对原始光谱进行预处理以及多种光谱数学变换,元素含量与光谱的相关性均有不同程度的提高,不同元素具有差异性,总体建模结果均大于通过原始光谱直接建模效果。各元素的预测模型精度均大于86%,模型的预测效果较好,可为土壤元素快速定量化检测提供技术参考。     

基于地面实测光谱的水系沉积物重金属含量反演

水系沉积物中的重金属元素含量调查是矿区环境受污染程度的重要依据,同时水系沉积物的物源组成也是近年来找矿突破的重要环节之一。通过分析水系沉积物中羟基官能团与重金属游离态阳离子之间的吸附反应,结合地面实测高光谱数据,发现与重金属元素含量相关性较好的波谱波段为500~780 nm与2 100~2 300 nm,建立基于地面实测光谱技术反演水系沉积物中重金属元素含量的回归方程,最后利用反距离权重方法成功提取碾子沟-洛金洼多金属矿区3条冲沟水系沉积物中Cu、Zn等重金属元素含量。结果显示：重金属Cu和Zn模型检验精度（R²）分别为0.618和0.636;研究区内冲沟源头山地林地附近流域沉积物中的重金属含量相对中下游矿区周边农用地较低,同时沉积土壤中的重金属含量随着冲沟流向呈升高趋势。重金属含量较高的中游农用地附近应加以治理,含量异常的中下游区域为今后的找矿方向。     

基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染,需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控,然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外（Vis-NIR）反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力,文章以典型人为污染地区（浙江温岭）和典型地质高背景地区（广西横县）的390份农田土壤为样本,测定8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量和pH值,并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）算法建立回归模型,对土壤重金属含量和pH值进行预测,并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示,温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差（RPD）分别为1.23和1.19,预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93,预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强,使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体 准确度分别为75.0%~100%（温岭）和80.0%~100％（横县）。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合,对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。     

基于Hyperion数据的油砂分布遥感研究

依据油砂中烃类的微渗漏和油砂组分光谱特征响应原理,利用Hyperion高光谱影像提取和识别与油砂分布相关的波谱信息,进行非常规油气能源--油砂分布的有利区预测。根据油砂所致烃类微渗漏的地表特征可知,低植被覆盖区的异常以矿物异常为主,中、高植被覆盖区的异常以植被异常为主。利用归一化植被指数表征地表植被的不同覆盖程度：当其值为[0.0,0.4）时,采用SAM（spectral angle method）提取矿物异常信息;当值为[0.4,0.7]和（0.7,1.0]时,分别采用LIC（lichenthaler index）和CTR（carter indices）方法提取植被异常信息。同时,为确保提取的矿物和植被异常信息的产生是由油砂中烃类的微渗漏所导致,以野外油砂反射光谱为端元,运用光谱角分类方法提取油砂信息,并将其与获取的矿物和植被异常信息进一步应用空间叠置分析确定油砂分布有利区。结果表明,综合运用野外实测高光谱数据和高光谱影像数据能够较准确地预测出研究区中油砂的分布位置。因此,应用高光谱影像进行油砂分布的有利区预测,可为未来利用遥感技术深入研究油砂可采储量评价提供参考依据。     

植被覆盖度与城区地表热量的动态变化分析

近几年随着城市化进程的不断加快,城市周边环境发生了巨大的变化,其中最为突出的热点表现在城市气候状况的逐年变化,针对气候变化国内、外气候学家做出了众多研究成果。这里研究的重点在利用遥感技术对客观数据大面积、高时效、全面真实地分析处理的基础上,来动态地研究城市植被覆盖度变化与城区地表热量分布的关系,通过对1992年、2006年的Landsat5TM遥感数据的分析,估算植被的覆盖度并对城区地表温度进行反演,从而客观得出植被覆盖度与城区地表热量分布图,揭示出植被覆盖度与城市地袁热量分布之间的相互关系。研究结果表明,城市植被覆盖度与城市地表热量分布之间呈现出明显的负相关性,具体表现为植被覆盖度越低的地区,城市热量值比植被覆盖度越高的地区城市热量值高。     

高光谱遥感水文地质应用新进展

高光谱遥感是一种利用成像光谱仪同时获取地物目标辐射、光谱和空间等多重信息遥感的技术,水文地质是高光谱遥感重要的应用领域之一,通过高光谱遥感图像分析,能够提取大区域包气带及含水系统的水文地质信息,可为水文地质环境的识别及实时监测、地下水资源高效管理、地下水数值模型构建等提供科学数据。通过调研凝练了高光谱遥感基本原理方法及其在水文地质方面的应用研究,重点总结了地下水环境污染和水文信息反演方面的高光谱遥感应用研究进展,分析了高光谱遥感水文地质应用所面临的挑战,并展望了高光谱遥感水文地质应用研究的发展趋势,主要包括:通过土壤和植被的光谱信息实现对研究区包气带土壤重金属污染状况的大面积、短周期连续快速监测;在高光谱图像中提取构造、地层岩性等地质和水文地质特征,以环境指示因子（如植被）为有效补充,获取饱和带地下水环境信息;通过高光谱图像识别植被类型、计算植被覆盖度、分析叶片反射光谱特征并建立模型反演土壤含水量和地下水位,为研究和保护缺水地区生态环境提供数据支撑。     

高光谱遥感在土壤重金属污染监测中的应用

高光谱技术的快速发展为宏观、快速获取土壤中的重金属元素信息提供了有力支撑。选择云南大红山铜矿作为研究区,对其土壤进行采样,其中水样、底泥样和土壤样各30个,共90个样本。使用ASD光谱仪对样品进行光谱分析,借助ENVI软件对原始测量数据进行平滑与去噪处理,利用与重金属相关的官能团在VNIR和SWIR波段光谱吸收特征的变化提取光谱吸收特征参数。通过与预处理后研究区的HyMap遥感图像数据进行光谱相似度及光谱参数相似度的对比,验证了将ASD实测光谱与HyMap高光谱遥感数据结合监测研究区重金属污染的可行性。认为高光谱遥感在土壤重金属监测方面有着广泛的应用前景。     

秘鲁南部斑岩铜矿典型蚀变带矿物信息提取及找矿远景区圈定

不同斑岩铜矿的构造地质、成矿时代和控矿因素具有其特殊性, 所以需要针对具体的矿区开展地质调查以获取矿区标志性蚀变矿物组合信息, 从而利用遥感技术手段提取矿区蚀变信息, 确定找矿远景区.通过综合分析秘鲁南部斑岩铜矿地质特征、控矿因素, 确立了以泥化-绢英岩化和青磐岩化组合蚀变矿物带为遥感找矿指示标志, 并以ASTER数据为遥感数据源开展蚀变矿物信息提取技术研究, 结合已有矿区地质资料、高光谱影像和实地勘查结果, 验证了典型蚀变带矿物信息提取结果的可靠性, 另圈定了2处找矿远景区.在综合分析、梳理已有研究基础上, 构建了多光谱遥感找矿模式, 并在智利、阿根廷等其他多个斑岩铜矿区取得了较好的应用效果.      

尾砂库重金属元素表生地球化学行为的初探

通过重金属含量分析,分级提取化学形态分析,结合矿物成分和化学成分分析,对黄龙铺矿区1号尾矿库重金属元素在风化过程中的地球化学行为进行了研究。研究结果表明在横向上,尾矿库中心排水口处地势低洼,铜、铁因相对活泼易于迁移而流失,铅、锌、铬、镉在尾矿库四周的地表浅部淋失,在尾矿库中心则相对富集。化学形态分析表明尾砂中各重金属元素赋存状态各有不同,一般以T6原生硫化物态和T7残渣态为主,铜、锌、铁迁移性较强;其他则较弱,表明对环境威胁不是很大。重金属的迁移明显的分为氧化带和次氧化带,研究结果显示尾矿覆盖方法也不一定能够有效地阻滞污染元素的迁移。     

滇西兰坪铅锌矿区土壤重金属含量的高光谱反演分析

滇西兰坪金顶超大型铅锌多金属矿床是我国最重要的铅锌矿产集中开发区之一。始于20世纪80年代的矿业开发活动逐渐增强,导致该区土壤重金属污染问题不断加重。本文系统开展了兰坪矿区土壤样本的Zn、Pb、As、Cd共4种重金属含量与光谱响应测试实验,详细分析了土壤样本中4种重金属的敏感波段位置及其与土壤中粘土矿物、铁氧化物及碳酸盐矿物之间的赋存关系,构建了4种重金属含量与土壤实测光谱之间的多元线性回归模型。结果表明:(1)区内4种重金属元素含量均超标,且具显著的相关性;(2)重金属含量与土壤光谱反射率、反射率的一阶微分及连续统去除变量具有较高的相关性;(3)用实测光谱的逐步回归方法预测土壤重金属含量的反演模型具有较高的精度,R2均高于0.816。本结果可为大尺度土壤重金属含量监测及其它污染信息提取提供借鉴。