高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。     

基于机载和星载高光谱遥感的武夷山成矿带蚀变矿物信息识别研究

武夷山成矿带是中国东部中生代火山岩区重要的金铜多金属成矿带之一。为进一步对武夷山成矿带的岩矿蚀变信息进行识别与对比研究,该文利用机载航空高光谱SASI短波红外数据和星载高分五号(GF-5)高光谱数据,在充分分析不同蚀变矿物的实测波谱典型吸收特征和矿化蚀变信息识别提取方法的基础上,基于迪开石、高岭石、石膏、铁绿泥石、铁镁绿泥石、镁绿泥石等6种蚀变矿物的实测光谱特征,应用光谱角填图法(Spectral Angle Mapper, SAM)对闽中永泰—德化—尤溪矿集区的两类高光谱影像的蚀变矿物信息进行自动匹配识别和信息提取。研究表明：(1)两类高光谱数据都能较好地提取出上述6种典型蚀变矿物的分布范围,且结合地质资料能够推测出火山机构,暗示了较好的找矿前景;(2)通过对提取的蚀变矿物信息的效果和特征进行对比研究,并经野外实测岩矿样品的光谱验证,SASI数据提取的蚀变矿物信息与实际验证点吻合更多;(3)通过对比分析,发现应用高空间分辨率SASI数据的蚀变矿物信息提取结果较空间分辨率较低的GF-5数据更加稠密和精确,与空间分辨率越低,像素光谱混合越明显、地物精细区分程度也相对较差的常规认识相吻合。...     

内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区遥感蚀变信息提取及其找矿指示意义

利用遥感技术可以经济、有效地获取地质找矿信息。基于多光谱遥感数据的蚀变信息提取已在地质填图和找矿工作中广泛应用,近几年,中国高分五号（GF-5）高光谱数据以其较高的光谱分辨率为地表蚀变矿物的精细化识别提供了基础数据。文章结合Landsat-8 OLI多光谱和GF-5高光谱数据,对内蒙古苏莫查干敖包萤石矿及周边开展蚀变信息提取,分析有利成矿区域,并进行野外验证,进一步发掘外围矿产资源潜力并探究遥感地质勘查的可信度。笔者基于Landsat-8多光谱数据,利用主成分分析方法提取了铁染、羟基类蚀变,并对其异常等级进行了划分;基于GF-5高光谱数据运用最小噪声分离（MNF）算法、纯净像元指数（PPI）算法、混合调制匹配滤波（MTMF）填图方法,在研究区内提取出白云母、绿泥石、高岭石、磁赤铁矿和褐铁矿5种矿物。将两者蚀变信息提取结果叠加,笔者发现苏莫查干敖包萤石矿区及外围存在热液蚀变特征,具备金属成矿潜力,野外验证发现研究区除萤石外,还伴生有铅锌多金属矿。因此,笔者认为多光谱和高光谱遥感数据结合的蚀变信息提取在地质矿产资源勘查领域具有一定应用潜力。     

中钢澳大利亚Carpentaria锰矿矿权区ASTER数据蚀变信息提取研究

应用ASTER多光谱卫星遥感数据,根据与锰矿相关的蚀变矿物光谱特征,采用主成份分析算法,提取了中钢集团所属的澳大利亚Carpentaria锰矿矿权区铁染、羟基、碳酸盐化、锰和硅化的蚀变信息。ASTER数据在锰矿化蚀变信息提取中能更好的识别不同类型含羟基蚀变矿物,能更好的提取含三价Fe离子的蚀变信息及锰矿物蚀变信息。对这些蚀变信息进行深入分析将有助于矿权区锰矿地质研究和勘查目标的确定。     

中钢澳大利亚 Carpentaria 锰矿矿权区 ASTEＲ数据蚀变信息提取研究

应用 ASTEＲ 多光谱卫星遥感数据,根据与锰矿相关的蚀变矿物光谱特征,采用主成份分析算法,提取了中钢集团所属的澳大利亚 Carpentaria 锰矿矿权区铁染、羟基、碳酸盐化、锰和硅化的蚀变信息。ASTEＲ 数据在锰矿化蚀变信息提取中能更好的识别不同类型含羟基蚀变矿物,能更好的提取含三价 Fe 离子的蚀变信息及锰矿物蚀变信息。对这些蚀变信息进行深入分析将有助于矿权区锰矿地质研究和勘查目标的确定。     

基于Hyperion数据的岩矿蚀变信息的特征峰提取法

介绍了一种基于光谱曲线特征峰提取的岩石蚀变信息提取方法。对于目前Hyperion数据的空间分辨率所得到的混合光谱,用该方法对精细矿物的识别尚难做到,但可以用于半定量提取矿物蚀变信息。文中提出的方法作为一种航天高光谱数据挖掘手段,目的在于探索基于高光谱数据的蚀变信息提取方法,为高精度、高空间分辨率的航空或未来航天高光谱数据的处理抛砖引玉、探索先行。     

植被覆盖区高光谱遥感影像上蚀变岩与蚀变矿物信息的提取

在高光谱遥感找矿应用中,从影像上提取的蚀变信息经常包含了很多对找矿无用的信息。为了避免这些无用信息,本研究选取植被覆盖的云南普朗斑岩铜矿区作为研究区,使用该区高光谱遥感数据分别提取蚀变岩和蚀变矿物的信息,分析它们对找矿的有用性。提取蚀变矿物信息使用的是从影像上提取的矿物端元参考光谱,光谱匹配采用的是光谱角方法;提取蚀变岩信息使用的是野外蚀变岩参考光谱,光谱匹配不仅考虑光谱的整体形态,而且考虑吸收谷位置形态。在蚀变岩识别图上,4个典型蚀变岩点的野外验证表明:识别结果与实地地物基本一致。但是,在蚀变矿物信息图中,这4个圈定点无任何信息。这表明:这些点的蚀变岩信息较其表面蚀变矿物信息更丰富,因而能被有效提取出。通过比较蚀变岩、蚀变矿物的信息分布图,发现:一些粘土矿物(比如硬石膏和高岭石)的大量信息分布在沉积岩区,因而可能是假的蚀变信息。这表明:通过蚀变岩光谱获取的蚀变信息比通过蚀变矿物光谱获取的蚀变信息更可靠。在蚀变岩信息提取中,比较吸收谷位置识别前后的结果表明:考虑光谱整体和局部形态比仅考虑整体形态的识别结果具有更高的可靠性。     

基于ASTER 和ETM+数据的蚀变信息提取 比较研究———以西藏泽当矿田为例

利用ASTER和ETM+数据分别对西藏泽当矿田试验区进行了遥感数据矿物蚀变信息提取。根据研究区岩石矿物光谱特征,采用主成分分析法,提取了含三价Fe离子和粘土矿化蚀变信息,通过对两者提取的结果进行比较之后认为,ASTER数据比ETM+数据在矿化蚀变信息提取中能进一步识别不同类型的含羟基蚀变矿物,并且也能很好的提取含三价Fe离子蚀变信息,未来具有较大的优势。     

国产GF-5高光谱遥感在铀矿找矿中的应用——以甘肃省龙首山地区为例

GF-5观测卫星拥有着330个谱段的高光谱分辨率遥感数据,是我国2019年自主研发的首颗高光谱综合观测卫星。基于GF-5卫星开展的地质找矿应用的研究较少,文章选取了基岩裸露程度高、铀成矿地质条件优越的甘肃省龙首山铀成矿带作为GF-5高光谱遥感适宜性和可行性验证研究区,开展了数据预处理研究,构建了GF-5高光谱数据处理方法和流程,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,在研究区内共提取到包括钠长石、赤铁矿、高岭石、石英（硅化）、绿泥石和方解石在内的6种蚀变矿物。提取的蚀变矿物空间展布与区内铀矿（化）点、断裂构造和龙首山岩群分布特征关系密切,并通过开展地面光谱测量验证了蚀变矿物提取结果的可靠性。基于研究成果,丰富了GF-5高光谱的铀矿找矿工作思路,为国产GF-5高光谱遥感应用于地质找矿提供了参考。     

遥感蚀变信息提取研究综述

矿物蚀变信息是地质找矿的重要依据和手段，利用遥感数据提取蚀变信息是遥感应用领域研究的热点.通过对近年来蚀变信息提取涉及的遥感数据、矿物类别、常用方法等进行梳理，对比分析不同遥感蚀变信息提取方法的效果，总结了遥感蚀变信息提取的发展方向.结果表明，遥感数据朝着高空间分辨率发展，蚀变信息的地面精度随之提高；光谱分辨率的提高使得可提取矿物越来越多；数学方法和人工智能的发展提升了蚀变信息提取方法的应用空间.     

多光谱遥感蚀变信息提取新方法研究

文章以青海巴音山多金属矿化区为例,将高光谱数据处理方法运用于多光谱遥感数据中提取矿化蚀变信息.利用该区域的Landsat7 ETM遥感影像和标准光谱库中的特征蚀变矿物光谱为基本数据,借鉴已知矿物标准中的吸收谷特征,应用光谱特征匹配技术进行吸收谷谱区间和吸收谷深度对比,通过比较两者的相似性,达到提取蚀度矿物的目的,提取出许多有价值的似蚀变带遥感信息.结果证明了该方法在多光谱遥感矿化蚀变信息提取应用中的可行性,同时取得了较为满意的效果.     

内蒙古扎嘎乌苏地区遥感矿化蚀变信息提取研究

为充分发挥遥感技术在内蒙古扎嘎乌苏地区矿化蚀变信息提取方面的作用,以Landsat 8 OLI数据为主要数据源,采用特征向量主成分分析,结合异常切割和异常滤波的方法,提取研究区遥感矿化蚀变信息。基于GIS平台,将已知的地质矿产信息与提取的矿化蚀变信息进行叠置分析,显示提取的蚀变信息与研究区地质信息吻合较好。研究证实,该方法对本地区蚀变矿物信息的提取可行,对该区未来找矿勘查具重要指导意义。     

基于光谱相似尺度的支持向量机蚀变信息提取

文章提出一种基于光谱相似尺度(spectral similarity scale-SSS)的支持向量机(support vector machines-SVM)遥感数据矿化蚀变信息提取的新方法.该方法选择青海两兰地区作为遥感矿化蚀变信息典型研究区,利用该区域的Landsat7ETM遥感影像结合地面实况调查数据,从图像上选取少量具有代表性的样本点的光谱作为参考光谱,利用SSS方法提取训练样本,然后应用SVM算法进行遥感矿化蚀变信息提取.试验结果经野外检查和验证,效果良好.     

基于特征导向主成分分析遥感蚀变异常提取方法

为利用多光谱遥感数据提取蚀变异常信息, 在分析蚀变矿物的先进星载热发射和反射辐射仪(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer, ASTER)和影像短波近红外(visible and near IR-short wave-length IR, VNIR-SWIR)谱带的特征光谱曲线的基础上, 对传统的主成分分析法进行了改进, 利用特征导向主成分分析法对辽宁兴城地区进行矿物蚀变信息提取, 成功的对该地区内的褐铁矿(Fe3+)、绿泥石(Mg-OH基团矿物)和高岭石(Al-OH基团矿物)进行了蚀变异常信息提取.通过实践验证和研究区地质资料表明, 特征导向主成分分析法能够有效地提取蚀变信息并识别研究区内主要矿物, 可以为该区的成矿预测工作提供一定的依据.      

CASI/SASI航空高光谱遥感矿物技术研究——以甘肃北山柳园地区为例

能源勘查、岩石矿物识别、矿物丰度制图以及成矿远景区圈定是高光谱技术发展和应用的主要方向。CASI/SASI航空高光谱数据可以在同一平台下同时获取覆盖可见光-近红外-短波红外光谱段的光谱信息, 且光谱分辨率和空间分辨率远远优于多光谱及星载高光谱数据, 所以在矿物蚀变信息提取中具有广泛的应用前景。以柳园研究区为研究对象, 对CASI/SASI航空高光谱遥感矿物过程中的关键技术进行了实验研究, 确定出航空高光谱矿物蚀变信息提取流程, 并对研究区蚀变矿物进行识别、填图。通过与研究区地质资料和前人实地勘探资料对比得出, 研究区CASI/SASI航空高光谱遥感蚀变异常结果与现实状况相当吻合。      

基于Hyperion高光谱数据的矿物蚀变提取——以内蒙古西部狼山地区炭窑口矿床为例

以已知的矿床——内蒙古炭窑口矿床为研究区,基于围岩矿化蚀变理论,利用高光谱遥感技术对矿化蚀变异常信息进行提取。首先对Hyperion影像进行预处理,包括去坏线、条带、大气校正及光谱重建。其次,从反演后的反射率数据提取5类端元矿物,通过分析矿物组合,最终确定5类矿物并利用波谱角制图法在研究区填图,进而提取矿化蚀变信息。在以上研究过程中改进了去除条带的方法。在获得蚀变信息后,结合炭窑口研究区的地质图进行应用分析,通过解释异常,验证其是否为矿化引起的蚀变。最后,再根据研究区的地质情况和前人对矿床的研究成果,尤其是对含矿地层的研究成果,结合提取的蚀变矿物,预测其他有利靶区。结果表明,获得的矿化蚀变信息与矿点吻合较好,具有一定的借鉴意义。     

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.      

基于GF-5、Landsat8与GF-2遥感数据的蚀变信息提取研究——以四川宁南铅锌矿集区为例

四川宁南铅锌矿集区是中国重要的铅锌矿成矿区之一，区内铅锌矿床广泛分布，其围岩蚀变主要为白云岩化、方解石化、黏土矿化、硅化、黄铁矿化及赤铁矿化，是重要的找矿标志，同时也为遥感提取铁染、羟基、碳酸根离子蚀变信息提供了重要的理论依据。由于遥感卫星传感器类型的不同，同一研究区内不同种类影像所得到的数据会有所差异，且采用不同的提取方法所得到的蚀变信息结果也会有所不同，因此，对同一区域进行单一影像或单一提取方法的研究往往存在偶然性与不充分性。据此，文章基于对研究区内Landsat8与GF-5两种影像数据的详细解读，采用3种有效方法进行蚀变信息提取。①波段比值法，对影像数据采用波段比值计算，并对波段比值进行密度分割，从中突出铁染，羟基、碳酸根离子蚀变信息；②主成分分析法和主分量密度分割法对铁染蚀变信息，羟基、碳酸根离子蚀变信息进行提取并作分级处理，结合GF-2高空间分辨率影像以及依据同谱异物、同物异谱、混合像元等原理剔除伪异常，以得到有效的蚀变信息；③光谱角匹配法，通过提取GF-5高光谱影像数据的纯净端员，结合光谱角匹配技术提取有效的蚀变信息矿物。对2种影像数据分别用3种提取方法所得到的蚀变信息结果进行对比，讨论其差异性，并通过叠合已知矿产地信息的方法筛选出效果较好的蚀变信息，将选取出的结果进行综合比对，最终在宁南矿集区圈定出预测靶区，经过室内化探数据验证及野外实地工作验证，证实其真实性，同时也为该地区下一步工作提供真实可靠的资料。     

钻孔岩心高光谱技术系统及其在矿产勘查中的应用

钻孔岩心高光谱技术是高光谱遥感技术的延伸运用方向,它将高光谱遥感矿物填图技术应用于深部钻孔岩心蚀变信息的提取,为深部地质研究提供了新的思路与方法。在遥感技术系统的基础之上建立了钻孔岩心高光谱技术系统体系,并以Hyspex钻孔岩心高光谱采集系统为例,对我国南方某火山岩型铀矿勘查区钻孔岩心高光谱数据进行了处理和示范性应用。岩心高光谱数据预处理包括辐射校正、反射率计算和光谱去噪3个步骤,之后的蚀变信息提取包括端元光谱识别和光谱匹配填图2个步骤。利用处理之后的岩心蚀变矿物全孔编录结果,进行了蚀变矿物空间分带规律分析和蚀变矿物组合划分,并对钻孔蚀变信息反映的深部流体环境进行了分析和反演,结合钻孔地质资料,发现该钻孔铀矿化富集部位处于蚀变矿物酸碱性发生突变的地球化学障部位这一特征。最后,对钻孔岩心高光谱技术的特点及优势进行了总结,其能够为深部矿产资源勘查提供有效技术支撑,值得进一步推广应用。     

航空高光谱CASI-SASI数据蚀变矿物信息提取与应用 ——以甘肃省敦煌市小金窝子地区为例

航空高光谱遥感数据具有“空谱合一”的优势,深入挖掘并应用高光谱数据中蕴含的蚀变矿物地质信息具有重要意义。本文应用航空高光谱CASI-SASI数据,建立了基于“整体谱形-特征参量协同”的蚀变矿物信息提取流程,并在甘肃省敦煌市小金窝子地区开展了蚀变矿物信息提取、地质涵义分析和野外查证。基于高光谱CASI-SASI数据成功提取了褐铁矿、绿泥石、绿帘石、短波云母、中短波云母、中长波云母、长波云母共7种蚀变矿物。高光谱CASI-SASI数据提取的大面积区域性分布的蚀变矿物多为区域热液作用产物,小范围定向分布的蚀变矿物与断裂、岩脉等成矿热液活动关系密切,局部产出且具定向性的中短波云母与断裂构造及酸性脉体关系密切,基于野外地质调查和ASD光谱实测的蚀变矿物野外查证工作证实蚀变矿物提取结果可信。褐铁矿+中短波云母的蚀变矿物组合具有金矿化指示意义,为基础地质调查和矿产资源勘查提供了重要的遥感信息。