基于ASTER光谱特征的岩性填图和蚀变信息提取：念扎金矿例析

基于ASTER光谱特征进行岩性解译和蚀变信息提取在找矿勘查方面有着广泛应用,但在国内鲜有报道。以雅鲁藏布江缝合带念扎金矿为研究区,通过对与Fe~(3+)、Fe~(2+)、Al-OH、MgOH、硅酸盐、碳酸盐等成分相关特征的矿物光谱特征分析,运用"波段比值法+假彩色合成法"进行细致的岩性单元分类与地质填图,运用"地质遥感剖面+最优密度分割法"定量圈定与矿化有关的蚀变带范围,结合已有的控矿构造信息,提供推测找矿有利区2处。研究结果表明,基于ASTER光谱特征的岩性填图和蚀变信息提取方法进行找矿预测,在西藏高海拔地区具有天然的适用性,可以准确指示岩性和蚀变的关键找矿标志,是西藏地区快速有效找矿勘查的重要手段,也为区带内其他相同类型的金矿床研究提供借鉴。     

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。      

基于多源遥感数据的高山峡谷区岩性信息提取研究——以新疆乌什县北山1:50000填图试点为例

新疆乌什县北山1:50000填图试点项目位于塔里木盆地西北边缘和西南天山交接部位,海拔较高,地形切割较深,属于典型的高山峡谷区。利用ASTER、SPOT6、GF-2等多源遥感数据,基于典型岩性光谱吸收特征,进行岩性差异信息增强与提取研究,总结出一套基于多源遥感数据进行岩性单元边界划分的方法。以ASTER数据、ASTER与SPOT6协同数据、ASTER与GF-2协同数据等为基础影像数据,并选择最佳波段组合进行RGB彩色合成,从而增强影像差异,结合已有研究区地质资料,初步圈定不同影像单元边界;继而利用矿物丰度指数、SMACC端元丰度提取等方法识别研究区内主要岩性的分布位置和范围;最后结合野外实际调查数据,依据实际地质背景和影像质量进行筛选,获得最终的岩性单元解译图。研究结果为该区进一步进行地层优化划分及对比提供了参考资料。      

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。      

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。     

基于ASTER VNIR-SWIR多光谱遥感数据识别与提取干旱地区岩性信息——以西南天山柯坪隆起东部为例

ASTER多光谱遥感数据目前可以用于岩石矿物资源信息的识别和提取。本研究尝试利用ASTER可见光近红外(VNIR)和短波红外(SWIR)的多光谱遥感数据提取干旱地区的岩石与矿物信息。基于新疆天山西南缘柯坪隆起东部不同地层单元岩石的化学组成和矿物成份以及VNIR-SWIR谱域光谱吸收特征的分析,我们采用相关吸收波段深度(RBD)和波段比值(BR)方法对研究区的多光谱遥感数据进行图像处理,有效区分和识别了白云岩、石灰岩、砂岩以及阿克苏群的蓝片岩—绿片岩和砂质片岩。白云岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位于2.32μm,与灰岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位置2.35μm相比,具有向短波长方向移动的特点,据此可以利用RBD7、RBD8分别有效的识别白云岩和灰岩;长英质岩石显示Al-OH和Fe~(3+)VNIR-SWIR吸收特征,而基性-超基性岩石显示Fe~(2+)和Fe、Mg-OH特征,利用不同的铁价态和次要矿物可以区分它们:ASTER band2/band1代表了含Fe~(3+)矿物分布信息、ASTER band5/band4代表了含Fe~(2+)矿物分布信息、RBD6可以估计Al-OH矿物的丰度;砂质/泥质片岩含较多的多硅白云母、绿泥石、黑硬绿泥石以及风化后表面覆盖的其它粘土矿物,在2.21μm(band6)存在有特征的吸收谱带,并且在1.65μm(band 4)具有较高的反射率,而蓝片/绿片岩在2.21μm(band 6)反射率较高,不具有明显特征吸收谱带,同时其在1.65μm(band 4)反射率较低,因此蓝片/绿片岩ASTER band4/band6比值低。应用ASTER band4/band6波段比值可以有效的区分开砂质/泥质片岩与蓝片岩/绿片岩。     

先进星载热发射和反射辐射仪（ASTER）——地质学家的最佳选择

航天遥感技术的发展为地质学家提供了大量可使用的遥感数据.在这些遥感数据中,ASTER具有从可见光到热红外的较宽的波谱范围,能满足对大多数矿物、岩石划分的需要.ASTER的多波段数据除了可以用传统的数据处理方法处理之外,还可以利用高光谱的岩矿信息识别与提取技术进行数据处理,得到更精确的矿物、岩石分类结果.利用GIS评价模型处理ASTER遥感解译的蚀变岩石信息,可以得到精确的遥感异常,从而指导找矿勘查工作.     

岩矿高光谱遥感及其在青藏高原的应用前景

高光谱成像作为目前遥感领域最先进的技术,在地质应用中取得了巨大成功。岩石和矿物由于电子过程和分子振动可以产生特征的光谱吸收,因此可以利用高光谱技术进行岩矿填图,快速且准确地获取区域内岩石和矿物的分布情况,进而圈定有潜力的找矿靶区。岩矿高光谱通过对岩矿信息的提取可获得矿物类别和矿物丰度分布甚至矿物化学成分的填图结果,识别方法包括光谱匹配、模式识别和人工智能方法 3大类。GF-5卫星上搭载的高光谱成像仪覆盖度宽、光谱分辨率和信噪比高,满足矿物精细识别和大比例尺、大面积岩性填图的要求,应用前景广阔。青藏高原地区矿产资源丰富、岩体裸露但地势偏远,有利于高光谱遥感蚀变矿物填图,开展区域找矿工作。同时,高光谱遥感凭借其空间尺度优势,可以方便快捷地获取区域整体信息,结合地球化学的时间信息,可为青藏高原关键地质科学问题的解决提供新的视角。提升岩矿高光谱遥感的定量化和智能化水平,将传统地质学方法获得的地下深部资料与遥感手段获取的地表数据结合,是促进地质遥感和地球系统科学发展的重要途径。     

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。     

基于ASTER数据的内蒙古东乌珠穆沁北部地区遥感蚀变信息提取

ASTER数据在短波红外和热红外波段光谱信息明显优于ETM,使得在ASTER波段范围内能够更为详尽地刻画地物波谱,尤其是具有特征谱带的岩石和矿物.选择内蒙古东乌珠穆沁旗北部地区为工作区域,设计了用光谱角制图法提取矿化蚀变信息的技术方案.通过波段组合和增强处理,ASTER数据对含Fe-OH(如黄钾铁矾,含铁白云母)、Al-OH(如粘土类矿物、明矾石、绿泥石、绢云母)和Fe~(3+) (如褐铁矿,赤铁矿)3种类型蚀变信息的刻画能力明显比ETM更好.野外查证了提取结果的可靠性.     

基于ASTER数据的蛇绿岩组分识别：以德尔尼矿区为例

本文运用高级星载热辐射和反射探测器(ASTER)反射率数据对青海德尔尼蛇绿岩的主要岩石组成和蚀变矿物进行探测。以现有的标准光谱库数据作为参照,采用光谱角制图法来提取感兴趣的岩性和矿物信息,并通过与现有地质图对比,验证结果的精度。实验结果表明,运用ASTER数据和标准的光谱库数据,可较有效地识别蛇绿岩的主要岩性和相关矿物成分,但不同岩性的识别精度不同。     

ASTER Spectral Analysis for Host Rock Associated with Porphyry Copper-molybdenum Mineralization

This study is an attempt to understand the application of spectral image processing methods to ASTER data for mapping host rock associated with porphyry copper-molybdenum mineralization. The application of remote sensing in identifying variations in surface mineralogy, structural elements, and lithologic contacts can help in identifying such relations. Signatures collected from the Advanced Spaceborne Thermal Emission Reflection Radiometer (ASTER) data is used to map the host rock of Zafarqand area. The study area is located in the central segment of the Urumieh–Dokhtar volcanic belt of Iran. The Urumieh-Dokhtar is a potential zone for exploration of new porphyry copper deposits. Band ratio, band math, false colour composites and principal component analysis techniques are used to refine the different lithologic units in the area. These methods showed the discrimination of acidic igneous rock from intermediate igneous rock and the boundary between igneous rocks using the shortwave infrared bands (SWIR) of ASTER at regional scale. Results have proven to be effective and in accordance with the results of field observations, ore microscopy examination and with reference geological map. In conclusion, the image processing methods used can provide cost-effective information to discover possible locations of porphyry copper and epithermal gold mineralization prior to detailed and costly ground investigations. The extraction of spectral information from ASTER data can produce comprehensive and accurate information for copper and gold resource investigations around the world, including those yet to be discovered.     

帕米尔东北缘ASTER多光谱热红外遥感数据的岩性信息提取

搭载于美国航空航天局（NASA）Tera卫星上的ASTER传感器具有从太空测量来自地球表面的多光谱热红外（TIR）辐射的能力。基于地球表面典型岩石类型的热红外光谱特征分析，我们建立了几种探测硅质岩、碳酸岩及硅酸盐岩中全岩SiO2含量的指数，我们将这些指数应用于帕米尔东北缘地区的ASTER多光谱热红外图像数据，并将遥感解译分析结果与该区已发表的地质资料和野外调查结果进行比较。结果表明，ASTER热红外遥感方法具有很大的应用潜力：它可以有效地提供整个帕米尔地区的主要地质信息。这是常规的地质调查方法无法完成的，因为该区的野外地质调查受到自然地理条件等因素的限制。     

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。     

西昆仑阿勒塔什地区ASTER影像岩性划分方法研究

以西昆仑造山带西段阿勒塔什地区为例,在缺少地表各岩石单元样品的情况下,对ASTER VNIR-SWIR波段反射率数据进行处理,提取岩性信息。首先对VNIR-SWIR多波段反射率数据进行最佳指数因子(IOIF)运算,得出最佳波段组合Band7-Band4-Band3,从其假彩色合成图像上只能识别少量岩性单元;为了减少高相关性波段之间的信息冗余度、并对波段信息进行集成,后对ASTERVNIR-SWIR波段反射率数据采用主成分变换并进行彩色合成,该图像能详细划分研究区多种岩性单元,如元古宙岩层、志留纪岩层、二长花岗岩岩体和英云闪长岩岩体,以及微观地质信息,如侵入岩热接触变质带、小型岩株和岩性界线。对比已有少量地质资料,认为提取结果可靠,为野外地质制图工作能提供超前信息。     

基于ASTER的雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎蛇绿岩套分析和组分识别

本文通过对西藏雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎地区蛇绿岩套的主要岩石组成和蚀变矿物的标准波谱吸收特征分析,比较了标准光谱库的相应岩性光谱吸收特征和ASTER数据波段特征之间的关系,采用连续统去除、比值法和光谱角制图法对ASTER影像数据进行处理及相关岩性和矿物提取。结果表明,蛇绿岩组分岩性中亚铁离子和Fe-OH,Mg-OH的可见-短波红外吸收特征显著,而且有一个宽波长范围的Si-O热红外光谱特征,基于这些光谱特征采用ASTER数据和比值法与光谱角制图法可有效地识别蛇绿岩的主要岩性和相关矿物成分及其空间分布,结果与地质资料基本吻合。     

Assessment of the reliability of supervised classifications of Landsat-7, ASTER,and SPOT-5 multispectral data in rock unit discriminations of Jabal Daf-Wadi Fatima area,Saudi Arabia

Multispectral, multiresolution remotely sensed data were processed to emphasize geological interpretation of Jabal Daf-Wadi Fatima area. The investigated area is situated in the central western part of Saudi Arabia and geologically consists of igneous and metamorphosed rocks overlain by sedimentary sequence belonging to the Arabian-Nubian Shield. Three sets of digital satellite data, Landsat-7 ETM+, ASTER, and SPOT-5, were used in this study. The application of image processing techniques enables to identify and delineate the lithologic units and the structural features of the study area. The results of this study indicate that the confusion matrix of the three maximum likelihood supervised classifications of the three datasets shows that the Landsat ETM+ bands scored the best degree of average and overall accuracy (77 and 78%, respectively). This classification distinguishes most of the rock units for mapping in the investigated area. The supervised classification of ASTER and SPOT bands has lower degrees of accuracy than the classified Landsat data. The supervised classification of SPOT bands has a degree of average and overall accuracy of 66 and 67%, respectively, but it is the best for distinguishing the spectral signatures of the different members of Fatima Formation (lower, middle, and upper members). The statistical analyses of the confusion matrices of classifications and the interpretation of the produced classified thematic maps revealed that the classification accuracy does not necessary depend on the spatial resolution of satellite data. The data of the highest spatial resolution such as SPOT data are also very useful in emphasizing and classifying the rock units of a small outcrop area. The detailed geological map of Jabal Daf-Wadi Fatima area is interpreted in this work from supervised classified images of different resolutions as well as the structure map of this area. This study shows that it is preferable to use the supervised classifications of multiresolution data for rock unit discrimination in detailed field mapping.     

ASTER spectral ratioing for lithological mapping in the Arabian–Nubian shield, the Neoproterozoic Wadi Kid area, Sinai, Egypt

The Neoproterozoic Wadi Kid metamorphic belt in southeastern Sinai in Egypt represents a structurally and metamorphically complex assemblage of metasedimentary and metavolcanic rocks folded into a series of ENE–WSW-trending antiforms and synforms. Geological mapping in this region is challenging, primarily due to difficult access, complexity of structures, and lack of resolution and areal integrity of lithological differentiation using conventional mapping techniques. Spectral ratioing of selected bands of Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) data of the area, in synergy with geological field observation, proved effective in resolving geological mapping problems in the region. A new ASTER band-ratio image 4/7-4/6-4/10 is applied successfully for lithological mapping in the Wadi Kid area, showing improvement over previous techniques in detailing the main rock units. These are gneiss and migmatite, amphibolite, volcanogenic sediments with banded iron formation, meta-pelites, talc schist, meta-psammites, meta-acidic volcanics, meta-pyroclastics volcaniclastics, albitites and granitic rocks. Validating the use of the new ASTER band-ratio image relied on both calculating statistical optimum index factor (OIF) and matching interpreted lithological boundaries to field data and previously published geologic maps. The adopted ASTER band-ratio image demonstrates the benefit of using ASTER remote sensing data in lithological mapping of the Wadi Kid area and therefore for lithological mapping in the Arabian–Nubian shield and other arid areas.