高光谱分辨率遥感在地质应用中的关键技术及前景

遥感技术应用于地质中的目的之一是分辨和识别出不同的岩石和矿物等地质体。宽波段遥感只能分辨不同岩石类型，而难以识别含不同成分的岩石和矿物。高光谱分辨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。通过对高光谱分辨率遥感应用于地质中的关键技术进行分析，对未来高光谱分辨率遥感在地质中的应用进行了预测。     

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。     

高光谱热红外遥感技术在地质找矿中的应用

高光谱热红外遥感技术用于地质找矿,目前国内外都在探索,由于热红外发射光谱的混合为线性混合,利用线性解混技术可以对硅酸盐类矿物,如石英进行识别和提取。这是其优于可见光—近红外和短波红外之处。大多数金属矿床与石英脉—硅化带的关系密切。另外,石英脉与硅化带的控矿作用又有差异。因此,利用高光谱遥感技术提取石英脉—硅化带,并将二者区分开来,对于金属矿的找矿具有极其重要的意义。航空高光谱热红外遥感技术由于可以获取高空间分辨率(亚米级)的高光谱热红外数据,可以进行热红外矿物精细填图,提取规模小的石英脉或硅化带,从而更具地质找矿价值。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热红外成像系统(TASI),在甘肃北山柳园—方山口和新疆雪米斯坦地区获取了高空间分辨率的高光谱热红外遥感数据,从开展实用化热红外大气校正与光谱重建技术入手,探索了石英脉—硅化带提取与区分,解决了地质找矿中石英脉—硅化带的提取与区分这一具普遍性的关键技术难题,并通过示范应用,取得了明显的找矿效果。     

高光谱遥感油气探测技术

高光谱遥感探测技术已成为探测油气藏的前沿新技术之一.研究以油气微渗漏地表共生异常理论为基础, 采用基于小波主成份分析(principal component analysis, PCA)最大似然分类、端元提取分类、光谱库典型蚀变光谱分类和植被指数决策树分类方法, 对榆林典型稀疏植被地区的进行油气勘探, 提取了与烃异常相关的粘土、碳酸盐、植被异常等相关的专题信息产品, 得出综合异常区图.对照分析已知气井与油气异常区分布, 证明了油气微渗漏信息的提取与识别方法的有效性.      

高光谱遥感在煤矿区的应用探讨

高光谱遥感在煤矿区具有广泛的应用潜力,在总结高光谱遥感技术发展及其应用现状的基础上,结合煤矿区资源环境特点,对数据获取、先验知识与光谱模型研建、定量模型建立、信息处理方法、精度评价等问题进行了分析,为应用高光谱遥感在煤矿区资源集约利用、生态环境保护、区域持续发展等方面的系统应用提供了技术和方法支持。     

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。     

高光谱遥感和成像技术在地质上的应用——高光谱矿物填图简介

2004年9月25日自10月5日，我率江西省遥感信息技术考察团对澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)勘探与采矿研究所进行了考察，重点考察了高光谱遥感和成像技术在地质上的应用。这是一新的高新技术，习惯称之为高光谱矿物填图，为使地质同行对此有所了解，现将考察情况作一简单介绍。     

高光谱遥感技术在基岩区区域地质调查填图中的应用

高光谱遥感以其超高的光谱维数据优势,使对地物的精细识别和区分能力较传统多光谱遥感数据有质的提升.以HyMap高光谱数据和高分五号高光谱数据为数据源,选择中国西部基岩区区域开展了高光谱遥感岩性-构造解译工作.通过图像增强处理后,对研究区地层单元、岩体/脉、构造等进行了遥感地质解译.对比已有的地质调查结果,发现高光谱遥感数...     

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。     

航空高光谱遥感在花岗岩型锡矿勘查中的应用研究

通过对喀木斯特及其周围地区锡矿进行勘查和剖析,总结了与其相关性较大的蚀变类型及蚀变矿物组合,利用航空高光谱数据(SASI-TASI)对该地区进行蚀变矿物填图;使用TASI热红外数据,通过SiO_2光谱特征经验公式推演和运用,计算SiO_2含量,进行高SiO_2区(带)提取。结果表明,高硅条带提取精度高,高硅条带主要分为硅化带和酸性岩脉(潜火山岩脉);硅质条带叠合水云母化、云英岩化蚀变带多发育锡矿等多金属矿化,为锡矿的遥感找矿标志。根据这些信息,圈定多个锡矿成矿预测区,部分区段发现了较好的锡矿化。     

长江上游安宁河流域生态环境遥感动态监测分析

利用遥感图像宏观性强、快速、高效、经济和信息量丰富等优越性。对长江上游安宁河流域1988年和1999年两个时段的TM卫星图像进行详细解译，经野外实地调查，利用GIS空间分析功能和植被指数进行综合评价，分析对比了十年来生态环境和土壤侵蚀强度的动态变化情况，为建设长江上游生态屏障以及安宁河流域生态建设和环境保护提供科学依据。     

新疆红山铜金矿床基于地面高光谱遥感找矿模型构建

选择新疆红山铜金矿床,使用美国ASD公司的FieldSpec Pro FR地面波谱仪,在铜金矿区及外围地段分别对各地质体的英安岩、蚀变英安岩、花岗岩、花岗闪长岩、流纹斑岩、片理化带、矿体等开展地面波谱测试,获取各地质体的波谱曲线,综合剖析各吸收峰的波谱特征和蚀变矿物的反映特征,同时结合镜下鉴定和X射线衍射分析结果,研究和总结红山铜金矿区从矿体、矿化体、近矿围岩、外围蚀变围岩至外围正常围岩的地面高光谱蚀变矿物和蚀变矿物组合分布特征,结合矿床的地质矿产特征和地面围岩蚀变特征,形成地面高光谱蚀变矿物组合分布图,构建红山铜金矿床基于地面高光谱遥感找矿模型,为后期开展航空高光谱遥感调查、高光谱蚀变矿物信息提取和找矿预测提供地面高光谱波谱数据支持和典型矿床模型基础。     

Hyperion高光谱遥感在青海东昆仑东大滩地区找矿中的应用

利用ENVI软件,对青海东昆仑东大滩地区Hyperion高光谱数据进行处理后,运用光谱角填图法、波谱特征拟合法及匹配滤波法,对高光谱数据进行了矿物蚀变信息的提取,获得了东大滩地区矿物蚀变图像。在磨石沟二长花岗岩、花岗闪长岩岩体外围的南东侧,存在着硅酸盐、碳酸盐、三价铁等矿物蚀变。野外对蚀变异常地段进行验证,野外观察的矿物蚀变异常与遥感图像显示的蚀变异常区域基本吻合;结合区域地质背景与成矿条件,进行了区内成矿预测与优选靶区圈定,并发现了东大滩铜矿化点,说明高光谱遥感能为找矿提供准确且可靠的信息。     

高光谱遥感岩矿识别方法对比研究

高光谱遥感作为全新的遥感技术,在我国目前处于探索研究阶段。本文在高光谱遥感图像处理基础上,对美国Cuprite矿区岩矿开展了基于像元统计和基于波谱特征的分类识别实验研究,提取了八类岩矿分布信息,并应用混淆矩阵评价了不同分类方法、不同岩矿种类的分类精度,研究成果表明:岩矿空间分布越集中,波谱特征越明显,其分类精度越高;分类方法上,基于波谱特征的分类法优于基于传统统计分析的分类法,这为高光谱遥感技术在遥感地质矿物填图的应用提供理论依据。     

植被覆盖区高光谱蚀变矿物信息提取

在植被覆盖严重地区,基于综合光谱信息模型,开展了高光谱遥感典型蚀变矿物信息提取研究.以河北省承德市大营子地区为例,利用Hyperion数据,在植被覆盖度大于70%的地区,根据蚀变矿物与背景地物波谱特征的差异,提取了该区绿泥石、斜绿泥石、方解石和白云石蚀变矿物分布信息,与已知地质矿产资料及野外检查结果一致.最后依据蚀变矿...     

多源遥感技术在汝箕沟煤田火区动态监测中的应用

以高空间分辨率的Quickbird卫星图像和高光谱分辨率的OMIS Ⅰ航空高光谱图像数据为信息源,结合细分光谱仪、红外测温计等地面遥感技术,对宁夏汝箕沟煤田的煤火现状进行了定量调查分析及动态监测,查明了煤田煤火的范围、强度,分析了不同时期煤田火区的变化规律,评价了火区治理效果并对后续灭火工作提出建议,为火区治理提供了决策依据.     

多角度高光谱CHRIS/Proba植被模式数据大气校正

遥感数据大气校正是进行定量遥感的前提,大气校正的好坏直接影响到后期的定量分析、信息提取和遥感应用.选择长白山地区2008年8月30日的多角度高光谱CHRIS/Proba数据为研究对象,根据多角度高光谱CHRIS数据植被模式的特点,利用滤波进行条带噪声去除;根据MODTRAN模型原理进行多角度高光谱CHRIS/Proba...     

遥感监测水质参数的方法概述

介绍了内陆湖泊水质遥感监测的特点及遥感监测水质的机理;总结了国内外近年来用于内陆湖泊水质参数反演的3种常用方法:经验模型、半经验法和机理模型法,并分析了3种模型的优缺点;讨论了目前遥感在水质监测应用中存在的问题和未来该领域研究的重点。     

遥感技术在矿产资源开发状况动态监测中的应用

本文利用多种遥感平台获取的多时相、多分辨率的遥感影像数据,以北京市房山区大安山地区煤矿开采现状为试点,以矿产资源的非法开采监测为主题,开展了矿产资源开发状况动态监测的方法与技术路线。通过对比不同监测数据源的效果和性能,为大规模监测类似地区时遥感数据源的选择提供依据。通过对比分析不同时相遥感数据的解译结果,指出工作区存在部分违规采矿行为,很好地实现了对本区采矿行为的动态监测,为北京市国土资源局及其相关处室进行矿产资源的开发管理、低成本快速高效打击非法采矿行为,提供科学执法依据。