基于分形理论的遥感蚀变异常提取和分级

分形理论研究自然界和社会活动中广泛存在的无序(无规则)而有自相似性的系统.在地球系统中,许多地学现象的空间展布具有分形结构.蚀变作为一种地质记录,其分布具有明显的不均匀性.同时蚀变也是一种异常,而分维与异常又往往具有一定的关系.利用分形理论的求和法(即像元亮度-面积模式)进行遥感蚀变异常的提取和分级较为有效,可以弥补传统的门限化方法和利用灰度直方图目视确定突变点方法的不足.     

基于分形理论的遥感蚀变信息和构造分析研究：以黑龙江多宝山地区为例

矿化蚀变信息提取和构造解译对于成矿预测具有重要意义,分形理论在遥感地质领域可用于揭示隐藏于复杂地形地物信息的精细结构,为遥感矿化蚀变信息提取和解译地质构造的定量分析提供理论基础和新方法。利用Landsat-8 OLI影像与相关的地质资料,基于分形理论研究黑龙江多宝山地区的蚀变信息与构造分形特征。采用“去干扰+波段比值+主成分分析+分形阈值分割”方法对蚀变异常信息进行提取,利用分形理论的盒维数法分别得到线性构造与蚀变信息分维等值线图,分析其空间展布及分形特征;并将构造和蚀变信息叠加与构造、蚀变分维高值区进行对比,同时与成矿地质背景进行比较。结果表明,遥感蚀变分维高值区与蚀变信息密集区一致,构造分形结果与成矿构造空间展布情况一致,叠加信息兼并了两者的优势信息,排除干扰缩小勘查范围,更为有效地突出了成矿有利部位。本文研究尝试了遥感蚀变异常与构造信息叠加的分形特征分析方法,不但可增加遥感信息利用度与精准性,同时分析结果反映其与实际成矿地质背景和勘查成果更加符合,可作为遥感信息综合找矿预测的一种新理论和新方法,也为研究区下一步勘查工作提供理论依据和找矿方向。     

光谱角技术在多光谱遥感蚀变异常提取工作中的应用

选择朱拉扎嘎金矿为试验区,ASTER数据为数据源,利用光谱角技术进行蚀变异常提取实验。重点阐述光谱角技术（SAM）在多光谱遥感蚀变异常提取工作中的两个关键技术：内部平均相对反射率法（IARR）大气校正和典型蚀变矿物波谱对应于ASTER波段重采样,最终通过光谱角计算提取了3种蚀变异常,分别为高岭土化蚀变异常、碳酸盐化蚀变组合异常和Fe-OH-蚀变组合异常。     

三种不同类型矿床分类型蚀变遥感异常提取及其应用

蚀变遥感异常在矿产资源勘察中已经取得了很大的进步,目前利用遥感技术已经发现了多个矿（化）点。但这种方法给出的异常范围大,没有针对性。相似的矿床类型蚀变岩波谱特征相似,如果利用这个特点,在异常提取上限定矿床类型蚀变岩的波谱特征,有针对性的提取异常,从而达到分类型矿床蚀变遥感异常的识别。采用这种方法在东天山地区和东准噶尔地区取得了非常好的效果,已经发现了多个矿（化）点。     

植被覆盖区ASTER斑岩型铜矿矿化蚀变分带异常信息提取研究

为弥补以往研究中植被覆盖区遥感矿化蚀变信息提取精细化程度不高、蚀变弱异常难以从复杂背景中分离等不足,采用ASTER遥感数据,以植被覆盖较厚的西南三江成矿带宝兴厂矿区为研究区,针对宝兴厂斑岩型铜矿矿化蚀变分带由外至内绿泥石化—钾化硅化—黑云母化硅化分布的特点,在频率域内,采用多重分形“广义自相似性”和“局部奇异性”理论与能谱面积法（S-A法）,探索了复杂地质背景条件下斑岩型铜矿蚀变分带与特征矿物弱异常信息增强提取方法。经野外验证,方法应用取得了较好的效果     

基于ASTER数据的矿化蚀变遥感异常提取技术方法——在青海祁漫塔格成矿带虎头崖矿区的应用

以ASTER遥感影像为数据源，对青海祁漫塔格成矿带虎头崖矿区，应用成像光谱法和主成分分析法对矿区矿化蚀变异常信息进行提取分析。成像光谱方法利用最小噪音分量（MNF）变换、像元纯度指数（PPI），n维可视化（n-Dimensional Visualization）端元识别，并进行混合谐调匹配滤波（MTMF），最终得到矿区的矿物信息分布图。而主成分分析法则选择ASTER1、2、3、4波段提取铁染异常信息，1、3、4、5波段提取矽卡岩化蚀变异常信息，1、3、4、（5+6）/2波段提取蒙脱石、伊利石与绢云母等矿物的蚀变异常信息，1、3、4、8波段提取方解石、黑云母、绿泥石等矿物的蚀变异常信息。利用野外实地踏勘确定的矿床、矿（化）点，在ArcGIS10.1软件中对遥感提取蚀变异常信息进行验证显示，二者吻合效果良好，表明提取结果与数据处理方法较可靠，对于扩大找矿规模和发现矿化富集地段具有重要的指导意义。      

新疆哈拉奇地区遥感信息提取与解释

以ETM＋图像数据为信息源,运用比值变换和主成分分析技术,进行数据融合和图像增强处理,结合数字高程模型,提取新疆哈拉奇地区构造和近矿围岩蚀变信息。根据线性构造的影像特征分析,划分出3个构造组合：区域性近东西向、北东向、北西向构造。同时利用分形理论的求和法进行了研究区遥感蚀变异常的提取,并将蚀变结果与构造和化探异常区进行了对比分析。     

不同植被覆盖率地区遥感矿化蚀变提取研究

从遥感图像上识别出的围岩蚀变信息往往是一种弱信息。地表植被和第四系覆盖的干扰,增加了遥感蚀变信息提取的难度。为了研究不同植被覆盖条件下的矿化蚀变信息提取方法,分别选取内蒙古西部戈壁荒漠基岩裸露区（温根地区）、中北部中覆盖草原区（达来庙地区）和东北部高覆盖森林草原区（颇格鲁山地区）,利用TM数据进行遥感蚀变信息提取方法研究,得出以下结论：在基岩裸露地区,利用比值法、主成分分析法均能较好地提取出矿化蚀变信息;在中覆盖草原区,利用掩膜对图像进行预处理,再利用主成分分析法提取矿化信息效果比较好;在高覆盖森林草原区,利用掩膜技术和抑制植被信息方法对遥感数据进行综合处理,再利用比值-主成分分析方法能够提取部分矿化蚀变信息。这些方法对今后在类似地区开展遥感蚀变信息提取工作具有一定的指导意义。     

西藏冈底斯成矿带甲马段蚀变遥感异常信息提取研究

以西藏冈底斯成矿带甲马铜矿作为研究区,基于围岩矿化蚀变理论,利用ASTER遥感影像对矿化异常信息进行提取。首先对ASTER影像进行预处理,包括重采样、辐射定标、大气校正和去干扰;然后对甲马矿床内典型矿物蚀变（矽卡岩化、绿泥石化、碳酸盐化）信息进行探测,以USGS光谱库内典型蚀变矿物的波谱特征为参照编制矿物特征分析表并进行波谱特征分析,在对前人已有方法的实验、比较和总结的基础上,选择研究区内的各蚀变类型特征向量组,提取对应的3类蚀变矿物信息;最后综合研究区内3类异常信息圈定了蚀变异常靶区,证明了该方法在类似地区提取蚀变工作的指导性。      

基于Aster数据的斑岩铜矿蚀变分带识别方法研究

蚀变矿物虽然在光谱上具有诊断特征,但是和其它地物目标相比属于一种弱信息,需要进行数据挖掘来展现隐含的信息。多年来遥感工作者不断探索蚀变矿物识别的方法,在多光谱中已成功应用比值法、主成分分析法等。但是比值法常针对的是单波段运算,忽略了蚀变矿物的组合光谱特征。本文针对这个问题,在新疆包古图斑岩铜矿Ⅱ号和Ⅴ号矿体中利用Aster数据,探讨其典型蚀变矿物在Aster光谱中的响应特征,利用由比值法原理衍生出的相关吸收波段深度法（RBD）和逻辑算法进行蚀变分带识别研究。结果表明,由于逻辑算法考虑了蚀变矿物组合的整体多个光谱特征, 其识别效果比基于单个光谱特征的RBD法减少了假异常,提高了识别精度。     

江西德兴斑岩铜矿田成矿作用的流体动力分形弥散机制

江西德兴铜矿是一个细脉浸染型斑岩铜矿田。应用分形弥散理论研究的结果发现该矿田表现出浸染矿化、热液蚀变和裂隙系统三方面的自相似性,其地质多孔介质具有多重尺度的分形非均质性,其中所发生的成矿作用具有一种差异平流所导致的流体动力分形弥散机制,而其实质则是一种平流-分形随机游动。这可能是斑岩型铜、钼、铅-锌矿床及花岗岩型钨、锡、铍和稀土等矿床中相同的成矿作用动力学机制。     

多维自仿射分布及其在地球化学中的应用

提出了多维自仿射分布的概念,指出多维自仿射分布是自仿射分形的数学基础,论证了多维自仿射分布在截尾条件下具有尺度不变的分形性质,交菜理论研究推广到多维情况。通过实例,说明多维自仿射分布在实际问题中的方法和步骤。并解释了分维数的实际意义。分维数是反映区域化变量在某方向变化程度的定量指标。该方法不仅适用于地球化学金元素和银元素数据,而且还适用于其它元素和地质数据,具有普遍的意义。     

基于MAPGIS的分形方法确定化探异常

地球化学元素的异常下限值确定是地球化学中重要的问题之一,目前还没有一个令人满意的具有科学依据的计算方法。传统的化探异常下限值计算是基于元素的地球化学分布呈正态分布或元素含量在空间上呈连续的变化这一假设为基础的,而事实上地球化学元素含量的空间分布是极其复杂的,研究表明,地球化学景观可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,由此导致了一种多重分形分布,因而可以利用元素的分形分布求出其异常下限。利用元素的分形分布求异常下限的几种常用方法均是以求取不同尺度r下,对应的N(r)数。如果用手工统计方法计算,计算过程简单但繁琐,地理信息系统((}IS)可以实现图形单元的动态查询和属性统计,这种特性很适合于统计不同尺度r下对应的N(r),因此,可以将分形方法与地理信息系统加以结合,在CIS平台上对地学图形和属性信息进行分析及统计处理,将原来比较繁杂的分形计算操作变得方便简捷,易于实现。本文以武汉中地信息公司开发的．MAPGIS地理信息系统为例,对河北某地1：5万Cu元素化探数据进行了处理,具体说明了以MAPGIS为工具,利用分形方法求取元素化探异常下限的过程,并将计算结果与传统异常下限计算方法所得的结果进行了对比,所得的异常下限值相近或一致,但由于传统的计算方法不仅要求对原始数据进行预处理,而且在下限值的确定上需要结合本地区的实际地质情况确定,因此人为干扰因素较大,而利用基于MAPGIS的分形方法计算元素异常下限值不仅操作简单,而且计算时由于不受元素特高值的影响,因而不用对原始数据进行预处理,人为干扰因素较少。通过对比得知该方法在实践工作中可行。     

遥感线性构造分形统计和蚀变信息提取在桂东地区金铅锌锡多金属成矿预测中的应用

在桂东地区ETM+遥感影像742波段融合的基础上,进行了线性构造和环形构造解译,运用分形几何学的原理和方法对研究区的遥感线性构造进行定量分析,利用计盒维数法求得研究区的线性构造分维值,得出该区线性构造具有良好的统计自相似性和分形特征,利用Surfer软件求得线性构造分维等值线图,采用主成分分析和比值法组合提取遥感蚀变异...     

分形理论识别粤北澄江地区铀矿潜力评价中的异常

以粤北澄江地区地面γ能谱测量、土壤Rn测量及分量化探测量数据为基础,应用分形理论研究三种(放射性)物化探方法所测数据的异常下限,并与传统方法所求的异常下限对比。研究表明,分形理论能更好地反应异常分布和富集的规律。分析三种(放射性)物化探方法的异常特征,推测了该区可能存在4条(隐伏)断裂构造,预测了可能的赋矿部位,为该区进一步的铀矿找矿工作提供了依据和建议。     

屏蔽暂堵剂优选的新方法

为了在钻井过程中更有效地利用屏蔽暂堵技术保护所钻油气储层不受损害 ,提出一种优选暂堵剂的新方法。新方法认为 ,暂堵剂作为矿研体 ,其粒度分布在一定范围内具有分形特征 ,可以用分维数定量地描述粒度空间分布的复杂情况 ,这样在考虑暂堵剂粒度平均尺寸与储层砂岩孔隙平均尺寸相匹配的前提下 ,进一步选择粒度分布分维数与储层砂岩孔隙尺寸分布分维数相近的暂堵剂 ,作为优选的暂堵剂。文中给出了测定和计算分维数的具体方法。室内渗透率恢复试验结果表明 ,按新方法选择的暂堵剂对储层砂岩起到了较理想的保护效果。     

某花岗岩型铀矿田断裂构造的分形特征

基于分形理论,提出了一种快速测量多区断裂分维值的方法,并获得了研究区断裂分维值的平面等值图。研究结果表明,断裂分维值的大小较好地反映了断裂构造复杂程度的高低,它们之间存在着正相关关系。研究区花岗岩型铀矿田内约有86%的铀矿床位于断裂分维值D偏高(D>1.18)的区域内,表明断裂分维值越大,越有利于花岗岩型铀矿成矿,为建立该区花岗岩型铀矿新的预测标志提供了参考依据。     

多重分形方法在铀矿化探数据处理中的应用

化探勘查数据的分布规律十分复杂,具有多重分形的特征,可用分形理论研究符合化探数据的分布规律。针对不同类型铀矿床的化探特征,选取分形理论中的部分方法进行研究并与传统方法对比。用含量-面积法处理某碳硅泥岩型铀矿区的水系沉积物数据,可以缩小异常区范围而且不遗漏矿点,减少勘查工作量;用分形趋势面法处理某砂岩型铀矿区的活性炭测氡数据,能够有效地强化弱异常信息,提升找矿效果。     

C-A多重分形在东天山钼地球化学异常信息分析中的应用

利用C-A（含量-频数）多重分形技术和传统的异常下限统计方法分别对东天山地区钼地球化学数值的异常进行了试验分析。结果表明：利用C-A多重分形的非线性统计方法计算更为方便,确定的异常下限值更为合理;采用非线性统计方法确定的异常下限与东天山地区已知矿点的吻合度较高,说明利用分形方法可以客观反映区域地球化学异常特征;C-A多重分形方法计算方便,可为资源预测提供定量基础。