柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.     

色那地区高光谱数据蚀变矿物提取及特征分析

以西藏班公湖-怒江成矿带西段多不杂矿集区东部的色那有利成矿区为研究区,基于Hyperion高光谱遥感数据,开展蚀变矿物提取研究;提取出褐铁矿、绿泥石和高岭土3类地表蚀变矿物波谱端元,并利用光谱角填图方法进行填图。野外验证结果显示,填图结果与野外调查基本吻合,矿物分带特征明显,并根据蚀变矿物分布情况划定了2个斑岩型矿床重点勘查区。     

新疆哈密三种典型蚀变矿物的HyMap高光谱遥感信息提取

利用机载的可见光、近红外及短波红外成像光谱(ＨyMap)数据,对新疆哈密地区岩矿信息识别方法进行研究。基于方解石、 绿泥石和绢云母3种常见蚀变矿物的光谱特征,在遥感数据定标和反射率图像转换的基础上,应用光谱角度模型（SAM）分类法进行自 动匹配识别和信息提取。通过掩膜技术进行方解石、绿泥石和绢云母矿物填图,并结合实验室光谱数据库光谱进行了验证。     

TASI数据的温度与发射率分离算法

建立了适合于TASI的热红外高光谱发射率的经验关系,以此修正了分离方法(TES)中的MMD模型,在对温度和发射率进行精度评价的基础上,将反演结果应用于城市地表温度的日较差分析。结果表明：(1)反演的温度与实测温度的平均绝对误差为1.8 K,平均相对误差为0.59%;(2)地面实测宽波段发射率与反演发射率的平均差值为0.036,差值的标准差为0.032;(3)同种地物的发射率曲线的反演结果与实验室测量发射率曲线的波形是一致的;(4)温度日较差分析结果是合理的。因此,本文的反演精度能满足研究需求,将该方法应用于TASI数据的温度与发射率的分离是可行的。     

西藏Hyperion数据蚀变矿物识别初步研究

矿物识别是高光谱遥感技术研究的重要内容,也是高光谱最能发挥作用的领域。文章以最新获取的西藏驱龙地区卫星高光谱Hyperion数据为例,进行了星载高光谱数据蚀变矿物识别的初步研究。根据矿物光谱识别规则和识别谱系,初步识别并提取出高铝和低铝白云母化、高岭石化以及绿泥石化等蚀变矿物。与已知地质资料对照分析,所提取的蚀变信息与矿区地质情况基本吻合,同时发现一个新的类似的蚀变组合。     

利用TM数据快速提取含矿蚀变带方法研究

热液蚀变岩类是在含矿热液作用下引起原岩化学成分和物理性质发生变化的结果，因此蚀变岩类往往与内生产矿产伴生，有时其本身就是含矿体。不同蚀变矿特级组合具有独特的光谱响应，但是光谱的反射和吸收产特征较弱称为遥感找矿弱信息标志。     

多光谱数据矿化蚀变信息提取研究

首先总结了比值法、主成分分析法、光谱角法和混合调谐滤波法等研究方法,然后利用这些方法分析了ASTER数据,对西藏雄村斑岩铜金矿进行了研究,并对比了各种方法的研究效果。结果表明,主成分分析法与光谱角法效果最好。     

基于矿物光谱指数的蚀变信息提取——以西藏多龙铜金矿集区ASTER数据为例

矿物光谱指数是利用比值的方法增强Fe和含OH矿物在可见光、短波红外区间的吸收特征,进而提取蚀变矿物信息的一种方法。由于斑岩型矿床的蚀变分带特征明显,西藏多龙矿集区中集中了斑岩型、浅成低温热液型等铜、金矿床,通过矿物光谱指数的计算提取相关蚀变信息,对该区域的下一步找矿具有指导意义。本文采用矿物光谱指数(5+7)/6、(6+9)/8等方法提取了镁、铝两类羟基及铝羟基类下的高岭石等蚀变信息,采用5/4、2/1的方法提取了二价铁、三价铁的蚀变信息。经过与OLI影像采用PCA方法及野外实地勘查采样,证实了利用本文方法所提取的蚀变信息有效。     

机载高光谱热红外数据的地表温度和发射率反演与应用

机载高分辨率遥感是高分对地观测的重要部分,其中高分辨率高光谱热红外数据的光谱发射率可以用于矿物识别,是对可见光遥感地物识别的有效补充。机载高光谱热红外传感器TASI（Thermal Airborne Hyperspectral Imager）在8—11.5 μm范围内设置了32个波段,在国内外常被用于地表热辐射信息、矿产资源探测等领域。本文利用2018-10在新疆富蕴县研究区的TASI航空飞行数据,首先基于再分析大气廓线NCEP数据与MODTRAN实现了TASI高光谱热红外数据的大气校正,并在基础上发展了温度与发射率分离方法TES（Temperature and Emissivity Separation method）反演研究区地表温度与发射率,采用多波段热辐射计CE312测量的地面发射率对反演结果进行了有效验证,结果表明波长大于9.6 μm的波段的发射率误差约为0.01。最后,结合反演的TASI发射率光谱曲线,采用光谱角度匹配方法提取了研究区高岭石的空间分布。研究工作涉及的相关算法与应用成果可为星载高分辨率热红外载荷数据的应用提供了相关参考。     

新疆东准噶尔蚀变矿物填图及多元信息找矿

选择Crosta和主成分分析方法对新疆青河、奇台、巴里坤一带进行矿化蚀变信息提取，以μ＋1．64σ～μ＋2σ、p＋2σ～p＋3σ及〉μ＋3σ三级阈值分割遥感异常信息，并按不同色彩叠加于1：20万或1：5万化探数据与遥感数据融合的图像上，经综合分析和部分实地查证，提出青河小萨尔布拉克、科克玉依、喀拉套弧形构造、奇台北塔山牧场场部、乌伦布拉格以及巴里坤大红山及草湖沟等为重要找矿地段。     

高分五号高光谱影像矿物精细识别

矿物识别是高光谱遥感技术优势之一,已在地质矿产领域取得了显著应用效果。随着光谱分辨率的不断提高,高光谱遥感矿物识别逐渐从识别矿物种类向矿物亚类、矿物成分等精细信息识别发展,且随着应用实践的不断深入,对矿物精细信息的需求也越来越大。而光谱分辨率和矿物识别方法是制约高光谱矿物精细识别的主要因素。高分五号(GF-5)超高的光谱分辨率为矿物精细识别提供了可能。首先在分析总结已有高光谱矿物识别方法优缺性的基础上,提出了综合光谱特征增强匹配度和特征参量的矿物识别方法;其次,选取甘肃柳园和美国Cuprite两个研究较多的地区为研究对象,基于GF-5卫星数据开展了矿物精细识别,在完成矿物种类、亚类识别的基础上,进一步对绢云母成分信息进行了反演;最后,结合上述地区已有机载高光谱数据及填图结果开展对比分析。结果表明:GF-5矿物识别信息分布与机载HyMap、AVIRIS一致性很好,相较机载数据GF-5矿物识别平均正确率优于90%,说明本研究提出的矿物识别方法能够满足GF-5矿物精细识别,可为后续业务化应用提供技术支撑,同时认为超高的光谱分辨率使得GF-5在矿物成分信息识别上更具优势。     

基于分形方法的蚀变矿物多尺度特征分析

针对矿化蚀变信息常常受其他地物信息的干扰与影像空间分辨率的制约而表现得非常微弱的问题,该文以Landsat7号ETM+30m空间分辨率的影像为数据基础,重采样得到一系列不同空间分辨率的影像;运用ETM+波段3/波段1比值法获得铁染蚀变相对含量灰度图,采用分形模型计算出不同分辨率下蚀变矿物的分维值,进而获得分辨率—分维值的一元线性回归方程;最后建立了基于分形理论的蚀变矿物多尺度分析模型,得到蚀变矿物空间分布特征变化的参考尺度。结果表明,在一定尺度范围内(30~280m),蚀变矿物显示出空间尺度特征。     

一种基于PPI的高光谱数据矿物信息自动提取方法

本文通过分析PPI算法后续处理存在的问题,引入最大距离法(MD)实现基于PPI的端元自动分类,并将获得的未知端元在波谱库中遍历以匹配最佳地类,最终完成基于PPI端元的矿物信息的自动提取。实验采用美国内华达州Cuprite地区的机载AVIRIS和我国东天山地区的星载Hyperion高光谱遥感数据,利用IDL编程实现矿物信息的自动提取,通过对实验结果的比较分析,验证了本文方法的有效性和实用性。     

基于SVM遥感矿化蚀变信息提取研究

提出一种基于支持向量机(SVM)遥感数据矿化蚀变信息提取的新方法。该方法首先根据蚀变岩及矿体围岩的实测光谱数据,利用光谱角度制图法(SAM)提取训练样本,应用交叉比对(cross-validation)算法确定最优SVM模型参数,选择径向基(RBF)核函数,训练SVM分类器模型;然后,用训练好的SVM模型进行遥感矿化蚀变信息提取;最后,选择青海芒崖地区的ETM数据进行遥感矿化蚀变信息提取试验。试验结果经野外检查和验证,效果良好。     

基岩裸露区蚀变岩遥感信息的提取方法

笔者利用与金属矿化相关的蚀变岩的TM多波段图像像元亮度值曲线的双峰特性(TM3和TM5为高值),以柳沟峡地区为样区,进行了提取蚀变岩遥感信息的方法研究,改进了Crosta信息提取方法,认为用TM1+TM2、TM4/TM3、TM5、TM7组合进行主分量分析所获得的蚀变岩遥感异常图效果最佳。将该方法用于北祁连山西段,疏勒河以东9000km2区域内蚀变岩遥感信息提取,其结果是：在103处已知矿产地中的86处有蚀变岩遥感异常信息显示,符合率达83.5%,进而预测了找矿靶区115处。     

基于物理意义的二维散点图类型划分与遥感蚀变信息提取

遥感图像的二维散点图是表达2个波段组合光谱空间结构信息的最佳图示方式,但以往的工作只是研究了光谱数据点阵空间的背景-异常子空间模型,遥感图像二维散点图的分布规律、形态规则、多层次聚类套叠等基本空间几何结构特征,基于2个波段概率密度联合高斯分布模型估计二维散点图的椭圆几何参数,以及遥感图像背景、干扰与蚀变异常同二维散点图空间结构的关系等.该文进一步研究了基于物理意义的遥感图像二维散点图的类型划分问题,并通过实例分析阐述了不同类型的二维散点图在遥感蚀变信息提取中的应用,表明依据这样的类型划分不仅能够定位出相应遥感图像的背景、干扰与蚀变信息,而且可以为遥感蚀变信息提取方法的选择提供理论依据,具有较好的应用效果.     

天宫一号高光谱数据相关检测法蚀变信息提取

天宫一号高光谱成像仪是目前中国空间分辨率和光谱综合指标最高的星载光谱成像仪.针对天宫一号高光谱数据,提出了一种基于波段相关检测的蚀变信息提取方法.该方法在对天宫一号高光谱数据进行波段相关检测提取蚀变异常特征波段的基础上,结合异常探测、端元提取和光谱匹配等方法的各自优势进行天高一号高光谱数据的蚀变信息提取.利用该法成功提取了天宫一号高光谱数据中的Al-OH矿物蚀变异常及4种蚀变矿物,结果表明该方法可以有效提取天宫一号高光谱数据中的蚀变信息,有助于天宫一号高光谱数据在地质矿产资源调查中发挥巨大的应用潜力.     

基于遥感数据随机模型的空间结构分析与蚀变信息提取

遥感图像信号属于随机信号,其波段数据直方图与二维散点图分别是随机模型一维、二维概率密度函数的基本估计。从遥感数据的随机模型出发,讨论了一维概率密度的基本类型与形态、二维高斯分布的椭圆几何参数特征等。在此基础上,系统分析了由不同类型直方图生成的二维散点图的空间几何结构特征,以及异常信息空间定位等问题。最后,通过应用实例阐述了遥感数据空间结构分析在蚀变信息提取中的重要性与实用性。     

高分卫星遥感数据在铀矿化褪色蚀变识别分析中的应用

针对高空间分辨率(简称“高分”)卫星遥感技术已在地质勘查领域取得很多应用效果,但在矿化蚀变信息识别和分析中的典型应用尚不多见的现状,从铀矿地质勘查角度阐述了QuickBird高分卫星遥感数据在铀矿化褪色蚀变信息识别和分析中的典型应用,包括在新疆塔里木盆地北缘巴什布拉克铀矿区油气还原褪色蚀变识别和空间分布规律分析中的应用和在新疆塔里木盆地北缘柯坪断隆东段与铀矿化密切相关的灰白色褪色蚀变的发现及其空间分布规律分析中的应用.2个典型应用说明了高分卫星遥感数据在矿化蚀变信息识别方面可以取得很好的应用效果,值得广大遥感地质工作者今后进一步深入挖掘其应用潜力.     

基于通道相关模型构建的中红外高光谱地表发射率模拟

星载高光谱图像获取少,卫星发射成本高,同时中红外通道机理复杂,模拟难度大,图像模拟的研究工作缺乏。针对上述问题,本文首先对通道之间的相关性进行分析;其次在统计分析的基础上,构建数据模拟模型,模型平均相对误差均小于10%。运用FY4A热红外数据;最终模拟2.5—5.0μm,光谱分辨率为50 nm的中红外波段高光谱地表发射率数据。本文构建的模型可为中红外波段的图像模拟与载荷研制等应用提供理论支撑,为中红外高光谱图像模拟提供方法和手段;可为遥感器载荷设计过程中方案的可行性分析与论证、设计制造、运维以及后期管理保障提供重要的理论基础。