遥感卫星图像中线性地质特征的自动提取

从卫星遥感图像上识别和提取与地质构造有关的线性特征是遥感技术在第四纪地质学中的一个很重要的应用方向。现有的遥感技术多采用单波段遥感图像,提取的线性特征研究开发的一种线性特征网络提取和分析系统,称为ＬＩＮＤＡ系统。结果表明,多波段线性特征提取方法比已有的单波段方法得到了更为满意的线性特征结果。     

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。     

遥感图像在吐-哈盆地活动断裂带研究中的应用

遥感图像具有宏观、真实和构造迹线清晰的特征,所以通过遥感图像解译来研究地震地质是一种十分有效的方法。本文试图应用遥感图像目视解译结果来研究吐-哈盆地的活动构造特征,并且讨论了该地区的地震活动规律。在本研究中,一方面,在几何纠正和镶嵌后,把4、7、1波段与第8波段融合,获得一幅15m分辨率的彩色图像,在此基础上进行一些有效的图像处理,如增强和特征提取,通过相关处理,增强了线性特征;另一方面通过DEM分析图像,产生三维效果。这两方面工作对研究地质构造和活动断裂带都是非常有用的。本文用纹理分析和DEM 分析的方法,提取了该地区的线性构造特征,使得我们对双背驮结构有了新的认识,并且对该地区的特殊结构与地震活动规律的相关性做了一些分析。     

遥感技术在地下水研究中的应用

遥感图像可以用来提供水文地质制图单元的定性特征和一些特殊的地质特征。在结晶岩区,石灰岩区以及第四系火山贫地都有许多应用。近来,常采用热影像和多波段影像研究地下水径流系统在排泄区出露情形和为地下水管理服务。在后一种应用中,遥感图像主要用来地下水空间被给和地下水污染模型提供植被状况参数,用来编制研究区地理特征图,监测地下水水质有关的地质特征变化状况。     

成矿远景区带蚀变岩的图像识别与制图

蚀变岩是成矿带具有特殊空间结构和矿物成分的一种地质单元，在遥感图像上构成了空间识别信息和光谱识别信息。分别论述了基于蚀变岩空间结构信息的图像检测方法和基于蚀变岩特征谱带的光谱信息提取方法。重点论述了最优波段组合、波段比值和双重主成分分析等应用方法，并介绍了蚀变岩遥感填图的基本工作程序。     

比值法遥感蚀变信息提取及阈值确定

利用主成分分析法、比值法提取遥感蚀变信息的技术业已成熟。以图像数字处理理论为基础,以典型蚀变矿物的诊断性波谱特征为依据,建立TM数据组合比值法遥感蚀变信息提取模型,利用遥感图像灰度值直方图确定阈值范围,并将模型应用于阜平县赤瓦屋一带。结果表明,组合比值方法比单波段比值方法提取的蚀变信息更全面,蚀变信息切割阈值确定方法合理、简捷,提取的蚀变遥感异常与已知矿点和野外检查结果具有较好的一致性,为研究区下一步地质找矿工作提供了依据     

遥感技术在西北生态脆弱区生态地质勘查中的应用研究

生态地质勘查正在成为煤炭地质勘查工作的主要发展方向。遥感技术作为“非接触式”勘查技术,在生态地质勘查中应有一席之地。通过阐述遥感技术在煤炭、天然气水合物、油页岩等资源勘查中的工作程序及勘查实例,认为在西北生态脆弱区资源勘查领域遥感技术具有独特的优势:通过不同比例尺的遥感煤田地质填图,可快速高效圈定含煤远景区;利用遥感图像的热红外波段数据可以快速获取与水合物相关的温度异常信息,圈定热异常分布区,为天然气水合物进一步勘探指明方向;通过对遥感图像的处理可直接提取与油页岩相关的成矿异常信息,圈定找矿远景区。在西北生态脆弱区应用遥感技术进行资源勘查具有好的经济效益和生态效益。     

新疆阿巴宫铅锌矿遥感找矿信息提取及地化多元信息综合分析

多光谱遥感找矿技术在荒漠戈壁滩地区已取得显著成效,但遥感技术在低山丘陵地带的使用资料较少,鉴于此,本论文以低山丘陵地貌类型的新疆阿勒泰的阿巴宫多金属矿带的铅锌矿床为研究区,研究矿区的蚀变信息的反射光谱特征,及在多光谱数据中各个波段的吸收性;利用ASTER多光谱遥感数据提取阿巴宫铅锌矿的构造信息,及岩性信息及蚀变异常信息,提取的各类信息与实际地质情况相吻合;对研究区的地质、化探、遥感找矿信息进行综合分析,遥感异常与地质资料信息吻合性较高,化探异常范围表现出"面"性特点,遥感异常表现为"点"性特点,遥感技术具有快速准确地缩小矿产勘查范围的优势。     

甘肃北山南带岩(矿)石波谱特征的初步研究

依据前人有关资料,初步研究总结了甘肃北山南带主要岩（矿）石反射波谱曲线特征及地质意义,探讨区内与金矿化密切相关的岩石、构造及热流蚀变带在遥感图像上的主要特征及解译标志,指出该地区ＴＭ图像彩色合成最佳波段组合模式为：ＴＭ７（红）＋ＴＭ５（绿）＋ＴＭ４（蓝）,为进行图像功能处理和计算机提取蚀变信息等遥感技术方法的应用研究提供了依据     

西藏冈底斯东段遥感构造解译及成矿靶区圈定

[摘 要]通过利用Landsat ETM+遥感影像数据对西藏冈底斯东段进行线性构造和环形构造解译,研究线性构造和环形构造在遥感影像中的特征,选择合适的波段组合,并采用去相关拉伸、边缘检测等方法增强图像线性特征,提取构造信息。结合研究区已知地质资料和已知矿点资料,对线性构造和环形构造的分布规律进行分析和评价。结果表明东西向线性构造是研究区的最主要构造,与北西向、北东向线性构造交汇区并与环形构造交叠区是有利的成矿区域,与已知矿点相吻合,并且还圈定出若干个找矿远景区。     

树木年轮研究的扫描图像分析方法及其在环境演变中的应用

本文主要探讨用普通扫描仪作为获取树轮信息手段的有效途径,以及研究将图像分析和数字处理技术应用于树木年轮学的方法。通过对树轮图像的分布特征和噪声变化规律的统计分析,本文设计出一套图像分割、信息提取算法和相应的处理程序。从实际的应用效果以及与其它树轮研究方法所作的对比分析结果表明,这种扫描图像处理方法不仅可行,而且高效、准确,拓宽了树木年轮学方法在环境演变研究中的应用途径。     

树木年轮密度研究进展

树木年轮(树轮)密度即木材密度, 是历史气候和环境演变研究中使用的重要代用资料之一, 在揭示北半球长时间尺度夏季温度变化和火山喷发的研究中发挥了不可替代的作用。近十年来, 我国的树轮密度研究迅速发展, 取得了长足进展。本文将对树轮密度测量技术和方法的发展历程进行概述, 对国际和国内树轮密度研究取得的重要成果进行总结。通过对一些热点和争论性问题的论述, 进一步明晰树轮密度的研究潜力, 旨在为今后的研究提供背景参考。     

树轮学研究方法及其在全球变化中的应用

树轮学研究方法逐步完善, 形成了特有的框架和体系, 并不断应用到全球变化的不同领域, 形成树轮学不同分支学科所特有的研究方法。当前树轮学研究方法, 一方面关注如何更好地提取树轮中的环境和生态信息, 包括去除树轮宽度生长趋势和提取树轮中与环境和生态过程密切相关的密度、稳定同位素、元素和木材解剖等指标信息; 另一方面, 树轮学方法又与全球变化不同领域方法的交叉, 例如气候重建、森林动态(包括生物量重建和森林干扰等)和地貌改变等不同应用领域的研究方法, 以建立特有的研究方法以解决不同地球科学领域的问题。目前, 我国已经成为树轮学研究领域最高产的国家, 然而关于树轮学方法方面的研究仍然相对较少, 有待更多的关注。     

利用树轮资料重建天山中段南坡巩乃斯地区公元1777年来平均最高气温变化

利用年轮平均灰度年表重建了天山巩乃斯地区自公元1777年来当年5月至8月平均最高气温,方差解释量达41%(调整自由度后为39%).过去232年来,巩乃斯地区平均最高气温变化存在2个偏冷阶段和1个偏暖阶段。重建序列具有154年、77年、2.7年和2.3年的准周期, 并且在1842年前后、1880年前后、1923年前后发生了突变。与北半球平均最高气温网格点资料和多种涛动指数的相关性分析表明,巩乃斯地区平均最高气温变化不仅反映了区域气候变化,对于大范围气候变化也存在一定程度上的响应。     

树轮年代学的若干进展

树轮年代学是一门研究树木木质部年生长层,以及利用年生长层来定年的科学。由于树轮不仅是一种定年工具,它本身还可提供树轮生成时的环境要素信息,为一种环境变化的代用资料。在全球变化特别是在过去全球气候变化研究中,树轮年代学受到愈来愈广泛的重视,在近期内取得了长足的、惊人的进展。本文仅在树轮长年表的建立,树轮年代学生物基础研究──模式研究,利用树轮对环境要素变化的研究,以及树轮的图像分析等几个与环境变化研究相关的方面和本学科目前研究热点的若干进展,予以概要的论述。     

Stable isotope coherence in the earlywood and latewood of tree-line conifers

Annually resolved and replicated tree-ring stable isotope series have the potential to reconstruct growing season environmental parameters over multi-millennial timescales. As this archive may require only minimal statistical detrending, it has the potential to preserve a large portion of low frequency climate signals. To date, many studies have utilised only the latewood portion of the tree ring, in an attempt to minimize carry-over effects from previous year reserves and maximise the annual nature of the climate signal preserved. However, the old trees from tree-line locations, necessary to build long chronologies, often display narrow ring-widths (< 0.5 mm), making accurate earlywood–latewood separation difficult and particular time consuming. The resulting samples may also be too small for efficient cellulose purification or multiple isotopic determinations. As photosynthates from the current year are predominantly used in conifer ring formation at marginal sites with short growing seasons, latewood separation may not be especially advantageous in determining a useful climate signal and therefore unnecessary where resources are limited. To test this hypothesis, Scots pine from Northern Norway and European larch from the Swiss Alps are used. Both sites are tree-line locations where growth is predominantly temperature limited. Tree rings were cut and extracted to cellulose for both the earlywood and latewood of each annual growth ring and stable carbon isotope ratios were measured. Our results demonstrate a very high common carbon isotope signal between earlywood and latewood in both species (r_larch = 0.68 and r_pine = 0.79), which also show high correlations with summer temperature over the investigated period (AD 1980–2004 for larch and AD 1929–1978 for pine). High turnover rates and small reserve pools at these tree-line locations may account for these high common signals. These results suggest that for European tree-line conifers, the separation of earlywood from latewood is unnecessary to resolve an annual isotopic signal and make a reliable climate calibration. Using the whole ring may provide additional analytical advantages and consequently even improve climate calibrations.     

No altitude‐dependent effects of climatic signals are recorded in Smith fir tree‐ring δ18O on the southeastern Tibetan Plateau,despite a shift in tree growth

To reveal the influence of current warming on tree growth and δ¹⁸O in a sensitive high‐latitude region that is undergoing rapid climate change, we examined tree width and the earlywood and latewood δ¹⁸O at two sites with a 400‐m elevation difference in the Sygera Mountains of the southeastern Tibetan Plateau. The study period was from 1950 to 2011. The mean tree‐ring index at the low site was higher than that at the high site during the study period. The climatic responses of earlywood and latewood δ¹⁸O at both sites were similar. Earlywood δ¹⁸O was mainly influenced by the June to August temperature and total cloud cover, whereas latewood δ¹⁸O was mainly controlled by relative humidity from July to August. Spatial correlations with CRU TS 3.1 regional data suggest that our δ¹⁸O chronologies can represent climatic changes over large regions. The high offset between earlywood δ¹⁸O at the two sites (2.3‰ higher at the low site) was mainly influenced by the high temperature lapse rate as a function of altitude during the earlywood growing season. Furthermore, meltwater with lower δ¹⁸O values might have affected earlywood δ¹⁸O at the high site, and thereby increased the earlywood δ¹⁸O offset between two sites. The low latewood δ¹⁸O offset between the two sites (0.4‰ higher at the low site) was not significant, but appears to have been primarily influenced by the low precipitation δ¹⁸O lapse rate as a function of altitude during the latewood growing season. Earlywood δ¹⁸O of Smith fir suitable for reconstructing past temperatures and latewood δ¹⁸O suitable for reconstructing past relative humidity on the southeastern Tibetan Plateau were identified.     

漠河樟子松树轮指数与标准化植被指数的关系研究

利用我国寒温带针叶林的樟子松树轮数据和多年NDVI数据,运用树轮指数生成程序ARSTAN得到最大密度、晚材密度等7种树轮指数的标准化序列。首先分析了森林NDVI的逐月和逐年变化特征,然后分析了各种树轮指数与森林NDVI的关系。结果表明,漠河森林NDVI月变化和年变化主要受温度影响,属于温度驱动型;最大密度指数与NDVI年均值间有较强的相关关系;生长季(5～9月)NDVI与当年树轮的最大密度、晚材密度、早材密度和晚材宽度指数相关,但与最小密度、树轮宽度、早材宽度指数关系不显著;夏季(6～8月)NDVI与早材密度指数显著相关,但早材宽度指数却与前一年夏季NDVI有关。就单月NDVI而言,5月份的NDVI与最大密度和晚材密度指数显著相关,而6月份的NDVI与早材密度指数显著相关。从7种树轮指数对区域尺度上的生长季NDVI的指示效果来看,密度指数比宽度指数更有效。     

树轮气候学中树木年轮密度分析方法的研究进展

树木年轮密度（树轮密度）分析作为树轮气候学的一种研究方法,能够提取更准确的环境信息,应用范围更广,在过去环境变化研究中受到越来越广泛的重视。讨论了树轮密度测量技术与树轮密度分析方法在过去气候变化研究中的发展历程及最新研究成果,认为X射线分析法仍然是目前被广泛采用的树轮密度分析手段,基于树轮密度数据的过去温度变化重建仍是树轮密度研究的主要方向。相关研究表明：森林上限和高纬度地区树木年轮的最大晚材密度对夏季温度变化非常敏感,可以用来重建过去几百年、乃至千年的不同空间尺度的温度变化;树轮早材密度或最小早材密度对降水量的响应比较显著,但目前主要集中于重建区域小尺度的降水量变化方面。另外,树轮密度分析结果还可以用来研究某些气候要素分量的变化（季节变化、气候事件爆发的早晚和持续时间等）、区域气候变化的影响因子以及海气动力机制、气压异常等。     

Climatic significance of tree-ring δO in the Qilian Mountains, northwestern China and its relationship to atmospheric circulation patterns

It is important to understand the history and dynamics of climate in a transitional region between areas with different atmospheric circulation patterns, where the vegetation and ecosystems are vulnerable to environmental change. We investigated variations in the long-term oxygen isotope composition (δ¹⁸O) in tree rings of Qinghai spruce (Picea crassifolia) and their relationships to climatic parameters in the arid Qilian Mountains of northwestern China from 1870 to 2006. We found that the mean temperature from the previous November to the current February was significantly and positively correlated with the tree-ring δ¹⁸O values. The temperature effect, (the positive relationship between the temperature and the precipitation δ¹⁸O value) can explain the connection between temperature and the tree-ring δ¹⁸O values. Due to pooling of the earlywood and latewood into yearly tree-ring samples, it appears that the cellulose δ¹⁸O may be influenced by isotopically nonhomogeneous water sources and climatic conditions during the previous and current growing seasons. Subtle shifts and amplitude deviations in cellulose δ¹⁸O, which abruptly became more positive around 1977–1978, may be attributed to the shifting climatic regime in China and to temperature variations, respectively. Our results illustrated the potential for investigating climatic or atmospheric circulation patterns based on oxygen isotope records in tree rings in regions near the interface between different large-scale synoptic circulations.