CASI/SASI数据在宁夏汝箕沟煤田中的应用

航空机载高光谱遥感数据(CASI/SASI)具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征进行地物的直接识别。以宁夏汝箕沟煤田的CASI/SASI航空机载成像光谱测量影像数据为主要信息源,利用ENVI软件对数据进行了辐射校正和辐射定标、大气校正(光谱重建)与几何校正等预处理,同时利用FieldSpec~Pro FR便携式光谱仪对研究区烧变岩及煤层各类样本进行光谱测试,提取其光谱特征。在数据处理和实测光谱(野外与室内)分析的基础上,运用混合调制匹配滤波法,对研究区烧变岩和煤层进行高光谱识别,获得了研究区烧变岩和煤层高光谱分布图。通过野外调查验证和地质综合分析可知,野外观察的烧变岩及煤层分布与高光谱遥感解译结果基本吻合。该实例表明CASI/SASI航空机械成像高光谱数据在烧变岩及煤层勘查领域具有较好的应用效果和广泛的前景。     

HyMap-C机载高光谱仪定标方法与结果评价

HyMap-C机载高光谱仪能够在400~2 500 nm波长范围内获取144个精细光谱通道,对于地球表面地物特征有极强的探测能力。为保证高光谱遥感数据的可靠性与定量化分析的精度,作者分别采用单色准直光法、漫反射板定标法和内部参考标准法对HyMap-C机载高光谱仪进行了实验室光谱定标、绝对辐射定标以及飞行过程中航线上相对辐射定标。通过航空飞行测量与地面实际测量的光谱反射率数据进行对比验证,结果表明两者整体谱型与局部吸收特征非常一致,定标结果可靠,数据可信。文中阐述的定标原理与方法为我国自主研制机载高光谱仪的定标提供了依据与思路,定标后获取到的高光谱分辨率数据可广泛应用于地质调查领域特别是矿物填图中。     

机载高光谱CASI/SASI数据几何校正及精度评定

机载高光谱具有高光谱分辨率和高空间分辨率的特点,展现出了独特的优势。机载高光谱数据的几何校正精度,直接影响着数据能否正常使用,是数据预处理中的关键问题。传统的空中三角测量技术必须依靠地面控制点才可以解算影像的外方位元素,工作量大,而且在无法测量地面控制点的区域不能使用。本文在分析CASI/SASI系统几何校正原理的基础上,结合POS AV系统,设计了一套几何检校方案;检验结果表明,在测区范围内无地面控制点的情况下,利用检校场飞行解算的相关数据,CASI/SASI高光谱数据的几何精度达到了要求。     

机载高光谱成像技术在长江经济带苏、皖、浙地区生态环境保护中的应用

机载高光谱成像是一种快速、无损的检测技术,具有光谱分辨率高、波段窄而多和图谱合一的特点。国内小型化的机载高光谱成像仪主要依赖进口,价格昂贵,且高性能的高光谱设备进口困难,限制了高光谱技术在国内的推广和普及。中国地质调查局南京地质调查中心在国家重大仪器开发专项和国家重点研发计划支持下,成功研制出以推扫式小型化成像光谱仪HMS400/1000为核心的轻型机载高光谱成像系统SSMap,建立了机载高光谱遥感综合调查技术方法和作业流程,形成了一套可靠的地物分类方法和水土污染光谱定量反演模型。本文在介绍机载高光谱成像技术基本原理和分析国内外研究现状的基础上,以自主研发的机载高光谱成像系统SSMap为例,结合长江经济带生态环境的需求,详细探讨了总面积4500余km²的航空高光谱遥感作业方法、信息提取与调查应用。通过长江经济带江苏、安徽、浙江等地区的生态环境地质调查应用示范,取得了高质量的机载遥感数据,获得了一批重要调查成果。研究表明,机载高光谱成像技术在生态环境调查、水体监测、土地利用和土地质量评价等方面具广阔应用前景。具有自主知识产权的国产化机载高光谱成像仪降低了采购成本,推动了机载高光谱技术普及,服务了国家重大区域发展战略,具有显著的经济和社会效益。     

基于光谱特征参数组合的高光谱数据矿物填图方法

受大气环境等因素的影响, 高光谱遥感矿物识别难以达到较高的精度.为解决该问题, 根据光谱吸收特征参数在大气变化中能保持相对稳定的特点, 提出一种基于光谱特征参数组合的高光谱矿物类型识别方法.文中计算了多种光谱特征参数, 通过最佳指数因子(optimum index factor, OIF)优选特征参数组合, 选定最佳特征参数组合, 利用模式识别方法实现矿物识别.利用机载可见/红外成像光谱仪(airborne visible infrared imaging spectrometer, AVIRIS)高光谱数据, 在美国内华达州Cuprite矿区进行了该方法的应用试验研究, 并与前人矿物填图结果做了对比.结果表明: 吸收波谷位置-吸收面积-吸收右肩位置(P-A-S₂)光谱特征参数组合的矿物识别效果最优, 整体精度达到74.68%.      

高光谱遥感地空综合预测方法在新疆卡拉塔格地区铜金矿床找矿中的应用

新疆卡拉塔格地区位于东天山成矿带,地质矿产资源丰富,铜金及多金属矿床集中,找矿潜力较大。铜金矿床地表矿化蚀变现象明显,发育的褐铁矿化+黄钾铁矾化+绢云母化形成地物反射光谱特征,为高光谱遥感地空综合预测方法用于探测铜金矿化蚀变信息成为可能,并成为寻找铜金矿床的有效技术方法。本文在卡拉塔格地区开展了航空高光谱和地面高光谱在铜金多金属矿床找矿研究,分别采用Hy Map航空成像光谱仪和Field Spec Pro FR光谱仪,获取了研究区Hy Map航空高光谱数据、地面准同步定标数据、地面高光谱数据,提取并筛选了基于Hy Map航空高光谱影像的成矿有利蚀变信息,在此基础上对该区红山铜金矿床航空-地面高光谱提取的蚀变信息进行了综合剖析,并结合矿区地质背景,建立了红山铜金矿床高光谱遥感地空综合找矿模型,经对比分析在该区圈定了2处找矿预测区。说明高光谱遥感地空综合预测方法在该区得到了很好的应用效果。     

加快科研创新,发展“天空地深”一体化遥感技术

<正>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已形成了高精度遥感数据获取-定量化数据处理-综合分析应用的技术体系,拥有国内领先、国际先进水平的航空成像光谱测量与数据处理系统、航空激光雷达测量系统、实验室光谱定标系统、地面光谱(成像光谱)测量系统及数据处理分析系统,初步具备了航天、航空、地面等"天空地深"一体化的遥感信     

基于光谱知识库对高光谱影像目标快速识别方法

针对国内引进的机载高光谱成像仪（CASI/SASI）数据采集系统,介绍了利用先验知识建立的多种地物目标光谱库,以及高光谱影像目标快速识别的技术方法研究;同时还阐述了其数据处理流程、目标识别原理和应用开源代码编程实现过程,并对其结果与应用进行了简要的分析。     

基于机载和星载高光谱遥感的武夷山成矿带蚀变矿物信息识别研究

武夷山成矿带是中国东部中生代火山岩区重要的金铜多金属成矿带之一。为进一步对武夷山成矿带的岩矿蚀变信息进行识别与对比研究,该文利用机载航空高光谱SASI短波红外数据和星载高分五号(GF-5)高光谱数据,在充分分析不同蚀变矿物的实测波谱典型吸收特征和矿化蚀变信息识别提取方法的基础上,基于迪开石、高岭石、石膏、铁绿泥石、铁镁绿泥石、镁绿泥石等6种蚀变矿物的实测光谱特征,应用光谱角填图法(Spectral Angle Mapper, SAM)对闽中永泰—德化—尤溪矿集区的两类高光谱影像的蚀变矿物信息进行自动匹配识别和信息提取。研究表明：(1)两类高光谱数据都能较好地提取出上述6种典型蚀变矿物的分布范围,且结合地质资料能够推测出火山机构,暗示了较好的找矿前景;(2)通过对提取的蚀变矿物信息的效果和特征进行对比研究,并经野外实测岩矿样品的光谱验证,SASI数据提取的蚀变矿物信息与实际验证点吻合更多;(3)通过对比分析,发现应用高空间分辨率SASI数据的蚀变矿物信息提取结果较空间分辨率较低的GF-5数据更加稠密和精确,与空间分辨率越低,像素光谱混合越明显、地物精细区分程度也相对较差的常规认识相吻合。...     

基于航空成像高光谱数据的玉石矿找矿要素识别和找矿预测——以青海省纳赤台地区为例

正航空成像高光谱遥感具有"图谱合一"的特点,同时具备高空间分辨率和高光谱分辨率,能够根据地物光谱特征直接识别矿物,在地质调查中取得了较好的应用效果(王润生等,2011;Freek et al.,2012;Laakso et al.,2015;Zhao et al.,2015)。本文应用CASI/SASI航空成像高光谱数据,综合分析了青海省纳赤台地区万宝沟玉石矿的遥感找矿要素,应用     

基于航空高光谱遥感数据的黑土地有机质含量反演:以黑龙江省建三江地区为例

掌握黑土地有机质含量对黑土资源利用与保护具有重要意义,而高光谱卫星影像的缺乏制约了区域尺度土壤有机质反演研究的开展.以黑龙江省建三江黑土区为例,采用CASI/SASI航空高光谱数据、ASD（analytical spectral devices）地面光谱数据和土壤样品有机质含量数据,基于有机质含量与光谱反射率的相关性和定量关系,构建最优的回归模型并开展研究区土壤有机质含量遥感反演.结果表明:偏最小二乘法回归模型比多元逐步回归模型更稳定（判定系数分别为0.885和0.653）,且精度更高（均方根误差分别为0.424和0.744）;采用偏最小二乘模型反演的结果与地面化探结果基本一致.      

甘肃花牛山金矿区热红外高光谱遥感特征分析与找矿预测

利用甘肃省花牛山金矿区热红外高光谱遥感数据(CASI/SASI/TASI)提取矿化蚀变矿物进行矿物填图,通过地面热红外高光谱测试验证其准确性,对热红外高光谱遥感矿化蚀变矿物分布规律和组合特征进行分析,结合矿床矿体特征、围岩蚀变特征,建立基于CASI/SASI/TASI数据蚀变矿物分带找矿预测模型。利用该模型在找矿预测区内进行找矿预测,新发现多处金、铜等多金属矿化线索,找矿效果显著,为热红外高光谱遥感蚀变矿物填图技术的推广应用提供了实例。     

中分辨率成像光谱仪图像积雪反射特性的初步分析研究

通过对中分辨率成像光谱仪图像２６个连续波段的同点采样,获得从可见到红外光谱一个完整的积雪反射特性系列,在背景气候,气象数据信息的支持下,进行图像积雪反射特性与同类积雪实测反射特性的对比分析。结果表明：本研究所使用的中分辨率成像光谱仪图像积雪反射特性反映了积雪变化的过程,同时与地面光谱仪实测数据有一定的对应关系,同类积雪在可见光波谱区的光谱反射基本吻合,据此,反演积雪类型的图像分类是可行的。     

基于高光谱数据的甘肃花西山金矿蚀变特征分析与找矿预测应用

利用地物光谱仪识别具有光谱诊断性吸收特征的蚀变矿物,并分析其空间分布及组合特征,是后续利用航空、航天高光谱遥感开展找矿预测的重要理论依据。本文以位于甘肃柳园地区花牛山矿集区的花西山金矿床为例,首先利用FieldSpecPro FR便携式光谱仪对采集样品进行光谱测量,通过The Spectral Geologist 8软件对获得的光谱数据进行分析解译,揭示了与矿化关系密切的地表蚀变矿物为绢云母（白云母和多硅白云母）+黄钾铁矾+赤铁矿+针铁矿,外围蚀变矿物主要为绢云母（钠云母）+绿帘石+绿泥石+蒙脱石+水铝石。基于这一认识,对矿区及周边开展CASI/SASI航空高光谱遥感蚀变矿物信息提取,综合地表及航空高光谱解译信息,建立了花西山式金矿床的高光谱遥感找矿预测模型,并基于该找矿预测模型在外围圈定了预测区1处,经野外查证,预测区内发现有明显金异常。研究结果表明,在分析和总结调查区成矿地质背景和蚀变特征的基础上,结合高光谱遥感信息可快速地、更有针对性地发现成矿有利区段,为矿产勘查部署提供重要参考资料。     

内蒙古本巴图铀资源勘查远景区航空高光谱数据不同大气校正方法评价及应用

航空高光谱遥感在岩石矿物精细识别和填图方面具有显著优势和应用前景。大气校正是实现航空高光谱影像中矿物反射光谱重建的关键技术,现有的大气校正模型方法需进一步评价和开发,以适应地质矿产勘查领域中的实用化需求。文章以内蒙古巴丹吉林盆地东部的本巴图铀资源勘查远景区为试验区,基于4种经典大气校正模型开发了航空高光谱数据大气校正批处理软件,对试验区SASI航空高光谱影像开展大气校正不同方法的试验评价。以试验区5种典型蚀变矿物的反射光谱重建作为评价对象,通过与USGS标准矿物光谱进行对比,结果表明：经过FLAASH模型、6S模型、快速大气校正模型和经验线性模型校正后的SASI影像均能较准确地反映矿物的诊断性光谱特征,吸收峰波长位置未发生明显偏移。相对而言,经验线性法更好地保持了矿物的光谱形态,作为试验区航空高光谱数据大气校正的优选方法。最后,在航空高光谱大气校正的基础上,完成了本巴图铀资源勘查远景区矿物填图,为分析和评价该地区铀成矿潜力提供了技术支撑。     

反射定标板污染对典型月球矿物定量分析影响的研究

悬浮月尘存在污染月表就位光谱仪反射定标板的可能。文中工作模拟并分析了近红外光谱仪反射定标板在无污染、受轻度和重度污染情况下对模拟月壤矿物混合物光谱指纹特征及定量分析模型预测精确度的影响。结果表明：以受污定标板为参比的月壤矿物混合物反射光谱在反射率和指纹特征上均异于无污染样品,且污染越重差异越大;用无污染光谱数据建立的偏最小二乘(PLS)定量分析模型,预测受污样品时其预测精确度显著降低;采用受污后光谱数据重建PLS模型会在一定程度上能提高受污样品的预测准确度。该研究和获得的结论,在星表光学载荷的设计、数据校正以及定量分析模型预测能力评估等方面具有一定的指导意义。     

基于便携式地物光谱仪的常见宝玉石材质反射率光谱特征分析

以傅里叶红外光谱与拉曼光谱为代表的宝玉石光谱分析法,虽然广泛应用,但仪器便携性有一定局限,难以对大体积或依附于金属类、纺织品类文物上的宝玉石进行原位无损检测.高光谱技术来源于卫星遥感,在地面实验中可以分为不成像的便携式地物光谱仪和图谱合一的高光谱成像仪.本研究采用便携式地物光谱仪对十余种宝石,包含透闪石、堇青石等无机盐...     

青海省都兰县阿斯哈金矿区HySpex高光谱矿物填图及其找矿意义

地面成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征进行地物的直接识别,是遥感领域的前沿方向。本文针对青海省都兰县阿斯哈金矿区蚀变带,建立了HySpex地面成像高光谱数据的标准处理流程,采用基于统计学模型的平场域法进行了光谱重建,基于专家知识选取了端元光谱,利用MTMF方法开展了矿物填图,在此基础上制作了阿斯哈金矿区蚀变带比例尺1∶100的真彩色图像和褐铁矿、绢云母等5种地物的高光谱地物分布图。总结出阿斯哈金矿区标志性蚀变矿物为褐铁矿和绢云母,并对提取出的地物进行了野外实地ASD光谱测量验证,符合程度好。阿斯哈金矿区HySpex地面成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛的前景。     

多源遥感数据在油气异常信息提取中的应用

以新疆吉木萨尔地区为试验区,以SASI和ETM+为主要数据源,经过数据处理后得到相应的烃类、碳酸盐岩以及二阶铁等油气异常信息。同时利用温度反演以及野外采集的光谱数据进行油气异常信息的提取研究,并结合研究区的地质资料进行对比分析。研究结果表明:1SASI数据与ETM+数据相结合,辅以温度反演信息以及地面实测光谱信息可以较好地进行地面油气异常信息提取;2吉木萨尔地区具有油气开发潜力。本次研究为吉木萨尔地区的进一步油气勘探及后期信息提取提供了一定支持。     

新疆雅满苏铁矿床地空高光谱蚀变矿物特征及找矿应用

本研究旨在了解高光谱遥感数据在地质勘探中的应用性能,查明新疆山苏地区成矿地质环境;然后利用机载高光谱遥感数据对雅满苏地区进行综合分析和研究。选择雅满苏铁矿床作为研究对象,利用Field Spec Pro FR地面波谱仪和Hy Map航空成像光谱仪,获取地面和航空高光谱遥感数据,诊断、识别和提取地空高光谱蚀变矿物信息,开展高光谱蚀变异常特征综合分析,总结矿床尺度的地空蚀变矿物组合特征规律。进而结合地质矿产成矿有利信息,构建雅满苏铁矿床高光谱遥感找矿模型,开展找矿应用,圈定铁及多金属找矿有利区。研究表明:铁矿区矿化体分布的地面高光谱蚀变矿物为褐铁矿+黄钾铁矾+绿泥石,近矿围岩分布的蚀变矿物为褐铁矿+绢云母+绿帘石方解石;航空高光谱近矿蚀变矿物组合为褐铁矿+赤铁矿+绿泥石+绿帘石+角闪石,外围组合为绿泥石+绿帘石+绢云母。通过野外查证,新发现赋存在下石炭统雅满苏组灰岩与花岗岩体接触带的铁矿化体,取得了较好的找矿应用效果。该找矿有利区为雅满苏地区铁矿勘查提供了靶区方向,地空高光谱蚀变矿物找矿的研究方法和思路为航空高光谱遥感调查和遥感蚀变异常信息靶区定位提供借鉴基础。