用卫星高光谱数据提取江西德兴铜矿矿山废水的pH值污染指标

在对德兴铜矿矿山废水的光谱特征深入分析研究的基础上,总结了不同类型水体(酸性水、碱性水以及河流水)的特征光谱,并利用地物谱特征开展矿山废水pH值污染指标提取研究。针对水体光谱反射率低、特征光谱不明显的特点,采用矿区卫星Hyperion高光谱数据,应用ISA算法和掩膜技术识别出水体分布并进一步与MNF变换有效结合,根据波段散点图进行不同pH值水体的有效分割。为矿山废水污染的诊断和监测提供了新技术和理论支撑。     

用卫星高光谱数据提取江西德兴铜矿矿山废水的pH值污染指标

在对德兴铜矿矿山废水的光谱特征深入分析研究的基础上,总结了不同类型水体(酸性水、碱性水以及河流水)的特征光谱,并利用地物谱特征开展矿山废水pH值污染指标提取研究。针对水体光谱反射率低、特征光谱不明显的特点,采用矿区卫星Hyperion高光谱数据,应用ISA算法和掩膜技术识别出水体分布并进一步与MNF变换有效结合,根据波段散点图进行不同pH值水体的有效分割。为矿山废水污染的诊断和监测提供了新技术和理论支撑。     

德兴铜矿矿山污染高光谱遥感直接识别研究

利用高光谱图谱结合特征开展矿山污染直接识别研究.首先详细分析了德兴铜矿矿山污染(废矿、废水以及植被) 地物的光谱特征, 总结出可利用于直接识别和提取这些污染物的特征光谱, 从而利用矿区航天Hyperion高光谱数据并以矿物识别谱系技术为主有效地识别出矿区的污染类型及其分布.对于以黄铁矿等含铁矿物为主的围岩或贫矿矿石的氧化污染利用70 0nm、10 0 0nm以及2 2 0 0nm附近的特征吸收分别识别出含Fe3 + 矿物及其Fe2 + 和Fe3 + 混合矿物, 并进一步根据光谱特征识别出赤铁矿和针铁矿; 根据矿区水体在6 0 0nm附近吸收特征的差异相对区分出酸性水、碱性水和中性水; 根据植被在6 85nm附近的最大吸收深度相对地划分植被污染程度.最后建议建立矿山污染地物光谱数据库.该研究为利用高光谱的技术优势快速且有效地直接识别与提取出污染源的种类、类型并分析其潜在的污染趋势提供了新的思路, 为矿山污染监测、治理规划和复垦提供了新技术和知识支撑.      

EO-1Hyperion高光谱数据FLAASH模块大气纠正

EO-1Hyperion高光谱遥感影像在实际应用中,需对图像进行大气纠正及补偿等预处理,以便获得较好质量的图像,为进一步分析和应用提供保障.笔者运用FLAASH大气校正模型对中国云南香格里拉地区的Hyperion卫星影像进行大气校正,利用图像MNF转换法对光谱曲线进行去噪平滑优化,再对校正前后影像进行遥感影像和典型地物光谱曲线对比分析.结果表明,影像经FLAASH大气校正和MNF平滑后,较好地消除了大气影响和Hyperion高光谱遥感图像的光谱噪声.     

利用多光谱遥感数据提取植被污染信息的新方法

有效监测植被污染的现状和变化是空间遥感技术的优势。根据植被在生长过程中在由红光和近红外波段组成的“植被视面”上的位置和迁移规律,提出了通过建立数学模型进行坐标旋转进而提取反映植被生长状况的绿度信息的方法,并且采用多光谱ASTER卫星遥感数据对江西德兴铜矿区的植被污染进行了应用研究。结果表明此方法可以消除土壤背景的影响,有效地判别植被长势的强弱,为在植被茂密覆盖区根据植被的长势和分布状况来判别生态环境状况提供了新思路,为其他相似的卫星数据的应用提供了科学的参考依据。     

基于FLAASH的高光谱遥感数据大气校正应用

星载传感器接收到的电磁波,必经大气吸收和散射的影响。高光谱分辨率遥感影像具有大量光谱信息,为了精确提取高光谱遥感信息,对大气校正是必不可少的。对于Hyperion遥感影像而言,其信噪比较低,在反演地表反射率过程中,此项工作尤为重要。基于FLAASH对Hyperion影像进行了大气校正,分析了不同地物校正前、后的光谱特征,与标准库对比后,取得了比较理想的校正效果。结果说明,通过大气辐射传输模型理论进行大气校正是可行的。     

基于Hyperion数据的岩矿蚀变信息的特征峰提取法

介绍了一种基于光谱曲线特征峰提取的岩石蚀变信息提取方法。对于目前Hyperion数据的空间分辨率所得到的混合光谱,用该方法对精细矿物的识别尚难做到,但可以用于半定量提取矿物蚀变信息。文中提出的方法作为一种航天高光谱数据挖掘手段,目的在于探索基于高光谱数据的蚀变信息提取方法,为高精度、高空间分辨率的航空或未来航天高光谱数据的处理抛砖引玉、探索先行。     

基于高光谱数据提取水体叶绿素a浓度的混合光谱模型

从模型的精度和稳定性方面,与传统的经验模型比较显示,利用原始数据的一阶微分数据进行叶绿素a浓度混合光谱模型反演最佳。最后,以此模型对三种不同年份测量的地面高光谱数据进行了叶绿素a浓度的提取。实验结果表明混合光谱模型可以作为遥感监测水体叶绿素a含量的定量模型。     

元素提取器周围土壤的pH值变化

电提取过程依赖直流电场的作用,直流电场持续作用导致土壤介质pH值的变化,当这种变化达到一定程度,又将对电提取过程产生不利影响。因此,它们之间相互关系的研究是电提取方法应该面对的课题。本文通过实际试验数据,揭示和反映了电提取过程中元素提取器周围土壤pH值变化的强度和范围,为上述问题研究提供了初步资料依据。     

钻探岩心高光谱数据管理与分析系统的构建

钻探岩心编录一直是地质勘探中至关重要的环节,高光谱探测技术的发展为岩心分析提供了一种新的编录技术。为了使获得的岩心资料能永久保存且便于使用和分析,笔者开发了钻探岩心高光谱数据管理与分析系统。通过该系统使用者能方便管理、查看钻探岩心数据,快速提取、分析岩心矿物的光谱特征,为后期矿物的识别奠定了基础。     

江西赣州废弃离子型稀土矿修复区植被高光谱特征与健康状况评价

江西赣州废弃离子型稀土矿山自2016年以来修复成效明显,目前已基本修复完毕,如何科学评价废弃稀土矿山的修复效果,已成为政府亟需解决的问题。传统的多光谱遥感方法对于精确提取修复区植被的种类和健康状况存在较多的局限。为解决上述问题,中国地质调查局支撑赣州七县矿山地质环境调查工作部署了赣州稀土矿矿山地质环境综合调查和评价工作。以无人机搭载高光谱仪为主要遥感调查工具,选择典型的废弃稀土矿山修复区为研究区,进行矿区无人机搭载高光谱仪扫描,获取了龙南县足洞地区2 km2的典型矿区高光谱影像。利用ENVI软件,采用混合线性模型进行矿区原始及修复植被的光谱特征提取,分区分析了废弃稀土矿山地区植被生长情况,对修复区植被的健康状况进行尝试性的评价。该方法将地球化学调查和高光谱遥感相结合为废弃稀土矿山植被生态修复效果的评价提供了一种快速、准确的评价方法。     

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

从岩石光谱出发,结合光谱谱带强度特征和光谱波形特征,针对机载热红外高光谱数据（TASI）,在以往算法基础上,提出一种改进的算法--光谱离散能级波形匹配法（SDEM）,并将其运用到岩性分类研究中。SDEM算法能识别岩石光谱间的微小差异,并在充分考虑光谱谱带强度和波形特征的同时,有效减弱数据噪声。与传统的岩性分类方法--高光谱角度制图法（SAM）相比,改进的算法能更精确地区分岩石相似光谱,识别易混淆岩性,对出现“异物同谱”现象的岩石也具有更好的区分能力。将SDEM、SAM方法应用于甘肃柳园地区TASI数据岩性分类研究中,可看出SDEM方法能识别出SAM未识别或识别错误的岩性。通过研究区野外查证,可知SDEM方法所得岩性分类结果更符合岩石实际分布情况。可见光谱离散能级波形匹配法具有较好的岩性分类效果,能更好地区分地物。     

基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染,需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控,然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外（Vis-NIR）反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力,文章以典型人为污染地区（浙江温岭）和典型地质高背景地区（广西横县）的390份农田土壤为样本,测定8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量和pH值,并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）算法建立回归模型,对土壤重金属含量和pH值进行预测,并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示,温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差（RPD）分别为1.23和1.19,预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93,预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强,使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体 准确度分别为75.0%~100%（温岭）和80.0%~100％（横县）。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合,对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。     

酸性矿山废水对合山地下水污染的硫氧同位素示踪

以广西合山煤矿为例,应用硫酸盐硫、氧同位素示踪并量化酸性矿山废水对矿区地下水的污染。合山矿井水表现出高浓度SO2-4和低p H值的酸性矿山废水特征,其硫酸盐硫、氧同位素组成显著富集轻同位素,表明煤矸石中黄铁矿的氧化是其产生的主要机制,反应途径为微生物作用下Fe3+对Fe S2的氧化。利用硫酸盐硫、氧同位素组成并应用三元混合模型计算,结果表明矿区地下水基本都受到酸性矿山废水的入渗影响,其对地下水硫酸盐的贡献比例为16%~52%。硫酸盐硫、氧同位素能够示踪酸性矿山废水对地下水的影响,是示踪与评价矿山开采活动对地下水污染的有效手段。     

矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例

近20年来,高光谱遥感技术(HyperSpectral Remote sensing)发展迅速,已成为遥感技术的前沿,而矿产资源评价与矿山环境监测是高光谱遥感应用中最成功的领域.高光谱遥感技术具有分辨率高的特点,通过对矿物种类、丰度和成分的识别,特别是对与成矿作用、矿山污染源密切相关的蚀变矿物的识别,可以有效地圈定热液矿化蚀变带,定量或半定量地估计相对蚀变强度和蚀变矿物含量,从而进行岩石矿物的分类和填图,并为矿产资源评价与矿山环境监测提供靶区,指导进一步找矿勘探和环境监测工作的开展.介绍了高光谱遥感技术在矿产资源评价与矿山环境监测中的应用原理和成像光谱学的逐步完善,并详细列举了高光谱遥感技术在斑岩铜矿、热液型金矿、地浸砂岩型铀矿、油气、金刚石等矿种的找矿方面,以及在矿山废弃物中生成酸和缓冲酸分布的监测等方面的具体案例,以期为中国矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术的应用提供借鉴.     

矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例

近20年来,高光谱遥感技术（Hyperspectral Remote Sensing）发展迅速,已成为遥感技术的前沿,而矿产资源评价与矿山环境监测是高光谱遥感应用中最成功的领域。高光谱遥感技术具有分辨率高的特点,通过对矿物种类、丰度和成分的识别,特别是对与成矿作用、矿山污染源密切相关的蚀变矿物的识别,可以有效地圈定热液矿化蚀变带,定量或半定量地估计相对蚀变强度和蚀变矿物含量,从而进行岩石矿物的分类和填图,并为矿产资源评价与矿山环境监测提供靶区,指导进一步找矿勘探和环境监测工作的开展。介绍了高光谱遥感技术在矿产资源评价与矿山环境监测中的应用原理和成像光谱学的逐步完善,并详细列举了高光谱遥感技术在斑岩铜矿、热液型金矿、地浸砂岩型铀矿、油气、金刚石等矿种的找矿方面,以及在矿山废弃物中生成酸和缓冲酸分布的监测等方面的具体案例,以期为中国矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术的应用提供借鉴。     

矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例

近20年来,高光谱遥感技术（Hyperspectral Remote Sensing）发展迅速,已成为遥感技术的前沿,而矿产资源评价与矿山环境监测是高光谱遥感应用中最成功的领域。高光谱遥感技术具有分辨率高的特点,通过对矿物种类、丰度和成分的识别,特别是对与成矿作用、矿山污染源密切相关的蚀变矿物的识别,可以有效地圈定热液矿化蚀变带,定量或半定量地估计相对蚀变强度和蚀变矿物含量,从而进行岩石矿物的分类和填图,并为矿产资源评价与矿山环境监测提供靶区,指导进一步找矿勘探和环境监测工作的开展。介绍了高光谱遥感技术在矿产资源评价与矿山环境监测中的应用原理和成像光谱学的逐步完善,并详细列举了高光谱遥感技术在斑岩铜矿、热液型金矿、地浸砂岩型铀矿、油气、金刚石等矿种的找矿方面,以及在矿山废弃物中生成酸和缓冲酸分布的监测等方面的具体案例,以期为中国矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术的应用提供借鉴。     

基于光谱特征空间的苏必利尔湖型铁矿高光谱遥感蚀变信息提取方法

由于境外铁矿床位置偏远, 现场研究困难, 旨在探讨苏必利尔湖型铁矿的高光谱遥感蚀变信息提取方法, 为境外找矿提供依据.鉴于传统蚀变信息提取方法的局限性, 研究了在二维光谱特征空间中提取蚀变信息的方法.高光谱影像经主成分变换后, 包含较多地物信息的两个主成分的二维光谱特征空间体现了各向异性的特点, 不同地物的聚类常呈类似椭圆分布.在蚀变信息的聚类椭圆中圈定散点, 并应用波谱特征拟合, 将异常散点的平均光谱与美国地质调查局(United States Geological Survey, USGS)光谱库中的矿物光谱匹配, 确定蚀变矿物类型.以苏必利尔湖型铁矿——巴西Aguas Claras铁矿区为例, 提取了赤铁矿、绿泥石等蚀变矿物, 结果表明矿物的类型和分布与该区地质概况吻合.      

pH值对土壤重金属污染的影响及其准确测定

近年来土壤污染问题日益严峻,特别是土壤中重金属污染对土壤肥力、植物生长都有着极大的威胁,为了了解pH值对土壤重金属污染的影响及提高测定的准确性,本文系统地分析了土壤pH值与重金属污染物之间的关系,分别讨论了土壤pH值对重金属污染物存在形态、转化迁移及污染治理三方面的影响,并针对土壤pH值测定过程中的影响因素,提出了相应的测定条件及操作方法以保证土壤pH值的准确测定。结果表明,土壤pH值对重金属存在形态、转化迁移及污染治理都有着极大的影响,是土壤重金属污染的重要影响因素,为重金属污染土壤的筛选、判断及后期治理提供参考。