多尺度纹理及多光谱影像协同的遥感岩性识别方法

岩性识别是遥感图像分类的难点,也是遥感地质应用的难点和热点。从遥感地质应用的实际需求出发,以西昆仑地区侏罗纪沉积岩地层为例,通过尺度转换提取高分遥感图像的多尺度纹理信息,采用波段叠加的方式协同多尺度纹理信息与ASTER影像多光谱信息进行岩性识别方法研究。利用WorldView-2全色数据进行向上尺度转换,形成空间分辨率分别为0.5,2,5,10,15,30m6种尺度图像数据,基于灰度共生矩阵提取各尺度上的纹理信息;将不同尺度的纹理信息分别与ASTER多光谱数据叠加形成协同数据;采用监督分类方法对研究区协同数据进行岩性分类。结果表明:(1)岩性纹理信息对空间尺度表现出依赖性,纹理信息量及含义随空间尺度不同而变化;(2)每套特定岩层因其独特的几何空间结构特征(厚度、产状、夹层、互层等)都有与之相适应的最佳纹理尺度,且该最佳尺度下纹理与光谱的协同效应最大;(3)纹理信息与多光谱数据形成的协同数据能有效提高岩性分类的精度,分类精度提高的程度与纹理计算的尺度相关。研究区岩性分类结果显示当纹理尺度为10m时,与仅基于ASTER纯光谱分类结果相比,精度提高了约6.9%。     

遥感图象定量分析方法及应用

本文论述了遥感图象定量分析的基本原理、计算方法及其应用效果.简明地介绍了几种常用的最佳波段选择方法,论述了用于提取多光谱数据分类特征的主成分分析和典型分析方法及其在岩性地层分类、动态遥感信息检测中的应用效果.文中系统地介绍了遥感图象光谱模式识别的监督分类及非监督分类方法的计算机分析步骤、常用算法、误差分析及其应用条件.最后概略地论述了遥感图像定量分析方法在1:5万区域地质调查工作中的应用方法和应用前景.     

多光谱遥感蚀变信息提取新方法研究

文章以青海巴音山多金属矿化区为例,将高光谱数据处理方法运用于多光谱遥感数据中提取矿化蚀变信息.利用该区域的Landsat7 ETM遥感影像和标准光谱库中的特征蚀变矿物光谱为基本数据,借鉴已知矿物标准中的吸收谷特征,应用光谱特征匹配技术进行吸收谷谱区间和吸收谷深度对比,通过比较两者的相似性,达到提取蚀度矿物的目的,提取出许多有价值的似蚀变带遥感信息.结果证明了该方法在多光谱遥感矿化蚀变信息提取应用中的可行性,同时取得了较为满意的效果.     

新疆阿勒泰阿巴宫铁矿遥感找矿综合信息研究

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阿巴宫多金属矿带的铁矿床为研究区,研究矿区蚀变信息的反射光谱特征,及在ETM+、ASTER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铁矿的构造信息、岩性信息及蚀变异常信息,提取的上述信息与实际地质情况相吻合;对研究区的地质、物探、化探、遥感等找矿信息进行综合分析,遥感异常与航磁异常、化探异常的分布趋势及范围具有较高的一致性。     

加入多尺度图像纹理的岩性分类

利用遥感图像进行岩性分类,是遥感地质应用的重要方面之一.本文运用地统计学中变差函数提取图像纹理,并与原始的光谱图像相结合用于遥感图像的岩性分类.文章分析了不同尺度的纹理信息对岩性分类的作用,并进一步分析和比较多尺度图像纹理对岩性分类的作用.结果表明,在岩性分类过程中加入不同尺度的纹理信息可不同程度地提高图像的岩性分类精度,而同时加入多尺度的纹理信息,可得到更高的分类精度.将多尺度的图像纹理信息和光谱信息综合,是一种有效的岩性分类方法.     

多光谱遥感图像中蚀变信息及干扰因素的分析研究

针对遥感蚀变信息提取中存在的不确定性和难点问题,文章基于光谱混合模型理论和随机变量概率分布理论,对多光谱遥感数据的空间几何结构特征进行了深入分析,探知了遥感图像多元数据集合的高维空间属于低维几何结构,并在此基础上,较系统地研究了背景、干扰与蚀变信息在特征空间中的分布关系,以及干扰地物类型的划分等问题,为遥感蚀变信息的准确提取提供了重要的技术思路.     

基于边缘特征的遥感影像小波变换融合法

如何将不同空间分辨率遥感影像合理有效地融合在一起,保持原始多光谱影像的光谱特性,提高影像的分类精度和空间分解力,这是遥感影像数据融合处理的热点研究问题。在对原始遥感影像进行小波变换的基础上,提取高空间分辨率影像边缘特征信息,并与原始多光谱影像进行了融合处理。以IRS、SPOT和ETM卫星影像为资料进行实验,结果表明,该方法在提高影像的空间分辨率的同时,能够很好地保持影像的光谱特性,尤其在空间分辨率差异较大的影像融合中,该方法在保持影像光谱特性方面要优于其他的融合方法。     

植被覆盖区卫星高光谱遥感岩性分类

植被高覆盖区岩石和土壤在遥感图像上表现为弱信息、小目标,如何利用卫星高光谱遥感提取岩性弱信息是目前遥感地质应用中的最大挑战之一。以黑龙江呼玛地区为例,选择美国EO-1卫星Hyperion高光谱数据。由于植被与下伏岩石-土壤的光谱混合,分别计算研究区含土壤因子和不含土壤因子的植被指数,并对两类不同的植被指数进行主成分分析,以此分离植被和岩石-土壤组分。在含土壤因子植被指数主成分分析的二维组分散点图上,明显区分出背景植被与异常岩石-土壤组分,证实了植被与岩石-土壤组分经主成分分析分离的效果。同时在不添加土壤因子植被指数的分析中,明显区分出植被覆盖信息。通过对实验区典型岩石进行野外光谱测试,然后对光谱进行连续统去除处理,将其作为参考光谱,与分离后的岩石-土壤光谱进行光谱特征拟合（SFF）,从而成功地识别出研究区内不同岩石类型,特别是玄武岩、流纹岩、砂砾岩、安山质凝灰岩、大理岩和石英片岩识别效果较好。根据研究区内不同岩石地层单元内岩石组合特征,通过分离后的组分合成图像,成功地实现了岩性分类。与已知地质图叠加,证实通过卫星高光谱数据提取的不同岩石类型颜色边界与地质图岩性界线吻合较好。结果表明：通过植被与岩石-土壤光谱组分分离,结合高光谱遥感的光谱特征拟合,能够识别不同的岩石类型,实现植被覆盖区岩性分类。     

典型目标识别知识库系统研究

通过对目标知识库、目标数据库、地理信息系统(GIS)、形状分析和模式识别等技术的研究,提出了一种基于知识的目标识别方法.该方法提取目标遥感图像的空间特征和光谱特征,结合GIS空间分析功能,根据知识库中的先验知识进行推理,实现了典型目标的判别和提取.     

柴达木盆地南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩岩性识别研究

本文运用ASTER多光谱遥感数据识别柴达木南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩的岩性信息,分别采用光谱分析法和最小噪声变换法进行试验,可有效地识别与提取出研究区内的典型岩浆岩岩性信息;经已知地质资料和野外查证资料分析证明,用上述方法提取岩性信息的结果可靠,能为岩性填图及矿床勘查工作提供参考。     

Remote Sensing Geological Exploration Model for Copper and Gold Deposits in the East Tianshan, Xinjiang

Based on the identification and enhancive processing of information about strata, structure, magmatite, and alteration in ore-concentrated area in the eastern Tianshan, an exploration mode of remote sensing geology is established. The mode covers basic images composed of TM (7, 4, 1), Munsell space transformation for recognizing rock type, directional matched filtering for enhancing structures, multi-layer separating and extracting weak alteration information. It will provide a rapid and effective method for geological mapping and metallogenic prediction in this region.     

利用L_2空间正交分解方法提取遥感数据中的地质信息——以九江-瑞昌地区为例

目前,国际上流行的商业化遥感处理软件信息提取算法不能满足研究多波段遥感数据中的地质弱信息的需要,如主成分变换将不同的波段数据分解为互不相关的几个因子轴,但是各因子轴的物理解释比较困难。本文采用Ｌ２空间克莱姆－斯密特正交分解方法构造正交因子轴,新因子轴的建立基于矢量表示的投影定理。利用该种算法开发的程序处理多波段遥感数据,彩色合成的图象色彩平稳,图象中同类地物细节得到显示,物理意义明晰,采用该方法处理九江－瑞昌金铜矿带取得了较好的结果。     

基于决策树模型的上海城市湿地遥感提取与分类

城市湿地是上海重要的生态基础并具有复杂多变的自然特性。研究采用决策树分类方法,以TM影像多光谱波段特征为主要分类变量,采用经K-T变换、IHS变换等光谱增强后的数据以及利用灰度共生矩阵分析影像第一主成分的纹理统计量作为辅助分类变量,结合城市湿地几何特征信息,构建上海城市湿地决策树分类模型,进行上海市湿地信息的遥感提取和分类。结果表明：（1）上海城市湿地总面积为1 277.40 km²;其中水田面积最大,占总面积的65.30%;其次为河流、库塘、湖泊和芦苇。（2）决策树模型的分类方法在一定程度上提高了城市湿地提取和分类的精度,使其达到89.05%;与传统的最大似然法相比,总精度提高了约10%。     

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。     

基于TM数据的土壤湿度指数预测半干旱地区浅层地下水的研究——以朝阳地区为例

为更方便、有效的勘察干旱半干旱地区的浅层地下水信息,以辽宁省朝阳市区域为研究区,以2004~2010年TM多光谱数据为基础,利用修正归一化水体差异指数提取了多年的地表土壤湿度信息。通过对土壤湿度信息分级并对植被、岩石以及地表水体进行掩模处理,得到了土壤湿度信息的分级图。同时,为了比较土壤湿度较大地区地下水的赋存信息,进行了实地考察并对比水文地质资料,认为基本与遥感所得结论一致,证明了该方法在半干旱地区的可行性与有效性。     

Integration of ASTER and landsat TM remote sensing data for chromite prospecting and lithological mapping in Neyriz ophiolite zone,south Iran

Chromite deposits in Iran are located in the ophiolite complexes, which have mostly podiform types and irregular in their settings. Exploration for podiform chromite deposits associated with ophiolite complexes has been a challenge for the prospectors due to tectonic disturbance and their distribution patterns. Most of Iranian ophiolitic zones are located in mountainous and inaccessible regions. Remote sensing approach could be applicable tool for choromite prospecting in Iranian ophiolitic zones with intensely rugged topography, where systematic sampling and conventional geological mapping are limited. In this study, Landsat Thematic Mapper (TM) and Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) satellite data were used for chromite prospecting and lithological mapping in the Neyriz ophiolitic zone in the south of Iran. Image transformation techniques, namely decorrelation stretch, band ratio and principal component analysis (PCA) were applied to Landsat TM and ASTER data sets for lithological mapping at regional scale. The RGB decorrelated image of Landsat TM spectral bands 7, 5, and 4, and the principal components PC1, PC2 and PC3 image of ASTER SWIR spectral bands efficiently showed the occurrence of major lithological units in the study area at regional scale. The band ratios of 5/3, 5/1, 7/5 applied on ASTER VNIR‐SWIR bands were very useful for discriminating most of rock units in the study area and delineation of the transition zone and mantle harzburgite in the Neyriz ophiolitic complex. Spectral Angle Mapper (SAM) technique was implemented to ASTER VNIR‐SWIR spectral bands for detecting minerals of rock units and especially delineation of the transition zone and mantle harzburgite as potential zones with high chromite mineralization in the Neyriz ophiolitic complex. The integration of information extracted from the image processing algorithms used in this study mapped most of lithological units of the Neyriz ophiolitic complex and identified potential areas of high chromite mineralization (transition zone and mantle harzburgite) for chromite prospecting targets in the future. Furthermore, image processing results were verified by comprehensive fieldwork and laboratory analysis in the study area. Accordingly, result of this investigation indicate that the integration of information extracted from the image processing algorithms using Landsat TM and ASTER data sets could be broadly applicable tool for chromite prospecting and lithological mapping in mountainous and inaccessible regions such Iranian ophiolitic zones.     

西大明山铅锌矿田成矿带地质解译及矿化蚀变遥感信息提取研究

通过收集西大明山铅锌矿田成矿带地质、遥感、已知矿点等资料,利用TM遥感图像处理技术,在假彩色合成及比值假彩色合成图像上提取与铅锌矿成矿有关的构造、围岩蚀变信息,并在TM图像上地质解译出线性、环形构造,将所获得的多种遥感信息进行复合。结合该区域已知资料,综合圈定出5个成矿远景区,为西大明山地区进一步开展矿产资源调查工作提供了基础资料和科学依据。     

碳酸盐岩缝洞型储层类型识别与分类预测

在碳酸盐岩储层评价中,储层类型的识别与分类是其关键,而储集空间决定了储层类型。储集空间主要以沉积以后的成岩后生及表生阶段改造的次生孔隙为主。由于次生改造作用的千差万别,再加上不同期次的改造作用的叠加,使得碳酸盐岩储层的次生孔隙结构异常复杂,储集空间的复杂性也造成了储层类型的多样性。文章根据研究区块常规、成像测井资料,结合取芯、地质以及测试资料对储层类型进行识别,并应用聚类分析方法对储层进行分类。研究结果表明,储层类型主要分为孔隙型、孔洞型、裂缝型储层,并将其分为四类储层,为研究区碳酸盐岩储层评价奠定了基础。      

面向对象的喀斯特地区石漠化遥感信息提取研究——以贵州省大方地区为例

针对现有基于像素的监督和非监督分类方法在地质环境复杂、地形起伏较大、阴影明显的喀斯特石漠化地区难以满足石漠化信息提取精度要求的问题,采用基于纹理特征数据和地形数据辅助面向对象方法进行喀斯特地区石漠化信息的提取。该方法首先依据石漠化分布在TM/ETM+影像面积大小不均匀的特征,利用纹理和地形因子计算最优分割参数进行多尺度分割;然后根据植被覆盖率、岩石裸露率以及坡度因子构建石漠化分级指标;最后参照石漠化分级标准、光谱信息以及纹理特征等建立的分类规则提取喀斯特地区石漠化信息。选取贵州省石漠化严重的大方县时序TM/ETM+影像进行石漠化信息提取试验,结果表明:与基于像素的监督分类和非监督分类方法相比,基于面向对象的分类可以有效地减少因复杂地形导致石漠化信息提取结果"椒盐化"现象,提取精度明显优于基于像素的监督分类和非监督分类方法。