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。     

砂岩型铀矿光谱特征匹配技术研究

本根据成像光谱数据的特点，采用高精度光谱数据预处理技术和基于相关系数测度的光谱匹配技术，实现了岩石矿物光谱特征波形对比分析及诊断光谱信息提取。在此基础上，以云南腾冲铀矿区和内蒙古海拉尔盆地为例，进行试验研究，取得实效。     

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。     

基于光谱变异的遥感岩矿蚀变信息提取

岩矿蚀变是最重要的地质现象之一,在地质找矿与地质成生环境分析等地质应用领域都具有重要的指示意义.本文基于遥感地质应用的专属性,主要分析了热液蚀变矿物与原矿物光谱之间的关联与变化.在此基础之上,选择新疆贝克滩地区多光谱(ETM+)数据,利用小波包分解技术提取矿化蚀变信息.最终分析矿物蚀变光谱效应研究在多光谱和高光谱地质应用的重要性,探讨蚀变矿物光谱效应在遥感深层次地质挖掘中可能性.     

近红外光谱对岩矿表面黏土矿物覆层的响应

近红外光谱(NIR)技术具有测试快速、准确和对样品无接触、无损害等诸多优点,因而被广泛应用于材料科学、医学和地球科学等众多领域。在地质学和行星探测领域,近红外光谱常用来原地和遥感识别星球表面矿物组成、分布及相对含量等信息。近红外光谱对含有羟基和水的矿物,特别是黏土矿物有更强的响应,而黏土矿物主要的生成条件和矿物物化性质使其常常以岩石矿物表面覆层形式广泛存在于地表环境中。在实际测试过程中,覆层形式存在的黏土矿物极有可能会对探测目标区的岩石矿物含量和赋存状态等信息产生干扰,其干扰程度和机制尚不十分清楚。为此,本研究针对性地考察了黏土矿物覆层对矿物表面近红外光谱测试的影响。选用绿脱石、绿泥石、高岭石和伊利石4种代表性黏土矿物,覆层的厚度分别设计约为30、10、2和1μm;基体矿物选取角闪石、钾长石和石英为代表。实验结果表明,在位于2100～2370 nm处的近红外光谱吸收波段,不同厚度的黏土矿物覆层均会不同程度地影响基体矿物的反射光谱特征,导致在遥感探测过程中无法准确地获取其光谱信息,且随着覆层厚度增加,基体矿物信息被湮没的程度加剧。与富铁黏土矿物(绿脱石和绿泥石)相比,富铝黏土矿物(高岭石...     

高光谱遥感岩矿识别方法对比研究

高光谱遥感作为全新的遥感技术,在我国目前处于探索研究阶段。本文在高光谱遥感图像处理基础上,对美国Cuprite矿区岩矿开展了基于像元统计和基于波谱特征的分类识别实验研究,提取了八类岩矿分布信息,并应用混淆矩阵评价了不同分类方法、不同岩矿种类的分类精度,研究成果表明:岩矿空间分布越集中,波谱特征越明显,其分类精度越高;分类方法上,基于波谱特征的分类法优于基于传统统计分析的分类法,这为高光谱遥感技术在遥感地质矿物填图的应用提供理论依据。     

一种基于光谱角和光谱距离自动加权融合分类方法

高分辨率遥感影像分类一直是业内研究的热点之一,考虑到影像地物光谱角和光谱距离在分类中具有较好的互补性,提出了一种基于光谱角和光谱距离自动加权融合的分类方法,对传统多分类器分类的融合策略进行改进,能够在训练阶段根据样本自动地调整好各分类器对各类别进行分类的权重系数,使得融合后的分类结果更加科学和准确。QuickBird影像的分类实验表明,方法的分类精度明显优于单纯的光谱角或距离法,可广泛用于各种高分辨率影像的分类识别。     

煤中干酪根在热演化中结构变化的红外光谱研究

为了研究煤中干酪根的不同抽提方法对热演化过程中结构变化的影响,对新疆塔里木盆地库车坳陷阳霞侏罗纪煤中的可溶有机质采用不同的抽提方法得到部分干酪根,并对其在不同热模拟温度下的结构组成变化特征进行红外光谱测定。结果表明,干酪根的结构主要由三部分组成:脂族结构、芳香结构、含氧官能团。随热演化进行,脂族结构和含氧官能团不断脱落,芳香结构不断发生缩合。通过三个系列的比较发现,不同抽提方法导致了初始状态烃类含量的不同,因而红外光谱参数的变化趋势也有所不同。三个系列随热演化程度的进行,从Ⅲ1型干酪根转变为Ⅲ2型干酪根,生油能力降低,主要为生气型干酪根。     

曲线坐标系下的完全匹配层吸收边界条件

在地震波数值模拟中,需要采用吸收边界条件以吸收人为边界反射。本文针对曲线坐标系下的二阶弹性波方程提出了一种完全匹配层(PML)吸收边界条件。与直角坐标系下的PML吸收边界条件类似,曲线坐标系下的PML吸收边界条件是一种在频率域中给出的人工边界条件,由相应的复坐标变换得到。在变换到时间域后,完全匹配层中将出现复杂的卷积运算。为了避免这些卷积运算,引入了4个中间变量。为了简化自由边界条件,采用正交贴体网格对起伏地表模型进行网格剖分。数值算例表明,该方法可以有效消除人为边界反射。     

北山方山口地区典型蚀变岩矿的光谱特征研究

利用遥感数据提取蚀变矿物的基础就是熟知不同岩石和矿物的光谱吸收特征,尤其是要掌握不同物理、化学环境下岩石和矿物的光谱变异特征。北山方山口地区地质演化历史复杂,蚀变岩石类型多样。那么不同岩石和矿物的光谱吸收特征有何特点,跟遥感影像上对应端元的光谱曲线是否吻合呢?另外,何种采集条件下获取的地面岩矿光谱最具代表性呢?就上述问题,笔者对方山口试验区内典型岩矿的光谱特征展开研究。实验结果表明：原位露头岩石样品和原地碎石样品与岩石标样在光谱曲线特征上最为接近,样品表层的沙漠漆对特征峰的吸收深度有一定影响。而岩矿的可见光-近红外光谱主要取决于矿物的成分和分子结构,岩石的物理破坏作用不会导致特征谱带的变化。各蚀变岩石影像端元光谱曲线与其实测光谱曲线所反映的曲线形态和吸收峰位置基本一致,但不同蚀变岩石的光谱曲线相似性很高,因此仅利用遥感影像难以准确识别出蚀变岩石的类别,但利用遥感图像提取含Fe2+、Fe3+、OH-、CO32-离子或离子基团的蚀变矿物具有较好的可行性。这对遥感蚀变矿物信息的提取起到了理论指导作用。     

高分辨连续光源原子吸收光谱仪检测饮用矿泉水中的金属离子

简要介绍了高分辨连续光源原子吸收光谱仪（HS—CS—AAS）的基本特点,并利用HS—CS—AAS测定了饮用矿泉水中的钙、镁、锶、钾、钠等微量元素。结果表明,测定各种离子的加标回收率为96．2％～100．9％,相对标准偏差（RSD,n=7）为0．44％～4．90％。     

基于MEM1谱分析的水文时间序列隐含周期特性研究

水文时间序列的隐含周期(本文将简单周期、复合周期及近似周期等统称为隐含周期)的识别、判定是一个重要而又较为困难的问题,相对成熟和有效的做法是对其进行频谱分析。建立在最大熵原理(POME)基础之上的MEM1谱分析,克服了传统谱分析方法的诸多不足,具有频谱光滑、分辨率高等独特优势。为此,以黄河花园口(秦厂)测站年径流系列、月径流系列和年最大洪峰流量序列隐含周期特性的研究为例,探讨了MEM1谱分析在水文时间序列隐含周期特性中的应用。     

基于证据加权模型的青海拉陵灶火地区矿产靶区预测及效果评价研究

当代矿产资源评价是复杂高维非线性系统的建模与评价过程,建立能够描述综合信息间复杂关系的多元非线性统计模型并预测矿产靶区,对矿产勘查具有重要指导意义。本文基于GIS软件平台,将证据加权模型应用于青海拉陵灶火地区矿产靶区预测,提取研究区成矿地质背景信息,遥感地质信息,地球化学异常信息等17种致矿综合信息,建立研究区矿产靶区预测模型,绘制成矿后验概率分布图,并利用ROC曲线分析方法对预测结果进行效果评价,根据ROC曲线的TP率和FP率计算圈定矿产靶区概率阈值,对研究区矿产靶区进行了圈定,结果表明证据加权和ROC曲线分析相结合圈定的成矿靶区与已知矿点分布较为吻合,该方法用于矿产靶区预测具有一定的可行性。     

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。     

光谱保真归一化卷积高光谱超分辨率重建方法

高光谱遥感图像受到成像系统硬件限制,无法同时具有高空间分辨率和高光谱分辨率,较低的空间分辨率制约高光谱图像的应用,超分辨率重建技术可提高图像的空间分辨率.针对高光谱图像的超分辨率重建中光谱保真度的问题,在重建方法中耦合光谱保真度函数,结合结构自适应归一化卷积方法,提出基于光谱保真约束的归一化卷积方法.具体地,将图像局部邻域内像素间的光谱相关性作为约束条件,将与中心像素光谱类似的像素赋予较大权值,从而提高重建后图像光谱特性的保持程度.实验中分别从空间结构与光谱信息保真两个方面来评价重建后结果,结果表明该方法具有较好的光谱信息保持度.     

氢气还原处理对天然金红石可见光吸收的影响机制

天然半导体矿物金红石因结构中含有类质同象替代杂质元素V和Fe,具有一定的可见光吸收和光催化活性。为改善金红石的日光光催化性能,在H2还原气氛下,对天然金红石粉末进行500～900℃不同温度的热处理改性研究。紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis diffuse reflectance absorption spectra）表明H2还原处理显著改善了金红石在可见光区460～750 nm波段的光吸收,其中900℃处理样品的光吸收提升最为明显。电子顺磁共振（EPR）和X射线光电子能谱（XPS）测试表明,随着还原温度升高,杂质元素V和Fe从高价态（V5＋,Fe3＋）向较低的价态（V4＋,V3＋,Fe2＋）转化,同时金红石表面的化学吸附水含量也有所增加。本文认为H2还原热处理引起的过渡金属元素价态的改变,尤其是较低氧化态V离子（V4＋和V3＋）的形成,可能是导致金红石样品可见光吸收显著增加的主要原因。     

植被覆盖区高光谱蚀变矿物信息提取

在植被覆盖严重地区,基于综合光谱信息模型,开展了高光谱遥感典型蚀变矿物信息提取研究.以河北省承德市大营子地区为例,利用Hyperion数据,在植被覆盖度大于70%的地区,根据蚀变矿物与背景地物波谱特征的差异,提取了该区绿泥石、斜绿泥石、方解石和白云石蚀变矿物分布信息,与已知地质矿产资料及野外检查结果一致.最后依据蚀变矿...     

Reconstruction of Nonlinear Geochemical Dynamics of Elemental Sedimentation Based on Power Spectral Analysis of Time Sequence

Maximum entropy spectral analysis and multidimensional cross-spectral analysis are two important tools for studying periodicity of elemental sedimentation in strata. They are applied to the study of the Devonian lensoid limestone formation in the Nandan-Hechi basin of Guangxi, China. Results show that all major element oxides of the sedimentary formation display a consistent change period of about 4 m; however, elements do not change in step. Nonlinear geochemical dynamic processes of elemental sedimentation through sea-floor fluids may be effectively reconstructed based on power spectral analyses.     

附有约束条件的最小二乘影像匹配及其在交通事故中的应用

影像匹配技术在图像处理与计算机视觉中有着非常重要的作用。最小二乘影像匹配方法是常用的匹配方法之一。本文简单介绍了目前影像匹配的几种方法及其优缺点，探讨了数字相机的检校原理与方法。重点介绍附有约束条件的最小二乘影像匹配的原理及匹配过程，结合交通事故处理的实例，论证了该方法的可行性。与传统方法相比，在测量精度、自动化程度以及数据三维可视化等方面具有明显优势。