基于完全谱形特征的成像光谱遥感岩矿识别技术及其应用

成像光谱以图谱合一、自动生成像元光谱进行直接识别岩矿而极具应用潜力.本文提出并利用基于地物完全谱形特征的成像光谱遥感多波段组合的主成分(PC,Principal Component Analysis)变换方法提取岩类与蚀变分布;相应地利用光谱角识别技术直接提取与矿有关的蚀变矿物;最终进行波段组合、波段运算、反差增强与RGB合成提取出相关岩矿信息进行成矿综合分析.利用岩矿谱形特征进行谱段组合的PC变换的第一分量(PC1)更多地包含岩矿的波谱特征;PC2噪声多,信息模糊,相对信噪比低.利用PC1提取岩矿信息可靠、准确.这是一种面向目标的定量与半定量相结合的岩矿识别技术,在后沟金矿区起到了良好的应用效果.     

南半球环状模气候影响的若干研究进展

南半球环状模是南半球热带外地区环流变率的主导模态。由于南半球环状模在空间上的大尺度特征,全球多个地区的气候均与南半球环状模的变化有关。探讨南半球环状模的气候影响,是近几十年来得到广泛关注并迅速发展的新方向。围绕这个方向,分别回顾了南半球环状模对南半球和北半球气候影响的研究进展,重点阐述了南半球环状模对中国气候影响的相关工作,并从长期变化尺度上,列举了南半球环状模与气候变化方面的研究成果。纵观近几十年的研究发现,针对南半球环状模对南半球的气候影响,目前已有比较系统的认识。总体而言,在年际尺度上,南半球环状模可以通过影响垂直环流和风暴轴的位置,改变表面风速对下垫面的热力和动力驱动作用,进而对南半球的海-气-冰耦合系统产生调控。这种调控多表现出纬向对称性,同时也存在纬向非对称的局地特征。在气候变化的尺度上,南半球环状模是过去半个世纪里南半球气候变化的主要驱动力之一。关于南半球环状模对北半球尤其是中国气候的影响问题,目前也取得了许多有意义的结果。例如,南半球环状模对东亚、西非、北美的夏季风和东亚冬季风均有作用,并且可以调控中国春季华南降水等。海-气耦合过程在南半球环状模对北半球气候的影响中扮演着重要角色,与南半球环状模信号的跨季节存储和由南半球向北半球的传播均有密切关系。但是,与南半球相比,南半球环状模对北半球气候影响的研究,还有许多问题值得深入讨论和研究：一是体现在对南半球环状模信号向北传播机制上的深入认识,二是将南半球环状模的信号作为因子在季节气候预测中的实践。     

春季南半球环状模与长江流域夏季降水的关系：Ⅰ 基本事实

利用统计方法对春季(4~5月)南半球环状模(SAM)与夏季(6~8月)中国降水的关系作了分析,发现春季南半球环状模指数(SAMI)与夏季长江中下游降水之间存在显著的正相关关系。春季SAM偏强的同期对流层下层在欧亚大陆存在一以蒙古高原和天山山脉为中心的异常反气旋对,从中国东北到华南中纬度地区均为异常的偏北气流控制。这种环流异常形式可以持续到夏季并加强,致使东亚夏季风减弱;春季SAM偏强,夏季西太平洋副热带高压西部脊强度加强,位置偏西,这些异常环流都有利于长江中下游地区降水偏多。另外,春季SAM偏强,夏季长江中下游地区水汽含量增大,向上的垂直运动得到加强,为该地区降水偏多提供了基本的水汽条件。春季SAM偏弱时,夏季东亚大气环流和水汽条件相反。因此,春季SAM为夏季长江中下游汛期降水提供了一有用的前期信号。     

格尔木土地荒漠化遥感动态监测研究

探讨以TM/ETM为主要信息源,在沙漠地区提取专题信息的方法。对TM5/TM7波段进行密度分割,结合DEM数据生成的模板提取水体及盐漠信息;利用NDVI提取植被信息;通过光谱角分类法(SAM)提取沙化土地和盐渍化土地信息。将综合分类结果输入地理信息系统中,利用空间分析功能提取变化信息。结果表明,1996~2000年间,研究区内荒漠化土地明显增加;2000~2002年间荒漠化土地面积变化较小。考虑到研究区地处沙漠环境,人类活动影响较弱,因此地表景观变化的主要影响因素是气候和水文地质条件,而这些自然因素短期内变化不大,所以监测周期至少定为5 a比较合适。     

前冬南半球环状模对春季华南降水的影响及其机理

利用相关、合成、奇异值分解等统计诊断和数值模拟方法,分析了前冬(12—2月)南半球环状模(SAM)对春季(3—5月)中国华南降水的可能影响及其机理.诊断分析的结果表明,前冬南半球环状模与春季华南降水存在显著的负相关关系,也即前冬SAM偏强(弱),对应春季华南降水偏少(多).为了探讨这种南半球中高纬信号影响滞后一个季节的华南降水的物理机制,需要考虑下垫面海洋的桥梁作用.诊断分析的结果表明,当前冬SAM偏强时,南半球中高纬海洋的潜热释放受到海表风速影响发生变化,导致30°S—45°S海温偏高, 45°S—70°S海温偏低,并且异常的海温信号可以持续到次年春季.这种前冬SAM偏强时的春季海温异常信号,对应着春季西北太平洋副热带高压位置偏东且强度偏弱,西北太平洋上盛行异常气旋式环流,华南地区上空对流层低层有异常东北风和风场辐散,西南水汽输送较常年减弱,为春季降水偏少提供了有利的条件.前冬SAM偏弱时,南半球中高纬的海温异常及其引起的华南区域大气环流异常相反,有利于华南降水偏多.利用CAM3进行海温敏感性试验,也证明了上述南半球中高纬海温异常对应的环流异常.模拟结果表明,SAM偏强时的海温异常,对应着华南上空对流层低层的东北风异常、风场辐散、以及下沉运动,不利于华南降水生成;SAM偏弱时的海温异常,对应的环流异常相反,有利于华南降水增多,验证了资料诊断的结论.综上,在前冬SAM影响春季华南降水的过程中,体现了海气耦合桥的作用,即:海洋储存了冬季SAM的异常信号并在春季释放,通过影响春季大气环流,进一步影响华南春季降水.因此,前冬SAM为华南春季降水预测提供了一个有意义的前期信号.     

Integration of remote sensing,gravity and geochemical data for exploration of Cu-mineralization in Alwar basin,Rajasthan, India

In spite of the dominance of traditional mineral exploration methods that demand physical characterization of rocks and intense field work, remote sensing technologies have also evolved in the recent past to facilitate mineral exploration. In the present study, we have processed visible near infrared (VNIR) and shortwave infrared (SWIR) bands of Advanced space-borne thermal emission and reflection radiometer (ASTER) data to detect surface mineralization signatures in Mundiyawas - Khera area in Alwar basin, north-eastern Rajasthan, India using spectral angle mapper (SAM). The potential of SAM method to detect target under variable illumination condition was used to delineate galena, chalcopyrite, malachite etc. as surface signatures of mineralization. It was ensured that the identified surface anomalies were spectrally pure using pixel purity index. Spectral anomalies were validated in the field and also using X-Ray diffraction data. Spectral anomaly maps thus derived were integrated using weight of evidence method with the lineament density, geochemical anomaly, bouger anomaly maps to identify few additional potential areas of mineralization. This study thus establishes the importance of remote sensing in mineral exploration to zero in on potentially ore rich but unexplored zones.     

地物波谱数据辅助的SPOT影像模拟真彩色方法研究

提出一种新的高分辨率遥感影像真彩色模拟方法。该方法从遥感成像光谱角度,依据地物波谱特性,采用光谱角匹配模型(SAM),首先计算出地物在绿(G)、红(R)、近红外(NIR)以及短波红外(SWIR)波段的整体和局部波谱向量角;然后根据角度距离构建最小距离隶属函数,查找对应地物波谱库中最为相似的地物波谱;最后对此条地物波谱曲线积分计算出该像素点在蓝波段的反射率。实验表明,该方法模拟出的SPOT真彩色影像在视觉效果和空间信息上优于传统的方法。     

基于光谱角匹配预测的高光谱图像无损压缩

在地表信息获取方面,高光谱遥感是对地观测技术的主要方法,观测同时产生了海量高光谱图像的存贮与传输问题.研究发现,高光谱图像具有独特的光谱上下文特征,可从光谱维分析高光谱图像的光谱相关性,并用光谱角来度量相邻像素间的光谱相似性的差异,探测水平或垂直光谱边界,由此提出了基于光谱角匹配预测(SAMP)的无损压缩算法.实验表明,SAMP算法的预测效果好于已有文献中提出的一些优秀算法,且具有低复杂性.     

Streamflow variability and its relationship with climate indices in western rivers of Argentina

The objective of this study was to examine the streamflow variability of Argentinean Andean basins (22°–52°S). Trends and step changes of seven hydrological variables were analysed. In addition, relationships between the hydrological variables and Pacific Decadal Oscillation (PDO), Niño 3.4, and Southern Annular Mode (SAM) indices were analysed. Most streamflow variables showed upward trends in the northwest and central-western basins, while downward trends were identified in the Patagonia (southwestern) region. Streamflow of the central-western and Patagonian basins was positively correlated with the Niño 3.4 index. Moreover, an inverse relationship with the SAM was found in watersheds south of 37°S. Positive step changes associated with the PDO phases in the north and central-western basins in the mid-1970s were detected, while negative step changes resulted in Patagonia between 1970 and 2000. This research provides new evidence of the influence of major climate modes on streamflow variability in the western rivers of Argentina.     

基于峰值权重的岩心高光谱矿化蚀变信息提取

针对传统的光谱角制图(spectral angle mapping,SAM)方法在岩心高光谱矿化蚀变信息提取中的局限性,提出了一种基于光谱特征区间吸收峰值权重的高光谱蚀变信息提取方法。首先,在图像反射率转换、噪声去除和端元提取基础上,系统分析了岩心高光谱图像中与铀成矿密切相关的伊利石化、绿泥石化和碳酸盐化等3种铀矿化蚀变的诊断性光谱吸收特征;然后,分别选取同类蚀变光谱曲线之间差异较小的部分作为特征区间,并对特征区间内峰值处的1个波段的反射率设置权重;最后对分别添加权重的参考端元与图像像元进行特征区间内的光谱角计算,实现3种典型铀矿化蚀变信息的提取。该方法突出了吸收峰值和局部光谱信息,能够很好地对同一蚀变进行聚类,区分不同蚀变种类。精度验证和对比结果表明,该方法在权重系数ω=2时,岩心高光谱矿化蚀变信息提取精度可提高20%以上,应用效果显著。