基于混合像元分解提取多种类覆盖区遥感蚀变信息 ——以甘肃省岷县寨上金矿区为例

在多种类覆盖区,由于植被、河道、阴影、第四系等干扰因素影响,难于客观有效提取与成矿有关的遥感蚀变信息。应用混合像元分解的方法技术可以区分出混合像元中各类干扰信息的反射率值及其所占丰度值,从混合像元光谱中减去各干扰因素的反射率值及其所占份额,可以获取土壤或岩石的反射率值及其所占丰度值,将土壤或岩石反射率值除以其所占的份额...     

阿尔金地区高光谱遥感矿物填图方法及应用研究

高光谱遥感作为全新的遥感技术,在新疆目前处于探索研究阶段.本文阐述了新疆阿尔金地区 Hyperion 高光谱数据在矿物填图中的数据处理和应用研究.EO-1 Hyperion 高光谱遥感影像的波谱范围为 400～2 500 nm,提供了大量的地表矿物信息,特别是为 2 000～2 500 nm 波谱范围提供了羟基矿物、碳酸盐类矿物和热液改造矿物的波谱特征,采用MNF、PPI、N 维散度分析、波谱分析和MTMF矿物填图的波谱分析方法,最终完成矿物填图,为高光谱遥感技术在新疆遥感地质矿物填图的应用提供技术支撑.     

混合矿物组合光谱在蚀变矿物填图中的应用—以云南香格里拉地区Hyperion 数据蚀变矿物填图为例勘察新技术的应用

[摘要]由于自然界中矿物的共生组合具有一定的规律性,因此,在地质找矿和蚀变矿物填图中, 蚀变矿物组合和分带往往比单一的蚀变矿物更具有指导和决策意义。根据矿物在岩石、矿石或蚀变带 中的共生和伴生组合规律及工作的地质目标,将某些不易区分且又不必要区分的矿物作为一个矿物组 合进行识别,在混合光谱分解中亦作为一个端元进行计算,是解决矿物混合光谱的另一种有效途径。本 文使用云南香格里拉地区的hyperion 高光谱数据,以提取褐铁矿+绢云母的识别矿物组合作为矿物填图 研究的组合端元矿物目标,对云南高海拔地区的岩石蚀变信息进行了提取和分析,制作了遥感蚀变异常 图,并在图中蚀变提取异常的研究区实地考察并与提取信息作了比较。识别结果表明:研究区山头海拔 高度基本都在4000 m 以上,原始植被较少,岩石露头较多,虽然受各种干扰较大,但提取出了比较满意 的效果,进而可以其它知识的辅助下,可以实现对成矿远景区以及靶区的圈定。     

混合矿物组合光谱在蚀变矿物填图中的应用——以云南香格里拉地区Hyperion数据蚀变矿物填图为例

由于自然界中矿物的共生组合具有一定的规律性,因此,在地质找矿和蚀变矿物填图中,蚀变矿物组合和分带往往比单一的蚀变矿物更具有指导和决策意义。根据矿物在岩石、矿石或蚀变带中的共生和伴生组合规律及工作的地质目标,将某些不易区分且又不必要区分的矿物作为一个矿物组合进行识别,在混合光谱分解中亦作为一个端元进行计算,是解决矿物混合光谱的另一种有效途径。本文使用云南香格里拉地区的hyperion高光谱数据,以提取褐铁矿+绢云母的识别矿物组合作为矿物填图研究的组合端元矿物目标,对云南高海拔地区的岩石蚀变信息进行了提取和分析,制作了遥感蚀变异常图,并在图中蚀变提取异常的研究区实地考察并与提取信息作了比较。识别结果表明:研究区山头海拔高度基本都在4000m以上,原始植被较少,岩石露头较多,虽然受各种干扰较大,但提取出了比较满意的效果,进而可以其它知识的辅助下,可以实现对成矿远景区以及靶区的圈定。     

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。     

岩矿高光谱遥感及其在青藏高原的应用前景

高光谱成像作为目前遥感领域最先进的技术,在地质应用中取得了巨大成功。岩石和矿物由于电子过程和分子振动可以产生特征的光谱吸收,因此可以利用高光谱技术进行岩矿填图,快速且准确地获取区域内岩石和矿物的分布情况,进而圈定有潜力的找矿靶区。岩矿高光谱通过对岩矿信息的提取可获得矿物类别和矿物丰度分布甚至矿物化学成分的填图结果,识别方法包括光谱匹配、模式识别和人工智能方法 3大类。GF-5卫星上搭载的高光谱成像仪覆盖度宽、光谱分辨率和信噪比高,满足矿物精细识别和大比例尺、大面积岩性填图的要求,应用前景广阔。青藏高原地区矿产资源丰富、岩体裸露但地势偏远,有利于高光谱遥感蚀变矿物填图,开展区域找矿工作。同时,高光谱遥感凭借其空间尺度优势,可以方便快捷地获取区域整体信息,结合地球化学的时间信息,可为青藏高原关键地质科学问题的解决提供新的视角。提升岩矿高光谱遥感的定量化和智能化水平,将传统地质学方法获得的地下深部资料与遥感手段获取的地表数据结合,是促进地质遥感和地球系统科学发展的重要途径。     

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。     

用多波段图像通过对标定的数据的混合像元分解进行矿物填图和植被消除

本文描述了一种图像分解处理技术。该技术基于像元反射率是各组分反射率的线性组合这一假设,最初用三个步骤将多波段数据标定为视反射率:(1)最小值减法;(2)波段平均值标准化;(3)反射率平均值均衡化。用实验室或野外波谱数据,解线性混合方程,求出各种成分所占的比例。对于澳大利亚北昆士兰的一个试验场,有两种植被(绿色和干的)及4种矿物(粘土、赤铁矿、针铁矿和石英)用NS001机载扫描仪数据进行了分解,所生成的6种图像上显示出单一的植被和矿物种类在空间上的分布。通过按比例增加每个像元上的矿物所占比例,来消除矿物图中绿色和干的植被的掩蔽效应。分解矿物图用来圈定具潜在经济意义的热液蚀变带。另外,增加了的矿物比例还用于重新计算原始波段的亮度值,产生对识别岩石类型很有用的去植被地质反射率图像。     

ASD FieldSpec 3地物光谱数据在水磨—大河地区岩性分类中的应用

以四川省旺苍县水磨—大河地区为研究区, 利用美国ASD FieldSpec 3便携式地物光谱仪野外实测岩矿波谱数据和ASTER遥感影像数据, 基于GIS平台, 根据野外实测的岩石光谱曲线和USGS光谱库的典型岩石光谱曲线提取端元波谱, 对区域影像像元的光谱曲线进行匹配, 采用ENVI4.4软件自动信息提取与人机交互解译相结合的方式, 进行岩性分类, 可以有效地划分区内岩性界线, 满足填图需求, 对辅助该区区域基础地质调查、矿产普查等具有重要的应用价值。      

成像光谱矿物填图精度兼与矿物丰度关系初探

成像光谱遥感技术在岩石矿物识别和矿物填图方面发挥着越来越大作用,而成像光谱矿物填图的精度问题一直是研究的焦点。文章利用高光谱数据HyMap对新疆东天山地区的矿物填图结果,通过引入矿物填绘分布强度的概念,探索性的分析了成像光谱矿物填图与填绘矿物丰度的关系。     

普朗斑岩型铜矿区矿化蚀变特征矿物填图及找矿潜力分析：来自资源一号02D遥感卫星的证据

随着近年来取得重要找矿突破的普朗斑岩型铜矿的规模化开采，进一步摸清首采区外围资源潜力任务紧迫。遥感技术尤其是国产卫星资源一号02D星等高光谱卫星成功发射，为我国高海拔艰苦地区快速精准识别与矿化相关的蚀变矿物提供了可能。针对以往对植被覆盖区高光谱矿物识别有效性方法探索不足，本文选取普朗铜矿区为研究，采用资源一号02D高光谱遥感数据，使用比值植被指数划分植被覆盖区及非植被覆盖区。基于实测波谱，分层次构建了植被覆盖区及非植被覆盖区与普朗铜矿矿化密切相关的绢云母、绿泥石、绿帘石蚀变特征矿物波谱曲线，并采用匹配滤波方法开展了蚀变矿物填图示范应用。野外验证表明：该方法可有效探测普朗斑岩型铜矿外围尤其是首采区东侧植被覆盖区绢云母等蚀变特征矿物分布信息，结果显示普朗首采区东侧具有较大找矿潜力。     

Reconnaissance soil-gas radon survey over the faulted crystalline area of Ile-Ife, Nigeria

Tropical rain forest areas are well known for problems with geological mapping because of the dense vegetation and thick overburden. The application of soil-gas radon measurements was carried out over known and suspected fault zones in the basement terrains of Ile-Ife, southwestern Nigeria. Radon concentration in the area ranged from 25.6 to 6,227.8 pCi/l, with distinct contrasts and overlap in concentrations among soil groups derived from various rock types. Radon concentrations in the soil exhibit a strong dependence on the local geology and reflect the bedrock geochemistry. Relatively high radon soil-gas concentrations of between 4,000 and 6,227.8 pCi/l were found directly on the axis of the known and suspected strike slip faults. The use of the radon-222 technique confirms its application as a useful tool in geological and structural mapping in basement terrains largely covered by relatively thick overburdens.     

喀斯特地区不同植被下小生境土壤矿物组成及有机碳含量空间异质性初步研究

通过对喀斯特地区乔木林、灌木林和草丛不同植被类型覆盖下的土面、石面、石缝、石沟、石洞、石槽和石坑7类小生境土壤样品分析测定,探讨了小生境土壤矿物组成及有机碳的空间异质性特征。结果表明:(1)不同植被类型下土壤矿物组成存在明显差异,即从草丛→灌木林→乔木林,小生境土壤中的石英、高岭石基本保持不变,但草丛土壤中的白云石矿物全部消失,灌木林、乔木林土壤中逐渐出现绿泥石;(2)随着植被正向演替,土壤有机碳含量显著增加,小生境土壤有机碳含量在不同植被类型条件下存在明显的异质性,表现为草丛>乔木林>灌木林。与此同时,以小生境土壤有机碳含量及变异系数为评价因子,分别对乔木林、灌木林及草丛中小生境有机碳进行聚类分析,结果显示,小生境微地貌特征是土壤有机碳含量及空间变异性的重要影响因子。对于土壤有机碳保护,草丛及灌木林区应以提高植被覆盖率为主;乔木林区则主要是保持现有良好的植被状况,减少人为干扰。      

植被覆盖区羟基和碳酸盐矿物光谱吸收深度校正模型

为增强植被覆盖区羟基和碳酸盐矿物的吸收特征, 提高矿物信息提取精度.通过模拟单像元内新鲜植物、干枯植物、羟基和碳酸盐矿物的混合光谱, 发现在一定波段范围内4种端元的特征波段处吸收深度呈显著线性关系, 并建立了羟基和碳酸盐矿物的植物校正吸收深度(vegetation corrected continuum depths, VCCD)模型.将模型应用于黑龙江呼玛的Hyperion影像, 提取了高岭石和方解石矿物信息.在去除河床、道路等干扰信息后, 经野外实地验证和室内岩石鉴定, 矿物信息提取结果较好.      

Geological controls on natural ecosystem recovery on mine waste in southern New Zealand

Slopes of an abandoned waste rock at Wangaloa coal mine, south-east New Zealand, have naturally developed variable vegetation cover over the last 40–60 years. Three distinct areas of revegetation can clearly be identified: dense cover, patchy cover, and largely unvegetated, and the differences in revegetation success are directly related to the physical properties of different rock types making up the waste rock substrate. The colonizing plants have become established in largely unweathered rock with essentially no soil development. Quartz gravel and siltstone waste rock are the two principal rock types forming substrates for revegetation. The quartz gravel has clasts up to 3 cm, and was derived from the coal-bearing sequence. Siltstone was largely derived from a Quaternary loess cap on the coal mine area. These two substrates have similar mineral contents, and this mineral material provides the low level of available nutrients. However, there is little difference in nutrient status or trace element load of the different substrates, and differences in cohesion, moisture content, and proportion of quartz pebbles control revegetation success. Finer grained matrix has been flushed from quartz gravel waste rock by rain water, leaving a dry surface armour layer of quartz pebbles. This surface layer inhibits plant establishment, so quartz gravel waste rock remains largely unvegetated. Erosion creates deep rills, and steep surfaces creep downslope. In contrast, full vegetation cover was established on the siltstone waste rock that was cohesive and did not erode. Patchy revegetation was localized by siltstone in mixed quartz gravel and siltstone substrate. Invertebrate diversity and distribution were closely linked to the spatial patterns of revegetation. The rate of revegetation and ecosystem recovery was primarily dependent on the proportion of siltstone waste rock in the last dumped truck load. A quartz pebble content <15% is optimal for plant establishment.     

西南岩溶地区植被喀斯特效应

西南岩溶地区是我国主要岩溶带之一，也是世界岩溶研究重点地区，区内因人口众多，植被破坏严重，部分地区因人为作用已经产生一系列的环境问题，本文从岩溶地区植被演替规律出发，针对不同植被生态条件，通过对比不同表层岩溶泉的水化学特征和表层土壤空气CO2（g)（表示呀以气相形式存在）的含量，分析了植被在岩溶区，特别在表层岩溶带的喀斯特效应，由此，一方面可以推动岩溶研究的进一步发展；另一方面可以提高人们的岩溶环境保护意识，从而为西南地区生态恢复提供基础资料。     

基于ASTER数据的蛇绿岩组分识别：以德尔尼矿区为例

本文运用高级星载热辐射和反射探测器(ASTER)反射率数据对青海德尔尼蛇绿岩的主要岩石组成和蚀变矿物进行探测。以现有的标准光谱库数据作为参照,采用光谱角制图法来提取感兴趣的岩性和矿物信息,并通过与现有地质图对比,验证结果的精度。实验结果表明,运用ASTER数据和标准的光谱库数据,可较有效地识别蛇绿岩的主要岩性和相关矿物成分,但不同岩性的识别精度不同。     

覆盖区矿产综合预测思路与方法

围绕覆盖区矿产综合预测的基本思路和关键方法问题,讨论了非线性矿产预测理论和方法如何在覆盖区矿产综合预测中发挥作用,重点介绍了成矿奇异性理论与非线性矿产预测方法在覆盖区矿产预测“弱信息”提取、“复合叠加信息”分解、“缺失和不完整信息”融合等关键问题中的应用.结合正在实施的中国地质调查局“覆盖区矿产综合预测”计划项目,介绍了三方面的研究进展:(1)覆盖层中地球化学元素迁移机理与覆盖层对地表地球化学异常的屏蔽和衰减作用;(2)如何识别由于覆盖层影响而造成的“弱”且“复杂”的地球化学异常;(3)如何综合具有缺失或不完整的多元勘查信息以达到提高覆盖区矿产综合预测精度、降低预测不确定性的目的.以东天山戈壁沙漠覆盖区海相火山岩型铁矿、大兴安岭南部草原覆盖区铁多金属矿、武夷山层控矽卡岩型铁矿等矿床预测为例,介绍了综合预测方法的应用过程和应用效果.研究结果表明,奇异性理论和分析方法可以有效地用于提取水系沉积物地球化学和地球物理(重、磁)弱异常,合理分解复合叠加异常,在此基础上,采用地球化学和地球物理异常的数据融合技术,分别建立了推断铁镁质火山岩、中酸性侵入岩、矽卡岩和热液蚀变等成矿或控矿地质要素的综合信息模型,以及基于综合预测要素建立的覆盖区矿产预测后验概率证据权模型和模糊逻辑模型.应用结果显示,介绍的预测方法不仅可以在出露区圈定成矿远景区,而且在戈壁沙漠覆盖区及第三、第四系松散沉积物覆盖区等均可圈出具有重要资源潜力的远景区,这些远景区往往会被传统的预测方法所遗漏.      

基于ASTER的雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎蛇绿岩套分析和组分识别

本文通过对西藏雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎地区蛇绿岩套的主要岩石组成和蚀变矿物的标准波谱吸收特征分析,比较了标准光谱库的相应岩性光谱吸收特征和ASTER数据波段特征之间的关系,采用连续统去除、比值法和光谱角制图法对ASTER影像数据进行处理及相关岩性和矿物提取。结果表明,蛇绿岩组分岩性中亚铁离子和Fe-OH,Mg-OH的可见-短波红外吸收特征显著,而且有一个宽波长范围的Si-O热红外光谱特征,基于这些光谱特征采用ASTER数据和比值法与光谱角制图法可有效地识别蛇绿岩的主要岩性和相关矿物成分及其空间分布,结果与地质资料基本吻合。