森林覆盖区利用ASTER 数据提取蚀变信息实验研究 ———以黑龙江省东宁县金厂金矿区为例

[摘要]ASTER 数据比TM/ ETM+数据在短波红外(SWIR) 和热红外波谱具有更高的波谱分辨率 和空间分辨率。本文利用ASTER 数据,采用假彩色合成、主成分分析和光谱吸收指数等三种方法,以金 厂特大型金矿区为例,尝试开展森林覆盖区大比例尺蚀变信息提取方法及其有效性实验研究。实验效 果理想,利用ASTER 数据提取蚀变信息可以为矿区构造解析、圈定矿化蚀变区提供有效信息。     

用ASETR图像和地统计学纹理进行岩性分类

运用新获取的ASTER数据可以对岩性进行识别与分类：首先运用地统计学中的变差函数来计算分析几种选定的岩性单元的灰度值空间变化特征；运用ASTER数据的可见光一近红外波段、短波红外(SWIR)波段以及二者的组合进行岩性的分类，分析分类精度的变化。用变差函数作为纹理的计算函数来提取图像纹理，并与原始的光谱数据结合，进行岩性的分类。结果表明，与单纯的光谱分类相比，加入纹理信息可显著改善分类精度；用不同方向的滞后距离提取的图像纹理对图像的分类结果有一定的差异，尤其是对存在明显的各向异性的岩石单元。     

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%。     

基于ASTER数据的岩溶地下水天然出露点信息提取与识别

在已有研究区水文地质资料的基础上,进行基于ASTER数据的岩溶地下水天然出露点信息的提取与识别.根据研究目标,以ASTER数据为信息源和调查工具,制定相应的图像处理和分析流程,增强与岩溶地下水天然出露点信息相关的影像特征;应用热红外遥感理论和技术,以ASTER数据热红外波段为信息源,借助岩溶地下水天然出露点与其他地物的温度差异,探索它们之间的可分性;结合ASTER数据可见光/近红外、短波红外波段的解译成果,进行岩溶地下水天然出露点信息识别.     

基于ASTER数据的内蒙古东乌珠穆沁北部地区遥感蚀变信息提取

ASTER数据在短波红外和热红外波段光谱信息明显优于ETM,使得在ASTER波段范围内能够更为详尽地刻画地物波谱,尤其是具有特征谱带的岩石和矿物.选择内蒙古东乌珠穆沁旗北部地区为工作区域,设计了用光谱角制图法提取矿化蚀变信息的技术方案.通过波段组合和增强处理,ASTER数据对含Fe-OH(如黄钾铁矾,含铁白云母)、Al-OH(如粘土类矿物、明矾石、绿泥石、绢云母)和Fe~(3+) (如褐铁矿,赤铁矿)3种类型蚀变信息的刻画能力明显比ETM更好.野外查证了提取结果的可靠性.     

用ASTER数据提取云南个旧西区矿化蚀变信息

以ASTER影像为数据源、野外实测波谱数据为参考,用光谱角分类法（SAM）在个旧矿区提取矿化蚀变信息。为剔除假“异常”信息,用ASTER热红外波段的比值计算定义硅酸盐、碳酸盐和超基性岩指数作RGB合成得反应岩性信息的影像,据此确定西区重点研究区。在此区域再次用SAM提取矿化蚀变信息,结合用ASTER短波红外数据的比值计算增强的构造信息,分析提取的重点研究区矿化蚀变信息结果,为该矿区找矿工作提供了参考。     

高山峡谷区1:50000地质填图技术方法探索与实践——以新疆乌什北山为例

新疆乌什北山填图试点项目充分发挥遥感技术的先导作用,探索1:50000高山峡谷区填图方法。不同分辨率遥感数据在岩性、构造解译等方面的差异表明多源遥感数据综合解译能有效提高解译程度。研究认为同一遥感数据最佳波段组合图像、Landsat-8和Worldview-2数据协同图像增强了对岩性和构造识别的能力。高光谱遥感矿物填图和岩性分类、基于ASTER热红外遥感数据的岩石化学成分填图等是高山峡谷区填图有效技术方法。利用ETM和ASTER数据开展矿化蚀变信息提取,结果表明ASTER较ETM数据在铁染异常、羟基异常等提取方面具有更大的优势。分析认为多元信息综合预测是区域找矿的重要途径。根据乌什北山地质地貌特征,选择其中有效技术方法或技术方法组合开展1:50000地质填图,结果显示在减少剖面测制和路线地质调查数量的同时,达到了填图精度,并取得了若干重要研究成果,为区域构造演化和成矿规律分析总结提供了资料支撑。      

多源遥感数据图谱协同岩石单元分类方法

岩石单元的结构、构造、差异风化和出露状况在遥感图像上综合表现为图形纹理特征即“图”标志，其矿物成分和组合则表现为光谱特征即“谱”标志.传统遥感岩石单元分类以利用其光谱特征为主，图形纹理特征为辅，因此分类精度有限.以新疆维吾尔自治区与甘肃省交界的北山西段为研究区，开展岩石单元图形指数和光谱指数协同分类方法研究.基于Worldview-2全色图像构建的图形指数，能够量化岩石单元的层理、构造、展布形态和微地貌等特征，包括0°和45°定向滤波图像及灰度共生矩阵计算出的同质性和异质性特征图像、熵特征图像；光谱指数基于Worldview-2多光谱图像和ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）短波红外波段图像利用比值、和-差方法构建.多源遥感图像构建的光谱指数其光谱波段涵盖可见光-近红外及短波红外，包括RI（Ratio index）_ASTER、SI（Spectral index）_ASTER、SI_Worldview-2.采用面向对象方法对建立的图谱指数进行多尺度分割，依据不同岩石单元出露规模建立适宜的分割尺度，利用光谱指数自动提取相应岩石信息，实现岩石单元自动分类.结果表明，实验区基于图谱协同方法共划分出17类岩石单元，总体精度达到83.62%，而单独利用Worldview-2和ASTER图像，仅划分出13类和14类岩石单元.提出的图谱协同岩石分类方法可为我国西部高海拔深切割无人区地质调查及找矿工作提供新思路和遥感技术支撑.      

高分辨率遥感在西藏罗布莎地区地质调查中的应用

研究区位于西藏罗布莎地区,其罗布莎蛇绿岩体蕴藏着我国目前规模最大的铬铁矿床。以WorldView-2高空间分辨率遥感数据为基本信息源,对研究区进行遥感地质解译。与传统多光谱数据ETM+、ASTER等相比,WorldView-2具有更高的空间分辨率和相对较窄且连续的光谱。对研究区WorldView-2图像进行正射校正、大气校正和影像融合后,采用最佳指数法选择8-6-4波段组合进行假彩色合成,同时结合真彩色5-3-2波段,突出各地质体单元色调差异。我们利用其空间分辨率优势建立区内主要岩性和构造的高空间分辨率遥感解译标志。通过野外地质验证,解译结果充分显示了WorldView-2高分辨率影像在海拔较高、工作环境恶劣地区进行矿产资源勘查的技术优势和应用前景。     

基于ASTER影像的遥感蚀变信息提取及找矿预测——以滇东北会泽项目为例

矿物波谱特征是遥感蚀变信息提取的重要理论依据,ASTER影像数据比ETM+光谱分辨率高,波谱范围宽,具有分辨特殊矿物的能力,在蚀变信息提取中具有更广阔的应用前景。本文利用ASTER数据,采用比值+掩膜+主成分分析法方法,提取铁染、羟基蚀变信息,结合地质、构造、矿产等多元地学信息综合分析,开展遥感找矿预测,圈定7处遥感找矿远景区,为地质找矿工作提供基础数据和决策依据。     

ASTER mapping of gypsum deposits of Thumrait region of southern Oman

This study demonstrates the use of ASTER data for the mapping of gypsum deposits and associated geological formations that occurred in the Thumrait region of southern Oman. The measurement of spectra over samples of gypsum in the 1,300–2,500 nm wavelength using a PIMA spectrometer showed the presence of distinct absorptions at 1400–1600, 1750, 1940, 2,100, and 2,400 nm characteristics to O? H stretching, H₂O combinations, and S? O bending overtones and stretching, respectively. Studying the unique spectral absorption characters of gypsum samples, we developed a false color composite (FCC) and an image by decorrelation stretch using the spectral bands 7, 3, and 2 of ASTER. The results FCC showed the regions of gypsum occurrences, and the decorrelated image discriminated the gypsum occurrences from other geological formations of the area. The study of surface mineralogy of the region using the VNIR‐SWIR bands by the spectral angle mapper method showed the presence of sulfate, carbonate, and clay minerals of the geological formations in the study area. We compared the results of ASTER with the results obtained using spectral bands 12, 8, and 4 of Sentinel‐2A processed by the same methods. The study showed that the spectral bands of ASTER can be used for mapping the gypsum and associated geological formations.     

Mapping hydrocarbon‐induced mineralogical alteration in the northern Tian Shan using ASTER multispectral data

Seepage from hydrocarbon reservoirs can cause a number of chemical and/or mineralogical changes in overlying rocks and soils. These surface changes can be detected by remote sensing imaging systems. The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) is an advanced multispectral imaging system in the visible and near infrared (VNIR) to shortwave infrared (SWIR) region. Band ratios of ASTER VNIR and SWIR data to detect red bed bleaching and secondary carbonate formation induced by hydrocarbon seepage are proposed through analysis of the spectral properties of rock samples. Results show that ASTER band ratios of 2/1 and 4/8 can discriminate bleached red beds and secondary carbonate minerals due to hydrocarbon seepage in the northern Tian Shan. They are in good agreement with mineral identification using X‐ray diffraction. The ratio technique derived from ASTER data may provide a potential approach for hydrocarbon exploration in areas with sparse vegetation cover.     

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.     

ETM+和ASTER数据在遥感矿化蚀变信息提取应用中的比较——以安徽铜陵凤凰山矿田为例

在利用遥感技术找矿中,矿化蚀变信息识别与提取起着重要作用。选择具有典型蚀变特征的安徽铜陵凤凰山矿田作为研究区,从分析地物波谱,尤其是岩矿光谱特征出发,根据ETM+和ASTER数据的光谱特征,采用主成分分析（PCA）,设计了相应的粘土矿化蚀变信息提取方案,成功地进行信息提取。对两者的提取结果进行比较后表明,ASTER数据较之ETM数据在粘土类矿化蚀变信息提取中具有更大的优势。     

基于ASTER光谱特征的科技廊带岩性填图:以新疆塔什库尔干地区为例

科技廊带填图是以解决关键地质问题为目的填图方式,但部分地区海拔高差大,交通不便,给填图工作造成巨大困难。遥感岩性解译可为填图工作提供重要参考。然而,当前主流的遥感岩性解译方法仍是基于地貌纹理等间接解译标志开展的。相对而言,矿物岩石光谱特征作为最为直接和准确的遥感岩性解译标志却少有实例报道。本文基于ASTER遥感影像和岩石光谱特征分析,对部分地区海拔高差较大的新疆塔什库尔干地区进行岩性解译工作,以检验其适用性。在野外工作对研究区岩性类型进行识别和鉴定的基础上,ASTER光谱分析成果影像可较准确显示区内主要岩性类型的地表出露。其中,ASTER热红外波段比可反映区内中高级变质岩、花岗岩类及碳酸盐岩的整体分布特征;在此基础上,ASTER可见光-近红外及短波红外波段比可准确鉴定与Fe~(3+)、Fe~(2+)-硅酸盐、Al-OH、Mg-OH等成分相关的矿物组成(如绿泥石、白云母及石榴子石等),从而对地表岩性出露进行更为细致的识别和分类。研究结果表明基于ASTER光谱特征的岩性填图方法在新疆、西藏等地区有天然的实用性,既可克服区内海拔高、交通不便等困难,又可准确指示地表关键岩性类型的出露情况,可作为科技廊带填图及地质研究工作的重要手段。     

ASTER数据在遥感蚀变填图中的应用研究 ——以内蒙古花敖包特银铅锌多金属矿床为例

花敖包特是位于内蒙古西乌珠穆沁旗的一个大型脉状银铅锌多金属矿床,其矿区的蚀变矿物主要是黏土矿物、绿泥石和方解石,此外还可见孔雀石、萤石和赤铁矿等局部蚀变矿化.结合花敖包特矿床的地质特征,本研究利用高级星载热辐射和反射探测器(ASTER)获取的遥感数据进行蚀变矿物填图.利用ASTER可见光-近红外波段和短波红外波段,对校...     

多光谱遥感的盐类预测模型在莎车盆地找钾中的应用

石膏和盐类矿物的实测光谱特征表明,石膏反映在ASTER图像631(ETM图像743)假彩色合成图上呈现浅天蓝色调,而石盐为弱粉红色的色调特征。文章在此基础上利用主成分分析提取了石膏与盐类矿物的信息。野外查证结果显示,本次提取的信息与实际地物对应良好,并且在野外查证中新发现了一处含钾石盐层,根据遥感信息推测喀什西南凹陷区(文中D区)为找钾的预测区。     

利用Aster数据估算Ca含量分布的研究

元素在地表的分布对矿产的赋存具有指示作用,而不同元素都有各自对应的光谱特征;使用光谱数据元素含量可快速、大面积提取元素分布信息,指导找矿工作。本文基于实地测量的岩石光谱发射率数据重采样至ASTER各热红外波段,然后进行波段比值处理;将波段比值与岩石中的Ca进行相关分析。使用SPSS软件做多元逐步回归,排除相关系数小及具有共线性的波段比值,得出Ca与发射率光谱的数值关系;通过数值关系计算,得到Ca含量的大致分布区域。结果表明,Ca含量与ASTER波段之间有较好的相关关系;利用ASTER波段反演地表岩石Ca含量是可行的;在Aster影像上Ca高含量地区与地层的岩性吻合度高。