热红外遥感火星矿物填图方法初步研究及应用
于艳梅;甘甫平;周萍;闫柏琨
【期刊名称】《国土资源遥感》
【年(卷),期】2009(000)004
【摘要】利用热辐射光谱仪(TES)数据,对火星进行热红外遥感矿物填图.通过对几种典型填图方法的简要介绍,结合火星环境及方法的使用条件,对填图结果进行简单比较,初步分析了填图方法的差异性,为火星矿物填图的进一步研究提供了基础,并为方法和模型的进一步改进提供了依据.%This paper made mineral mapping on Mars using TES data and also simply described and analyzed the typical mineral mapping methods. Combining the Martian environment and the application conditions of the methods, the authors made a brief comparison of these mapping methods and analyzed the difference between them. The results obtained provide basic data for further studies of the mineral mapping of Mars and the improvement of the methods and models.
【总页数】6页(P35-39,44)
【作者】于艳梅;甘甫平;周萍;闫柏琨
【作者单位】中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心对地观测技术工程实验室,北京,100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心对地观测技术工程实验室,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP79
【相关文献】
1.利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图的初步研究 [J], 陈江;王安建
2.基于二次散射非线性混合模型的矿物填图方法 [J], 余先川;熊利平;徐金东;胡丹;张立保;李建广
3.用热红外遥感数据进行矿物和岩性填图 [J], 张渊智
4.Parker法视磁化强度填图方法研究及应用 [J], 秦熠;杨宇山;刘天佑;朱丹
5.面向高光谱矿物填图的多特征结合降维方法研究 [J], 苏余斌;詹云军;黄解军;叶发旺;张川
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热红外遥感的应用研究 热红外遥感信息独具慧眼，它使一般肉眼在地表不可见的信息变得可知，热红外遥感对研究全球能量变换和可持续发展具有重要的意义。本文主要研究了热红外遥感的特点及其应用，为初次接触热红外遥感的学者提供参考。 标签：热红外遥感应用遥感影像 1热红外遥感在农业中的应用 1.1农作物产量的预测预报 遥感估产模型原理主要是利用遥感获取的植被指数信息建立不同空间尺度的单产或总产与植被指数之间简单线性相关的遥感估产模型【3】。侯英雨、王石立在前人研究基础上综合考虑作物光谱信息-植被指数和作物关键生长期的气象因子（温度），同时改进模型变量获取方法，建立了可供农业气象产量预报业务使用的作物产量估算模型。 1.2基于热红外遥感的农田蒸散 随着热红外遥感技术的迅速发展，已经能够准确、快速地提供各种地面遥感数据。过去30年里，许多学者利用遥感表面温度（辐射表面温度）和地面观测数据，开展基于热红外遥感的田间和区域尺度的蒸散量估算研究，取得了理想的效果。 2热红外遥感在地质和地震灾害中的应用。 2.1利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图 在遥感领域，810—1410μm的热红外波段是重要的大气窗口，在对地观测系统中有重要的应用价值。由于许多造岩矿物在热红外波段具有特征的光谱发射率带，因此可以用来进行岩石、矿物的识别和分类。ASTER遥感成像仪的发射提供了廉价的多光谱热红外数据，是热红外遥感数据的一个重要来源。ASU热红外光谱库提供了多种矿物的热红外发射率波谱的同时，还提供了矿物的化学成分即氧化物含量的分析结果。把ASU波谱库的矿物波谱重采样至ASTER各热红外波段，对矿物的波谱进行波段比值处理，与各矿物成分进行相关分析，选择波段比值与各氧化物含量最大相关系数，进行对数模拟，从而可以确定出发射率光谱与化学成分的数值关系。 陈江、王安建在《利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图的初步研究》一文中分别对对SiO2，MgO，Al2O3，CaO，K2O，Na2O进行了数值分析及公式模拟【5】。Bandfield[6]利用TES（ThermalEmissionSpectrometer）高光谱热红外数据提取出火星表面角闪石、碳酸盐、赤铁矿、高Ca辉石、低Ca
火星内部层状沉积物（ILD）的含水硫酸盐研究大量含水矿物通过轨道遥感及就位探测任务已经在火星表面被发现,是火星上曾经存在过水的有力证据。其中含水硫酸盐是典型的蒸发岩矿物,其形成通常与酸性的水活动有着密切的联系,因此对于研究火星表面酸碱性、水环境以及温湿度的变化有着重要的意义。在火星上存在一种浅色物质夹层分布的内部层状沉积(ILD)地层,通常包含大量含水硫酸盐露头,然而当前对于ILD的形成机制仍存在争议,遥感方面对含水矿物类型识别及地层分布的判断存在模糊性,且与其他矿物的混合光谱解译也较为困难。而中国即将发射的2020火星任务将搭载火星矿物光谱仪,其预研性工作同样有待展开。 本文选取了火星上Ophir峡谷和Aureum Chaos两个存在ILD的典型地区,聚焦于几种含水硫酸盐矿物(包括羟基硫酸铁、黄钾铁矾、多水硫酸盐、水镁矾等),通过遥感以及实验室两方面进行了研究。首先介绍了本文当中用到的火星遥感数据以及可见近红外光谱遥感识别含水矿物的原理,描述了遥感数据的处理方法及流程,之后选取了火星上存在含水硫酸盐露头的两个典型ILD研究区域进行了数据分析,并结合实验室开展了样品混合模拟工作,具体工作如下:(1)本文选取了火星水手谷附近的Ophir峡谷以及Aureum Chaos洼地两个典型区域,分别下载了不同分辨率的高程、影像数据以及高精度CRISM高光谱数据进行处理分析。其中Ophir峡谷地形的坡度变化很大,表面侵蚀痕迹严重,含水矿物大量出现于谷壁及谷底区域的浅色沉积物之上,主要类型为单水硫酸盐以及氧化铁,并与少量多水硫酸盐、黄钾铁矾、含水二氧化硅等矿物存在共生关系,且这些矿物都是在峡谷形成之后产生的。而Aureum Chaos地区主要由杂乱地貌构成,表面通常较为光滑,在浅色物质单元识别出了大规模的单水硫酸盐矿物,并与多水硫酸盐、羟基硫酸铁、层状硅酸盐等矿物呈层状分布,此外该地区还存在大量浅色无光谱特征的帽岩石单元。 前人关于火星ILD的成因给出了多种假设,而本文通过矿物填图并结合地貌高程数据分析认为这两个地区都不存在湖泊以及火山作用的成因,且都可能与地下水的活动有关。其中Ophir峡谷存在河谷状地貌且坡度较陡,其含水矿物可能来自于地下水的流动和渗透发生的水成蚀变作用,而Aureum Chaos地区的含水矿物成因更倾向于来自短期内的水活动,例如酸雾、降雨等。(2)经过遥感探测,常
浅谈热红外遥感及其运用 一、概念： 热红外遥感即通过热红外探测器收集、记录地物辐射出来的人眼看不到的热红外辐射信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数（如温度、发射率、湿度、热惯量等）。 热红外遥感技术的发展是为了获取地物的热状况信息，从而推断地物的特征及其与环境相互作用的过程，并为科学和生产所应用。简而言之，热红外遥感即确定地表温度和发射率及其应用! 二、常用波段及特点： 0.76 ~ 1000 μm ：红外辐射（红外谱段）； 其中0.76 ~ 3.0 μm ：反射红外波段 3.0 ~ 14 μm ：发射红外波段 3 to 5 μm 、8 to 1 4 μm 8 to 14 μm ：波段范围较宽，因此对于许多特定的物质类型，它的发射率较稳定，但还是有细微差异（10.5~11.5μm、11.5~12.5μm ）。用于调查地表一般的热辐射特性，探测常温下物体温度分布、目标的温度场从而进行热制图。 3 to 5 μm：对高温目标物的识别敏感，常用于获取高温目标的信息 由于被遥感的物体在任何时间都在不断地向外辐射热红外线，热红外遥感可以在白天或黑夜无人造光源的条件下实施，它是一种全天时的遥感手段。 优点——夜间成像、浅层探测、地物热特性。 局限性——空间分辨率低、光谱分辨率低、易受环境影响、混合像元问题、温度与发射率分离问题。 三、三大定律： （一）黑体辐射定律 1.普朗克公式（Plank） M——黑体辐射出射度 T——温度 h ——普朗克常数，6.626′10-34J·S k——波耳滋曼常数，1.3806 ′10-23J·k-1 C——光速，2.998′108m/s l——波长 2.斯忒藩——波耳兹有曼定律（Stefen-Boltzmann） 任何给定温度的黑体表面的总辐射度，可由其光谱辐射度曲线与波长轴围成的面积给出。即，在所有波长范围内，如果一个传感器能测量黑体辐射度，记录的信号与在给定温度下黑体辐射度曲线下面积与波长轴围成的面积成正比，斯忒藩——波耳兹曼定律给出了该面积的数学表达式： s——斯忒藩-波耳兹曼常数=5.6697′10-8(Wm-2K-4)斯忒藩——波耳兹曼定律绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比！黑体的辐射能量是该黑体表面温度的函数。
遥感技术的应用 遥感技术的应用范围很广，下面简要介绍其在农业、林业、地质、矿产、水文和水资源、海洋、环境监测等方面的应用。 1．农业、林业方面的应用在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量。例如，美国利用卫星遥感资料对世界小麦产量进行估算，精度达90％。这种大面积的估产对于国际贸易、储运、加工等都有重要意义。在作物生长过程中，可以利用遥感技术分析其长势，及时进行灌溉、施肥和收割等。当农作物受灾时，可以实时监测。 在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。火灾是林业的大敌。利用航空红外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1～0.3平方米小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内所发生的林火现象。遥感技术在我国扑灭大兴安岭特大林火中起了很大的作用。 遥感技术在土地资源和土壤调查中也获得普遍应用。 2．地质、矿产方面的应用遥感技术为地质研究和勘查提供了先进的手段，可为矿产资源调查提供重要依据与线索，为高寒、荒漠和热带雨林地区的地质工作提供有价值的资料。特别是卫星遥感，为大区域甚至全球范围的地质研究创造了有利的条件。 常规的地质勘查工作都从点、线观测着手，待汇集了大量的资料后才能描述一个地区的地质特征，进而进行分析研究。利用遥感资料就可以首先从分析研究地区的遥感资料入手，然后有重点地选择若干点进行野外观测与验证。这样，不仅大大减少了野外工作量，节省人力、物力，还加快了速度，提高了精度。这对区域地质填图是特别适宜的。 在地质构造方面，由于遥感图像具有广阔的视域和逼真的影像，能真实地反映各种地质现象间的关系，因此，利用遥感图像进行地质构造分析，常能发现地面常规工作不能发现的地质构造，尤其是对于第四纪松散沉积物覆盖下的一些隐伏构造，反映得相当清晰。 遥感技术在矿产资源调查方面的应用，主要是根据矿床成因类型，结合地球物理特征，寻找成矿线索或缩小找矿范围。通过成矿条件的分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景。例如，通过对吉林省陆地卫星图像的分析，曾发现铜矿的分布与线性构造密切相关，对开发这个地区的铜矿有重要意义。 在工程地质勘测中，遥感技术主要用于大型堤坝、厂矿及其他建筑工程的选址和道路选线，以及由地震、暴雨等造成的灾害性地质过程的预测等方面。例如，山西大同某电厂选址、京山铁路改线设计等，由于从遥感资料的分析中发现过去资料中没有反映的隐伏地质构造，通过改变厂址与选择合理的铁路线路，在确保工程质量与安全方面起了重要作用。在水文地质勘测中，则利用各种类型遥感资料，查明区域水文地质条件和富水地貌部位，识别含水层及判断充水断层。例如，美国在夏威夷群岛，用红外遥感方法发现200多处地下水出露点，解决了该岛所需淡水的水源问题。 此外，利用遥感技术可进行火山活动的监测、地震活动的调查、沙丘移动的研究等。 3．水文学和水资源研究方面的应用遥感技术既可观测水体本身的特征和变化，又能对其周围的自然地理条件及人类活动的影响提供全面的信息，为深入研究自然环境与水文现象之间的相互关系，进而揭露水在自然界的运动变化规律，创造了有利条件。而且，由于卫星遥感对自然界环境动态监测远较常现方法全面、仔细、精确，且能获得全球自然环境动态变化的大量数据与图像，这对于研究区域性的水文过程，乃至全球性的水循环、水量平衡等重大水文课题更具有无可比拟的优越性。 利用遥感技术不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，而且对勘
CRISM光谱仪对火星温带区域矿物组成的研 究 火星一直以来都是人类探索的热门目标之一。为了更好地了解火星的地质构成和环境特征，科学家们利用各种仪器和设备对火星进行全面深入的研究。其中，美国宇航局（NASA）的CRISM光谱仪在火星温带区域矿物组成的研究中发挥了重要作用。 CRISM（Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars）光谱仪是一种高光谱远程感测设备，于2005年搭载在NASA的火星侦察轨道器（MRO）上，并于2006年开始正式工作。CRISM光谱仪通过获取红外光谱数据，能够分析火星表面的矿物组成和地质特征，进一步揭示火星的过去和现在。 首先，CRISM光谱仪能够对火星温带区域的岩石和土壤进行高分辨率的光谱测量。通过测量不同波段的红外反射率，科学家们可以得知火星表面的不同矿物物质所具有的光谱特征。例如，火成岩中常见的橄榄石和长石在光谱上表现出不同的特征峰，而沉积物中的碎屑矿物也有自己独特的光谱响应。通过对这些光谱特征的分析，科学家们可以推测不同地质过程所形成的岩石和土壤类型。 其次，CRISM光谱仪的红外光谱数据还能够提供火星温带区域的矿物组成信息。火星上的各种矿物物质对不同波长的红外光有特定的吸收和反射。与地球上的矿物物质相比，火星上的矿物组成相对简单，主要包括硅酸盐矿物、铁镁橄榄石和硫酸盐矿物等。CRISM光谱仪通过测量火星表面的红外光谱，可以鉴定出这些矿物物质，并进一步了解它们的分布和比例。这对于火星地质过程的研究以及火星上是否有适宜生命存在的判断具有重要意义。 此外，CRISM光谱仪还能够探测火星温带区域的水分和水合物。水在红外波段的吸收峰十分明显，通过测量火星表面的水吸收特征，CRISM可以对火星温带区域的水含量进行评估。此外，火星表面的一些矿物物质也可能与水结合形成水合
全波段（0.35～25μm）高光谱遥感矿物识别和定量化反演技术 研究 高光谱遥感矿物填图发展到现在,主要研究集中在可见光—反射红外 (0.35～2.5μm)波段,矿物种类填图技术方法已逐渐成熟,形成了一套较完善的方法体系。矿物含量定量反演也取得了一定的进展,但也面临着许多新的挑战,如(1)对岩石和矿物介质表面与光辐射之间相互作用的机理研究还比较滞后,而对地物介质结构信息的光学特性时空分布规律和光场二向性分布规律的研究,能够提高遥感岩矿信息精细定量提取的精度,具有十分重要的科学和现实意义(。 2)将高光谱矿物填图的光谱区间和提取技术从可见-反射红外波段延伸到中红外(2.5～25μm)波段,建立全谱段光谱矿物识别规则及方法可以全面提高遥感岩矿识别的能力与精度。但是,由于中热红外遥感数据获取、处理及发射率反演等问题难度较大,中红外波段的岩矿信息提取研究滞后。 本次研究以多类型的矿物粉末为研究对象,在可见光—反射红外(0.35～2.5μm)波段,以实验室测量的多角度岩矿二向性反射率为数据源,使用Matlab和Visual c#语言开发了基于“有约束的非线性最小二乘法”的反演系统,提出并建立了基于“先验知识”基础上的参数分阶段反演和敏感性分析评价体系。将专家的先验知识、Hapke反射模型以及实验测量数据结合在一起。 实现了对Hapke反射模型的五个参数(平均单次散射反照率W、相函数前后散射比例系数c、相函数振幅b、后向散射的经验系数B0、后向效应宽度h)在可见光—反射红外全波段内的初始值的敏感性分析和最优化反演。敏感性分析表明:平均单次散射反照率W、相函数前后散射比例系数c和相函数振幅b的反演受参数初始值影响较大,敏感性强;向散射的经验系数B0和后向效应宽度h的反演受
遥感技术在矿产资源调查中的应用简介： 随着工业的发展和人口的增长，对矿产资源的需求不断增加。然而，由于地下 资源的隐蔽性和分布的复杂性，传统的矿产资源调查方法已经无法满足现代社会对资源精确评估和可持续利用的需求。遥感技术作为一种高效、非破坏性的调查手段，正在逐渐成为矿产资源调查的重要工具。 一、遥感技术概述 遥感技术是指通过对地面物体进行远距离探测，获取相关信息并进行分析和解 释的技术。它通过获取地球上的电磁波辐射能，将其转化为可视化的数据，从而实现对目标区域的观测和分析。 二、1. 遥感图像解译 遥感图像是遥感数据处理的重要产品，它可以提供大量的地理和环境信息。在 矿产资源调查中，通过对高分辨率的遥感图像进行解译和分析，可以辨识出矿产资源的分布和类型。例如，利用多光谱遥感图像可以判断岩石的组成、矿物的含量等信息，为矿产资源的勘探提供重要的参考。 2. 热红外遥感 热红外遥感技术通过测量地面和物体的红外辐射信息，可以获得目标区域的热 量分布情况。在矿产资源调查中，热红外遥感可以帮助识别矿产资源的热点区域，确定潜在的矿床位置。通过分析地表温度变化，可以推断地下矿物的性质和分布，为矿产资源的开发提供科学依据。 3. 雷达遥感
雷达遥感技术可以穿透地面、云层等传统遥感技术难以触及的物体，获取地下的信息。在矿产资源调查中，雷达遥感可以探测地下的物质构成和结构特征，帮助识别矿床的位置和类型。雷达遥感技术的高分辨率和强穿透能力，使其成为矿产资源勘探中不可或缺的工具。 4. 遥感与地质勘探相结合 遥感技术与地质勘探相结合，可以为矿产资源调查提供更全面、准确的信息。通过遥感技术获取的地表地貌信息和岩石信息，可以与地质勘探数据进行对比和验证，提高矿产资源调查的精确性和可靠性。遥感技术还可以帮助确定矿床的形成过程和演化历史，为矿产资源的评估和利用提供科学依据。 结论： 遥感技术作为一种高效、非破坏性的调查手段，已经广泛应用于矿产资源调查中。通过遥感图像解译、热红外遥感、雷达遥感等技术手段，可以获取矿产资源的分布、性质和类型等重要信息。与地质勘探相结合，可以提高矿产资源调查的精确性和可靠性。遥感技术的应用，为矿产资源的开发和利用提供了强大的支持，有助于推动矿产资源的可持续利用。
短波红外光谱矿物测量技术在热液蚀变矿物填图中的应用--以 土屋斑岩铜矿床为例 连长云;章革;元春华;杨凯 【期刊名称】《中国地质》 【年(卷),期】2005(032)003 【摘要】便携式短波红外光谱仪(PIMA)是利用短波红外光谱测量技术,对肉眼难以识别的层状硅酸盐、粘土、碳酸盐以及部分硫酸盐矿物进行快速识别的实用仪器.通过不同地质环境的光谱参考数据库及计算机数据处理软件,辅之野外观察和必要的岩石学分析,可以从PIMA测量获得的谱线中得出研究区蚀变矿物组合的信息.应用蚀变矿物组合,结合其他勘探数据,有利于确定钻孔的位置,指导区域勘探工 作.PIMA可应用于许多成矿环境中,包括高硫化物、低硫化物热液成矿系统、斑岩成矿系统、中温热液成矿系统、沉积岩中的金-铜矿床、铀矿床、火山成因块状硫化物矿床和金伯利岩矿床.已有的研究表明,PIMA可以快速获得和处理短波红外光谱数据并形成蚀变矿物钻孔柱状分布图或平面分布图,这些信息对找矿靶区的确定至关重要.应用PIMA在新疆土屋斑岩铜矿区开展了系统的蚀变矿物填图工作,有效地识别出镁绿泥石、铁绿泥石、蒙脱石、白云母、黑云母等蚀变矿物,这些蚀变矿物的类型和丰度与岩石鉴定结果基本一致.在此基础上,建立了土屋斑岩铜矿区蚀变矿物组合及其分带模式,并与传统的分带模式进行了对比.最后总结了土屋斑岩铜矿区PIMA找矿模型,该模型对土屋斑岩铜矿区及未知地区矿产勘查工作具有指导意义. 【总页数】13页(P483-495)
【作者】连长云;章革;元春华;杨凯 【作者单位】中国地质调查局发展研究中心,北京,100037;中国地质大学,北 京,100083;中国地质调查局发展研究中心,北京,100037;澳大利亚CSIRO勘探与采矿部,NSW 1670 【正文语种】中文 【中图分类】P622+.1 【相关文献】 1.成像光谱技术在典型蚀变矿物识别和填图中的应用 [J], 刘圣伟;甘甫平;闫柏琨;杨苏明;王润生;王青华;唐攀科 2.便携式短波红外矿物分析仪(PIMA)在西藏墨竹工卡县驱龙铜矿区矿物填图中的应用 [J], 章革;连长云;王润生 3.短波红外光谱矿物测量技术在普朗斑岩铜矿区热液蚀变矿物填图中的应用 [J], 连长云;章革;元春华 4.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 [J], 田丰;董丽娜;杨苏明;王润生 5.近红外光谱矿物分析技术在帕南铜-钼-钨矿区蚀变矿物填图中的应用 [J], 徐庆生;郭健;刘阳;黄树峰;李秋平;陈玉水 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
现代遥感技术在地质找矿中的应用 随着经济的快速发展，社会对于矿产资源的需求越来越大。文章主要对现代遥感技术在地质找矿中的应用进行分析，并对遥感技术在地质找矿中的应用提出了几点认识及展望。 标签：现代遥感技术地质找矿应用 遥感技术（Remote Sensing）即遥远的感知，是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术，遥感技术是地质和找矿重要应用的技术资源之一，遥感技术在地质和找矿的应用目标可以归纳为：查清地质体和矿体的边界大小，几何形态及空间位置。快速实现全国范围内地质矿产资源多层次、全方位综合调查，系统地研究地质矿产资源的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映地质找矿取得的成就和存在的问题，为地质找矿提供科学依据。 1遥感技术的地质应用 地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史，以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。现代遥感技术可以通过影像对观测地点的地质信息进行远程再现，包括当地的环境地质信息和矿产分布，地质工作者可以利用这些信息，预先对工作地点的地质情况进行了解，从而实现决策的科学化和合理化。遥感技术在地质方面的应用一般都是以地质制图为主，对当地的地质情况进行详细地再现。 2遥感技术在地质找矿中的应用 遥感地质找矿是遥感信息获取、含矿信息提取以及含矿信息成矿分析与应用的过程。遥感技术在地质找矿中的应用主要表现在以下几个方面。 2.1遥感图像分析找矿 遥感图像分析找矿是利用各种航天与航空遥感图像进行目视判读，分析已知矿产地质的图像特征，结合地质背景、成矿条件及物化探异常，根据类比的原则从已知推未知，可进行一定的成矿预测。使用大比例尺航空像片，尤其是彩色和红外彩色像片，能直接识别原生矿体及矿化地区的露头，尤其是金属矿床及露头的特异彩色形成良好的找矿标志。例如在彩色航片上磁铁矿、锰矿、煤矿等呈深灰色或黑色；赤铁矿、斑铜矿为红色；孔雀石、铜矿、次生铀矿、次生铬矿为绿色；风化的铁帽常呈褐色；盐矿、石英脉矿呈白色等。由于矿体露头与围岩抗风化、抗侵蚀能力不同，形成岩墙或沟谷，也可直接识别。此外，人工开采区的采矿场、竖井、平峒、废石堆、尾砂等在图像上也能直接识别。
遥感技术在地质勘探行业应用情况简述 崔文超 12171146 121717班仪器科学与光电工程学院 摘要： 遥感的发展极大地拓宽了人类的视野，尤其是卫星遥感技术使人类更直观全面的认识地球。遥感技术以其宏观、综合、立体等技术优势成为现代地质勘探行业不可缺少的技术手段，在地质调查、矿产勘查、地质环境评价、基础地质研究等方面都发挥了越来越大的作用。随着高分辨率传感器的应用，遥感图像的获取与处理进入质变的时代，遥感地质找矿的原理、方法和遥感找矿模型都将随海量数据的获得与计算机图像处理方式的变革发生, 这都将最总带来地质勘探行业的长远进步。 关键词：卫星遥感技术矿产勘查高分辨率传感器基础地质研究 1. 遥感地质技术的历史发展 遥感是以电磁波为媒介的探测技术，对遥感目标的电磁波辐射特性进行探测和记录，记录的数据通过遥感平台上的数据通讯和传输系统传送到地面接收站，通过数据接收和处理系统得到图像和数据。通过卫星获得的遥感影像可以全面、客观地记录所针对区域地表综合景观的几何特征, 同时还可以获得地面物质的成分和结构相关的电磁波数据, 进而实现地物识别的目的。遥感技术所取得的地面图像和数据及相应的数据和信息处理技术在地质学的应用又称为地质遥感技术。目前地质遥感技术一般包括4个方面的研究内容：各种地质体和地质现象的电磁波谱特征；地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征；地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析；遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用[1]。 美国为世界遥感卫星技术的发展做出了重要贡献，从1961年第一颗气象卫星，到1972年第一颗陆地观测卫星，美国遥感卫星技术一直处于世界领先地位。遥感卫星的发展体现了美国发展空间技术一贯的指导思想。欧盟一向专注于努力发展适合欧盟需要的遥感卫星，通过80年代起启动的“欧洲遥感卫星”计划成功地提供了高质量的、当时全世界较缺少 1
浅析遥感技术在地质找矿中的应用 遥感技术是用来寻找矿产资源的一种有效的手段，被广泛的应用在金属矿产的勘查中。本文主要介绍了遥感技a术在地质找矿中的具体应用，并对遥感找矿的应用前景进行展望。 标签：遥感技术地质找矿地质构造 1遥感技术在地质找矿的应用 遥感技术具有很多的优势，譬如波段类型多、影像立体性强、信息数据规模庞大、定位性能精准，是在地质找矿中应用较为广泛的技术手段，其应用情况如下： （1）提取矿化蚀变信息 围岩的蚀变跟它所处的矿床类型和围岩的成分有着密切的关系，主要是因为矿床类型和围a岩成分不一样，它的种类也不尽相同，而更重要的是可以通过分析围岩蚀变在空间上的分布，在某种程度判断出金属矿产的分布。因此，在地质找矿的时候，常常需要通过了解围岩蚀变类型来判断矿产的大致分布和种类。由于物质的结构和成分会在吸收和反射光的波长中体现出来以及地质的物理化学特征会通过光谱的形式反映出来，所以我们可以通过借助波普仪器测量不同矿物的电磁辐射，并对光谱曲线进行分析从而判别矿物的成分。由于在地质找矿的时候经常地在山谷或盆地地区进行的，在这些地方，传感器在接收光谱特性的时候往往会受到各种干扰介质的影响，所以，我们就得利用微波遥感器对接收谷所在的宽度、深度、波长位置和对称性进行处理，采用分析主成分、比较波段、识别光谱角、分解混合象元等技术手段提取矿化蚀变的异常信息。目前基于ETM+（TM），ETM+数据的综合遥感技术在提取矿物蚀变信息方面有着很好的效果，该技术应用比较成熟，基本原理是以校正辐射、几何、大气等为干扰介质为基础，以ETM+TM为主要提取技术，以PCA主分量为主，以波段比值为辅，结合分析光谱角的分析方法，对信息进行分级、分门限处理，最终得出分级的蚀变遥感异常图，从而达到帮助围岩蚀变找矿。 （2）识别地质岩石矿物 成矿往往赋存于特定的岩石组合和类型中，而岩石、矿物本身的光谱特性为利用遥感技术识别岩石的特性提供了必要的条件。识别岩石特性的方法主要由增强、变换、分析遥感图像，通过观察图像增强后颜色、色调、纹理的变化情况来区分岩相的组合类型。现在遥感技术在识别岩石和矿物岩性方面的应用很广泛，比如通过热红外遥感技术可以勘测硅酸、碳酸、硅质岩的岩性，利用矿物光谱数据库，创建矿物的识别标准。现在有一种高光谱遥感技术，它是基于空间特征和地物光谱的差异性的，具有庞大的数据量、高分辨率和波段多的优势，其比较窄的波段可以用来区分矿物吸收的特征，重新建立地物光谱、对光谱的特征进行量
浅谈现代遥感技术在地质找矿中的应用 本文首先概述了遥感技术，然后分析了现代遥感技术在地质找矿中的应用，最后指出了遥感找矿技术的发展前景。 标签：现代遥感技术地质找矿应用 经济的迅速发展增长了矿产资源的需求，而矿床也越来越难以发现，地表矿床多数呈现为隐伏或是半隐伏，找矿难度增加。现代遥感技术的应用，为找矿带来了新的技术手段，它可以将地质的结构与成分信息全面地反映在遥感图像上，经过信息分析就能够找到成矿的有利部位。其已成为找矿中的重要手段，且效果显著，所以当前人们已日益重视遥感技术在找矿中的应用。 1遥感技术概述 所谓遥感技术指的是对远距离目标反射的或辐射的可见光、电磁波、红外线、卫星云图等信息进行收集与处理，最后感知成像，探测与识别目标的一种技术。其发展于上个世纪60年代，遥感技术作为一种综合的探测技术，现己随着各种高新技术如信息技术、航空航天技术等的发展，而得到不断的发展且被应用于各种领域。其优点突出，是一门集宏观、综合、多层次、动态且快速等特点相结合的探测技术，应用价值广泛、经济效益较高，也因此越来越受到人们的重视。将遥感技术应用于地质找矿领域也是一种普遍应用的方式，利用遥感技术能够将地质的分层信息与成分信息反映到遥感图像中，且可以全面分析地质相关的信息，有助于勘探到有矿的地表区域，从而发现矿产资源。其在地质找矿中的应用具体包括：勘查清楚矿体所在的范围、呈现的几何形态、成矿的地段；分析成矿区域的地质条件。这些都可为后期的地质找矿工作提供遥感地质的科学依据。 2现代遥感技术在地质找矿中的应用 2.1遥感岩石矿物识别 一定的岩石类型和岩石组合是成矿的物质基础和赋存条件，岩石在成矿作用中的重要性是不言而喻的。遥感岩石矿物信息提取技术的发展与地物光谱特征的研究密不可分。岩石、矿物的光谱特征研究是利用遥感数据提取岩性信息的基础。岩性识别主要是应用图像增强、图像变换和图像分析方法，增强图像的色调、颜色以及纹理的差异，以便能最大限度地区分不同岩相、划分不同岩石类型（沉积岩、岩浆岩、变质岩）或岩性组合。遥感岩石矿物识别在区域地质填图工作中能发挥重要的作用。通常，适合研究岩石、矿物光谱特征的最佳大气窗口有2个：①0.4-2.5μm，为可见近红外一短波红外域，主要反映岩石、矿物的反射光谱特征；②8-14μm，为热红外域，主要反映岩石、矿物的发射光谱特征。 2.2遥感蚀变信息的提取
遥感部分 一、采用的遥感数据及精度 遥感数据采用美国陆地卫星7号（Landsat-7）ETM+，Landsat-7共有8个波段，其中TM1、2、3波段为可见光波段，TM4为近红外波段，TM5、7为中红外波段，分辨率均为30米，TM6为热红外波段，分辨率是60米，TM8波段为全色波段，分辨率可达15米。 Landsat-7 ETM+多波段数据分波段记录了地物的波谱特性，不同波段图像识别和区分地物的能力不同，具有各自的波段效应，可见光波段图像主要反映地物的颜色和亮度差别；近红外波段可反映氧化铁、粘土矿物极其它含OH-矿物、碳酸盐岩、土壤湿度等特征；热红外波段除反映地面辐射温度、揭示地物的热特性外，还对不同的硅酸盐矿物和岩石有一定识别能力。 此次在新疆科克塔尔地区采用的Landsat-7 ETM+ 遥感数据其拍摄时间为2000年06月，轨道号为142-27。数据植被发育，局部地段有团块云。 热液矿化蚀变信息提取采用TM1457波段做主成份分析进行提取，赋专题色再与假彩色合成影像进行配合。 遥感地质解释要贯穿工作的全过程。调查区采用Landsat-7 ETM+5、3、2进行假彩色合成。通过几何精校正与图像配准、图像处理等手段，合成1:10万假彩色图像，分辨率分为30米。在设计编写中通过对卫片1:10万假彩色图像的解译，并对前人资料进行综合分析研究。通过图像解译，对解译程度高的地段可减少路线调查工作量，可帮助选择基岩露头好、地层界线清楚和构造简单地区部署剖面。在野外工作期间，遥感解译应贯穿于整个野外工作过程，做到反复解译，反复验证，摸清各地质体、构造及矿化蚀变影像特征，进一步厘定影像解译标志，提高判读水平和解译程度，力求达到正确圈定地质体。室内整理研究期间应结合野外实际资料，对遥感影像进行详细解译，建立最终的影像解译标志，与野外地质图中的地质体及构造线进行校对，提高填图质量。
遥感和光谱地质进展对矿产勘查应用探讨摘要: 本文主要根据2009年econom ic g eo logy 出版的专辑r emote sensing and spectralg eology, 近年来发表的相关文献以及研究和应用的实践, 对遥感与光谱地质进行了综述，并结合国内外研究进展, 并且结合地质勘查中的数据, 给出了实用性的结论。 关键词: 遥感地质光谱地质矿产资源勘查 中图分类号：f407.1 文献标识码：a 文章编号： 1 前言 现代遥感不仅能提取地质和蚀变信息, 还能进行其他手段无法进行的有效填图, 结合地球物理、地球化学、野外和实验室光谱等, 并且加深对矿床成因的理解。 2 测谱学基础 反射光谱是化学家和矿物学家在1900年就开始应用的技术,ww coblenz 1905) 1910年出版了矿物红外光谱数据farmer出版了理论和实用方面的专著,marel等编纂了粘土矿物光谱; hunt等出版了主要是土壤中的矿物的光谱, 包括氢氧化物, 氧化物, 层状硅 酸盐, 碳酸盐和硫酸盐; hunt等编辑了矿物短波红外光谱, 目前被广为应用。 除vn ir-sw ir 识别的铁氧化物赤铁矿、针铁矿、褐铁矿和硫酸盐黄钾铁矾外, thompson等[ 16] 综述了用pima-ii进行蚀变矿物填图的技术与实例。pima-ii主要识别粘土矿物、碳酸盐矿物和
硫酸盐矿物(表1, 2)。没有识别铁氧化物的波段, 不如asd光谱仪全面。 表1 sw ir 识别矿物的勘查应用实例 表2 用于矿产勘查的在sw ir有特征吸收的矿物(黑体字为关键矿物) 3 宽波段遥感 tm /etm是我们工业的关键技术, 主要识别粘土矿物和铁氧化物。1999年发射升空的aster, 在粘土区sw ir有5个波段, 提供了区分粘土矿物类型。 3.1 landsat tm 信息提取技术 用于蚀变填图和区域地质概览和靶区选择。1972年发射mss, 80 m分辨率, 没有sw ir 波段, 能探测铁氧化物和区域地质概览, landsat1-4 类似;1982年发射的landsat5有30m 分辨率, 在sw ir 有7波段；999年发射的landsat7加上了15m分辨率的pan波段, 探测简单的铁氧化物和粘土；2003年因扫描线校正仪( slc )故障, etm 不再接收。sab ine 对处理技术进行了综述, c rosta等综述了主要的处理技术如下: (1) abrams 波段比值算法: 使用指定的影像创建rgb 合成图。r 图层对应粘土比率( b and 5 /band 7), g 图层对应铁比率( band 3 /band2) , b图层对应植被比率( band 4/band3)。
高光谱在遥感技术的应用 高光谱遥感技术（Hyperspectral Remote Sensing）的兴起是20世纪80年代遥感技术发展的主要成就之一.作为当前遥感的前沿技术，高光谱遥感在光谱分辨率上具有巨大的优势。，随着高光谱遥感技术的日趋成熟，其应用领域也日益广泛。本文主要阐述高光谱遥感的特点和主要应用。 1 高光谱遥感 孙钊在《高光谱遥感的应用》中提到，高光谱遥感是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，利用成像光谱仪获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。 [1]高光谱遥感具有较高的光谱分辨率，通常达到10～2λ数量级。[2] 1.1 高光谱遥感特点 综合多篇关于高光谱的期刊文章，总结高光谱具有如下特点： （1）波段多，波段宽度窄。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。[3]与传统的遥感相比，高光谱分辨率的成像光谱仪为每一个成像象元提供很窄的(一般<10nm) 成像波段，波段数与多光谱遥感相比大大增多，在可见光和近红外波段可达几十到几百个，且在某个光谱区间是连续分布的，这不只是简单的数量的增加，而是有关地物光谱空间信息量的增加。[4] （2）光谱响应范围广，光谱分辨率高。成像光谱仪响应的电磁波长从可见光延伸到近红外，甚至到中红外。[5]成像光谱仪采样的间隔小，光谱分辨率达到纳米级，一般为10nm 左右。精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。 （3）可提供空间域信息和光谱域信息，即“谱像合一”，并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。在成像高光谱遥感中，以波长为横轴，灰度值为纵轴建立坐标系，可以使高光谱图像中的每一个像元在各通道的灰度值都能产生1 条完整、连续的光谱曲线，即所谓的“谱像合一”。 （4）数据量大，信息冗余多。高光谱数据的波段众多，其数据量巨大，而且由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。 （5）数据描述模型多，分析更加灵活。高光谱影像通常有三种描述模型：图像模型、光谱模型与特征模型。 1.2 高光谱遥感的优势 高光谱遥感的光谱分辨率的提高，使地物目标的属性信息探测能力有所增强。因此，较之全色和多光谱遥感，高光谱遥感有以下显著优势:
高光谱技术在地质矿产和能源遥感勘查方面的应用1.研究的现状 随着高光谱遥感地质应用的不断扩展和日益深入，高光谱遥感技术和方法也在不断改进。近年来在以下几个方面取得了突出的进展。 1.多层次的高光谱信息获取体系。 （地面光谱仪主要有澳大利亚的PIMA，美国的ASD、GER、热红外FT-IR 等。机载和星载成像光谱仪，国外具有代表性的机载成像光谱仪有美国的AVIRIS、澳大利亚的HyMap、加拿大的CASI 系列等；国内有中科院开发的机载OMIS 系列、PHI、干涉成像光谱仪等。）2.基于高光谱数据的矿物精细识别。 利用高光谱遥感（含热红外高光谱）进行矿物识别可分为3 个层次：矿物种类识别、矿物含量识别和矿物成分识别。（1.基于单个诊断性吸收的特征参数；2.基于完全波形特征； 3.基于光谱知识模型） 3.高光谱影像地质环境信息反演。 在矿物识别和矿物精细识别的基础之上，根据矿物共生组合规律和矿物自身的地质意义指示作用，直观地反演各种地质因素之间的内在联系，可提高高光谱在地质应用中分析和解决地质问题的效能。（以上三条均与2009年3月提出） 4.高光谱植被地化信息探测研究。 岩石和土壤的地球化学异常会使植物金属含量增高或引起植物重金属中毒现象,影响植物的生长状态和长势,从而使植物的光谱特征(如绿峰、红谷、红外反射坪等)的强度和位置发生改变,并可引起红边和蓝边斜率的变化和位置的偏移。植被生物变异特征在谱学上重点表现为叶绿素(含类胡萝卜素)结构、含量、水分以及元素等的不同而引起的谱形差异,最为显著的是光谱红边的“红移”(健康,生长旺盛)和“蓝移”(不发育,中毒等)。利用高光谱对植物光谱的“精细”结构和变异的探测和分析,可以定量、半定量地提取与估计植被生物物理和生物化学参数,快速且定量地评价冠层结构、状态或活力,冠层水文状态,估计冠层生物化学成分,如N、P、K、糖类、淀粉、蛋白质、氨基酸、木质素、纤维素及叶绿素等的含量。进而结合生物地球化学的分析,可用以探测和评价地球化学异常,分析环境污染程度,进行矿产资源探测等。（2007年12月） 2.高光谱遥感在矿物识别方面的应用 1.研究的进展 在矿物识别应用中,我们应当最终建立自己的识别谱系，矿物识别和信息处理技术可分为三大类型: (1)基于单个诊断性吸收的特征参数（特征谱带） 岩石矿物单个诊断性吸收特征可以用吸收波段位置、吸收深度、吸收宽度、吸收面积、
第一次作业： 一、何为遥感技术，有何优势？ 遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。 遥感技术的优势： 1.探测范围大：航摄飞机高度可达10km左右；陆地卫星轨道高度达到910km左右。 一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到3万多平方千米，约相当于我国海南岛的面 积。我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。 2.获取资料的速度快、周期短。实地测绘地图，要几年、十几年甚至几十年才能重复 一次；陆地卫星4、5为例，每16天可以覆盖地球一遍。 3.受地面条件限制少：不受高山、冰川、沙漠和恶劣条件的影响。 4.方法多，获取的信息量大：用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息；不 仅能利用可见光波段探测物体，而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波 段进行探测；不仅能探测地表的性质，而且可以探测到目标物的一定深度；微波波 段还具有全天候工作的能力；遥感技术获取的信息量非常大，以四波段陆地卫星多 光谱扫描图像为例，像元点的分辨率为79 X 57m,每一波段含有7600000 个像元， 一幅标准图像包括四个波段，共有3200万个像元点。 5.用途广：遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测 绘、环境保护和军事侦察等许多领域。 二、你对遥感过程是如何理解的？ 遥感过程可理解为系统的组织构成：被测目标的信息特征--信息的获取--信息的传输与记录--信息的处理和信息的应用。信息主要为发射的电磁波信息,通过电磁波波谱来判断地物的波谱特征。 三、说明遥感的时间分辨率、光谱分辨率、空间分辨率等含义。 空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或是地面物体能分辨的最小单元。 光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小,分辨率越高。 时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,集采样的时间频率。也称重访周 期。 四、简要说明遥感的发展历史及其趋势 遥感起源于19世纪的空中摄影,当时主要用于空中侦察。随着平台技术的发展,逐步进入航空遥感阶段。现代遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,这就标志着
高光谱遥感在矿产资源调查中的应用综述 摘要：本文简要介绍了高光谱遥感技术矿物光谱识别机理，较详细地介绍了高光谱数据处理和分析技术及发展程度，并系统地阐述了国内外高光谱遥感技术在矿产资源调查应用方面的发展概况，最后指出了高光谱在矿产资源调查领域中的应用及其发展方向。 关键字：高光谱遥感，数据处理技术，矿产资源调查 0 引言 所谓高光谱遥感，即高光谱分辨率遥感，指利用很多很窄的电磁波波段（通常<10nm）从感兴趣的物体获取有关数据；这种数据能够以足够的光谱分辨率区分出那些具有诊断性光谱特征( Diagnostic Spectral Feature )的地表物质，这一点在地质矿物分类及成图上具有广泛的应用前景[1]。目前，常用的高光谱探测的波长区间一般为0.4~2.5μm，包括了整个可见光区(0.4~0.7μm)、近红外区（0.7~1.1μm）与短波红外区（1.1~2.5μm），共有几百个波段，所有波段排列在一起能形成一条连续的完整的光谱曲线；高光谱数据是一个光谱图像的立方体，其空间图像维描述地表二维空间特征，其光谱维揭示图像每一像元的光谱曲线特征，由此实现了遥感数据图像维与光谱维信息的有机融合[2]。 矿物光谱研究表明，岩石矿物在0.4~2.5μm之间具有一系列可诊断性光谱特征信息，这些特征的带宽多在10~20μm之间[3]，而且不同岩石矿物和矿化蚀变具有不同的光谱特征。由于高光谱分辨率遥感系统获得的连续波段宽度一般在10 nm以内，因此这种数据能够以足够的光谱分辨率分出那些具有诊断性光谱特征的岩石矿物。区域地质制图和矿产勘探是高光谱遥感技术主要的应用领域之一，各种岩石和矿物在电磁波谱上显示的诊断性光谱特征可以帮助人们识别不同的矿物成分。因此,从高光谱遥感数据中提取矿物的光谱信息，然后直接根据其诊断性光谱特征区分矿物或自动判别矿物类型是一种有效的遥感技术方法[4]。 矿产资源调查的主要目的是寻找及探明矿产资源和调查评价区域矿产资源潜力，而利用高光谱遥感技术完全能确定某一或某些矿物在地表上的分布及其相对含量变化，从而直接提供与成矿有关的矿物分布及丰度信息。利用这些矿物信息，并综合矿床成因模型等信息，可有效地确定详查和勘探目标。因此，利用高光谱遥感技术进行矿产资源调查是科学性和实效性的有效途径之一。 1高光谱遥感矿物光谱识别 1.1 光谱机理 任何物质其光谱的产生均有着严格的物理机制。对于一个分子，其能量由电子能量、振动能量和转动能量组成。根据分子振动能量级差的计算，其能量级差较小时，产生近红外区的光谱；分子电子能级之间的能量差距一般较大，产生的光谱位于近红外、可见光范围内。