基于PCI的遥感地质蚀变信息提取实验简析

遥感矿化蚀变信息提取的主要类型和方法在可见光和短波红外的范围里，物体所产生的光谱特征主要是分子和离子的振动以及自由电子激发造成的，与地物中所含水、羟基、硅、铝和氧分子和离子的状态及组合有关。

因此，地物中具体成分的光谱特征主要是由组成物体的基本成分所决定的，同时也易受周围晶格结构、基质的分布以及杂质成分存在的影响。

特征谱带是由岩（矿）石中典型金属元素离子的电子跃迁（可见及近红外波段）或分子振动而引起的，铁、锰、钛等金属离子及蚀变矿物中的“羟基”成分、水分子等能够在可见-红外波段产生较强的吸收谱带，构成多光谱图像的识别信息。

依据这些特征谱带在多光谱遥感图像中所处的波段位置，便可设计和选择出有关岩石单元的最佳识别波段及其特征信息提取的波段比值变量。

遥感矿化蚀变信息提取方法主要包括多光谱方法和成像光谱方法。

多光谱的信息提取主要包括：色调信息提取、纹理信息提取、信息融合。

对于色调信息提取，主要是采样一些增强处理，扩大图像中地物间灰度差别，以突出目标信息或改善图像效果，提高解译标志的判别能力，如反差扩展、彩色增强、运算增强、变换增强等。

其中较常用的有波段比值法、主成分分析法、芒塞尔彩色空间变换法等。

A．波段比值。

对两个波段的图像进行比值运算，可减弱背景而突出类别或目标信息，消除地形、山影、云影等的影响。

波段的选择基于对各种蚀变类型多波段光谱特征的研究。

利用TM3/1可增强铁氧化物类蚀变，TM5/4可增强亚铁矿物类蚀变，TM5/7可增强碳酸盐化及绿泥石化类蚀变。

B．主成分分析。

主成分分析主要采用“克罗斯塔”分析法，又称特征主成分选择技术。

是根据地物的波谱特征和主成分分析后生成的特征向量矩阵中的各波段的载荷因子大小来提取目标地物信息的方法，它对PCA特征向量载荷进行分析，以确定那个主成分更集中地反映了某个波段（或某种地物）的特征波谱信息。

为减少个别波段的干扰，提高工作效率，采用了4波段的主成分分析法。

即用于增强粘土类矿物信息的4个波段采用TM1、4、5、7，删去TM2、3波段，避免3个可见光波段同时参与运算，主要是为了排除铁氧化物的干扰，这样在PC4负值图像中，绿泥石等粘土矿物将以浅色调特征突出出来，用于铁氧化物矿物增强的4个波段采用TM1、3、4、5，避免TM5、7波段同时参加运算，是为了排除粘土类矿物蚀变信息干扰，结果在PC4中氧化铁类矿物得到增强。

实验一 PCI 软件介绍一、实验目的：了解PCI软件的基本模块；学习PCIDSK库文件结构；掌握PCIDSK库文件的建立和数据传输。

二、实验内容：1、PCI软件的主要模块；1）Focus浏览图像；对图像进行查询；制图；2）EASI 用键盘输入命令并执行；批处理文件（重复性、计算量大的工作）；3）Orthoengine正射处理，常用于处理航片，主要用到DAM数据；4）Fly制作三维图，模拟三维飞行（设定路线，影像飞行）；5）ImageWorks类似Focus，主要是图像显示、交互式的查询、访问图像，图像分类、图像增强、分类；6）Xpace 把常用命令打包处理成菜单界面；7）GCPWorks几何校正。

2、PCIDSK库文件结构、数据类型文件扩展名：.pix1）专门存放图像的数据：channel（通道），包括四种类型：8U8 bit unsigned integer 灰度值范围0~25516S16-bit signed integer -32767~+3276816U16-bit unsigned integer 0~6553532R 32-bit floating point real ±32×1028（可以有小数）注：位数越多，占用电脑空间越大，计算速度越慢。

结构：影像数据存放在channel中，非影像数据存放在Segment（段）中。

2）储存图像信息：Segment（段）投影坐标段（georeferencing）直方图对照表段（look-up tables）图像增强后，灰度值范围变大，使图像更清楚，反差更大图形段（Bitmaps）感兴趣区域，位图，一般用来表示分类特征矢量段（Vectors/Polygons）图像解译，存放矢量数据分类特征标志段（Signatures）监督图像分类，首先选分类特征，如农田、林地，根据不同特征对图像进行分类。

伪彩色表段（Pseudo-color tables）控制点段（Ground Control Point Segments）文本段（Text segments）二值段（Binary Segments）3、建立PCIDSK库文件到Xpace中点击“Kernel”包下的“CIM”：FILE 新建的文件名称TEX1 文件描述1TEX2 文件描述2DBSZ 数据文件行列数PXSZ 像元尺寸DBNC 各类型通道数量，依次为8U、16S 、16U 、32RDBLAYOUT 数据排列方式设置好参数后，点击“Run”按钮。

184管理及其他M anagement and other浅析遥感蚀变信息提取中羟基异常与钨矿的关系黄炜华（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）摘 要：遥感蚀变信息提取技术在地质找矿中具有一定的指导作用。

甘肃省玉门市红旗山井地区在以往地质矿产调查中并未有发现金属矿种的记录，因此，针对该研究区的相关地质特征，采用遥感蚀变信息提取技术，分析所提取异常的形态及规模要素，同时结合化探异常，精确圈定遥感异常出露位置，并实地踏勘检查，采集必要的化学样品，根据样品分析结果中突出矿种的品位情况，探究甘肃省玉门市红旗山井地区遥感蚀变信息提取中羟基异常与白钨矿之间的相关联系及规律，总结该类地层中羟基异常的分布特性及发生该类异常的具体原因。

关键词：遥感蚀变信息提取，Crosta 技术，羟基，红旗山井，白钨矿 中图分类号：P627 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）11-0184-2收稿日期：2021-06作者简介：黄炜华，男，生于1988 年，汉族，本科，地矿工程师，研究方向：地质工程。

遥感技术是通过各种传感仪器收集地物目标所辐射以及反射的电磁波信息，经相关处理后成像，用以判断地球资源环境的一门技术。

围岩蚀变是在找矿过程中的一个重要标志。

它主要是不同类型的热液与其围岩相互作用的产物，使矿物颗粒逐渐富集，进而形成矿物集合体的痕迹。

热液在运移过程中由于其物理、化学条件差异，因此形成不同的蚀变矿物，按围岩组分，大致可以分为三类：中酸性岩的蚀变(绢云母化、钾长石化等)、基性、超基性岩的蚀变(蛇纹石化、青磐岩化等)、石灰岩及其他碳酸盐类的蚀变(矽卡岩化、白云岩化等)。

各类岩石表面的反射率均有所不同，因此，通过遥感卫星可以精确捕捉到不同岩石的反射率及其光谱信息，对比光谱信息库可大致了解其矿物组分及岩石类型，并以此作为进一步指导野外矿产调查的相关依据。

1 研究区地质概况根据中国大地构造单元划分，研究区地处塔里木陆块区的敦煌基底杂岩隆起，见图1。

遥感蚀变信息提取方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊遥感蚀变信息提取方法。

这可不是什么高深莫测的东西，就好像你找宝藏，得知道从哪儿开始挖，用啥工具一样。

遥感啊，就像是我们的千里眼，能从老远的地方就看到地面上的情况。

那蚀变呢，就是地面上一些特别的变化，就像你脸上长了颗痣一样明显。

那怎么把这些蚀变信息给提取出来呢？咱可以先从图像入手呀，就跟你看照片找不同一样。

仔细瞧瞧那些颜色、纹理啥的，说不定就能发现点蛛丝马迹。

这图像就像是一幅大地图，你得学会在上面找线索。

然后呢，可以利用一些专业的软件和算法。

这就好比你有了一把神奇的铲子，能帮你更准确、更快速地挖掘出那些蚀变信息。

这些软件和算法可厉害了，它们能把那些隐藏的信息都给揪出来。

你说这难不难？其实也没那么难啦！只要你有耐心，就像钓鱼一样，静静地等着鱼儿上钩。

而且啊，现在科技这么发达，工具这么多，还怕找不到那些蚀变信息吗？比如说，你可以想象一下，在一大片森林里找一朵特别的花，遥感就像是让你在空中俯瞰整个森林，然后软件和算法就是帮你把那朵花凸显出来的魔法。

再比如说，提取遥感蚀变信息就像是在一堆沙子里找金子，你得有好的方法和工具，还得有一双敏锐的眼睛。

还有啊，这可不是一个人能搞定的事儿，得大家一起合作。

就像一场足球比赛，每个人都有自己的位置和任务，大家齐心协力才能取得胜利。

遥感蚀变信息提取方法真的很有趣，也很有意义。

它能帮我们更好地了解地球，发现那些隐藏的宝藏和秘密。

所以啊，大家可别小瞧了它，要认真去学习、去探索。

总之，遥感蚀变信息提取方法就像是一把打开地球秘密之门的钥匙，只要我们掌握了这把钥匙，就能开启无限的可能。

让我们一起加油，去探索这个神奇的世界吧！。

实验一、遥感图像的输入与导出
实验目的：通过熟悉PCI遥感图像处理专业软件，了解PCI各模块的基本功能，学会各种格式的遥感图像的输入与导出。

实验内容：1、熟悉PCI遥感图像处理专业软件的各模块；
2、学习各种格式的遥感图像的输入与导出；
3、学会添加与删除通道；
4、学会裁剪子区图像。

实验步骤：
第一步：熟悉PCI遥感图像处理专业软件的各模块（从左至右）；
1、ImageWorks模块——图像处理的基本模块
该模块能做图像打开、图像简单增强、图像格式转换、投影转换、图像分类等处理。

2、EASI模块——相当DOS操作
3、Xpace模块——图像处理子模块集
4、GCPWorks模块——图像校正与镶嵌模块
第二步：学习遥感图像的输入与导出
1、打开图像
点击ImageWorks模块，弹出如下窗口：
点击Use Image File，确定图像文件的路径，并选择图像文件，点击打开
点击Accept ＆Load
即可打开图像，并加载显示（如点击Accept，则只打开图像，但不加载显示）
打开窗口包括主窗口和控制面板。

“基础地质学”创新性实验遥感地质蚀变异常信息提取实验“基础地质学”国家级教学实验示范中心二〇二二年四月二十八日目录1实验目的 (3)2实验内容 (3)2.1熟悉遥感影像的辐射定标的方法与流程 (3)2.2掌握遥感影像的波段合成、投影转换、影像裁剪的方法 (3)2.3掌握ETM+遥感影像的Flaash大气校正、掩膜的应用方法 (3)2.4掌握ETM+遥感影像羟基和铁染异常信息提取的方法与流程 (3)2.5掌握ENVI与Surfer软件协同制图的方法。

(3)3实验要求 (3)4实验条件 (4)4.1软件平台：ENVI4.6、Surfer9 (4)4.2遥感数据源：金川地区Landsat7 ETM+遥感影像 (4)5实验原理 (4)5.1蚀变异常提取的地质依据 (4)5.2蚀变异常提取的物理依据 (4)5.2.1利用主成分分析方法提取矿化蚀变信息 (5)5.2.2铁染蚀变异常分析 (5)5.2.3含羟基类矿物和含CO32-矿物蚀变异常分析 (6)6实验步骤 (7)6.1金川地区ETM+遥感影像辐射定标 (7)6.2金川地区ETM+遥感影像不同波段的合成 (9)6.3定义金川地区ETM+遥感影像的地理坐标 (10)6.4对金川地区ETM+遥感影像的地理坐标进行投影转换 (12)6.5对金川地区ETM+遥感影像进行裁剪 (15)6.6对金川地区ETM+遥感影像进行FLAASH大气校正 (17)6.6.1数据转换 (17)6.6.2编辑头文件信息 (18)6.6.3进行FLAASH大气校正 (19)6.7简易去除ETM+遥感影像的干扰信息 (23)6.7.1建立ROI（感兴趣区） (23)6.7.2建立掩膜 (24)6.7.3应用掩膜 (25)6.7.4掩膜的反选 (27)6.7.5掩膜反选后的应用 (28)6.8主成分分析 (29)6.9提取蚀变异常信息 (32)6.10用Surfer软件修饰铁染蚀变异常信息 (34)6.11总结 (40)7课后练习及作业 (41)1 实验目的通过学习基于地学软件的矿化蚀变异常信息提取的流程，了解利用主成分分析方法提取矿化蚀变异常信息提取的原理，掌握ENVI4.6以及Surfer9软件的基本使用方法。

蚀变岩石是在热液作用影响下，使矿物成分、化学成分、结构、构造等发生变化的岩石。

由于它们经常见于热液矿床的周围，因此被称为蚀变围岩，蚀变围岩是一种重要的找矿标志。

利用围岩蚀变现象作为找矿标志已有数百年历史，发现的大型金属、非金属矿床更是不胜枚举：北美、俄罗斯的大部分斑岩铜矿、我国的铜官山铜矿、犹他州的大铝矿、西澳大利亚的大型金矿、墨西哥的大铂矿、美国许多白钨矿、世界大多数锡矿、哈萨克斯坦的刚玉矿等，都属于以围岩蚀变作为找矿标志发现的矿床。

国内外遥感工作者，都在不断地设计、研制和总结对这种遥感信息的提取和识别技术。

矿化蚀变信息是找矿的一个重要标志，而这些对找矿有指导意义的矿化蚀变信息常常受其它地物信息的干扰，和受遥感图像的波谱分辨率和空间分辨率的制约，往往表现的很微弱。

因此，国内外学者也在不断尝试各种技术方法提取这种矿化蚀变弱信息。

本文总结了遥感蚀变信息提取的各类方法，及其在ENVI软件中的实现。

•原理遥感技术主要是建立在物体反射和发射电磁波的原理之上。

而地物波谱特性通常都是用地物反射辐射电磁波来描述。

由于地物反射发射电磁波的特性不同，其反射波谱曲线形态也有千差万别。

如植物的反射波谱曲线上，在绿光波段表现由于其叶绿素的存在表现为有一强反射峰，而在短波红外波段由于叶冠组织的相互作用表现为强反射峰，在红光波段则表现为强吸收谷。

遥感地质应用中，近矿围岩蚀变形成的蚀变岩石与其周围的正常岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有差异，这些差异导致了岩石反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。

光谱异常为用遥感图像的异常信息提取提供了理论依据。

•方法及实现依据矿化蚀变岩与围岩的波谱特征的差异，可采用图像增强处理方法获取矿化蚀变信息增强的图像变量，从而最终实现提取矿化蚀变信息的目的。

一般图像增强突出蚀变信息有以下几种方法。

(1)蚀变干扰信息剔除遥感数据包含地表的信息，遥感在地质方面的应用就是提取用户需要的信息，提取矿化蚀变信息的过程是计算影像中所有像素信息统计归类分析的过程，蚀变异常信息的提取对遥感图像的质量要求较高，因此首先要对遥感数据进行严格的筛选，干扰噪声小的数据，一般要求遥感数据的时相是植被发育较弱、冰雪覆盖少的季节，同时该时相的云覆盖量较少。