浅谈遥感技术信息提取在找矿中的应用
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浅谈遥感技术信息提取在找矿中的应用
摘要:卫星遥感找矿应用已有30多年的历史了,但应用卫星遥感数据开展与矿化有关的信息提取的却仅有十几年历史,随着多光谱、高光谱卫星遥感数据的大量获取,这种方法也逐渐走向成熟。本文就卫星遥感信息提取找矿原理与应用实例进行说明。
关键词:遥感技术 信息提取 找矿
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,它是在航空摄影测量基础上,随着空间技术、信息技术、电子计算机技术等当代高新技术的迅速发展,以及地学、环境等学科发展的需要,逐步形成发展的一门新兴交叉科学技术。具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。
1、遥感信息提取
全球变化的研究涉及一系列重大全球性环境问题,提出了大量关系到地球的重要科学问题。由于涉及的范围极其广泛,因而具有高度综合和交叉学科研究的特点。叶笃正先生曾指出,“全球环境是一个不可分割的整体,任何区域的环境变化都要受到整体环境变化的制约;反过来,整体环境的变化又是各区域相互影响着的环境变化的综合体”。遥感作为获取地球表面时空多变要素的先进方法,是地球系统科学研究的重要组成部分,是对全球变化进行动态监测不可替代的手段。陈述彭先生指出,没有遥感,就提不出全球变化这样的科学问题。所以遥感对地理信息学科具有巨大的推动作用,就像望远镜对天文学和物理学的推动作用一样。遥感科学的意义在于:对传统地理学来说,遥感要求从定性到定量描述;对传统物理学来说,遥感要求在像元尺度上对局地尺度上定义的概念、推导出的物理定律、定理的适用性进行检验和纠正,而这种纠正是与像元尺度上的地学定量描述密不可分的。
1.1 遥感图像掩膜处理
卫星遥感图像处理,尤其是提取矿化蚀变等微弱遥感信息,需要针对工作区选取尽可能小的图像范围,同时要对工作区范围内图像中的云雾、水体、冰雪、植被、大面积风成土壤等干扰进行掩膜等处理,然后才能进行图像处理。
1.2 去相关拉伸
去相关拉伸变换是原始光谱波段的一种线性变换,这种变换通常是原始光谱波段的加权总和与差。研究表明该方法对一些遥感图像数据有效,能产生好的图像效果和提供新的洞察点;利用这种图像处理方法主要目的是提取一些方法不能提取的一些重要矿化蚀变、侵入体及构造等遥感信息。
1.3 卷积增强
遥感图像上的线性特征,特别是和地质构造和成矿环境有关的线性体和断裂构造的增强处理和分析是遥感图像处理和研究的一个重要方面。对数字图像而言,线性体信息提取目前主要有梯度阈值法、模板卷积法、超曲面拟合法、曲线追踪和区域生长等,地质遥感线性体信息提取采用模板卷积滤波算法效果较好,它是一种邻域处理技术,即通过一定尺寸的模板(矩阵)对原图像进行卷积运算来实现的。
2、遥感技术在地质找矿中的应用现状
长期以来,地质工作者迫切希望能有一种目的性明确、“窥一斑而知全豹”的理论和方法来指导找矿。因此遥感技术以其独有的特点在地质找矿中的作用显得尤为重要。应用遥感与地质资料进行综合分析、预测区域成矿远景等已取得了很多成果。遥感技术在地质找矿中的应用主要表现在两个方面:(1)通过研究遥感影像上的地质构造与成矿的关系,认识成矿规律并圈定找矿远景区。(2)是通过对遥感图像进行增强处理,综合分析,提取一定的地质信息,从而为成矿预测提供有用资料。遥感图像早已非常成功地应用于农、林、水利和交通等部门的调查和规划。在我国最早使用遥感图像的是地质行业,其主要任务就是用于地质找矿。
3、遥感技术信息提取在找矿中应用的相关技术
3.1 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。
3.2 遥感图像提取矿产信息进行成矿预测
遥感图像提取矿产信息进行成矿预测是利用遥感图像处理技术对遥感图像进行处理,提取矿床、矿化有关信息,如蚀变带、氧化带、铁帽等含矿地质体或某元素地球化学异常区,直接显示在图像上,从而达到找矿的目的。
3.3 遥感图像地质综合分析找矿
遥感图像地质综合分析找矿是以区域地质演化与成矿规律分析为基础,确定出调查区内主要的成矿模式与控矿的地质要素,根据控矿地质要素的遥感信息特征(包括裸露的与隐伏的)选取一定的图像处理方案,进行有关地质信息的增强或提取处理,同时结合物化探资料进行目视图像分析。物化探资料的图像化及用数学地质与遥感地质相结合的方法进行成矿预测,是遥感地质综合找矿向纵深发展的新趋势。
4、结语
目前遥感已成为地质调查和资源勘查与监测的重要技术手段。应用范围已由区域地质、矿产勘查、水文地质、工程地质、环境地质勘查扩大到农业地质、旅游地质、国土资源、土地利用、城市综合调查、环境监测等许多领域。应用技术方法水平随着遥感和计算机技术的发展也有了很大的提高,应用效果和社会经济效益也愈来愈明显。
参考文献
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