遥感矿物蚀变信息提取方法及ENVI下实现
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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。
现 代 地 质第14卷 第4期2000年12月GEO SC IEN CEJournal of Graduate Schoo l,Ch ina U niversity of Geo sciencesV o l 114 N o.4 D ec .2000利用成像光谱遥感技术识别和提取矿化蚀变信息——以河北赤城—崇礼地区为例甘甫平1,王润生2,郭小方2,张宗贵2,王青华2,杨苏明2(11中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;21航空物探遥感中心,北京 100083)摘要:成像光谱遥感因其具有高的光谱分辨率和能被直接利用于识别地物与量化地物信息而极具应用前景。
不同岩石矿物和矿化蚀变具有不同的光谱特征,这是利用成像光谱遥感技术进行岩矿、蚀变信息识别的基础。
以后沟金矿区和西沟窑矿化区为例,从应用技术和方法上开展了成像光谱遥感对蚀变岩识别的研究,阐述了进行岩矿识别的波谱机制、蚀变岩的信息识别与提取方法的选择、应用效果以及彩色合成显示等;其中光谱角度填图技术已被使用,并取得了良好效果。
关键词:成像光谱遥感;光谱特征;蚀变信息识别与提取;光谱角度填图;后沟金矿区;西沟窑矿化区;河北省中图分类号:P 627 文献标识码:A 文章编号:1000—8527(2000)04—0465—05作者简介:甘甫平(1971—),男,博士研究生,地图制图学与地理信息工程专业。
收稿日期:2000—01—03 基金项目:国土资源部“九五”重点科研项目“成像光谱方法技术开发应用研究”(编号:9505301)。
0 引 言河北赤城—崇礼金矿区位于华北地台北缘中段,内蒙地轴和燕山台褶带的过渡部位。
水泉沟—后沟偏碱性杂岩体沿东西向赤城—崇礼深断裂带展布,是区内金矿的重要成矿围岩(图1)。
区内发育强烈的以钾长石化为主的多期热液蚀变,包括硅化、黄铁矿化、绢云母化、绢英岩化、钠长石化、碳酸盐化和绿泥石化,以及表生的褐铁矿化、高岭土化和伊利石化等。
基于Hyperion高光谱数据的植被覆盖区岩矿蚀变信息提取作者:***来源:《国土资源导刊》2024年第01期关键词:高光谱数据;Hyperion:蚀变信息;光谱角匹配0引言植被覆盖区域广泛分布于全球各个地区,这些区域通常有着丰富的自然资源,如矿产资源和水资源。
然而,植被的遮盖和掩盖常常使得岩矿蚀变信息难以提取,地质勘探和资源管理工作变得复杂。
传统的遥感技术无法突破植被覆盖区获取有用的信息,但随着高光谱遥感技术的不断发展,对光谱信息的获取有着极大的突破,为克服上述困难提供了新的途径,高光谱遥感技术在岩矿蚀变信息提取中的应用逐渐受到广泛关注。
Smith等利用Landsat和Hyperion数据,提出了一种基于特征选择的岩矿蚀变信息提取方法,取得了显著的成果。
Johnson和Harris则利用高光谱数据实现了对植被覆盖区岩矿蚀变信息的精确识别,为资源勘探提供了有力支持。
此外,Li等将深度学习方法应用于高光谱数据的处理,进一步提高了岩矿蚀变信息的提取精度。
国内研究方面,李明等(2017)基于Hyperion 数据,开展了岩矿蚀变信息提取的研究,但在植被遮盖下的精度有待提高。
另外,王刚等通过充分利用高光谱数据的空间信息,取得了一定的研究进展,但需要指出的是,国内研究仍然面临着数据获取和算法改进等方面的挑战。
因此,深入研究高光谱遥感技术在植被覆盖区岩矿蚀变信息提取中的潜力,对于提高地质勘探的效率,实现资源可持续利用具有重要意义。
本文旨在探讨基于Hyperion高光谱数据的植被覆盖区岩矿蚀变信息提取方法,具体研究目标如下:通过高光谱数据预处理,开展波谱反射率反演,并结合野外测试波谱曲线,依据像元波谱匹配技术提取特定岩矿蚀变信息。
通过研究,为植被覆盖区岩矿蚀变信息的提取提供新的思路和方法,为地质勘探和资源管理等领域的决策提供更准确的数据支持。
1研究区概况与数据情况1.1研究区概况研究区位于贵州省石阡县和余庆县之间,地处云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带,地形以山地为主,其次是丘陵。
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!。
遥感矿物蚀变信息提取方法及ENVI下实现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。
利用ALI遥感图像进行矿化蚀变信息提取方法探讨李雅辉;杨武年;刘汉湖;鲁岩【摘要】矿化蚀变信息提取是遥感找矿的重要手段之一.Advanced Land Imager(ALI)遥感图像信噪比高达100~200,且有较高的波谱分辩率,能够区分具有标示性波谱特征的岩矿.以美国Cuprite地区ALI遥感图像为例,通过数字处理、最小噪声分离变换(MNF),分离和均衡数据中的噪声.然后提取纯净像元(PPI),输入到N 维可视化器中开发端元组分光谱,并与波谱库中的波谱进行比对分析.将提取的端元作为样本,进行数据集合评估,最后进行蚀变信息的提取.结果表明,ALI遥感数据由于其波段多,波谱空间分辨率高,经过MNF-PPI后的三维散点图端元提取,能够识别更微弱的岩矿信息.【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2010(030)003【总页数】4页(P347-350)【关键词】ALI;端元波谱;波谱分析;蚀变信息【作者】李雅辉;杨武年;刘汉湖;鲁岩【作者单位】成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;四川草原工作总站,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】TP75随着国民经济建设快速、持续发展,对各种矿产资源需求也就不断增加。
根据矿化蚀变信息找矿是目前地质找矿的有效手段之一。
ALI遥感图像有10个波段,各类地面矿物的波谱特征可以在图像上得到很好地反映。
因此,采用美国EO-1卫星ALI遥感图像作为主要数据源,进行预处理后,用多光谱遥感图像的光谱特征,经过MNF-PPI后的三维散点图端元提取建立训练样本,然后归类分析以确定提取矿化蚀变信息的有效性。
Cuprite矿区位于美国内华Esmeralda County,Goldfield镇南约15km处(图1),95号高速公路北西南东向贯穿全区。
“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。
基于ENVI和GIS的矿物精细化提取与分析
李慧敏;王瑞雪;李文超;罗闰豪
【期刊名称】《软件导刊》
【年(卷),期】2024(23)3
【摘要】为充分发挥ENVI和GIS等遥感软件在高光谱矿物精细化提取与分析中的作用,以云南个旧老厂矿区及外围为研究区,采用国产GF-5遥感数据,基于ENVI 平台采用光谱角匹配法和波谱特征拟合法对研究区的蚀变矿物信息进行精细化提取,基于统计分析软件和GIS平台,对提取的研究区蚀变矿物信息进行数理统计、相关性和地物化遥等综合分析。
研究显示,基于国产GF-5数据提取的研究区蚀变异常信息与该区地质和物化探信息吻合较好。
研究表明,利用国产GF-5数据,基于ENVI 和GIS等软件平台可对研究区蚀变矿物进行精细化提取与分析,为该区传统地质找矿工作提供参考。
【总页数】7页(P150-156)
【作者】李慧敏;王瑞雪;李文超;罗闰豪
【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P627
【相关文献】
1.基于影像与GIS数据的现状建设用地精细化提取
2.基于ENVI的巴里坤草地动态变化信息提取及分析
3.基于ENVI影像增强结合ArcGIS卷帘分析的动态提取研究
4.基于ENVI遥感解译和GIS的渝北区土地利用/覆被变化分析
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第8卷第6期有色金属矿产与勘查Vol.8,No.6 1999年12月 GEOLO GICA L EXPLORATION FOR NON2FERROUS META LS Dec.,1999基于遥感图像提取矿化蚀变信息张远飞Ο 吴健生Π(Ο 桂林有色矿产地质研究院 桂林 541004; Π 中国有色地质遥感中心 燕郊 101601)摘 要 系统总结了国内外有关从T M图像上提取金矿化蚀变信息的方法技术,并在此基础上加以拓展和深化,形成了“多元数据分析+比值+主成份变换+掩膜+分类(分割)”这种具有快速、准确、有效特点的识别提取“矿化弱信息”的方法。
应用该方法技术先后在新疆、内蒙古及江西、云南提取金矿化蚀变信息,取得令人满意的效果。
关键词 T M波谱特征 蚀变信息 图像比值 主成份分析 图像掩膜卫星遥感技术如何应用于找矿实践是遥感界多年来一直在探索的问题。
国内外学者竞相开展应用遥感T M图像进行蚀变岩填图和提取热液蚀变信息的试验,取得了不少成果[1~8]。
但是,一般都采用比值+主成份分析的方法,该法要求研究区是干旱或半干旱环境,并且植被稀少或没有植被及基岩露头分布适当的地区,在复杂环境下的效果则不令人满意。
实际工作中形成的“多元数据分析+比值+主成份变换+掩膜+分类(分割)”方法在北方地区的新疆、内蒙古及南方的江西、云南提取金矿化蚀变信息,取得令人满意的效果。
1 用于提取蚀变信息的T M图像波谱特征由于金矿化多伴生绿泥石化、绢云母化、高岭土化,这些蚀变矿物大多含有羟基(OH-),在T M7(2.08~2.35μm)波段都有强的吸收带,在T M5(1.55~1.75μm)波段为强反射,即在这2个波段之间存在光谱反差,T M4(反射)和T M1(吸收)存在反射和吸收之间的微弱光谱反差;与金矿化有关的某些铁的氧化物和氢氧化物,其T M波谱特征:在T M3(0.63~0.69μm)表现为强反射,在T M1(0.45~0.52μm)、T M2(0.52~0.60μm)和T M4(0.76~0.90μm)表现为不同程度的相对(相对于T M3)吸收特征。
遥感蚀变信息提取在金属矿产调查中的应用
农小磊
【期刊名称】《冶金与材料》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】文章基于遥感技术,深入研究了在金属矿产调查中蚀变信息提取的应用。
通过卫星图像分析,成功提取了矿区蚀变特征,并结合地质信息实现了金属矿产资源的快速识别和评估。
研究发现,遥感蚀变信息提取在金属矿产调查中表现出高效、精准的优势,为矿产勘探和管理提供了创新的手段。
这一方法不仅能够大幅提高调查效率,还有望降低成本,为矿业资源的可持续发展开辟了新途径。
综合而言,遥感蚀变信息提取为金属矿产调查注入了活力,为未来的矿产资源开发与管理提供了有力的技术支持。
【总页数】3页(P64-66)
【作者】农小磊
【作者单位】大新县自然资源局
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.遥感蚀变信息提取在青海省格尔木市一大沟金锑多金属矿产预查中的应用
2.遥感技术在矿化蚀变信息提取及矿产预测中的应用
3.遥感地质解译及矿化蚀变信息提
取在矿产资源评价中的应用4.遥感蚀变信息提取在矿产结构发育探测过程中的应用5.遥感蚀变信息提取在金属矿产调查中的应用
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遥感技术在矿化蚀变信息提取及矿产预测中的应用唐尧;袁建国;张成信【期刊名称】《化工矿产地质》【年(卷),期】2013(35)3【摘要】遥感技术成矿探测的关键在于成矿构造及蚀变矿物信息的提取,以ETM+遥感影像为数据源,结合相关地质资料通过人工目视解译建立构造解译标志,对渝东南地区线性构造解译与环形构造解译,并分析了区内蚀变矿物的波谱特征,针对遥感影像,利用阈值分割、主成分变换及掩膜分析等手段提取了研究区的羟基蚀变信息和铁染蚀变信息。
最后结合区内物化探等综合异常信息圈定了6个成矿预测远景区。
%The key of mineralization of remote sensing technology to detect lies in the tectonic and alteration minerals information extraction.By using ETM + remote sensing image to be data source, combined with the relevant geological data through visual interpretation tectonic interpretation signs,and thterpertation of lineartectonic interpretation and circular structure interpretation in in southeastern Chongqing and analysis of the spectral characteristics of the alteration minerals in the region,for remote sensing images,the use of threshold segmentation,PCA and mask analysis were extracted by means of the study area hydroxyl alteration and iron stainingalteration information.Finally,there are 6 metallogenic prediction prospects have been determinated conbined with regional geophysical and geochemical anomalies information.【总页数】6页(P151-156)【作者】唐尧;袁建国;张成信【作者单位】中化地质矿山总局化工地质调查总院,北京,100013;中化地质矿山总局化工地质调查总院,北京,100013;中化地质矿山总局地质研究院,河北涿州,072754【正文语种】中文【中图分类】P627【相关文献】1.遥感地质解译及矿化蚀变信息提取在矿产资源评价中的应用研究 [J], 杨德生;程钢;卢小平2.遥感地质解译及矿化蚀变信息提取在矿产资源评价中的应用 [J], 田芳莲;石毅;朱杰3.遥感技术在我国矿产资源预测评价中的应用 [J], 郭京鑫4.ETM+数据在矿化蚀变信息提取及成矿预测中的应用——以渝东南彭水地区为例[J], 唐尧; 张杨; 王英林5.ETM+数据在矿化蚀变信息提取及成矿预测中的应用?--以渝春南彭水地区为例(插图) [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
“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。
矿床蚀变信息的遥感提取方法王日冬,邢立新(长春科技大学地球探测与信息技术学院,吉林长春 130026)摘要:围岩蚀变可以指导找矿,但蚀变信息在遥感图像上是一种微弱信息,只有经过增强处理后才能明显显示出来。
综述了遥感图像处理提取蚀变信息的一些方法,这些方法在实际应用中都取了很好的效果。
最后简要介绍了一些近年来出现的新方法。
关键字:蚀变信息;图像处理;信息提取中图分类号:P627 文献标识码:A 文章编号:1004-5589(2000)04-0397-05收稿日期:2000-04-19作者简介:王日冬,男,1975年,硕士生,主要从事遥感图像处理与应用研究10 引 言围岩蚀变是成矿的重要指示信息,但由于其蚀变类型及蚀变程度的不同、蚀变带的不连续性,且地表出露不明显,增加了地面找矿的难度,甚至使其成为不可能。
卫星遥感技术应用于地质找矿,进行成矿靶区预测一直是遥感学界与地质学者探求的问题,并已经取得了许多成功的范例。
用于蚀变信息提取的遥感数据源有可见光、热红外、微波等。
目前,应用最为广泛的为TM 数据。
TM 数据记录的是地表综合信息,这种信息具有复杂性、综合性等特征。
更为困难的是,由于植被覆盖、地形等因素的干扰,使得蚀变信息在遥感影像中只是一种微弱信息,在影像上直接判读较为困难,经过数学增强处理后就有可能让其明显,进而指导找矿。
1 蚀变信息提取的基本思想蚀变信息提取,传统的方法大多基于对遥感图像的地质解译,结合地质、物化探资料进行综合分析,对成矿靶区进行预测。
近几年来,随着遥感蚀变信息提取研究,提出了“微差信息处理”,为我们进行蚀变信息提取提供了新的指导思想,它从信息论的角度来分析卫星遥感信息中的地质信息,强调遥感信息的物理机制。
其主要内容为:(1)一切地物都是信息载体,且各载体之间都存在着信息差异;(2)岩石蚀变信息是一种弱信息,且各种蚀变岩的信息差异微小,必须经过增强并提取出来,显示为一种异常信息;(3)与已知矿区的异常信息类比,推导出结论。
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。
由于受地形地貌的影响,有些因素靠数据的时相选择却难以克服,例如阴影、河流水体、高山上的冰雪、白泥地等,可以采用相应的数学方法来解决,以使阴影、水体等干扰像素的数据不参与统计分析。
一方面是选择较好的数据;另一方面是对数据进行数据预处理,包括大气校正、掩膜等。
利用ENVI软件的大气校正模块flassh能快速的消除大气影响,还原地物的真实面目。
有利于蚀变信息的提取。
(2)波段加减组合运算
波段加减组合运算可以扩展波段间亮度值的差异。
通过对比矿化蚀变岩与围岩的光谱曲线可以看到,矿化蚀变岩的光谱曲线波动大,也就是说波段间的差值大;相反,围岩的光谱曲线相对平缓,也就是说波段间的差值较小,根据这一特征,采用波段加减组合运算,可以扩大矿化蚀变岩与围岩的亮度差,达到增强矿化蚀变岩信息的目的。
(3)波段比值
波段比值法是根据代数运算的原理,当波段间差值相近但斜率不同时利用反射波段与吸收波段的比值处理增强各种岩性之间的波谱差异,抑制地形的影响,并显示出动态的范围。
因而,以矿物的特征光谱为基础,选用适当的波段比值进行彩色合成可增强弱信息。
对于蚀变矿物就是分析蚀变矿物的波谱曲线找出斜率变化最大的区间和曲线中的反射峰和吸收谷,确定波谱范围,作比值增强处理,形成突出蚀变信息的图像。
利用ENVI软件的波段运算工具能快速的实现波段运算。
图1 波段运算的界面
(4)主成分分析/独立成分分析法
主成分分析法(PCA)是现在广泛采用的提取岩石蚀变信息的方法。
这种方法是对图像数据的集中和压缩,它将多光谱图像中各个波段那些高度相关的信息集中到少数的几个波段并且尽可能的保证这些波段的信息互不相干。
即用几个综合性波段代表多波段的原图像,使处理的数据量减少。
目前也有学者利用独立成分分析(ICA)法来提取矿物蚀变信息,取得的较好的成果。
图2、3是利用ENVI软件中提供的独立成分分析法提取出来的羟基蚀变信息和铁染蚀变信息。
图2 基于ICA法和PCA法提取的羟基蚀变信息图
图3 基于ICA法和PCA法提取的铁染蚀变信息图
(5) MPH技术
该技术有机地组合了三种传统的数字图像处理方法:掩膜技术(MASK)、主成分变换(PCA)以及弱信息色度与饱和度调整(HIS)。
掩膜技术就是去除遥感图像中的干扰信息(如水体、云、阴影等),掩膜后图像像元灰度值的均值有所下降,而标准差有较大提高。
TM多波段数据通过PCA所获每一主分量常常代表某一特定的地质意义。
对做完主成分变换的彩色合成图像作从RGB到HIS的彩色空间变换。
HIS空间是采用H(色调)I(饱和度)S(亮度)来定义颜色。
H、I、S三者之间相关系数很小,对3个成分作增强处理信息量损失较小。
常用该方法进行遥感图像中色调定量解释,图像增强及含矿信息提取,多源遥感数据的融合,以及对地质信息中的岩性识别和构造解译。
该方法已经广泛用于矿物蚀变信息提取及地质找矿中。
利用ENVI软件的可扩展功能,可以将这三种技术组成流程化处理模式,简单快速的得到结果。
(6)光谱角法
随着高光谱数据的发展,遥感在地质领域发挥的作用越来越重要。
相应的在矿物蚀变信息提取方面的方法也在不断的改进。
而SAM法在矿物识别中应用的比较成功。
光谱角方法(SAM)是一种光谱的匹配技术,这种技术基于估计像元光谱与样本光谱或是混合像元中亚像元组分光谱的相似性来区分各像元点的光谱曲线。
光谱角法实质上就是通过测试参考光谱和测试光谱的相似程度来到达辨别矿物的目的,为了达到提取蚀变的目的,可以以光谱数据库中标准光谱作为参考光谱,或是野外实测光谱。
在ETM+图像上进行SAM分类的一般过程如下:
1、从光谱库中调出和研究区蚀变矿物一致的光谱数据。
2、由于一种矿物光谱数据有多条,可以取均值光谱作为参考光谱。
3、ETM+数据的光谱分辨率低于光谱库中的光谱,因此需要对参考光谱进行重采样使之能相互匹配。
4、在ENVI软件中运行SAM程序,对应每种矿物选择合适的域值。
5、最终生成SAM分类图和对应每种矿物的规则图。
在ENVI软件中自带五种标准波谱库(USGS矿物波谱、USGS的植被波谱、JPL波谱库、IGCP264波谱库、JHU波谱库)和强大的光谱分析工具。
包括上百种矿物的标准波谱。
图4 USGS中的碳酸盐化矿物光谱曲线
图5 碳酸盐化矿物光谱图6 采样后的均值光谱
•总结
遥感蚀变信息的提取,主要是由通过遥感数据来获取信息。
整个的处理流程自然包括了遥感图像处理的一个基本流程。
借助强大的遥感图像处理软件ENVI可以实现完全实现现有的遥感蚀变信息提取的方法,不仅方便而且快速。