阔幸t
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阔幸t
罔策 1
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1. 1 1.
2
研究目的和靠 Jl. …山'川川川、…………………………………………………………(川 研究内梯........,....…
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•
1. 2.1
开展纷矿光谐符征测试且其暨异性分析
1. 2.2
成像光谱邂感器矿光骨份怔倍且量化、识别和提取的1l法研究'山… 4
1. 2. 3
影响血像先谱矗 R靠墙矿恼且现别的因,院分析
3
…
(2) (2)
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研究思路
L 3.:/
技术掘程
1. 3. 3
本研究果用的技术手段
…
……
(叫
…
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(6)
1. 4. 1
军警矿光谱数据
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1. 4.2
属像光谱融据
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1. 5
2
技术流程
数据源
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‘ … ‘ (2) ….,.,...,......,..,.....白白山.........................… ... (3)
1. 3. 1
1. 4
、
(2)
……..….................
1. 2. 4 省矿商光谱曲揣在多光谱技术中的应用 1.
1)
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主要实物工作量均研究成果…
......萨.萨". "..萨.,...,,'....',...‘川"" .…. (7)
1. 5.1
'È要茹物工作量…........"..……....."..、........…...""...………...........
(7)
1. S. 2
主爵研究成果
口)
......,.,....,....'.....川川、"自.....……......、......,....,.'.....…
........".….. (10) ..,...............................川…·….... (1 0)
栅费现状崎跑鳞….....….............…..".,....'.'....,..,.、."........
2. I
栅述……..""....…....…川……
2.2
密矿光语学机理研究逃腿……‘
2.2.1
91 富
2.2.2
遥感岩矿光谱研班的现状和发展趋!IJ
f 和实验绕光谱特性测
试,井对岩旷光谐的特惊、形成机理以及光谱特'jiE数据处理什析与应用有定程度的认识和理 解,为本次踪人研究岩矿光谱特性且其变异性分析重定了某础 v 在此基础上,对新疆东天山试
验区、山草拟边试验民进行了野外( ASD FR - "'"光谱仪)和室内(lRIS) 的精矿光谱测试分析,
同时也利用河北张家口的崇礼赤城地底的岩矿样品进行了光谱测试分析。使用了羡阔地质 调蔚局( USGS) 和美阙宇航局( NASA) 喷气推进实较宽 (lPL) 的标樵矿物光谱数据廊。
1. 4回 2
成像光谐擞据
本书的研究数据利用了网家吗 63" 计划"对地观测技术税网土资源调激中的 ii\L用"研究课
顾中的"机就成像光谱rt1 用技术服务展统 (200IAAI3剧 33 … 5)" 于课刷刷"新疆东荒山土隧京 叩二三也口地区航空百成像光谐调查 (2ω I1 SIα剧的"项目理事操供的成像光懵姓撼。
HyM叩数据
1. 4.2.1
对新革国蓝天山士E辈革;三岔口试验区利用澳大利 Æ HyVi阳最新研制的成像光谱仪 Hy.
Map( 光学机械扫描成像)获取了吁兑光、近在I外和短波红外旅拉上 128 波段 3000 k旷的高 光谱、高穷间分辨串的成像光谱数据。数据获取日期为 2002 年 10 月 10 -23 日。试骏鼠就 周 ;N42 0
J2.65' , E93 12.58' , N42 23 , 08' , E95 20.00'jN42 02.85' , E93" 12.58' , N
42" 12 四
0
0
0
0
E 95" 20 ∞'。数据夜取时的烹要技术彝数为波长 0.40 -2.50 阳,放段 128 个.
光谱带宽可见光、设在E外为 15 nm ,短波红夕为 15...20 nm ,相对航商为 2400 m. 穷间分辨事为
6m x 6m ,何措施事 12 -16 扪1m , 视场角 FOV =60 0 • 瞬时视场角 IFOV 为 2. .5 mra.dο
1. 4. 2. 2
OMIS 斗批据
天才山*招远试验lK利用成像光谱仪 OMIS …1(光学v机械拍描成像)("九五"期间国家
"863"lt 划 308 主越立拌,上海技术物现研究所研制)税收的可见光、近虹外和做披红外 112 波段 15佣 km' 的商光谱、高穷问分辩率(见在 i 一 3 - 1) 的*光铺数据。数攒获取日期为辛002 年 9 月 20 -21 日。数据获椒时的主要技术秦数为·被拉 0.40-2.50μm ,波段 112 个,光谱带 货可见光、近红外分别为 10 和 40 阳,短波主工外为 15 nm ,相对航商为 Z峭) m. 穷间分辨率为
7m x7m Q 扫描速事 10 扫 1m , 视场角 FOV 为 70" ,瞬时视场角 lfi'OV 为 3.0 mrad 口 1 、 4.2.3
CBEBS -l( 中已她球膏源卫星一号)和 ETM' 数据等
中研究所使用的 CBE民 S -1 数搅晶 2ω1 年 9 月 26 日税收的巳CD mw 也 25/53) ,典南 2.3 、4 三个被段。太阳商应角盛 45.2" ,1f f肯角蛊 16 1.
级阎健产晶(阳ν
11)。为了Éj陆地卫
星专题制图仪 (ETM' )进行附比,逃用了 1999 年 8 月 21 日的 ETM 牛图像 (PATHl ROW 138/31) 。太阳商殷角是 53.1' ,1f位角是 142.6" 。
6
0
i
串论
主要实物工作量与研究成果
1. 5 1.5. 1
::1::要实物工作撇
4义研究工作的光谱数据以整凶地质调查随( USCS) 的标准旷物光谱数据库为主,省省、矿
石光谐数据以河北张家口的主持礼赤城地区的精矿样品光谱数挺、新疆蓝天山试验区和山直摇 远试验区的野外和样品光谱数据为主,问时也补充一些其他岩矿光谱数据。在$光谱岩矿地
质应用模拟分析研究、能像带矿光谱俗息提取分析研究和成像光谱遥感岩矿光谱信息提取与 识别中,分别采用了多光谱 CBERS ~ 1 , ETM' 和 HyM叩和 OMTS - 1 成悻光谱数据。具体的数 据处蝶、分析&研究的工作量如下
(1 )分析井总结\JSGS 标礁矿物光谱数攒库中的 220 种矿物近 5∞条光甫特征曲线; (2 )分析实验室测试商温模拟有矿样品 4 件, (3 )野外省矿地物忠谱测试包括问北张家口的崇礼潇坡地院和新疆革蓝天山试脆鼠的精
惊、矿石以及'"标地物, (4) 束内瑞矿样品的党测试制括两个试骏肢的粉石、矿石和士壤样品近 300 件,光谱l!i
700 条,翻皮、坡度、化学成分、双向反射变化、样品棍台等光满测试约 3朋条 g (5)ETM' 数据一景 (185km x 185km);
(6)CBERS ..1 数据阿景 (6 个披段) ; (7)HyMap 敬掘 M 航带(1 28 披段 x24)
;
(8)OMIS … I 政据 4 航带 (112 波段×的。
::1::要研究成果
1. S. 2
丰研究的最终阴的是为了吉普入了解遥感粉矿俗息识别与烧取过程中的影响因棠,省旷光
t曾将在E俗且在遥感探测过程中传递或发生坐化的理论与成因机制,最大限度地消除各种凶蜜 时直接进行成像光i普遥感岩矿识别的影响,以便提商密矿信崽识别、鉴别与信息援峨的能力, 遂渐改善遥感在岩矿地质应用中存在的问磁。通过上述研究取得以下主要成果。
1. 5. 2. 1
试验鼠的岩矿光谱特征
通过分析研究试翰rK粉石、矿物的光谱特旺,归纳且错了河北张家口的主展中L…赤城和新疆 东天山试验rK精来岩、沉积岩和变质岩的光谱特征,以及不网地照中的光情景异性及其成制。
在河北张家口的主持非廿串城试骏阪,对京坪、黄土梁陈金矿区以及二三放沟茹盘属矿的精右 (含蚀娃娃和古矿省脉)的光满特1iE分析表明,在三个矿区,以黄土攘的揭敏矿化蚀变最强烈,
其次为三道肉,京坪盘旷最低 g 粘土矿物蚀变糠Ií!以二三 i草沟事金属矿最为显籍,其次为草坪盘
矿,黄土娥的粘土矿物蚀变革在剧;束坪盘矿蚀变数型向强到销为悍化、融化、虫草帘在i 化、黄铁矿 化和锵铁矿化,黄土梁金矿蚀变盎型自强到剿为棚化、磁化、愉铁矿化、黄铁矿化、量最泥石化、黄 铁矿化棒,三三道沟茹盘腿旷的蚀坐樊型囱强到IJ Jlll为碰化、绢岳母化、褐铁矿化费钱旷化等;M,
光谱特征推断的三个矿区的成矿相对温度兰道沟为低温,草坪盘矿为中低温,黄土梁盘矿为 中高温。
在新疆*天山试验区,为了自己合成惶光谱数据处理分析和地质应用解详,开脱了典型者性
与矿床(矿化点)矿石、矿化蚀变岩野外光谱实测以及实验摸样品光谱测试分析。从光谱特征
7
成啤光谱量矿识别方法技术研究和带响因素分析 的角度加深了对试验阪指矿地质体的认识岩石的光锵特征应~间的展布.岩石矿化蚀变空削 股布,不问矿床(点)上年封旷光谱中争性的经异性和相似性,以及先潜特性均矿 lt蚀聋的相关性。
1. 5. 2. 2
蛊矿光谱的影响凶牵#析
从电磁波与岩有矿物的相互作用且大气传输过稼(光椒、岩矿和传感梯二三者之间的几何 光学校置)分析品结了光源的方位和高度角、大气传输、传感器的观测方校和观测角对岩矿的
光谱特憔影响规律。 岩矿的表丽状态(如粗糙新鲜表丽、光滑切丽、粉京人幸宽度和风化状况对者矿光碍密特校的 影响很大,不仅反射1强度发生变化,而且其特征吸收谱带的强度、对称做都会发生改变。 岩矿的物质成分(者旷中具有特征吸收的杂质成分,年苦石中的矿物细分,矿物的晶体结
构、化学成分、敖质和樊质网象替代替)是决定如矿光谱特征的本征因素,也是应用成像光谱 识别矿物种扭曲、丰度和化学成仕的物现蓝础。是矿光懵随物质成分和生商构变化有以下规律,(j)
绪有的光谱特枝在中质上取决于其组成矿物的光谐.倒是极捣受I# fl置的影响;②旷物品格中
成晶格间存在 4些具有明显特征吸收的杂质(如以各种形式榕在的*分子以及铁、锐、销悯 等离子) ;"革智 I# fl荒含盘很少,但也合佼矿物的反射特征监生较大变化;③在樊质问盘中,着相
问位置上原子或基因的原子的 E置于数增加了,则主主吸收峰的波长位置金向长波Jr向移动;④ 辛苦石中暗色不透明矿物,如磁铁矿,告对岩石光借特征产生掩难作用;⑥密布中不问矿物的光 僧特征告互相影响。
矿物品格中和品格之间以平同形式存在的事具有不闷的光谱特征,不间形式的革的吸收
谱带特征也存在差~'J.因而在
定条件下,根据有准吸收带的特征,可以推断岩石中水的存在
形式和相对肯簸,井进而推断岩矿的成因端庄。
1. 5. 2. 3 成像光谱矿物识别的影响网常分析 运用理论分析、实际对比利数字模拟相结合的业法,研究了大气、地物方向性反射、光满分
拂罪、空间分辨啡和lfí直噪比等因蜜对成健光锵矿物m 别的影响,得到以 F 初步结论
( 1)由于太气划人射光相反射光的选择性吸收租卦子气溶胶的散射,使得空中传!串精接 收到的地面反射光谐的波形相吸收幽带都监生了改变。 (2) 岩矿地物的方向性反射应是造成航空遥感图像边缘输射崎聋的主要哥脱因。
(3 )在传感苦苦的因素中,光t曾分辨率、空间分辨率制倦牒比二者之间存在相互制约的消 f是 关罩。在实际应附中,我们 mz该根据具体的应用谣求对这三个指标作出台琐的选择,恼不应
崎追求高光谱分辨率和商空间分辩率。实际上,在不太降低应用效果的实践中,我们常以降低 一点光谱分辨率和/或穷间分辨率为代价,换取倒像信噪比的提高。
1. 5. 2. 4
在武山成像光婚者矿识到j 的方法扶卓和费用化技术流税
以新藏东天山土屋京"三三岔闪盐1试藏区,利用澳大利亚E HyVista 公词创制的 12B 波段阶M Map 成像光谱数据开距甚了机载成像光谐矿物识别方法的例究相应用jjÇ泡。草草绘相自由制了试验
区 3180 km' 1 币ω∞比例尺栋被分峭的蚀逆矿物分布图,如辈革泥町、云母樊、破酸盐、商岭在和 1 航蚊有矿物的分布图,以及重点成矿地段上约 300 krn 川剧10 比例尺的 7 种矿物分布凶。野
外实地聋证司提明利用成像光懵识 g'J旷物准确、可靠。 通过研究和 Jill 附治池,初步形成了成像光谱遥感矿物光谱识别、制阁的方法技推流程;推
进了成像光谱地质 $i闸的产业化进程,为今后开展航空航天成悻光谐的广泛应用做好了技术
准备。
8
1
1. 5. 2. 5
~争论
~告矿高光谱数据在资源卫星怜感器波段选择中的应用
应用获取的成悔光谐数据,井结合我阔后续费糠卫星传感器的被段选择,并脱多光谱传感 器、波段选择与细古、模拟与成用对比分析。从遥感地质应用需求出茧,且结了平阔矿床岩矿
光谱特性和不问分辨率下光谐特低的差异;通过对机载成像光带数据处现分析和波段选择的 模拟、验liL对比分析,提出了能满且矿产资源调藏工作需要的费光谱越感波段的位置、带宽和
数目,为我网厨续资源卫lí!传感器被段设囊提供了依据,井为今后1日E董事光谐的波段彝数设置 的论证提供了方法借撼。
9
成f阜克精黯矿识别方法技术研究和部响阀辈分树
研究现状与趋势
2 2. 1
概述
成像光1普技术的兴起和迅速发麟,不仅极大地增强了遥感对地观测能力和对地物的鉴别 能力,尚且促使遥感由功地物的鉴别发腾到可对地物或耐地物组分进行直接识别。自 1981 年 多光谱组外辐射i十 (SMIRR) 搭载于黄倒"哥伦比亚"号航天飞机进行试验飞仔、 1982 年英国喷
气推进实验室( lPL) 研制成功第一台航空成像光谱仪 AIS ( Airbome lma伊ng Spe价 romeler) 以 来,成像)\';谱技堆得到迅猛发展。莞阔、加拿大、澳大利吸、德阁、法阔、哭闹、荷兰和中国都先 后研制了各种类琐的成像光谱仪。捞不完全统计,烹 2田2 年,研制成功的成像光i昔仪已达 50
余台。光谱分辨率…般为 10 -30 nm ,最商可达 1 -2 棚,波段数最少 15 i国道(如 MODIS) .最 大可达忡。。最被段。在岩矿识别、跳质制朗、周体矿产和油气勘探、大气成分探测、摘物位势 1监测和农业伯产、环城监测、海华在机物撩测等方雨都取得了明显的应用成效。
20 世Hè90 苛'1~ 以班.成像光谐技术更是得到了 E施发展,许多罔家都做了大量航空飞归 i式验、方法研究和成用示藏工作 ο 在数据获取、输射Ji!脉、光惜重建、数据处理等技术企圃都有 f 很大的边步,建立了各种数搁处 E盟与识另 IJ模型,形成了包报销射校正、光谱重重量、彼J!j分析、 光谱识别植被生物量寇暨反摘等数据首处理技求方法,问时也发展了一些专用数据盖处理软件或 软件模块,如虽是困地质调查所( USGS) 的 IRIS 数据系统,喷气推进实验擎的 SPAM 光谱分析管 理单统,以且以 USG句制 lPL 为代表,联合澳大利亚科学与联邦工业研究组织 (CSIRO) .在相
关领域所进行的
系列开创性 I 作,发腾了较为典型的成像光谱信息提取软件 TRECORD 。
一些商业倒像性理系统如 ER Mapp衍 .ENV1. 凹:1 等也都开发了商光谱数据专用处理模块;近 年 3卡,各种新现论和新思绪不断被寻|入到成悻光谱濡感居矿数撒处理中, MIA 分析方法强调了 5躲在数据的可视分析思想:证搪推珊及专家系统识别方法进
步强化了钱输和光谱知识在数
据处现中的事与肮附:小波、分缆、神绞网络和井行处王理等技术的l1L用研究也已广泛开展,有力 攒动了数据处琛和识别分类技本的不断发展。 在航天成像商光谱技术方丽. 1999 年荣网友射的 AM
1 ]1.恳 t: 搭就有中等分辨革的商
光谱仪 MODIS 以及反射钢射计 ASTER ,地球观察卫星 EO ... 1 (Earth Ob附vmg … 1 )是费电网 NASA 为接替Land捕。附研制的…新型地球观测卫展,日子如00 年 10 月成功发射 u 我上搞
载附种传感撼。即商级大城成像仪 AU (Advanced Land 1削ge r ) 商光谱成像仪 Hyperion 和大 气校lE仪( Atmosphericωrrcctor)
þ
Hy阳riOfl 具有 220 波段,光谓分辨率先 10 川,空间分辨率
如 30 m ,幅宽 7.5 km ,光谱13:问为 4∞ .2500 run , 1且适合地质找矿。
楼大利亚 A 民lES 成像光谱仪是针对地质找矿与环峭调查附设计的,空间分辨率直到 m, 64 个披段覆盖 4削 -1100 阳,和 2 胁。~泪。o nm 光谱区间,井选择性地在 l 仪灿 ...2000
nm 7应阎
内设计为大气校正闸的大气探测通道,还设置有地回分辨率 10m 的全色通道。w-计划 2四2 年发射,后因经费的问题,项目巳取消。
10
2
研究现状均是主势
我国从"七五"期间开始成像光哥哥技术的研究 o ;(n国家攻关项目的支持下, 1990 年底上海 技术物理所成功研制了航空成惺jI:;踏仪 MAIS (Modulllte AÎrborne Imagi咱 Spectromet例)。在此
基础上,中图科学院遥感应用削究所、挂在地质矿产部航空物摔遥感中心、核工业地质研究院等 单位均开展了相应的方恰相应闲研究,1、断跟踪凶陈先进事平,在地质找矿、汹气勘查、海岸楷
调查扭扭地生态环境研究、农业伯户等方阁部获得了成功的泊在1 Jjìz ffl 0 小国科学院遥感应用研 究所、北京师范大学、直在武汉测绘科技大学、核工业总公词、测绘科学研究院等单位也开脱了一 些零星的研究]作。"九五"期间,上悔技求物理所在 863 - 308 项目的立持下.卫成功地研制
了"实用型模块化成像光谱仪" OMIS( Operative Modular Imaging Sp时trometer) 和流视场回阵
CCD 施光谱(滋长范阴 415 -880 nm , 122 波段)成惶仪 PHI (Pushroom H ypers肘。 lral Irr吨凹) ; 中倒科学院民眷光机研究所在 863 -2 项目的支持下,研制成功 ι~ HRIS( Chinø. ~ Higb Re问lu←
tion lmaging Spectromter) 高分辨串成像光谱仪,将我阔成像光谱技术报高到
个新的111'服好~统,形成了机就成像光谱数据我
椒、产品管理与分堂的校;在流程和规程,提尚了机辈辈成像光谐数据产品生成、管理与分发的 效率 n
2, 2 2, 2, 1
岩矿光谱学机理研究进展 引霄
众所周知,遥感是指队远距离、高~以 IË外层安间的平台上,利用可见J\';、童工外、擞波等报 制仪器,通过摄影成光学扫描或 CCD 丽阵成悔的方式,对咆磁波的反射R辆射能最进行感脏、 传输和处珉,从而识另 IJ拗而物体的规化做质、形在和撼动状态的现代化技术在统。越感地质学
的原论是建立在物丑理学的电磁辐射与农矿地质体相互作用的饥JlI!基础之上的,果用多按:啦,如 多燎(光 )j菁、王在平台、;!l;时栩、;!l;成像、;li'向极化、;!l;级增强处理,来获取均分析滋感数据就俄 息,这J黯1吉思、包齿地质体事先谐的、'"间的相时间的地学俄息。 施感地质学的主要甚内容之…就是研究分析各然地质体的咆磁输射(包指反射、吸收和发 射}特性且其削战、分析均应烟。开腿此项研究既能为遥感挡哥等地物 f自息识 ~IJ 与挺岛主投.>1' 提供理论基础,卫能为遥感俗J息的分析处理和各个领城的应则分析击是供实际性的指单和方法,
因此它越遥感地质学中不可少的部分。本书只计论地肢体的反射辅射岛谐特性(凶如太阳的
反射电辐射电磁光谐是目前遥感应用泡 E国最广的波段) ,密矿光谱特征与成矿作用、成矿过草草 热浪蚀变、成矿阻挡,以及成矿类型的联系且互相之间的指必将性,当然:ll':分析这些地质体的
光谱特性在一些地质现象、地质过草草中的空间分布和变化规律,果认识这些地质作用与过樵对
11
成埠克懵蛊矿识刑方法技术研究和部响国章分析
成矿过程中成矿物质来瘾的影响。本仪如此,巡回I 以通过盟主搬入地分析地质体的先谐特性,然 奇其他地质资料辈分析报断成矿作用过程中热液蚀变温殷类嫂,有利于地质学家更好均去分 析研究成矿区的成矿脱凶,问时也为遥感地质学中矿产资源勘查挺供一种新的技*方法。 研究地肢体的光满特征最具实际盘义的
饭盒者利非蚀受挫的光满
是从其光潜斗争征幽线 (0.4ω2.5μm) 上能够
清楚地识JjIJ 出成矿区内的蚀'Jt岩石和非蚀变 岩石(如圈岩).如因 2-2-1 所乐。在这两
非蚀变"长椅
条曲线上,我们能够很清楚看到有一曲线在 1. 40 阳1).90 J.l.m 和 2.20 协m 的附近有非常
由萨飞幡如崎岖
清麓的吸收峰,正是这些是眼收峙的存在指示 着这种岩石中古有成矿热液蚀变矿物(如燥 泥有) ,为蚀变岩石,说明岩石的成形过辍中 伴随有热液蚀棠,预示曾成旷的可能傲。而
到暖掷石化郁Jt椅
没有这些是光谱特快的辛苦布为非蚀变岩,哥哥么
为网衍,要么为岩体。在矿产资源勘查中,有 时为了找矿.要专门采集太贵的样品进行指 矿盛寇、化学分析和其他矿分析 :Jj端,干 Jn牙 10∞
5∞
15∞
2仪~
2刷
彼低 1=
忡地王子找蚀盒带,因为它指示辛苦成矿的可能 性,缩小成矿靶区,有利于成功地号子找矿化 点。
回2
-2-1
绿面有化和褐铁矿化蛐班辉民指与
非饿提炼长糖的光带特性曲线
由于蚀变绪和非蚀变辛苦闷种岩石的组成 旷物成分不 l司(一个古蚀变矿物,另一个平肯
蚀受矿物) ,凶而它们的反射光谱在某些波段上具有特征,姻 l 咽 μm 、1. 90 阳和 2.20μ桐,
于是就可以利用这些被 þ(;1fi自上的特征谱(或反射事值)对它们进行分类和识别,问时还可以 分析引起这些特征谱变化的物质成分、结构状态等网章。因此,光谱分析方法也是研究地质学 中岩石、矿物的结构、化学成分的理论方法,为地质工作者对岩矿的认识扬声在了思路,距离利于 研究岩矿的物E盟、化学憔质。
由上述可见,岩矿的光谱特性分析研究不仅为遥感地质学的正理论燕础研究,同时为溺感信 息处赖分析且应用研究提供指导,而且也可为地质学中岩石、矿物研究提供…种很有价僚的 方法。
2.2.2 2.2.2.1
遁罐揩矿光谱研究的现状和发展趋捣 选感光烯研究的现状
遥感瑞矿光谐是遥感地质的基础剿究工作之一,它在空间传感器的设计、最佳遥感波段的 逃择、卫垦遥础数据的大气校正、凶像数字处理 :Jj 讼的选择、事数的确定以且应用解详标志的 确定等方回具有极其童基害的靠义,因此,因内外一些遥感研究部门对遥感岩旷光谐的研究,包 销光谐的测试、数据分析处理制应用工作十分重视。
羹阁、自1 苏联等E国家,从 20 世纪 60 年代到 70 年代主要在实验室制野外对岩矿和其他地
物的光憎特性进行测试制分析,如对岩石、矿物、土楼、成体、农作物、森林、草地,积罩了大量有 价值的光琦L信息,为 80 年代航!i!呈耳光谱、航天遥感 (MSS 、 TM) 技术的发展和应用打下了事础。
12
2
研究观战与地骨
随着越感技革的发展相应用领城的扩展,对错矿J\:;憾的研究不仅摆对岩旷光谐进行测试、分
析,而且淫理对其就行数据分析处现以及成用方放研究 , TJ挂在 80 年代,遥感指矿光菌研究非 常滔跃,形成 r …个热点,北岛是因内在 80 年代初期更品如此。在这叫时期,主婆时遥感地物 披段砌的光自身被据作一些统计盘HII!分析,如:均值、中值、方主是 (t草根Jj辈在) , T 检验、被枪验相游
椒榆革命,阴阳分析、聚数分析乒l 如l分析、主成分以及附于外树(!tlm 仁等, 1986 )等等。涵过这
些分析处理,一万两直接应用分析地物(如若矿)的物现化学性质,另一 1ï淄 11航夭遥感数据 MSS 和 TM 对应分析,指导其图像处理,进行此懵选择以且应朋解烽标志的建立。在 80 年代
滔剿,科学技准监展日新月异,航空、航犬遥感技*'监腿也非常迅速,出现了航啥的成像光谱投
求,这…新技堆的盘腿,使傅遥感技*'从撒班级 (μ,rn) 走向纳来级( nm)" 遥感传感器的光谱 分辨事提高了数十倍,甚里数百倍。野外遥感岩旷光谱仪从被段型(低分辨半)发艇成连续的
高分辨率光谱仪。由于成像光谱技术具有光谱阁像告之为一的特性,在航空、航天遥感成像
光谱数据的分析处现和应用时,对岩矿光谐的研究就显得尤其重要,于是在这一时期岩矿光谱 的分析测试以及光谱数据处珊分析中,其特征的量化辑示与提取的方法研究形成了光谱分析
的热点。光谱特征{亩且处理、撞在1t表示和提取的主要按*'方法有‘波形分析、光谱分析、外壳]j" 数分析、编码分析(坡向编码、特低编码等)以及数揣库技术。如果说 80 年代中期是成像光谱
技术萌芽阶段,后期是发展阶段的话.那么, 20 般妃 90 年代成像光谱技术的发展与liY.用就接 读感技01otl , 1998; Varhel ,扭曲)。
纹现{言且摄取面常利用灰庶共'É瓶阵、傅黑叶功率谐和纹现谱(王润生, [992) 等方法。 多源数据自由台研究也非常黯及与深入,其技乖方法涉及到不同的数现知识(j imcl1 et al. ,
1999; Pohl , 1998; Robinson et α l. , 2附:阳明, 1999; 阳 ss & Schott , 1998) ,比如小被制融合。 真应用涉及到非滋感激掘(五润生, 1992 ,乡长亮蝶, [994) ,如藏感数据与地球化学、物探数据的
提加与融合。法接方除一方丽拓宽 r 越感的应用现网,另一 1f 阳也延伸了通感的应用能力。 品的来说, 5耳光谱源然精矿{商息挂在耿直要提然于则像灰皮特征,自 p~喜于精旷的反射强度提 异,翠用
些数字变换方法,增强成突出有限的囚你依息,使之易于国视解体命在数据处跟中,
由于波段有限,来能有效地融入精锄'的光i器知识,其鳞果精度lI!多地取决于研究人员的经验。
2.3, 2
成像光谱方法技术
一方闹,商光谱分辨筝的成像光谱遥感技*'是对多光谱遥感技y性的继融、盘腿制创新,因 此,绝大部分旦在光谱遥感数据处理分析1f法,仍然可用于商光谱数据,另一方隘,成像光谱技*' 具有与 5耳光谱技术不一样的技术特点,因l 商光谱分辨率、趟辜被段(披段[脚,主婆用于探测大气化学成分)的 海量数据。因此,常规牵光谱数据处现方法不适合于成像光谱数据的定量分析,于是成悻光谱 数攒处理和分析技术应运而生 t
在成像光谱数据处理湖分析方法中,提键性的技术问崩量均
物光谱熏哮,光谱特征的最化及提取,棍合像元的分解和定最分析及棋规识、刑。
2.3.2.1
光谱竟然扶;/(.
按照不阔的模型理及算法.从成像光龄数据中把地物的光谱中非 f! 反演出康的过很就是地物 光i替重建技术。极据不网的工作情况且晶件,来取不网反挂起模型来重建地物光谱,是实现成像
光谱数据遥感jE j量化分析的第
齿。着时其不进行反革草,贝Hlt有一个统一物理盘i韭行对比。
目前,光锵反曾遭模型大体可分为兰兰大类型.基于大气传输理论的大气传输模型,鉴于统计分挤
的统计模型以应基于地困地物阴步观测的经验阴阳模型。
2.3 , 2. L 1 基于大气传输理论的模型 该模毁实质上就是ffl理论模型消除大气中气体分子、*蒸气、气榕版1直尘埃等分子颗粒对 地反射输射能量峨收与散射以及大气截稿射效底,井将其还服成地物的fÆ射辐射光谱。这是
27
成啤九惜牵矿识 *'1 方法桂术研究和牵挂响阁;t分析 一种比较复杂的问时必须进行地物光谱耻大气费堕测量的绝对反射率生成方法,也就是对成
惶光楷数掘进行绝对韬射你寇的问反演。在这一反恼过程中.关键是建立大气传输的模型 α 自 19削年, Chndrasekhar 挺出了辐射传输理论以班,相继监照 r 许 $Jr!击,如 Ordinate 1J 法和l
Variatìonal lI t击等班解决辐射传输问题。目前,常见的大气传输模型有 5 S ( the Simulation of
thc Salellitc
Si伊 al
in the Solar
Spectrum) 、硝 (the
Second Simulatioß of the Satel1ite Signal
in 由e
Solar Spectrum) 、 LOWTRAN-72盖 MOOTRAN (Te il1剖, P. M. , 1989;Vermote , E. , Tanrén , D. , D础时, J.L
etal. , 1994 , 1996; 如 .CaÎ Gao , K. B. Heidebrecht and A. F. H. ('~tz , I997;Z. QIN ,
A. Karn ielî 民主。(4, 67) , Na, O忡.,时, I 1. 42 .1.93相 21 "",咂 I 15%. 条块 tt FqOs(0+39) , FeO忡, 47) ,收谱带中.1.仰,...最
石 d 商岭土 化
H, O' (0, 26) z
强,1. 4'1 阳丑次之
从血 4 啕也"阳曲钱
细粮石英 D7 I B _,二*辑叩", (灰白) ,
k 升,0. 7.5 ~2 细川 刷锅JftH.;t93 j.I.III强 1: 收, 1. 42、 Z 盟、 '35 阳 Uh等偏冽
I
。咱 4- 1. 80.."rn 呈上升
1)~ID~_11 *~tt:j'习 DnIB" , 1 {1 :h古叫且血
趋势,1. 93μ皿中等强 度, 1. 42由,、 2.35 i辆
可.,
1 直)μ皿啊
斜*石 40畅, ISio, (74.80) 企+划)0,(13.58). 反射串值的""岛;从 n "101"10_1
甘r 情 r 占c皿山 1 石英二二 10俑,提云母
岩
μm 一直处于上升状态:
l.何 μm 强暇收,1.
35畴,斜长石
/\rCI
反射事曲线从 O. l 阳l.盼
", 0 咿 (2. 幽)
片麻启
揭灰色黑
8 19 _1
MgO(2- 98) ,
A,cl
角闪斜拉
普通角闪石
BYI~I
SiÜ:! (峨们), ~Ü:! (16. 酌,
Si~(炼自3) ,
AJ, 0 1(14, 55). 1. 93μrn 中等股收, 0.93 ,
MsQ (4λ02). N~0 (3 .79) ,
1. 42 ,2. 20
c.o, ι (9), f,吨。3 日‘四),
的暖收谙错清晰。相对被
K, ú( 1. 56) ι()t(O.42)
,f'eO(5. 91 ) , , TjO~(O. 75)
和 2.35μm 舱
弱,1.50 阳'!lI:可见曲曲萌的 眼收惕带
1ω 』山处宽的中等吸收,
1. 42 和1. 93
IuCI
酬处的中等
吸收, 2.20 和 2.35 协m !ll:
麻者
的确吸收 角闪石 50协.
。‘ B'_I
石铺递解
次是最辉
角闪斜长
石角闪
片麻袋
指
AtCI
次选鲸百
反射事比较低, 20% 左右,
...,岛,做斜长
在J. 93 和 2.35 f.I.lll处有
布,斜长+i
比就清楚的吸收幡带
>0% 征较明匾。切商品新鲜削光憾在 L9μm 处的吸收特征远不直到风化进阎明显,说明风化褒 m
i皆有校 5 的*分子,税切阔步t谱中可见的 2, 1 川处异常烧基潜带在自然阳光谱中很微弱。 2 , 3 阳1 和 2 , 4μm 处的主益基锵带均有显庙,但仅在切凶光谐中可且铁离子的精谱带。自然在
附含有较多的不透明物质组分 , E巨抑了样品的光谱特征。 虫草礼绪都( AICI) 蛇纹石化大理岩 (B 4 _ 3 ) 蛊灰白色,主墨由自去革牙利方解石组成,古 20%
的蛇纹衍。 0, 45μm 和 0, 95 "'"附近可见蛇钱石中的铁所产生的特征谛带。 2, 35 阳处碳酸 粮谱带非常明显,在嫌被t支边表现出其特有的肩带,由于舵纹有中的 Mg-OH 巍阔的作用使诙
谐带具有双峙的特征, 2, 30 件m 附珑的吸收极翩。 2.14μm 处有磷酸根另
较弱的谱带。
L4 阳1处的谱带强削尖锁,表明晶格中青有较事的结构水,并且是高质有序的六次配位的人 面体结构, L9-2.0μm 处出现
宽而强的吸收特疵,是由1. 9 jJ.nl 的规藏谐带和 L9μm 、
2 , 0μm 附近的碳酸根谱带震台而成的。
红旗营子群(阳, Hq) 白色大观态(日21 ~ I )方解石含量 100%α 先谱刷线形状坷蛇纹:ri化大 规岩类似。假反射事债哥哥高出的 20% ,且 L 93 附和 2.35 "'"处的吸收深度和宽腹部更强, L 40 "un 附近的吸收谱带:l!:1l.较浅,在现为典哥哥的 CO; 的特':[E.;. 变质闪位精 (B 1 ~ 1 )和细较锅云云母化变质闪快粉 (8,_,)反射率低,…般在 20% 左右。光懵 曲线形状在 0 , 4!) - L 85 "'"段上…附相似, 0, 48 川、 L 4!)阳、 L 四附和 2 , 35 川的被带都 很明撮,很由于踪者销孟母含量多, 2 , 25 M刷 Mg-OH 的振泊潜带J!!!虽。 0, 48 闷的谱带和
1. 0 f.Lm 附近宽而惰的懵份为.F'é~ 所引起。 45
"埠此谐绪矿识刑方法拉本研究和部响网章分析
S Z;母石英片农(日13 ~Z) 衍洒在乎 (K I Al , [AISi , O,,) (OH) , I )肯贵在 20% 喇 309毛。光锵与
闪长椅摄本相似,枫反射事要商lO %lê右。 0.48 川、0.65 川、 0.93 阳、1. 40 川、1. 93 川、 2.20μn , 2.35 川1 和 2, 45 ~m 的潜带都清晰 E可见 ν 真中1. 40μm 和 2.20 ""'阴谐带部而尖 悦,是白法峙的生在构71;>
'跑长布
Oli伊抛狮
BII[~~OJ ],主要严于倏触交待变质岩及石英岩中:1. 9 的
强水谱错, 2.2 ,:乙 3峰""有精晰地吸收将征" 由 70咱串"创9岛的呐挺有相 309串幽 10啊,的将挺有组成;在
部 状 艘
1. ω ,!- 90 和 2.2 酬的谐带为 OH 崎的伸铺椒油与 A卜。"的
弯曲振动的合艘,1. 90 阳的谱带显示有包篝体水
•
NR[A院响],铺快有啊长布票刊的制揣周南 '65 、1. 0 ,刷
纳长石
Albl l.e
有 (F{'l+ , Fe'+) 弱谱带,1. 40 阳的 0" 谱带,1. 90 胆的水 谱带, 2.20 川有清晰谐带
酸
…一
盐
彼伏苟
L..hrndrui恒
班J挺高的塑种,由销*Zl 30~也呻""♀:隐含磁铁矿翻脸 t 反射 J$陶锁低而平泊在1. 1 lIJIl处出现反射峰
K[ AlSi.l O川,含 109品-2.1%铀1-,号29~
110 400 协)
呻… 470nm 戚、 Mm撒都睡
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___ 952 nm ←台~ 1 4
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7000 断裂活动分为两朔:
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回4
- 1- 3
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制 ) .下侧翼砂矿树等"位E Jlæ:.上部为去,"柑"'"刷衍组合 {火 山岩 ..h( 乌
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'iL Ø' 1原指央商店石膏,属伺蝴栩俯鹏也曾撞撞,'1,咱 (1事阳系}砂土、保石盆醺凳",.>).6 18.6 19.3 18.9
2279.8
19
~139.
2
负21157轨498 2192.0 221 IM A - 11 在取舍方解西矿物的将旺光满对比
成像光谱数据预处理
4.3
本tX成幢光滑越感岩矿光带信息识别与提取所使用数据为机载成幢光谱 H y M a (l数据 . 成像光谱数据处理的主要内睿包括①光谱的定标、大气枝正和光谱重建,依此实现成恤光i曹 !自.Hà<J 阻像寸t惜转换,这是进行相 应地物识别和鉴定的关键 : ②儿何校正和 跑理编码,以满足 定位成困的要求 。 目前成惶光峭的辐射技正骨迫使用的方法是基于地而光谱与图像放掘的经验线形模型. 但孩模型难以消除 bn性因子的罪响 。 另 -方面ij ,从机载成悻光谱应用技术产业化的角度来说.
开展地面同步光滑观测.实施起来需要技人大量的人力资源,井且对于一些难度到达地区也无 法实施同步光谱观测 。 因此 . 发展和开发较适合的模型与方法尤为重要 . 辄射传输模型是基 于大气传输理论的反演模型 , 如 6S 、 LOWTRAN 和 MOOTRAN 等算法草杂,涉且的大气实测#
数~.同时置 一些条件的限制而未能广泛加以应 m . 但是随着成惶光滑披段设置的合理化以 且检测锦通迦倍崛比的提商.所提供的大气水气吸收波段敛据与辐射校正模型相结合可直接
运用到对成像光滑数据的大气位正.这植大地筒化了垂数的设置 , 节省了地面光谱同步测出的 人 jJ 与物)J.其校正的精度也3在全能调且对矿物识别的需求 . 本次)\;天 Lll H yMap 数据主要利
用 6S 模型与图惶水气波段结合进行大气佼正.然后进行光谱平滑处理,减少啸声的'在响,消除 误娃,有利于对矿物以及地质倍且的识别与提取 。 另外在航空成像光谱数据获取中,由于飞行平台资辜的非毡定.存在严重的儿何畸变,歪 曲甚至混捕了信息在空间的表达 . 制约8成幢光谐的实际应用 。 利用航空飞行平白上飞行事
数,比如传感器扫捕仪工作姿态事数、同步 C 陀、惯性导航测量垂败等进行儿何畸变位正刻不 容缀,是亟得解决的机载成恤光谱技~应用工程问题之一 ,同时这也是目前在航天和航空遥感 擞揣儿何桂正与地理编码方面研究的一个草点 .
4. 3. I
航空成像光谱鼓掘的辐射纠正、定标和光谱重建
成{草光i骨回{章数据(即原始撤据)是地物光 i曹反射辐射伯,(,1.与大气辐射传输敏应、地形效 应、传感器扫描革统等多种凶章影响的结果 (Y.C u etaJ..2∞ 3 : J.
D. Shepherd et al. • 2∞3 ) . J2J
成悻克懵蛊矿识刑方法技水研克和帮响罔常分析
;lt;悔元光谛是这些国囊相班作用的综合反映。成像光碍事对地物的识罪依赖于地物精细的主tl曹
特板,为了此网像中校取地物真实的光谱特征,必须进行相放数锚的!E标与大气役正,以消除 与地物光陆翻射特征骂事?巳关因嚣的影响。成像光谱数据的辐射校正其实质是光潜成像机理的
逆过程,从图 4 … 3 … 1 ,可见,真反演过程经从 A 唱"咱 C ,初步消除或躏弱无关E日子的影响,啤可 能真实地得现地物的光踏特征白
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/c ".反射率咱
顾 4 寸寸属感属惶机理与反演过穰.
4, 3,1. 1
输射畸宽松正
由于地物光谱反射韬射方向性和观测角度的非稳定性等凶辈,获取的数据部分边缘幸存 在辐射畸聋,造成扫描图惶机下点到边缘辅射亮度盘生变化(倒 4-3-2(.)) ,既影响岩矿光 谱信息的提取也造成粉矿识别制朗的假盘。对该试输鼠的数据,利用小波变换技术,选择活当
的小披蕃,提取图像中平稳变化成分作为校正的均值或茹准点进行校lE(郭小方, 1998 ;无润 生等, 2000) 。朋 4 斗一 2( .)、国 4-3 -2(b) 分别为校lE前后的阴僧,可见该方法既可以消除 图像数据的亮度最异,又能保持朗像的按现和光谱特征不变。
4 , 3. 1. 2
光谱定标
在成像光哥哥倍且提llIt巾,地物光谱特征是直接识别地物的唯→因素,这也是成像光谐区别 于~光谐的优势所在。因此在成像光僧数摇起标中必须对成像光谱仪的每→通道(披段或探 测器)进行光谱标寇,避免光谐漂移。
试验阪数据于 21四年 10 月中旬开始飞行税限,在飞行前 9 月 26 日在模大利照实验革进 行了光谱标定,确定各波段的光谱响成函数(中叶派*、谱段宽康、 FWHM) 等均无异常后运抵 新疆东天山试验区进行数据获取。 HyMap 成像光谐仪的波段fIf.鼠、中,心被长佼盟和带流等光
谱定标数据见费 4 寸寸。
·锄第\.2ω毡,东天山街光谱矿物填因阶段性报告。
122
成啤龙it遇品 11 矿惜息提取示也应用
4
,.)破 n
回 4-3 -2
4. 3. 1. 3
。)艘 iU习
U y响叩 凰像先 11量憬'惨像辐射"'11:剧正前后对比
辐射定标
辆 M定标是遮立光制旦因恤数据与人随处地物如甘牺照皮之间的定量关罩 。 HyMap 每隔 一扫 描17测 1 0 个附电流的.存储在){){)()Ld 幽暗电流数据文件中,相应地可以拟告出与地曹效应函数 之间的增监 (C酬)与偏移量( 臼r... ) ,从而利用公式 ( 4 - ) - 1 ) i!lli晴 电流的梭正。
R.d;.nce( A) = ( DN ( A) - Off.e'(A )) / C.; n( A)
(4 - ) - 1)
同时 E行啡'每间隔 一扫描行记最 1 0 个所测定标灯值(存储在 XXXX_c. cal 文件中) ,再根 据 HyMap 系统各披段的实拉宫辐射标定数据(垂数文件 )(XXJCdyc.J.
Ix') ,利用公式 (4 - 2 -
2) 对l1f段 A 上像元的 DN(~H自进行辅射值转换 . 阁 4 - ) - ) 是经过辅射标定后地物的反射 辐射光 i持栩如I皮曲线 。
Ibdiance ( A) = DN ( A) xdyca l / c.cal
4. 3. 1. 4
( 4 - 3 - 2)
大气校正与光1畸重建
lIífíflï 已经酬述过成像光谱书的大气订正和岩矿光谱种重煌的方法技术(郭小方,王润生,
123
且啤尤4曲直矿识别方法技术研克和市响圃章分析
g提 . , z q伊 主SMmE·
跚 跚唰
EF
2000 闽悻军相田庆久等 , 1999; Go wer R.~l aJ., 1 回2 i
J. F
1 拥6 ,Z.
VemlOte E. .
QIN.
2∞ 1 ) 。 这里将罪取利用成像光谱自身波段 的数据与大气理论模型相结合的方法 。 原始 数据经过上述辐射定标后消除了仪锦等罩 统误挫.但是大气以且地形等因章却严亚地
O
歪曲地物的谱特征 。 在东天山数据大气艘正 s∞
附∞
跚
1 筑~
2朋巾 ,仅考虑 大气 的影响而 来涉且地形的对地
M:k; !nm 回 4 -3 -)
物光谐的干扰 . 所1Ji取的数据均利用澳大利
lI yM lIllfd曾经辐射定标后键取万解石
的光i曾辐射匮幽线
亚针对 fl yM叩仪樱所开茸的 、 基于大气传输
的 6S 模型中专)lJ模块 "HyCoπfor HyMap AI-
m回 pheric Con咽ti on .. (图 4 - ) - 4 ) 。 该模块是基于;1(汽在归。 "m 、 11 咽 "m 刷氧气也o nm 的 吸收特征 .渥憧 元进行大气消减,重建地物的光谱特征 . 该模块除选择性地利用上述吸收波段 阻像外.还需要输入以下垂数:①所按取数据的海拔高瞿以及飞行航高,②所获取试验区域的
气候类型以且数据获取的格林威治时间 (GMT ),③所旗鼓据的中心点的经纬度.④选择大气 气榕胶类型以且大气能且度 。 在利用 6S 模型进行大气校正时,地面存在大面权串体时将舍使对蔓个图像数据点气啻量 的商估,误导大气校正结果,因此在实际枝正中应将其掩攘 。 京天山地区位于大陆腹地,气候 于燥.槌被不监育,但是该区存在褐铁矿化,并与成矿关革密切,在进行大气枝正#数选择中,
{f 'Ø.撞开 Fe l 的吸收波段区间中的 940"m 披段.而选择川 40 nm 点问波段进行大气校正。 对罔像激掘进行大气校正后.局直观的评价是通过对在大气校正中所生成水汽困惶进行评 伯班ò1',如l伎正的好坏 。一般而亩,如果;1(汽困像成王'状,在示伎正的好(阻 4
)
4(. ) ),如果
;1(汽l割草中还能看见地物则说明校正不完全(阻 4 - ) - 4 ( b )) 布置晰设定盎敷亚新校正 。 在大气枝正过程中.由于数据获取、数揣测盟、模型等本身精度的限制以及噪声等多因章 贯穿于费个处理链中,跟计误差将导致视反射事与实际地物光滑间的且异.光谱 曲线存在 大量 的锯由,如因 4 - ) - 5 中的红色曲线,混滑部分饮级光滑特性,带进 - 步地进行平晴和去除噪
(.)
回 4- ) - 4
(b) 大气剧正时大气水,气固像比较
{川大气伎正究金,水内阁像成云"状, (川大气极正不元全.偏见地田地街
124
4
成悻克蜡遥感黯矿甜息提取翁地应用
声处赐。本次处理利用 ENVI3.5 版本中的 EFFORT 模块激行。 EFFORT 处理过程类似于经
验线形校正 (Empirical Line Meth叫) ,但与其不网的矗,该模块统计的增援和偏移量是运用于 最罪过大气校正的视反射嘟数据。
~ u UBZ叫;1)' bouI"mi叫时1脚 |j ~
'阱跑 06
;
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\叫:工人 li04 百 0.2
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1. 5
Lt~i 2.0
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摘*1阳1 (.)
罔 4-3
1.5
披*
2.0
1""
制
-5
即引GRT 平滑趾理
( .)阁中箭头处引人像泥石矿物光谱而导教光避"过特征化"
EFFORT*用技格朗日事项式参数模型 (a p翩翩翩。 model
of Le阴阳阳 lynomi曲)从数 指本身出监,通过句真实 J't谐的拟舍生成"准野外光谱 (pseudo field Spectrll)" ,利用~模型光 谱对嗨
波段遂行进行拟告后,梅和(1)曾被拟告所产生的斜率(增益量)和截 ië( 偏移量)校正视
反射事数摇中串串R误缝。试验区内着巴细地物的特任光谱有助于l'1ffl拉格朗 H 参数模型进行 拟舍,并能为 EFFORT 校íE拟合提供l!为精确的校正凶于和偏移量。但常要注意的是,Q)必须 避开如 14心Onm 和 19∞ mn 7le" aJ. , I酬)、分块空成分盒饭 Jía et 01,、 .1酬)以且基 于主成分的对应分析(臼lT et al. , 1糊)等。空间自相关特征提JIj( (Wamer et aJ. , 1997) 、于穷问投影
(H皿叩 et a), , 1酬}和高维数据二阶特征分析 (lec
el
al. .1993; Haertel et al, .1隅)也将到i 相应的
重视。利用非线形的 'J 波、JtJlj特征(Qíu et aJ. .1糊)也,:([研究之中。
:È成分分析(陀的是根据倒像的统计特征确定变换矩阵对多维(辜被段)附像进行正交 线性变换,使变换后新的组仕图像互不相关,并且把多个披段中有用偏息辱可能地集中到少数
几个细分朗像中(朗 4 ~4 ~ 1) 。一般地,随蒂克成分阶次的提高,倩噪比添渐减小。倒在波段 较多时井不完全符合这一规律。
为改静:È成分夜高光谱缴中的数据处现能力,相底地利用最大噪声组分变缺 (MNF) 的方 法(甘甫亭, 2001 ;甘甫平帮, 2002 - 2003 ) ..该方法是利用 1到悖的嘿附级分慨陈 (1 , 1") 的特 征向量对阁像进行变换,使按悴怔僚曲大到小排序的变拽分量所包齿的嘿霄成分ì!f.惭减小,阳
凶像)JIl篮周国次提尚。五;也图像的且协方直在短醉 .I,为因像噪声的协方堂皇矩阵。 MNI' 相当于所 有l1Ii.段噪声 }j辈辈都相等时的:È$;分分析,因此可分为阔步实现,第一步先将因像变换到一个新
的坐舔罩缆,使变换后图像噪声的协宽整矩阵为单位阵;第二步再对变换隘的图像施行主成分 变换。此改进的算法称为"噪声调节主成分变换 (NAPC) "。 对 P 波段的高光谱囱像 Zi( 叫 , ì=1 , 2 , ....p
(4~4~1)
Z(x)=S(x)+N(x)
(4-4"2)
可以假设
这里 ,Z'(x) = IZ,(叶 .....Z, (x) I , S(川和 N(x) 分别为沉思)中不相关的情息叶景和噪声分景。 闲此.
Covl Z( 叫 1= 1:忿1:,+1:
N
(44 …3)
l:,和 Lv 分别为 S( 叫和 N( 叫的协方整矩衅。倒此,可以贯主义鳞 a 波段噪声分量,
VarIN,(x) 1IVatl ZJx) 1
(4
-4 叩 4)
选择线形转换 .MNF 变换闯以表泳如
131
成悻克懵最矿识别方法拉术研究和黯响园常分析
Y, (x) = α丁Z(x)
ι= 1 , 2 , ''''''.p
(4 4 5)
=1 , 2 ,… ....p
(4-4-6)
在变换中,确保
43己 αι=l
同时,为使噪声与信息分离 .S( 叫分别与 Z( 叶利 N(x) 正交。 MNF 有两个重要的性原.一是对朋蝉的
任何被段作比例扩展,变换结果平变,二是
400
变换使网像矢廉、信息分景和加恢噪声分最
M 尊W 掌
mmm
互相蠢直α 乘做赚商可通过对数变换转换
为加性嚓阳。资换后可针对惊地对各分量 网像边 tr 击牒,就舍弃串串商占优势的分量。 MNF 型是古典的特征值幽钱如图 4 … 4 … 10
l∞
4.4.2.2 5
10
"
15 披段
阔 4 …4 … 1
特征命离
在 MNF 变换后的特低域中不问披段
15
具有不间物理与数学章义。比如变换后的
MNF 变靠祀的特征帧附绒
第 l 波段表示蜿物的亮度信息,第 7 波段 或第 8 波段表示地形信息。在 MNF 变换
巾,通过信号与喋南分离,使信息更加集中于有限的特征集中,岛仇鹦微弱信息则在去噪转化中 被增强。同时在 MNF 转摸过银巾,使光目曾将在E 向量撬汇靡,增强分提俄息。 则4
4 2 是一些矿物光谐淄过 MNF 变换前后的幽线lfiJ闺阁,从有阁町且偷血均螺阳分
别有序地集中在一些乎可限的波段内。 i醒过啻弃噪商彼段成其f血处理,相应地降低成消除噪声 的影响。问时信息也比原始数据堕且应仕。 矿物识别
4.4.2.3
矿物识别主要喜选用光谱栩如l枝测庶的方法。基于戴个谱形特征的相似性概亭的大小,能 有效地般免网岩石矿物光谱漂移成光谱变界而逃成的直在个光谱特征的不匹配,并能辈革骨利用 弱的先憎{青岛。
基于整个光谱形特悦的\lljjJJJj法主擦有光谐角技术、光谱匹配滤波、光幽拟含5寄钱形分解 等。利用大气校jJ'后的重重量光僧数据哥,闯选择性地利用上述矿物识别投y拉开展端元矿物的识
别。光谱角方法叮直接选择端5ë矿物进行m;自己,最终生成立值幽像,简单晶衍,在阀值合理问
0'
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0 .2
1,0
U 被擒 /μm
固 4 …4 …2
132
""
b
,
2.0
2
3
矿物汗,谱 MNF 璧缺前脑特征比彼
5 搬段
6
4
成悻克懵遥感措矿姑息挺月沃尔也应用
靠的前提下能够获取较雨的识别精度。
在成像光懂装号矿地质低息识别均提取 Ji/.击中,光谐角校中是
种较烨的方法之…(王 j庄、
削, 1993 ,立'J ,^,虫, 1999) 。光谐角识别Jf法是在出光 i曾组成的$继光谱欠盘空间,利用一 A 个岩 矿失去疆的角度测度的数(的华解错矿盎智先僧端元矢篮(, )与凶像像元光谱负量(仆的相似性 测膛,即·
自 11
主王一一 , 11 膨川, 11
(4-4-7)
这里, 11 哗 11 j的光借向盘的憾。主整带端7乙光谱可束自实验室、野外测量成已知樊别的图像 像元光谐。 θ 介于 0 到悦 2 ,其值 1/IJ 小,二者相似It盘寓,识别均提取的倍息愈王可靠。通过合 理的阀值选摔,获取矿化蚀受信息的工值凶像。
4.4.2.4
闯僚的选择与航带间信息的衔接
无论是光谱角技术还是光谱J1Ii院以及混合光谐分解,都手H'f.对非矿物俯庸,的分例,网此阔 饶的ìí\i择是一个必须丽临的直主要害问题。这平仅关京到所识别矿物的可捧度,也关j\到矿物分
布范网大小的界)Ë,问时由于最分航带摄取,不网航带问周大气校正的谈装糊噪声的影响而 使阿…地物的光谱特'1íE存在虫在异,可能使所提取的矿物夜间展布特恨在航带之间所有珍断和 …致性,增加了制网的则难。自1 此时于阙饶的逃摊,需遵循以下J.ii则:在去 f申明显假象信息、保 留可靠的矿化蚀资格,~,情况下带1f,整体的一致性以政航帘的过渡性。
4.4.2.5
技丰流程
结合成像光谱数据预处珉,根揣实际应用情况,可以总结出成像光谱遥感地质调查工作的 技术流穗,如阅 4 -4-3 所示。
4.4.3
试验区成像光谱蚀变旷物识别结果与地JJ分耕
试验阪内的变质作用主要为与构裁破碎、热被蚀费有关的动力变质作用和热液变质作用。 动力变质作用 30要伴随断搜构海形成,精构造线最带状分布,夜地貌上形成相对负均形,并使 地展强片理化甚至形成威t毒者 φ 个男 IJ脆性是劳石则形成碎校岩。这是要构造薄弱那位是主要在的赋 矿穷闷。热浪费质作用主要产生部位为断裂构置在带和陈闷亵隙,其去世模和强度取决于构造规 模和性质,蚀变作用主要形成直在铁纲云粉化、钢孟母化、商峙土化、融化、破酸盐化、虫草泥右化、
绿帘石化、仰化,同时仰自直有黄铁矿化、Jf锄矿化、孔雀石化及金矿化。这些热液蚀堂与该区的 成矿提 JÆ锵切。
4.4.3.1
矿物端元的选择
根据该院的旷产成国及其蚀变类~,在廿析不问蚀膏矿物与成矿荒草的薄础之上,结合试骏18: 岩石V物光谱特证,选择云母、高峙石、碳酸岩、绿泥百以及童隙有旷物作为识别的端元矿物。
4.4.3.2
矿物识别与分布特征
利用大气校正后的踵辈辈光锵数据,选择光谱角技*、光谱分解或光谁匹配磁波技叶生开展上 述端元的识别。从 USGS 矿物光谱库中选摔七述 5 种端光的较为标准的光借作为彝唔光谱, 逐航带开展识别提取。然路进行航带儿J町校正、懊嵌和拼楼。凶版1j盖 24 j民航带镶嵌的所识 别的 5 种蚀变矿物分布凶。
因版 1 可见,维泥石与岳母类矿物在试验18:广泛分布,为区域蚀变的产物。蛇纹石化主要
分布在绿泥石与微酸岩化以及一些岩体的边缘。碳酸盐化主要成线状沿构造带成近东西向分 133
成悻此惜j告矿识刑方法技术研究和影响罔常分树
地质梅合分析
先 U雷特征分析
她姆慷饿与国地想编码
4辱斗罗瑞元海宁,
常阅始转缺
擞据减维
矿物识别
矿街分布图
野外溢证
矿物分彻 ..甘阳
工=工之二
--, r-…
专题囱件绘成 围 4 …4 也 3
地质结合分析
蝇悻光谱矗睡地质调查技术就跑
布。高峙有部分与云母、绿混百伴生,部份地段独立成丽形分布。
4.4.3.3
重点成矿区役的选辛辛
东夭山倒、镰、金矿化与晚百货单;二二叠世岩浆侥位…;k山活动密切相关。旷化组合分为金矿成
E 身在统、制多企阁成矿革统和钢一镰硫化物成矿系统。本次试验区内旷化主要是与楼铁质制镜铁 .I!i岩有关的铜锦授染碗化物Ill!矿革统。MJlJf识别出的矿物分布分析,在矿体的边缘广泛存在绿据 有化、蛇纹E化、碳酸盐化、云云母化、高岭有化以及虫草帘石化,尤其在黄LlI、黄山东等矿体边缘存夜绿 泥石化与蛇牧1i1t!Jl舍,这些地方巴虫在发现了具有工业品攸的矿床。网此可初步将银混百化可舵 纹石化领合作为阪域内寻找类似于黄山、黄山东那铜镰硫化物珊矿厚的标志。 在对镰泥百化坷~纹石化级告模式分析的葱础之上,选择幻橄地12[作为震点院段进行详
细分析。该区分布着类似于黄山、黄山东型钢镰硫化物骂自矿床的绿泥石化与贩伎石化革目骨,具 有进一步工作的前景。 1事于此,选择该院作为本次熏点脱段进行 1'1 万比例尺的矿他蚀变鼻 常惊窟,提取。 在对区域内一些典型矿床如黄山、黄山革等进行深入地脸分析的雄础之上.还监现其普遍
存在绿帘石化以及与盘矿床有关的婚铁矿铁或黄仰铁机化等蚀变。进一步提取与矿化相关的 吉普帘石化相黄价铁饥化,盘现在虫草泥西化与蛇纹 E化组合分 Iíi较密切的区域,其绿帘石化也确 告得较好,问时还存在云母化和I商岭 E化。这些类似的矿物姐告分布区都可能成均进一步找 锅的工作靴12[(朗版 2 和朋版衍。
134
4
"'悔克谱造品量矿桔息提取依施应用
缩命旦旦城地质和 1 '20 Jî化探分析可知:①该J:iê断裂构逾较发宵,每挂靠农仪见少量的脑期花
岗楼脉糊衍爽脉(附大花岗密体除外) ;咀)阙郁地区,即网大花岗岩体立|吨布在 Au~Ag 、 Cu 、 Zn 、 Sn ,Mn、ω 、 Ni 每f,非常, Au 异常缀圆形,极大值 3.0x lO…\Cu 异常紧拉%t形,极人值咽 3 x lO…飞 与操泥石今棒子音石今蛇纹百组合的矿物分布模式较一致 J昌在北部榕在 Cr , Ni 、Co 、 Cu 冗靠窗盘 带:④íf在商 Mg 界常(且因版时 b)) ,分布生哥遥感所识别的绿泥滔分布非常吻合;③该J:iê锦仓界 常规模较大,尤其 Cr、 Ni 、巳0 元素牵告较好,具高较好的找矿前嫌。这些都较好地佐证了成像光
谱识到l矿物对找旷的指导与直接指泌的作用。
矿物识别输证
4.4.3.4
开展矿物识别辙诋方法有$种,野外实地地质调菇法(检lI:矿物识别点) ,野外光谱梭测
法;农矿接定(薄片、光片或 X …衍射、电子探针)对比法等③本吹工作磁i正来用黯外实撒地质 2
调班(检查矿物识别点)和精矿接jË分析相结合,景点对试验区两部(第 I 分区)约 1000 km 丽 积的矿物识别进行实地验证。
碗饭点的逃取充分智成了 以下原则:①尊贵诙点的精股和 fftJl:应能够校制牧民城内的地躁、 楷体粉性及构最主变化,③必须对所帘的做'11'类型和啤暨矿物的栩浏古攒就何验证;③骏证点在 试磁区拖罔内啤可能分布均匀,@相问踩挡不闷蚀变以及不问踩密的相问蚀变均自一针对性地 检查。图版 S 是第 1 分 E在野外验证点分带阁。
野外验证的检查点(红色〉都发现有百饰,云峰化分郁擅自司很广。主婆由是由验证区内大 闹非{出腾的花岗岩发生销主主常化蚀变 ífö 产生. (样品经镜 F 鉴íÈ;!肖远母含量 30% - 350岛,由 斜任副交代) ,以且一些火山脆地应(凝1Ii.岩、安山岩、凝1Ii. ß置砂省等)和闪*辑、辉辈革岩体E肖远
母化产生,镜下鉴定结果火山每当地段绢给母含量很盖章商约3甘 85% -90% ,问时伴生绿泥石化, 盯能与区域内不问热被作F有条件有关。因 5 -4-5 南部出露的大量型半月状的花岗岩体基本未 发生蚀变,
高峙石化在随 5-4-5 区内也很有限.零星分布在阁幅北部。部分岳母矿物集中的地区,
发现有商崎土化伴生,它是由伏宿舍量较高的花岗岩(如自岗岩)和闪*岩蚀变产生。野外发 现高峙土化表面有花岗岩或闪*岩洪积碎砾物攒盖,分布信息较弱。 嫌搅在矿物在验证Il检查点(绿色相黄色)广泛分析.在院内中部形成 i丘京商展布的强分 布f3:,在此山辅相沉积岩地展及解古董岩体曹滴发生强度本阔的原城做热液蚀班,岩百中角闪 百、辉 15 等暗 ß矿物茄被燥混石峪镣帘有所交代饿变。大部分底地段为绿现有化和绿市石化协
变同时存在。由于二者棍告光谱.:;r;昂Il分.填阴结果绿源石伴生绿帘有矿物,]l绿泥石分布施 网较绿帘有广泛 ο
府外验i正在明方解有得到了很精确的识别和填绘.1;解石化为民内陆南北两条京西向断 裂分布的灰岩楷(惋下接jJ[为:'È察自 1f解有组成的钙极辛苦) ,北部的一品灰黯带股市藏图很 大,治断幸遇贯穿整个骏阪眩,商部的蓝辑带分啪于该区阴部,/截然贸度鞠榄罔相 M较小。
4.5 4.5.1
小结 绩论
本章以新疆革荒山土1!ì!东三岔口地区为试验区,和rJffl T 澳大利亚 HyVista 公词研制的
128 波段尚光谱分辨率的 HyMap 成像光谱仪开麟航空成像光谱遥感矿物信息提欲与识别工
135
成悻光谱1吉矿识刑方法拉本研克和理声响凶章分析 程化试验。通过该项工作的开展取得了下列成略与认识 t
(1)成像光谱应朋技*以其商光谱将4正直接识别如优势。为了自己合成像光谱数据处理分 勒糊地质 mz 1'ß解详. JfJIH 试验区上的典型越性与矿床(矿化点)矿石、矿化蚀变墙壁于掉实测 光谐以及实验室样品光谱测试分析。通过分析测拭换取试验区岩旷商光谱分辨率的光谱特性
数据,从光借特征角度上却o!束了试验区上的岩矿地质体认识:岩石的光谱将征在空问的艇布、 在波长上分布,岩右矿化蚀变空间腿布,卫在同矿床(点)上岩矿光憎特性的蒜异悦和相似性,以 及光谱特性与矿化蚀变的相关性,为开展成像光谱岩矿识别与填图草草基础。
(2 )在试骏区岩矿光谱特liE分析的蕃础上,通过对 HyM叩成悻光谱数据的稿射纠正、辐射 标定、光谐重建( 6,模型与成像光谱中*汽波段数据最相结合)、蚀变矿物光谱信息识别、提取与 矿物制图工作,取得了试验阪 24 航带的精矿光谱反射事数据.填绘了试验区 3180 klll t 1 币仅刷
比例尺的 5 种矿物(撮泥石、云母英、碳酸输、商岭布和蛇载有)的分布网和 1'1仪则比例尺(丽 积约 300 km')7 种矿物的分布朗 G 这些幸信息为开展该区岩矿ìJ光,形成空中毅露:亮度 s 另…J;'ß野,散射光将均匀地向四周照射,增加了地图照度,战 胜人传感榻的根辅射亮度。按照质点大小,做射分为蹦利( Rayleigh) 散射和来氏 (Mie) 散射。 瑞利散射仪时大气中那些直径遥远小于辐射能量彼位(小于四分之一波长)的!li点起作 用。做射的能力Éj波栓的四次方成反比,它是→种选择性的散射。该散射现象仅发生在蓝光 波段和红光波段。
米氏散射Éj瑞利散射卫在间,它对大气中那些真径大于或等于幅射能量波长(尘埃、在滴、 云、雾和烟草等)的质点起作用。散射能能力与波t主无关,是一种非选桦快散射。
大气散射是
个十分复杂的过程。有时以瑞利散射为主,有时则以来民散射为主。散射
的稳废除了与大气条件有关外,还与太阳高度角,或观测角有关,而太阳高度角只是她现侬罩、 季节和时间的函数。
由于大气中分子、尘埃和气商胶对太阳光谱,或是对精矿反射光谐的吸收和散射,也将减 少涌现大气的辅射能。其减少的穰度可以通过大气的透战事(下行时 T, 忡,川,上行时: T. 忡,
A ) )表示,则根据朗伯布楠透射Æ'*靠(汤Æ'元等课, 1979; Vem:tote , E. et al. , 1996;
K, Staenz.2002) 公式为:
已忡, A)
=
exp[ 川训d, J
(52-1 )
'T :;: A 叫'B
:m
O
0..)
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"崎
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( . )文阳光..M\皮 ("1'行 )ι ( b ) 自锺地的反J!锢'吃完度{上行 h(c) 槐先词'反J!剧院的'自拟 阁中曲线在。"四处自上而下的排列顺扣~61n血
叫叫
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披长 μm
因5
,.0
u 被蜒/民m
-4 3
"
部分典型矿物光谱分辨率模拟
对于那些较宽的特征谱带,随着光谱分辨率的降低,其谱带的特征谱带的吸收深度、宽度 虽蜡值波长位11嚣2扣上不变,如,\\'\云母、黄铁矿、蓝铜矿等,但形态逐渐变缀,中心被*iîL盟越 来路不明显,对于那些较堪的嗷收谱带,它们的峰僚波长佼盟、宽度、深度和对称惊随着光谱分 辨率的变化从 16 nm 仕辨率开始都合发放明鼠疫化,深度变畴,宽度变大.形态变缀,中心披位 位置有所漂移。如绿泥石 23佣 nm 附近波 t是向短波漂移约lO nm. 王三水钢布在 22朋 nm 附ìD:波
长向顿披摞移约 10 酬,相底地吸收深康、宽庶与对称性也监生改变;而对牙那些提具街:!J(吸收 谱带矿物,如叶直吉布、明矶石、商岭石、二三点锁而碍,其在相邻波长位置 k 的双吸收峰随光谱分 辨事的降低,双峙在 16 nm 的分辨幕已变模糊,二二点倒布在 8nm 时两对观峰已经被淹没蝉
(5-4-4(.)) ,井且吸收晦波*t缸盎生偏穆,最IJ.6nm.最大达 50 nm ;fIiJ 位置栩涩的…些吸收特 缸,光谱分辨事较小时,会淄成为…-1'宽龄的精航闹革能区分,如阳趟宿、地开苟且明矶在等。
5, 4, 3 岩矿光谱特征变异的波长分析 在第二三章中已分析过街旷光谱特征的变异性,结果雀明精矿光谐特征随着其锐分肯量、晶
体结构等晶件的变化削变化。吸收特征1!It*位置金发生相应的偏移。这盟将进一步分析检测 这些因素所引起的岩矿吸收峰被怯位置擦移,井对仪器光谱Jt辨率的常在进行分析。
5, 4.3.1
矿物成分史化(是质同事)
夜典到的碳醺就变化系列中, M gCO ,叶 (Ca , Mg) CO,叶 (M岖, c.)C吼叫 CaC03 叶 FeCO) 叫 ZnCO" 中,矿物中阴离子的变化革列到 M矿'叫 (Cah , MgZφ) 叫 (Mg' 今, Ca2 +) 叶 Ca2~ → Fe' 中 呻 Zn' 伞,成 M g"叶 (Fe 2t , Mg"φ) 叶 (Mgl< , Fe 2 +) 叶 Fe'φ ,对应:ít擎的B衷于序数(或原子最)增
加,原子半径递增,使特征谐带挂主任位置向拉波方向撞事移,吸收特板的被长2.3 10 - 2.370 阳,
161
成悻丸懵蛊矿识刑方法技术研究和串响闺章分树
布
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不同光谱卦辨擎的二三水银布和地开有的光谱特征现钱
望自移的彼伏俯在 10 叫刘刚7 ,最大摞格为 60 ,剧。
5.4.3.2
矿物结构变化( I司质 j串串) 1
E到 5 -4-5 为白云母二三价阳离于Al"晶体场结构中 .Al • 绕连基的二八丽体配位数不同
导致晶体结构的变化。其在 2.20 阳,附近的特征吸收发生了变异。变异的结果使得其蜡债 披挂向任波方向移动.波长漂移最大 20 nmo
5.4.3.3
化学成分变化
价铁离子的吸收特征中心波恒佼置在平同的 FC Z 0 3 含量量巾,块样光谐的 O. 925 ~m 处最 自萦馀
A户:一八阑体 离子 NO
飞甸、乌」
l.2 坦国 懈
E
革 10 到自
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20
4年 L.J...J 钊
2. 2
2,1
2.4
2.3 被长/μm
阁 5...4..
5
臼舌1\1编晶蜡梅与的眼长f主置
(α... 民 N. , 1便到91 Swa 棚,
162
1997)
2,5
巳\ι
成悻也4骨幸矿识别为法技术研血和部响阁章分析
1/' 4(阳羽 W 旷飞
JE榻峙苟川崎ba提锵
飞翩翩霄哉凶。翻黯刽 JO
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明 ι均
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2.1
1.2
2.3
\
2.4
2_2
"
彼妖/四
("绢云也母
2.3
2.4
彼伏/阳 。bl:!'解有
可岳言?\ 京剧砸得每川崎豁黯很
3加 , .W"
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J 机以\\\r
气
1、皿叫h
阳山
卢{\向\《
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叫时皇W挝、
\气
f\ "
2.2
2.3
2.4
彼伏/,m (。娘说街
回乡… 4
6
HyM邮费发掘彼, "rn 、 10 nm 、20 "m 、30 ,.、峭酬的模拙幽悻巾 提取二三种矿物的,的精幽钱勾标礁矿物陶蝇对比罔
利用也谱曲分析技牟利上图 5 -4-8 所示的饵化花岗岩的模拟阴惶光潜与每个图像像元
光锵进行波形形似性分析,分析被长袍倒为 2(剧 -2357 nm ,光谱央角阔债为 0刷 05 ,提取与已
知何化花岗岩体倒像光谱相类似的健元信息。随着模拟的带宽增大伸化花岗岩体的分布前阙
164
5
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成埠品懵矿物识冽的'自响罔常分析
阶 喝
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165
此埠克精幸矿识 1'1 方法技术研克和部响园章分析
{时原"陋.川剧 JU It:!Ift帽 UU取的射性分衔阑
(f) $PI11'址 111111目圃....的精锥份俗 111
(d) I 伽m JIt..撇院…取的悔镜纱布囱
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(h) JOnm .t..JI,t因…攘的指锥纱布圈
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u>崎'mlt响愤恨阁..取的份性分衡阳
(i)
回 5 -4 -8
166
Q MI S - I 数搬不同光满嘴?直幢拙田像槌取的仰 lt:æ 陶指卦布田
5
成啤克1菁矿物识别的'曾响固章分析
(剖 JO:W.徊 u 惕..恨的蝇'使矿分 "NIO
{b)5nm 1(; 11幌拟回.拢'民的帽缺旷分市回
(c) I On m Jr: ut憔银侧..取的揭.矿分布回
{d) 15nm 先翻"惯拟图像.取的剿'去矿份宿回
(e)2Onm 先 111脏'因回 像.剧院的揭铁矿分布侧
价25nm Jlf:iI~自徽图像'隆'脏的俑'民矿分布图
(&,到明 m 1t1l惯拟田'融镰取的相.1民矿#布阁
{h)35 nm 先训'惯拟陋...脏的帽'魏矿分市回
。"伽m "'11惰'因阑...民的揭锁,分布搁 回5
- 4- 9
不同光滑檀掘囚像上绳取的嗣铁矿化蚀暨岩分布田
167
且佩克、叶量矿识别方法技术研克和帮响国章分析
也扩大,而出现许多假血. 由于这种 识 *'J )j法中的县,曙光晴是从图像中提取的.各种模拟图悻 中的识别的It性分布范阁与光谱带宽变化呈-致性 。 在 5
nm , 1O nm 、 15 n m 时提取惆化信息
较接近实际分布 。
5.4.4.2.2.2
利用矿物光谱提取方解石 、副铁矿矿物伯,(,l
利用榈铁矿矿物在谊民范围 470 - 1 0∞ " m 之间的光 i曹特征和方解石矿物在被
= mlAWARO(m 为航摞比例尺的分母, AWAR 为航摄的综合分解力,如 94Ip/mm)
计算为该比例尺的地西分拂感为 10.6 cm"
在多光谱、成像光i普光学拟描技束中,空间分辨感是指能识别的两个目标的最小角!!I:战线 性距离的!!I:盘,
般用传感器瞬时视场角 IFOV 进泊,单位为毫弧匪( m,ad) 。 通常'也用地面分
鳞串… IFOV 所覆篮的地因范隅,常常称为像光大小就尺寸 b 计算式.
IFOV
=H x SI f
式中 , H 为航商, S 为探测器的边长 J 为系统的焦距。
•
170
]1家斌, 19俑,航烹航天报影技术,高等学校教材(原武汉测绘科技大学 L
(5 …5 …1)
5
成啤克谱矿物识别的帮响因辈分析
从此式中如II直直毒感影像的穷间分棘事壁遇感平台的商!Ø:、燃测糠的尺寸和光学扫描革统 的焦距。从上述定义中可以知道空间分辩事的儿种进辰 lli( 也英时 .2003 ),
(1)然对数( I 川ep制n;)。主要耳针对航空撩能且在统,曾在像盖章小单元通过 1 mm 问踊内包含的 线对数确定。…般说来,航撤仪锐失的分解力施阂,航楼的影像越消晰。
(2 )惶元( pixel)
0
j肯单个像;no所对应的地阁副秘大小,单位为 m 骂~Ian。如三是随尚空间分
梆事 Quickbird 卫星的像:n;丽在\1 0.61 mxO.61 阳,其空间分辨串为 0.61 m. 四传感器的穷问
分辨串 30 rtl" 像兑的大小由平台商度和瞬时视场角决定。对光机拘捕的成像光谱图像来讲, 地 íll分辨率随像点的位置不问附变化,在E盖下点最高,且纵向分辨事和横向分辨率梅等,其他
位置的地阻分辨昌在从中问向两地 Æ渐降低,且纵向分辨率和横向分辨率不等。 (3) 瞬时悦场 (lFIο 的。 IF'OV 是一个角度 ,1F'OV 债越小,最小可分辨单位越小,穷间分辨 事就越高。
然阳,在伎俩~个给定的 IFOV 内,往往钮背着不止一种地丽覆蔬炎珊.1:探测的空间俄 息且一种综合信号。因此,常常出现纯像元和梅古像元,混合的辍庶依赖于 IFOV 的大小糊地 副物体的'i!问某杂性 q
般说束,传感穰革统的分拂率蓝蓝雨,只识别物体的能力精强。{日事实上地丽梅…目标在 影像上可分辨的根庶.井不完3>:
20 t股古巴 60 年代爽图、前班联开始在实脸窒堕研究揣在玉、矿物光谱中争性。 G,且 Hunt , J. W. Sal ìsbury , Ross and D. Mo町等对挺得自然科学中心、月份大学和其他大学博物馆的精石、 旷物栋本(样品) ,经过近十年的精心测试和分析研究,于 70 年代在 I Modem Goology)è 连续 监 1撞了"矿物、密布的 E可见光、近红外和均被红外 (0, 40 -2, SOμ?泊)光谐" (G, R. Hunt , j , W, S创蛐U1)'
and C. J.
L.enho筐, 1970-1977; 遥感专辑 ;1980) 。这一经典论著的发我为其后的遥
感地物光谱研究盘腿奠定了基础。从 70 年代末开始传感器的波段选择都是在此基础上更进 步开滕实验烹岩省、矿物测试与统计分析研究,问时结合野外革绕地实测岩矿、植被、土壤、 水体等自然最观地物的太阳反射翰射光谱特性,以机载模拟为手段,进行革统地对比分析、模 拟研究、各种戚朋效果评价以及优化进行选择巳如 70 年代的美国陆地 E黑Land$at -4 传感器 M阔的 4 个波段选择, 80 -90 年代的Landsat - 5 ,7 传感器 TM 与 ETM' 的 7 个波段选择,法阔
的 SPOT J!黑的一系列传感器 HRV 被战i在择,乃烹于 80 年代初期发展的高光谱分辨事成像 光谱传感苦苦的数百个披段选择。
找阔的滋感技准鹉iJ;于较晚, j日发展核快,在溺感新如法按束崎应用上不断地跟踪网外的 簸新;jt展的技术 α 位朋以来,夜阔的卫星遥感应用主要是依靠国外的卫恩烧感资料.在产业化
应用中校校受制于人c 为了翻转这种网面,因旦在确定了发展我网骑自草卫垦的战略-, 1999 年 10 月 14 日的中巴地球费撒卫星一号 (CBERS~I) 和 2003 年 10 月 20 日的 CBE民S
2 ;jt射成
功.从此,我国拥有了自主传输珊的资w:刊盘。这附颗星的传感楼为凶土资徽遥感调查提供了
便利、保障的数据源,问时也为我随遥感技准的产业化应用奠定了基础。由此,挺出了我闺资 搬卫星盖到化、传感器配置实用化、管王盟运行科学化等问跑,解决这些问蓝蓝对我罔资源卫星的
健康发烧具有曾要意义(陈官元和失莞蓉等, 2酬)。然闹,巳BEI\S 斗、2 传感器配置、被段和 分辨率的设置是依据Landl'>at 寸的专题制朗仪 TM 和 SPOT 的 HRV 的技非指标,获取的数据 成用效果亦不扉如人章。为了填补我周资源卫星传感器性能指标选择这项墓础性工作,周土 资概都网际合作与科技司在"资源卫黑庇用系统研究和开发"项目中将"地质矿产资源调班对
.庸文周 ι 赵楠吕"旅瑞议等, 2<X沟,熄质矿产资源与地质灾得对资惚卫星的稽求分所报岱,~闺阁 i 资翻航绞物保溜
感'f', G'o
188
6
j告矿高点婚数据在$-,比暗中的应用
脑续资螺Jl.展传感器的优化设计"研究工作作为震察伍菇。通过该项工作的开展,对我嗣后
续资哥哥卫星传感苦苦配置、波段和1 分辨串设置进行优化,挺商我阁资源卫愿传感器溺感数据对她 物的识别能力.对资源卫踵数据的!íi1)1j效果以及加快我网的遥感技求4平,具有重要的实际意
且,同时对我国资源卫恩的矗 j~ :Jt H盖想到前略性、战略性和辙动性的作用。
6.2
主要地质体岩矿组合及相应光谱特性分析
通过研究分析主塑岩辈矿床、热被矿床与相应脑袋蚀墅、风化矿床、沉积矿床制变质矿床 的主要矿床类型且其相应的特征性岩省、矿物的组合,选样有代表性的岩西旷物组合类型进行 光才请测试和光谱分析 (ιR.
Hunt. J. W. Salisbury and C. J.
I...é nhoff , 1970
'" 1977; Clark R. N. ,
1999; Clark , N. K. , ιA. Sway肘, K. E. Livo el al. , 2帕3 ,淄感专辑 .1980 ,甘甫平,王润生等, 2棚,棚2 ,意庆梅等 .1994) 、确定传感器最佳波段和光谱分辨率,提供研究依据。归纳品销如 下:
( 1)指肇矿床形成精媒矿床的种樊茄,很主要为族性、顽秘性措囊。主要矿床有锵铁矿,
钢、悚硫化物矿,铁磁铁矿矿床、制族、金刚有矿床,'1:要岩石类想有纯橄榄岩、孵*岩.革*辑、 纯橄榄袋,辉*粉、橄榄辛苦辉t是辛苦,金伯和l 错;特征矿物细告为悔尖晶石、橄榄石,紫苏辉有、橄 榄布,橄榄石、指铁矿、磁铁矿,橄榄石,金云悖。该指矿生且舍的光谱特性行为主要喜表现为,:(E可 2
2
见光 J丘直171、波段上 (0。帕啕1.∞ w时,深色皆有。矿物中肯再 Fe + 、 Cu + 和 cl+ 商于具有
0.40 、0.50 、0 仍、0.70( 盟换Al" )、0.80 和1. 00μm 附近的吸收特征憾帘,这搜吸收峰ttffii 觉;在纯揽l:I: ;f J:(1. 00 -2. 50 "",).深包精石矿物含有 Fe-OH 、 Mg-OH( 泛八商体 0日绕 锁商E位)篡阂,在 2.30 , 2.35 相 2.40μm 附近盟泌出清晰吸收特征谱惰,而在1. 40 、1. 90 和 2.20 同1 附近的吸收峰相游较弱 ω
(2 )热液矿床通过含旷流体作用削生成的后生矿床,其特点是均热液有关,成矿通过充填 骂立交代作用,伴有因岩蚀变。矿床主要要类型为伟晶岩型,砂卡岩型(鸽、铅等) .斑岩型(钢、铅 等) .碳酸放型和浅成低温热液矿床(热血在U;银矿、卡琳骂自盘矿等) ,特征矿物组合为锁辉有、 楼云母、绿校石、钝榴右,钙铁桶右、阳起石、方柱右,钙铁楠石、绿市石、绿混石,盘+黄铁矿+
蝶黄+雌黄+辰砂+lil:1'î等.蚀变类型为砂卡岩化,鸽质蚀:G:带、柳质蚀变带,有英、绢孟llJ;带、
混质带、青Jlt岩带、黄铁矿化带等 Q 这些岩矿组合的光谱特恢行为主要表现为,在可见光、近红 外波段上 (0守 40 -1.∞ μ叫,岩石、矿物中青有 Fel+ _, Fe
h
2 、 Cu + (在方八次配位 Cu 1 + )离子具
苟 0.40 、0.45 、0.50 、0.55 、0.80 、0 仰和 1 佣阳附近的吸收特在E谱带,这接吸收峰ì:ll而流,碟 。,阴阳3 处的 Fe +离子的特征吸收探而.ll.较宽,在1. 00μm 处的 Fe 2 + 离于特征吸收较擒,但
3
晶却喉宽;在短波在工外上(1. 00-2.50μ阳).精石、矿物中含有分子水(然陆的、包囊的、吸附的 H, O) 、 OH 、 Al … OH( 二二八丽体而 OH 烧幌配佼)、 Fe
OH 、 Mg
OH 基因辖,夜1. 40 、 1 四、
2. 16 , 2.20.2.25.2.30.2.35 和 2.40μn 附边都能显示出精晰的、尖锐的吸收特征锵带,这些 吸收峙的强弱与挡旷中各种分子、越囚的相对含量,或者其所处给构位置有关。
(3 )风化矿床主要有缺、饶、销、稀土和商崎宿舍事矿床,直接革吁有樊型有铝磁酸档耐,倒蓝幸 被密码、石灰辛苦,铁E置麟土、辈革商岭土、蛇锐辛苦,红土化土壤,酸性业成瑞等;特征矿物组合为商
崎石、缀脱品.AJ, O, .矶。、针铁旷飞褐恢旷,班铁矿飞针铁矿、望E敏矿、事E锥矿,蛇纹石、破楼锦 !li绿泥石、高峙挝、般酸盐矿物,铁恼奇事粘土矿物。 t草率哥旷组合的光谱特性行为主要我现为够在 E可见光、近红外波段上 (0.40 制1. 00μ叫,浅色、褐色的岩岳、矿物含有 Fe ' , Fe~' 利 Mn1+离
2
189
成悻3也借#矿识别方法 it >f'、研克和~响国常分析 h
子,夜 0. 4ú、.0.43 、.0.45 ,0.87 和 1 ∞阳,附近有吸收特征潜帘,在 0.87 酬处的 Fe
离子的
特征吸收源而且较宽,在烦波氮外上 ( 1. 00 啕 2.50 I川) ,浅包、揭色的粉石、矿物含有分子华 (缩晶的、吸附的 H, O) 、 0町、 Fe-CO) , AI … OH 相 Mg …OH ~革凶,在 L 4ú、1.
90 , 2. 00 、 2. 16 、
2.20 , 2.25 ,2.30 ,2.35 和 2. 4ú μm 附i丘盟泌出清晰PJI.收特征满带,附在 2.40μm 附近的吸收 盹相时很弱。
(4) 沉积矿床主盟有惚土、铁和锺矿床;密性主望要有徽酸盐岩、商铝火成岩,陆地风化壳, 氧化锺矿变得比较平损;@柑矿风化类观和风化状恋银度 对其光谱特性满感的影响十分明腿,化学风化的辄化、还原和淋糟作用改变了精矿的化学成
分,有时还舍生成新的粘土矿物,可能使风化的岩旷光谐与未风化的!!鼻很大,光谱型E化取决 于化学成分的改变制't成新矿物的特征.使光满明履带有这些物质的光谱特征,如褐铁矿化的
光谱主要表现在 0.93μm 产生根源的 Fe3~ 离子吸收峰,且在 O. 75μm 向短波11向反射事想剧 下降;机械风化主要改变密旷的粗辙度和收膛,;11;光谱效应如阿密矿褒阁的粗槌度或粒度的变 化;生物风化在楷旷费困上生成普鲜、岩梅、或含量进股.使其反射率降低,对于深色淄矿物质.随
着风化作用的增强,反射事反而判尚。 (的辛苦旷的物质成分(类质问盘、粉矿中含有一些具有特征嗷收的亲股成分,堵在1 中的矿 物组分、旷物的晶体结构、化学成分、杂质和类质问盘样代等)是决定岩旷光谐特征的丰征阁
章,也是成用成像光谱识别矿物种类、丰Ii'租化学成分的物理蒸础。岩矿光谱随物质成分相结 构变化有以下规律①岩石的光谱特性在牢质上取决于其组成矿物的光谱,在 0.40-2.50 阳 光谱区间内,光谱吸收谱带要来搅于有限的几种离子或荔阁,主要有铁离于、 OH 、coi 、自ot 等,有时含有这些成分的矿物杂质含量在不事,假却对岩石的光锵特'1iE起着:t蟹的控制作用,不
具有I\ll收特征的矿物一般仅影响岩石光谐的眼腊,对岩石特征谱带的影响较小,随着某一具布
恃1ìf.谱带矿物的古黯增加,反射光谱曲线形亦随Z向该矿物的光懵形态变化;③矿物品格中成 品格阅存枝一些具有明显特顿吸收的教质(如以各种形式再夜的事分子以及铁、楼、恼、钢等
离于) ,即使如质肯量很少,也会使矿物的反射特在E发生较大变化,原辈无吸收峙的波长上会 出现明血杂质成分的特征.原来有吸收崎的被拉佼章里.晦债不是增强,就是被杂质的压抑, ß京来
有吸收盹的波怯位置景向杂质的波位1$L置转移,司在炎腊肉象中,栩问蹄子就基因与连接配位的
服子的E置于敬的增加吸收峰的波仕位置向位被方向移泌 s ④密布中睛也不透明矿物,如磁铁 矿,会对精'fi光谱特征产生掩E佳作用,若磁铁矿含量精搬增加一些,辛苦石中具有特征吸收的矿
物光谐特征就想刷坐满,甚旦在被磁缺旷的极草草皮射事给掩施撑,⑥揣在五中只在闷矿物的 :It谐特 证垂直栩影响,膏些矿物的吸收谱带较接近时会产生笙合成双峰谱带,复合谱带一般介于附类 矿物的谱带之间,辛苦矿物中一些较峭的憎带会受到相近的筑他谱带的影响附减弱已重被掩隘 íñîxt.在识别。
(5 )矿物中晶格和晶格之间以不间形式存在的水影响岩矿的光谱影响特征,不问结构形
式水的吸收谱带的特征主是别明显。因而,在
寇的条件下,根据具有水吸收带特征谱带推断岩
石中水的存在形式和相对青景,并进而樵断岩矿的戚朋温度。通过lk光谱特征珊论分析,河北
202
?
给惜与讨论
以验区几种指有矿物的商翻脱事实验,生击食岩石、矿物的晶体鳞构的稳定性以及形成矗仲什
析,认为高温时,指旷的晶体场稳定性皇室,精品秘度也就要在,分子、蹄子或基因在晶体结构中排 列lXJ1'(或称其结晶程度)是无嗣序的(生在晶Ilr光 11') .形成这种精矿不稳定的晶体结构…般为
阴次自己位的八醒自体,其光谱特性费现;也其峻收锵带相对宽而忧。 iliî随替温度降低,由于任何物 质都有趋于稳定的零点能,这时分子、原子或基因在晶体结构处于草草定的有序排列,结晶度也
比较好,或称之为商庭有序,这时形成的稳寇岩矿晶体结构一般为六次配位的四困体.其光谱 特牲者现为吸收憎带相对尖锐削疏。而且,温度降低时,踩来的吸收谱带波拉发生漂移,这种 漂移一般向长彼移动。
7. 1. Z 成像光谱矿物光谶 il!别影响因素分析 综合成用黯论分析、实际对比利数字模拟相结合的方法,研究了大气、捕物方向性反射、光
谱分辨事、穷间分辨率和俯噪比罪团素对成像光谱矿物识别的影响,得到以下初步结论:
7. 1. 2. 1
大气影响局允懵竟珑的质最
大气贸~JIl;像光谱矿物识别影响主耍是大气中 H 2 0 、口 0,等分子耐人射光相反射光的逃挣
性吸收和分子气溶胶的散射。使全中传感器接收到的地幽反射光谱的放形和峨收谱带都监生 改变。因闹,大气校亚和光谱数盖章的好坏黄接影响对矿物识别和王可靠性。研究有效的、且活合 于规模化应用的大气校正方法是提高矿物识j]lJ 能力的有效途授。
7. 1.2.2
章矿反射的方向,除
岩矿地物的方向樵反射应是放成航空激感图像边缘辐射畸型E 的班要原网,古合使网#草地 物在同…撮航带上的不同部位就不同航带之间的亮度存夜整异.便提取出的矿物分布施固和
半度等级不协调。除l'E飞行届HI 中应尽贵避免或械小其影响外,对所引起的畸变作校正或归 …化处艘 .t且最成惶光谱矿物识别中非常直在攘的11始。
7. 1. 2.3
传感器的凶常
光谱分辨丑事、空间分辨都相信赚比三者之间布夜相互制约的泊位关罩。在实际应用中,我
1fJ应该根据具体的成用需求对这三个指标作出青理的选择,而不hli:-味追求高光谱分辨事和 商空间分辨事。在际上,在不点降低庇用效果的实践中,我们常以降低
点光谦分辨嘟示V威
主E间分辨事为代价,换取朗像债噪I:t的提商。
7. 1. 2. 3. 1 光谱分辨率 在识别岩矿高光谱f声息中,光谐分瞬串的确III着很熏薯的作用。研究缔果表明,开展着矿 填朗、矿物卒庶估计相细分肯般的应撤分析,对光谱分辨串的察求依次提商。在 2.00 伽 2.50 阳光谱阪间上 10 啕 15 nm 光憾分辨事可以基本满足识别和城给k部分与热被交代有关的矿 物的榕在。如果薯更精确地开展矿物卒度域图.或者票反演矿物J!精细的物质成分相结构,则 要害求更商的光潜分辨率 .5 伽 10 nm. 甚至更淌。如果光懵分辨.$低,就会失去不同矿物较微弱 的光情特征路碎。
7. 1. 2. 3. 2
空间仕辫事
空间分辨率的提离盘除智能JR j]lJ 的最小指矿地质体的尺寸减小,另→7 贯 T阎'像兀尺寸的减 小'降低了 f榄昆告像f 元已的放应,从削使呈绪 E矿i讪 p 分辨率越商'填绘的矿物的分布越细徽。倒空间分辨率的提高,不仅提高了数据获取的成本,
增大了数据处理的工作量,而且还会使图像的信噪比降低。
203
成啤3也储量矿讯刑方法技术研究和帮响网常分析
如 HyperiQn 的空间分辩感仍然是 30 m: 机就成像光谱仪以降低飞行锺感平白的高度来报
商空间分姊事。凶此.空间分辨都应根指所研究的目标形态、尺寸大小以及制阔的精度要求成 成阁比例尺确定。根榕模拟分析络果,并拟衡各种阴章,我们认均,对航天传感器烹闷分辨$ 以 10 阳 20 m 为宜,航空成像光谱以 5 -10 则为宜,能满足绝大多数地质应用的儒求。
7. 1. 2.3.3
j富崛比 (S/N)
就矿物填因附窑,在光谱分辨串确定之后,信噪比是…个j决定性的因窜。低{自赚比会使较 弱的吸收特征谱带制谱带的细微特征掩放在较阀的噪声在平之中削无法挺拟制识别。在仪器
确定之后,为了提高阁惶的信噪比,除了在数据获取时重要尽量逃择天气峭朗、能见ffl'好、照应
强、革气古最小的季节和有利时段外,还需要研究盘腿有效的光谱信息与噪声分离方法。
7. 1. 3
成像光谐遥路密矿识别技术研究和实用化工11;方法
以新藏东天山土原东三岔口地ß:为试验鼠.利用了澳大利亚 HyVi刷公词研制的 128 波 段成像光谱仪 HyMap 的数据开展航穷成像光谱越感矿物信息掠取的成用示辙,取得了下列成
果: (1)通过对 HyM叩成像光谱数撩开展辐射纠正、辅射标ji(以及光谱熏臻 (6,模强与成像 光谱中;)(气波段数据栩古自命)工作,我得了试验ß: 24 航带的城物反射事数据,为开展该I:.l:塌 矿识别、制图以及J!f深层肤的ji(量化研究(如矿物丰度制网和精石矿物成分分析等)提供了'睡 个试验陈的精矿地质体光僧俗息。通过这些工作,更加深刻地认识到在樵就成像光谱技术产 业化进程中敬据处理方法的淄周、可靠性是}分重要害的,同时也明确了成像光满地质!N.网中的
关键技*之一是如何有敏、快速地进行密旷光谱童迹。 (2) 在机辈辈光学遍感扫描数攒的草草取中,飞行平台姿态的不稳Jlt位滥成的地物影像的几 俏畸变现靠栩呜严重。丰项工作对 HyMap 敬掘利用高楷度的 IMU 起位数据租姿态费数进行
了几位J纠正,为整个试验区的影像镶般提供了保障。通过此该机载数据的几例纠正,认为机戴 成悻光谱技准实现产业化的另一技术关键就是好必要实现高精/l()Ë位数搪 (IMU
+ DGPS) 的
果架,这是保证试验区航带几例纠正、航带镶嵌以及戚朋效果的前提。
(3 )在试翰ß:填给和编制了 1 '5仪嗣比例尺 5 种旷物(辈革#巨石、岳母类、礁酸放、商峙石和 蛇纹石)的分布朗和重点地段 n时削比例尺(阳积约 300 km 2 )7 种矿物的分布圈。级野外班
i正表明,识别的矿物与实际坤,质调查相吻合。
(4 )通过方法技术研究和成用示珉,初步形成了成像光谱遥感岩矿识别与制图的技术流 礁,报功了成像'ft谱地质@用的产业化进辍。
7. 1. 4 我倒后续资源卫星望波段选择和模拟分析 在宽波段的多光谐技术中,销俞我回资源Jl.!在传感器波段,通过开展指矿商光谱数据的光 陆特征、披段选择与级台、模拟与!N.!曾对比分析,取得下列几方面的成果。
(1)侧重阳向遥感密矿多光i曹俗J自稀求,逃攒了满足地liIi填凶、资源评价理事遥感应用铺票 的波段。
(2) 在全凶总络精旷地质体反射辐射虫阳光满 (0.40-2.50μm) 的光谱特征、光谱恼,患应
用将点以且在主要尊矿床、典型精旷光谱特征分析的基础上,通过收祭非日实陈果然典型岩石矿物 光谱数搅和光惜不问分辨$.模拟分析研究,总结了不阀矿床密矿光谱特性糊不问分辨率下光 谱特征的变化俏况。
204
7
维修与讨论
(3 )ìJ自1引才机就成像光谱数据处理分析和彼段选择的模拟、验证、时比分听研究,形成 r
E寄光撞事分饼'*'成像光谱数据模拟宽彼段的技*,相应用效果评价的投堆流程。此研究工作的开 麟,初步选择了满足挫锄'倒聋的事光谱巡磁波段位置、带览制数鼠,为我因后续且资激l'且传 感锦波段诞置提供依据。
讨论
7.2
在遥感地质 !i11 ffl 中,岩矿光谐和空间分布的精细特征是穷间与此谱高分辨率竭撼的优势
所在。随著遥感传感器性能的提高,北其是光谱分辨辜的提高,将太太改善瑞矿信息lR别与摄 取的技术革平 n 研究结果者明,由于高光谱分辨事的成像光谱波段带就很窄,夜柑矿光满信息
疏感、识别与提取的过穰中辛苦矿光谱弱信息极窑昂受请~网嚣的制约和影响。阴此,为了使高 分辨串的成像光谱满感岩矿光谱弱信息的识别与摄取效恩更好.有利于商光谱俯息深层次的 指掘,今后还!i11时以 F 问题作里吉普人的研究。
7.2.1
岩旷光谱特征的变异性
辑矿光满特征是开腿成像光锵谴感俄息识别与挺取的虱端。研究雀明,辛苦旷光潜特征也 踏步鼎件下极岛盘'E坐异,吸收谱带的彼长位置,吸收深度、宽度等特征都 E可能盎生坐化。进 一步开腾牙坚矿光洒特征变异的实验分析、理论分析、模型模拟以及时应的理化解释等方阔的研 究,不仅平牙利于监搅成悻光谱挫*系统的应用设叶,也高利于成像光谱遥感岩旷光谱f阔的探
r.!ll::挖搁,如告矿丰Jt与组分宵童填朗等定量化分析。在此基础上,为成因矿物学和找矿矿物 学的研究提供新的研究途径。
7.2.2
ìil感岩矿光滑特征俄息变异性分析
遥感翁矿地物的方向反射特性和大气对岩矿光谱特征传输赢接影响其光满信息识别与摄 取的姓果,尤其是在机载成像光谱遥感中更为明艘。因此.需要放一步加强实骗(具有典型型的
几何特征和光谱特征的地物试验场)分析和捎除:J'(;谱变异傲的有敖方法技术研究。
7.2.3 成像光谱遥感精矿信息iR 别、提取的方法技术实用化 通过航穷成像光谱岩矿光谱傍息识别、摄取实用方法技术工作的开展,在数据草草取、数描 处现分析、矿物信息识别分析中场 ft较下列问题智昏进内步研究 (1)试验阪数掘获取时只布 IMU 教掘,无 DGPS 辈分数据.因航借过位儿何纠正好航带镶 饿时地物影像仍然错{!J.严重。主露于此,建议今踊7f R盟成像光谐航空遥感时应配备整分 DG凹,
提供实时的高精度5Ë位数据,以便提商儿何5Ë位精度和l矿物填幽的效果。
(2 )开展成像光谐lR M'J 省矿地JíIi体的本质是和tl llJ经过光谱鳖邃的的特征光谱曲线与标准 谐I!];自己。倒此,光谱鳖辈辈技*}是关键。在本书中,光端重建采用大气传输模型 6 ,与成像光谐 的大气J)(气吸收波段数据相结合的万法。从技;本应用的产业化辈辛苦,是
种校合适的方法,能
节省地削网 iMÆ测的人力、物力,但是时传感器的波段设置 (940 =、 1140 nm) 以及技术指标
有较商的要串。因此,建议今后进
步加强光谱重建实用化方法一的对比分析研究。
(3 )1干脆单条航帘的蚀暨矿物识别与提取时,阀僚的合理选挥
定要兼眼相邻航带镶边
部位提敢相问粉旷信息和整体分布效底,沓则存在航带之间的矿物分布是断裂现象,债得作激 205
成悻先语堂矿识刑方法拉水研究如影响四章分析
…步机理分析利工作万法研究。 (的加强实验室省矿光谱申奇征、野夕}实测与成像光谱遥感囱像光谱特征对应分衍研究。 从实验室辛苦矿光语到野外测试光语,从实测光谱到遥感自自像光谱,得从实验室光谱直接到遥感 图像光满分别开脱密矿光谱特征识别、提取的对m分析研究,有利于挺商端;íi;矿物选择的准确 性。
206
事考式献
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