遥感快速找矿系统在西准斑岩铜矿勘查中的应用

本文利用天地一体化遥感原理和思路,针对遥感、地质"二层皮"的难题,结合大量找矿实践建立了遥感快速找矿系统,它融合了以岩矿光谱为核心的多元数据获取、处理和应用方法,并强化对遥感信息产品的真实性检验。遥感快速找矿系统对于新疆西准地区矿产地质勘查具有其他手段无法替代的优势。1遥感快速找矿系统技术体系遥感快速找矿系统是以野外光谱仪(ASD)、X-射线荧光矿物分析仪与GIS、GPS等小、快。

昆仑—阿尔金地区寻找大—超大型矿床初探

归纳了昆仑—阿尔金地区可能产出大—超大型矿床的5种构造背景,分析了每种背景下可能产出的大—超大型矿床类型,明确了岩矿光谱测试、信息提取、迫索圈定及综合分析等具体遥感目标,为遥感图像精处理奠定了基础。

利用可见光/近红外反射光谱估算土壤总氮含量的实验研究

利用土壤的室内反射率光谱,探讨土壤氮元素的高光谱机理。利用土壤光谱各吸收带的特征参数与总氮含量进行逐步回归运算,确定与氮元素关系比较密切的几个吸收带。计算出这几个特征吸收带内土壤反射率的变化形式:一阶导数(FDR)、倒数(1/R)、倒数之对数(log(1/R))、波段深度(Depth),并与总氮含量进行逐步回归分析,得到比较理想的结果:建模样本的Ra2(修正的判定系数)分别为0 789、0 753、0 736、0 699,验证样本的Ra2分别为0 759、0 468、0 794、0 725。可见土壤的反射率光谱与氮元素含量之间存在比较明显的相关性,可见光/近红外反射光谱具有快速估算土壤中氮元素含量的潜力。

基于反射光谱预测土壤重金属元素含量的研究

本文利用实验室实测的土壤反射光谱以及铅、镉、汞等重金属元素数据,进行土壤重金属元素含量快速预测的可行性研究。本文利用偏最小二乘回归方法,研究了反射率(R)、一阶微分(FDR)、反射率倒数的对数(lg(1/R))和波段深度(BD)等对预测精度的影响,对这几种光谱指标预测土壤重金属含量的能力进行了分析和评价,同时分析了多光谱数据估算土壤重金属元素含量的可行性。结果表明,反射率倒数的对数lg(1/R)是估算土壤重金属元素含量最好的光谱指标,尤其是Cd和Pb,检验精度R超过0.82。有机质、铁锰氧化物和黏土矿物对土壤重金属元素的吸附是可见光—近红外—短波红外光谱估算其含量的机理。多光谱数据同样具有估算土壤重金属元素含量的能力,但实际数据则要考虑多种因素的影响。

基于小波包变换和数学形态学结合的光谱去噪方法研究

对反射光谱数据进行去噪是提高光谱信息准确度的前提。传统时域平滑和频域去噪方法存在诸多缺点,本文首次将广义形态滤波方法用于可见近红外光谱的去噪处理,并提出基于小波包变换和数学形态学结合的光谱去噪方法。使用USGS光谱库中的植被光谱进行实验,采用信噪比(SNR)、均方误差根(RMSE)、波形相似度(NCC)和平滑度(SR)四个指标来评估去噪效果。结果表明,小波包最佳基阈值法和广义形态滤波法都能较好地保持波形和平滑度,广义形态滤波法能较好地消除幅值较大的随机噪声,但其对连续随机噪声中幅值较小的噪声成分不能有效消除;而小波包最佳基阈值法不能有效消除幅值较大的噪声成分;二者结合的方法组合了这两者的优点,使得幅值较大、较小的噪声成分都能较好地消除,同时还提高了相似度和平滑度指标,充分表明小波包最佳基阈值与广义形态滤波结合的方法是一种更好的可见光近红外光谱去噪方法。

谈调整构造

调整构造是伸展型沉积盆地和造山带中普遍存在的构造，它与走向构造一起，控制了沉积盆地或造山带的基本轮廓与内部结构。调整构造横切走向构造，并与之共同控盆、控岩、控矿，并间隔开两侧不同的构造样式。它以长时期、多阶段活动，具有高渗透性为主要特征，是控制矿带展布与矿床就位的重要构造，也是固定成矿预测区与找矿靶区的重要依据之一，本文以鲁西、中亚及乌拉山—大青山地区、兰坪─思茅盆地区及右江盆地区为例，论述了调整构造的基本特征及控矿作用。

基于高分辨率反射光谱的土壤营养元素估算模型

研究了土壤中营养元素含量(N、P、K)与土壤可见光/近红外光谱之间的关系。在对原始光谱进行预处理分析后,计算出了4种光谱指标:反射率Reflectance、一阶导数FDR、倒数之对数log(1/R)和波段深度Depth。通过偏最小二乘回归分析建立了营养元素与4种光谱指标的经验模型,并且利用验证样本集对回归模型进行了验证。结果表明,可见光/近红外反射光谱具有快速估算土壤中营养元素含量的潜力。

新疆西准噶尔地区不同尺度地质构造的遥感标识特征及找矿意义

哈图金矿、包古图斑岩型铜金钼矿、杨庄铍铀矿及加曼钼钨铜矿等大型矿床的相继发现,使西准噶尔地区的地质找矿工作备受关注。作为重点研究对象,西准噶尔地区的地质构造研究已获得大量成果。但是,该区地域辽阔且地质构造较为复杂,传统的地质学研究方法不可能快速、有效和完全准确的解决地质构造的空间分布及规模等问题。利用多种分辨率的卫星遥感数据,通过遥感标识体系的建立能够客观、准确获取不同尺度地质构造的空间位置及规模。宏观和中等尺度的断裂构造均以明显的直线或弧形等形态特征、光谱特征(色调差异)及断层谷地、断层陡坎等地貌特征为主要标识,但侧重点有所不同;微观尺度即矿集区尺度的断裂构造地貌上为笔直的短小沟谷,常常需用弱信息挖掘方法才能突出构造的线性信息。通过独特的形态特征可快速识别褶皱构造。根据环形影像特征、色调差异及环形水系特征可识别不同尺度的岩体和(或)隐伏岩体。因此,地质构造的遥感识别可为地质构造演化及成矿构造背景分析提供科学依据;为西准噶尔地区成矿带(亚带)划分、遥感找矿模型的建立及高效圈定靶区等提供准确的空间信息依据。

小波分析及其在高光谱噪声去除中的应用

为了消除高光谱遥感图像中光谱曲线的锯齿型噪声，提高利用光谱曲线进行信息提取研究时的精度，文章使用USGS（united states geological survey）光谱库中的植被光谱进行模拟，添加了信噪比为30的噪声后采用小波阈值法进行噪声去除，并利用信噪比、均方误差和光谱角三项指标以及综合评估系数η来对去噪效果进行评估，寻找出最佳的参数组合。实验表明，使用db12，db10，sym9，sym6等小波对含噪光谱进行3～7层分解，采用软阈值函数处理小波变换系数并使用Heursure阈值方案进行阈值估计，然后根据第一层小波分解的噪声水平估计进行阈值调整可以得到满意的去噪效果。不过该方法对噪声水平有一定的依赖性，针对不同噪声水平时需探索更合适的参数组合。

基于连续统快速傅里叶变换的红外光谱处理技术

为实现红外光谱对遥感地物准确的识别,消除高频噪声是光谱特征分析和提取的重要环节。利用光谱连续统处理方法,结合信号时域分析领域快速傅里叶变换提出了一种新的红外光谱滤波方法。该方法首先对红外光谱进行光谱连续统去除,利用快速傅里叶变换将去连续统后光谱转换到频域,设计低通滤波器滤除高频噪声,然后通过快速傅里叶反变换将频域信号转换到时域,最后对信号进行光谱连续统恢复,得到滤除噪声后的红外光谱信号。对比实验表明,连续统快速傅里叶滤波方法比常规的时域滤波方法有更好、更快的滤波效果,解决了传统快速傅里叶红外光谱滤波的吉布斯现象。该方法操作简便、运行速度快捷、滤波效果好,满足了红外光谱地物识别对光谱高质量的要求。

表面水质遥感监测研究

主要讨论了应用多种传感器遥感技术进行表面水质监测研究的有效性。首先论述了纯水和不同水质的波谱特性 ,然后以芬兰海湾和芬兰南部湖泊为应用实例 ,进行多种遥感数据和主要水质参数之间的相关性分析 ,从而确定不同波谱段是否可以有效地监测表面水质的变化情况。本研究为新一代传感器的设计提供水质监测的重要参数 ,进一步的试验研究仍在进行之中。

多光谱数据定量反演土壤营养元素含量可行性分析

运用室内光谱模拟多光谱数据，采用回归分析方法建立土壤营养元素含量预测模型，并进行验证．首先，根据光谱响应函数将实验室光谱数据重采样至多光谱传感器（TIM和ASTER）波段；然后，分别利用多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）方法，建立建模土壤样本实测光谱以及模拟光谱（TIM和ASTER）与土壤营养元素含量间的经验模型；最后，利用检验土壤样本进行模型精度验证．与实测光谱模型相比，模拟光谱模型对土壤营养元素含量的预测精度受光谱分辨率的影响并不大．模拟光谱模型对N、P、K元素含量预测精度最高分别为0．89、0．79和0．67．土壤N、P、K元素含量SMLR模型的入选波段分别位于2000-2300nm、1650～1800nm和600～800nm波长附近范围内；土壤N、P、K元素含量PLSR模型的系数表明，近红外（NIR）波段对总氮和总磷元素含量比可见光（VIS）波段敏感，而VIS对K元素含量预测的贡献更大．利用多光谱数据进行土壤营养元素含量的估测具有理论上的可行性；由于不同元素对不同光谱波段的响应不同，在选择多光谱遥感数据时要充分考虑传感器的波段特征．

胶莱盆地北缘遥感信息提取及解译分析

胶莱盆地北缘是发育层间滑动角砾岩型金矿的有利部位 ,盆地边缘新老地层的不整合接触带与断层的发育是形成金矿的有利条件。通过遥感手段可以将盆地北缘及附近构造解译出来 ;局部地区的特征信息提取可以有效地区分岩性、提取第四系覆盖下的地层与隐伏构造信息 。

低植被覆盖区斑岩铜矿遥感找矿模型及其应用——以环巴尔喀什-西准噶尔成矿带为例

针对遥感找矿过程中所面临的干扰因素多、地表覆盖类型多样导致的遥感找矿困难的问题,提出了低植被覆盖区斑岩铜矿"小型侵入岩体异常+线性构造异常+蚀变矿物异常"的多尺度遥感找矿模型,并系统总结了该模型的基本原理和技术流程。以环巴尔喀什-西准噶尔成矿带为研究区,分析了研究区的成矿地质背景;在遥感找矿模型的指导下,依据遥感找矿技术流程提取了研究区的岩性、构造和蚀变矿物等控矿要素;结合野外地表验证情况,综合多源数据,圈定了5处重点远景区;结合大比例尺遥感蚀变矿物填图、地质、地球物理、地球化学和探槽取样的分析结果,圈定3处遥感找矿靶区。

新疆阿克苏地区新元古代冰成沉积地球化学研究

新疆塔里木盆地西北缘阿克苏地区出露有2套与新元古代冰期相关的杂砾岩沉积,通过对其进行元素地球化学分析,讨论了沉积物的构造背景和古气候风化条件。化学蚀变指数(CIA)指示出本区的2套新元古代杂砾岩代表了2次寒冷的冰期记录,分别为巧恩布拉克冰期和尤尔美那克冰期,其中在巧恩布拉克冰期中出现了2次小冰期旋回,而且本区从早新元古代开始一直处于较为寒冷干燥的环境下,直到晚新元古代才逐渐变暖。通过K2O/Na2O-SiO2图解和La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三角图解讨论了沉积构造背景从早新元古代岛弧环境向晚新元古代被动大陆边缘环境演化的趋势,而主元素含量也体现了从不成熟向成熟演化的特征,与本区存在的阿克苏群变质岩基底吻合。

基于克隆选择支持向量机高光谱遥感影像分类技术

作为支持向量机(support vector machine,SVM)高光谱影像分类的一个重要环节,参数设置的效率和精度直接影响到SVM模型训练效率和最终分类精度。本文首先建立一个SVM高光谱影像分类器,提出了利用免疫克隆选择算法优化的交叉验证进行核函数参数和惩罚因子C的优化选择的方法,得到了一种基于克隆选择优化的支持向量机(clonal selection SVM,CSSVM)高光谱影像分类器。然后将CSSVM与传统的基于网格搜索交叉验证的支持向量机(gird search SVM,GSSVM)分类器进行了对比评价,评价指标包括模型训练时间和分类精度等。最后基于AVIRIS高光谱遥感影像进行了两算法分类对比试验,结果表明:提出的CSSVM测试样本总分类精度超过85.1%和Kappa系数超过0.821 3,影像总分类精度超过81.58%和Kappa系数超过0.772 8,CSSVM与GSSVM的分类精度差别在0.08%以内,Kappa系数差别在0.001以内;CSSVM的模型训练时间是GSSVM的1/6至1/10,得到显著缩短;CSSVM方法在保持传统GSSVM优良分类精度的基础上,极大提高了模型的训练效率。

内蒙哈达门沟金矿区山前钾化带遥感信息提取

钾长石化与内蒙哈达门沟金矿金成矿作用关系密切。矿区山前钾化带是钾化蚀变的产物，局部地段构成矿体。利用ＭＡＩＳ成像光谱数据，运用了选择主成分分析法、混合像元分解技术进行信息提取，结果发现第一、三。

一种突出目标的多光谱遥感信息提取方法

为了突出目标在多光谱遥感图像中的信息,克服由阈值法所带来的人为误差,提出了一种突出遥感目标信息的方法。利用光谱能级匹配法提取目标在图像中的相似度,并将其作为目标信息波段加入到原始数据中去,进行波段归一化处理,以减少不同波段数据的量纲或数量级的影响,进行MNF变换并合成RGB假彩色图像。以新疆哈图地区的重点成矿岩性——凝灰质粉砂岩为例,进行重点目标突出的结果表明,信息增强后的图像颜色更加丰富,与原始假彩色合成图像相比,可以识别出更多的岩石类型,比原始图像的MNF变换划分出更多地物类型。

南水北调西线工程区活动断裂构造遥感研究

根据断裂构造的判读标志,在南水北调西线工程区共存在NW,NE,SN和EW向四组断裂近200条,NW向断裂为区域性的断裂构造,控制工程区地貌、水系等的发育。其中,有22条断裂规模较大,对输水线路存在相对较大的影响。野外考察结果表明,区内有5条全新世时期的活动断裂和12条晚更新世时期的主干和区域性大断裂。通过综合分析发现,5条全新世时期的活动断裂因为离输水线路较远或未穿越输水线路,而12条晚更新世时期的断裂构造则因全新世以来没有活动,因而它们对工程区的影响总体上还是有限的,工程区处于一个相对稳定的区域,而区域构造分析的结果也说明工程区位于一个相对的安全岛内。

通过Gram-Schmidt投影方法在高山区提取TM数据中含矿蚀变带信息

在冰雪覆盖的高山地区 ,蚀变岩反射光谱信息被高山上的冰雪和河谷中砂石等强反射率信息所抑制。TM6波段反映热红外发射光谱信息 ,根据温度差异反映不同的目标 ,对岩性区分有较好的效果。研究了在TM6波段信息的基础上 ,利用Gram -Schmidt投影方法将反射光谱信息叠加到TM6波段上进而进行弱信息提取的方法。这一方法在新疆康西瓦地区得到成功利用。