高分辨率遥感图像几何精校正在高山峡谷区1:5万地质填图中的应用

高山峡谷区海拔高、切割深,穿越条件极差,借助高分辨率遥感图像开展1∶5万区域地质填图工作具有非常重要的意义。然而市场购置的遥感图像产品与实地位置信息和地形图等工作底图不匹配,其几何精度严重制约地质填图野外调查工作。为解决这一现实问题,采用高分辨率遥感图像SPOT7,以青藏高原柴达木盆地北缘赛什腾山为例开展研究,提出一套高分辨率遥感图像几何精校正技术方法。该方法在高分辨率遥感图像融合配准的基础上,创新半自动化人机交互式地面控制点选取方法,以及典型特征控制点海量选取、空间均匀分布等技术,通过对校正后遥感图像几何精度的反复检查提升,实现了高分辨率遥感图像的几何精校正。该方法校正后的遥感图像充分发挥了遥感技术的先导作用,极大地提高了野外地质填图的工作效率,可为地形复杂地区高分辨率遥感图像几何精校正提供技术参考。

基于ASTER数据的矿化蚀变遥感异常提取技术方法——在青海祁漫塔格成矿带虎头崖矿区的应用

以ASTER遥感影像为数据源,对青海祁漫塔格成矿带虎头崖矿区,应用成像光谱法和主成分分析法对矿区矿化蚀变异常信息进行提取分析。成像光谱方法利用最小噪音分量(MNF)变换、像元纯度指数(PPI),n维可视化(n-Dimensional Visualization)端元识别,并进行混合谐调匹配滤波(MTMF),最终得到矿区的矿物信息分布图。而主成分分析法则选择ASTER1、2、3、4波段提取铁染异常信息,1、3、4、5波段提取矽卡岩化蚀变异常信息,1、3、4、(5+6)/2波段提取蒙脱石、伊利石与绢云母等矿物的蚀变异常信息,1、3、4、8波段提取方解石、黑云母、绿泥石等矿物的蚀变异常信息。利用野外实地踏勘确定的矿床、矿(化)点,在ArcGIS10.1软件中对遥感提取蚀变异常信息进行验证显示,二者吻合效果良好,表明提取结果与数据处理方法较可靠,对于扩大找矿规模和发现矿化富集地段具有重要的指导意义。

多源遥感数据在西准噶尔哈拉阿拉特山地区1∶5万地质填图中的对比研究

以ETM、SPOT5和Quickbird为主要信息源,在哈拉阿拉特山地区开展1∶5万区域地质填图,对该地区的地层单元、中—小规模地质体(如岩脉、小岩体和火山口)和地质构造特征进行了详细地遥感解译分析,并开展了大量的遥感野外地质调查验证。结果表明,采用彩色空间HSV变换融合法将SPOT5高精度遥感图像数据与ETM图像数据融合,保持了波谱信息的一致性;选择主成分PC1、2、3之SPOT51~4、主成分PC1、2、3之ETM 1~7、主成分PC6、5、4之ETM 1~7假彩色合成的图像,清晰地显示了主要岩性地层单元界线的多光谱信息,提高了遥感影像底图的信息量和易解译程度。将野外采集的地质资料与Quickbird高精度遥感图像相结合,可准确而快速地勾绘地质界线,显著提高了对构造和地质体边界勾绘的精度。ETM、SPOT5和Quickbird数据综合遥感解译成果很好地指导了哈拉阿拉特山地区野外地质调查工作,高分辨率遥感影像准确解译中—小规模地质体在该区域地质调查工作中起到了关键作用。

敦化盆地构造特征分析

采用构造地质学的研究方法,选取重磁资料和部分地震地质剖面进行二维构造-地层解释,揭示敦化盆地的总体结构特征和形成机制。结果表明,敦化盆地结构为2个近东西走向的断陷及其之间的隆起,控制性正断层与敦密断裂呈锐角相交,且在敦密主断裂处形成深断陷;北部断陷和南部断陷为典型的右旋走滑伸展盆地,主走滑断裂为敦密断裂。敦密深断陷内分布的下白垩统发育大量与敦密断裂斜交的正断层,右旋走滑作用始于早白垩世,古近—新近纪发生了再次断陷;敦化盆地受逆冲改造的时间为白垩—古近纪,逆冲方向主体指向北,该逆冲作用可能与东北地区晚白垩世之后的构造反转有关,导致沿敦密断裂发生左旋转换挤压作用。研究结果对敦化盆地的油气勘探具有参考价值。

基于Aster和Landsat8数据在青海赛什腾地区蚀变信息提取研究

青海赛什腾地区位于无人区,穿越条件极差,传统地质找矿勘探工作难以开展,因其植被稀少,有利于多光谱遥感数据提取矿化蚀变信息。本文以Landsat8和Aster数据为数据源,利用成像光谱法和主成分分析法对赛什腾地区进行矿化蚀变信息的提取,成像光谱法包括最小噪声变换(MNF),像元纯净指数(PPI),n维可视化端元识别(n-Dimensional Visualization)和光谱角匹配(SAM),最终获得了赛什腾地区矿物信息分布图。利用主成分分析法对Landsat8和Aster数据分别提取黄铁矿、褐铁矿等铁染蚀变矿物和绢云母等羟基蚀变矿物,通过对Aster和Landsat8两种数据提取的蚀变信息进行空间叠加分析,定量地分析对比两种数据的蚀变信息提取效果,具有提高提取蚀变信息准确性的优势。通过样品实测光谱及镜下鉴定特征验证了研究区铁染和羟基蚀变存在的真实性,并将矿化蚀变信息分布图与野外调查已知矿(化)点坐标进行叠加验证,结果显示矿(化)点坐标基本落在提取的矿化蚀变范围内,说明基于这两种遥感数据的处理方法和提取结果是可靠的,为圈定找矿靶区和扩大找矿范围提供了重要的指导意义。

DEM在构造地貌定量分析中的应用与展望

作为一种描述地形起伏特征的数据模型,数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表示),为研究地表的演化过程提供了数据基础。文章归纳梳理了DEM在基本地形因子、流域地貌特征、古地貌面的重塑、构造地貌发育模式、地貌分类与制图以及地形特征提取算法等领域的应用现状。总的来看,DEM研究对象以陆地为重点,以河流地貌和山地地貌为主要内容;研究过程从早期对地貌形态的定性描述向多种地貌参数的半定量、定量分析转变;研究尺度空间上从某个小流域到整个造山带,时间上从数小时向百万年扩展。构造地貌演化时间序列的不确定性、地貌参数获取的复杂性、地形模型算法的多样化以及DEM生成过程中的误差因素,这些均影响构造地貌定量分析结果的准确度,因此在归纳梳理已有研究成果的同时,对DEM在构造地貌研究领域的应用进行了一些思考。

青海赛什腾地区遥感影像岩石信息提取研究

赛什腾地区隶属柴北缘构造带,岩性复杂多变,前人对研究区岩性界线的划分较为笼统,笔者等选择Landsat-8 OLI、ASTER和Sentinel-2A为数据源,采用最佳波段指数确定各影像的波段组合,凸显不同岩石的边界;将ASTER短波红外波段与Landsat-8 OLI、Sentinel-2A可见光—近红外波段协同处理,构成Landsat-8+ASTER(LA)数据和Sentinel-2A+ASTER(SA)数据,分析重采样岩石标准光谱信息,拟定不同岩石波段运算公式,基于多重分形理论选定不同岩石类型的阈值范围,获取主要岩性的分布;根据重采样的黑云母标准光谱曲线,选取SA数据2262 nm波段和2336 nm波段进行定向主成分分析,采用Crosta法阈值分割第二主成分,划分黑云母异常等级,将其与岩性分布相关联,识别出研究区主要岩性分布。通过岩石实测光谱分析、薄片镜下鉴定与野外地质调查相结合的方法完善解译结果。岩性提取结果显示,小赛什腾山东侧新发现“U”型条带,为辉长岩—英云闪长岩—二长花岗岩,重新圈定达肯大坂群第三岩组和第四岩组,滩间山群一组,花岗岩,二长花岗岩,黑云母花岗岩,流纹岩,似斑状石英闪长岩,石英闪长岩,英云闪长岩,辉长闪长岩和辉长岩等岩石的边界。此次基于多源遥感数据岩性识别方法研究对青海赛什腾地区野外地质调查工作具有指导意义,可为高山峡谷区地质填图提供技术参考。

The Geochemistry of Late Mesozoic Mafic Dyke Swarms in Fujian Province, Southeast China

Mafic dyke swarms is a special geologic terrain in continent,which can provide us abundant geodynamic information,mafic dyke swarms were an important symbol of the lithospheric extension,which were mainly derived

祁连山东段庄浪河流域地貌特征及其构造指示意义

晚新生代以来,青藏高原北东向扩展,致使祁连山地区遭受了强烈的构造隆升,造就了祁连山地区复杂的构造格局和急剧变化的构造地貌,其典型水系流域地貌特征揭示了该地区的新构造活动和地貌演化过程。庄浪河流域位于祁连山东段,作为青藏高原北东向扩展的前缘地区,庄浪河流域的地貌参数对构造活动非常敏感,提取庄浪河流域的地貌信息,有助于揭示祁连山东段庄浪河流域地貌对构造活动的响应,及系统探讨该区地貌发育特征及其所蕴含的构造意义。庄浪河流域内及边缘发育有庄浪河断裂、天祝盆地南缘断裂、疙瘩沟隐伏断裂以及金强河-毛毛山-老虎山断裂。晚新生代以来,这些断裂仍在活动,并且控制着流域内的构造变形、山体隆升和河流水系地貌发育。本研究采用ALOS DEM 12.5m数据,基于ArcGIS空间分析技术,通过高程条带剖面、河流坡降指标体系(K,SL,SL/K)和Hack剖面、面积-高程积分值(HI)和积分曲线(HC)等方法,对庄浪河流域地貌特征进行了初步分析。结果表明,庄浪河地区地形起伏由北西向南东递减,构造活动存在东西分异的规律;庄浪河流域内部K值、SL、SL/K、HI值西侧高于东侧,Hack剖面西侧相比东侧上凸更明显;HC曲线西侧多表现为上凸或S型,SL值的突变主要是受断裂构造活动的控制,流域西侧抬升速率大于侵蚀速率,地貌演化处在幼年期或壮年期;庄浪河断裂晚新生代以来仍存在构造活动,逆冲走滑控制着庄浪河地区的水系发育格局。

红碱淖环境变化与遗鸥繁殖地关系研究

红碱淖位于中国候鸟迁徙的主要路线上,是遗鸥(Larus relictus)等珍稀水鸟的重要迁徙停歇地和繁殖地。为了进一步做好遗鸥的保护工作,本研究通过对红碱淖湖心岛和水体面积信息遥感提取和解译、现场调查和采样分析,结合前人的研究成果,分析红碱淖生态环境的变化、遗鸥栖息繁殖的条件、遗鸥繁殖地的变化等,探究了2001年起遗鸥选择红碱淖作为繁殖地的原因。结果显示:1)20世纪80年代以来,随着水面面积萎缩,红碱淖pH、盐度、总氮和总磷等呈上升趋势,不断咸化和富营养化,2003年之后湖内鱼类消失,2016年之后随着水面面积的增大略有改善;2)2001年起遗鸥将红碱淖作为新繁殖地,与红碱淖鱼类产量剧减并逐渐消失密切相关,使豆娘(Ischnura heterosticta)幼虫和摇蚊科(Chironomidae)幼虫等遗鸥食物从牧食压力中解放了出来;3)遗鸥是以动物性食物为主的鸟类,为了减轻幼鸟的觅食压力,通常7月下旬大部分亲鸟先行迁离,散布于沙漠各湖泊间。遗鸥的这一生活习性有利于其及时发现适宜的繁殖地,而红碱淖处于鄂尔多斯遗鸥分布区,具备满足遗鸥筑巢繁殖的条件;4)2001年起红碱淖具备了遗鸥繁殖和生存的条件,可为遗鸥提供适宜的湖心岛和整个繁殖季节主要食物来源,从而被选作繁殖地。这些研究认识较好地解释了遗鸥栖息于沙漠盐碱湖中的原因,可为其生境管理提供技术支撑,对进一步做好遗鸥的保护工作具有重要意义。

基于Landsat TM和OLI数据的30年间土地利用变化及生态敏感性研究——以西安市秦岭段鄠邑区为例

对位于关中平原南缘的西安市秦岭段鄠邑区,采用Landsat TM和OLI数据,分析1990~2021年土地利用及景观格局变化特征,并选取高程、坡度、坡向、土地利用类型、植被覆盖度和水系缓冲距离6个敏感性因子,结合层次权重决策分析法(AHP法)评价生态敏感性,识别了不同生态环境敏感区空间分布格局。结果表明:1)在1990~2021年间西安市秦岭段鄠邑区土地利用变化为林地和建设用地面积分别增加了39.31 km^(2)和4.01 km^(2);耕地、水域、草地和未利用土地的面积分别缩减了41.29 km^(2)、 1.16 km^(2)、 0.79 km^(2)和0.04 km^(2);30年间该区土地利用变化速率较大,土地利用程度综合指数从208.48降至204.21,与退耕还林政策的实施及城市建设紧密相关。2)在斑块类型水平上,耕地和建设用地破碎化程度高,分布趋于集中连片;林地和耕地的景观主导性不断降低。在景观水平上,整体格局趋于破碎和离散,景观形状不规则性强,总体异质性和均衡性降低,说明大力发展城乡建设推动了区域景观格局的动态变化,在人为干预和规划下,当地生态环境有所恢复。3)生态敏感性由城市向外围逐渐增加,高敏感区分布在山区和水域区,低敏感区位于城镇规划区周围,不敏感区在城镇中心,是人类活动区,说明生态敏感性和环境抗压能力受人类活动的影响。本研究结果旨在为秦岭区域土地资源可持续利用、生态环境保护提供科学依据,有效防止城市建设的无序蔓延和人类活动的过度干扰,对最大限度保持自然本底具有指导意义。