基于高光谱遥感技术岩石矿物蚀变信息提取技术研究.pdfVIP

基于高光谱遥感技术的岩石矿物蚀变信息提取技术研究 汪玮1’2，周可法1，周曙光1 1．中科院新疆生态与地理研究所，新疆矿产与资源研究中心，乌鲁木齐，830011 2．新疆大学地质与勘查工程学院，乌鲁木齐，830046 摘要：高光谱遥感是当今国内外遥感领域的研究热点，在很多领域都有研究和报道。它 也是遥感地质界重点研究和发展的高科技应用技术之一。传统的多光谱遥感由于波谱分辨率 有限，难以区分地物独特而丰富的波谱信息。由于高光谱遥感的波谱分辨率很高，对于诸如 围岩蚀变等弱信号的检测方面具有突出的优势，而围岩蚀变等矿化异常通常被作为成矿、控 矿、找矿的标志，在地质矿产的前期勘查中常被作为重要信息参与靶区优选，常常与成矿地 质体的存在具有紧密的联系，因此，使得利用纳米级的高光谱遥感数据提取成矿地质体的标 识性蚀变光谱信息，近而帮助人们进行“有利成矿区”预测成为可能。本文以白杨河为研究 区，利用高光谱遥感技术结合多源地学的信息来开发提取矿化蚀变信息的技术，应用我国环 境减灾卫星高光谱数据进行研究。研究结果表明，岩石的光谱信息非常复杂，其中重要原因 是岩石光谱本质上是矿物的混合光谱，其光谱特征受岩石结构、构造和表面状态等多种因素 的影响；由于高光谱遥感数据可以提供研究对象较精细的光谱特征，因此，人们对高光谱的 能力有一个重要期望，那就是目标识别，这也是任何一个方面的应用者都需要首先解决的基 本问题，岩石目标易受非线性混合效应、表面覆盖等的影响，这为成矿区预测增加了难度。 关键词：高光谱；蚀变；成矿预测 一、刖『舌 高光谱遥感技术是20世纪80年代发展起来的一种新兴遥感技术，高光谱遥 感技术借助成像光谱仪革命性地将成像技术和细分光谱技术结合在一起【1。2】，高 光谱数据具有数据量较大、波段间相关性较高、数据冗余度较高等特点，高光谱 遥感图像包含了丰富的空间、辐射和光谱三维信息，在时相上和窄间分辨率上更 具有选择性，高光谱遥感真正实现了遥感图像光谱分辨率上的提高‘31。高光谱图 像具有图谱合一的特点，所获取的地表图像包含丰富的空间、辐射和光谱三重信 新疆维吾尔自治区自然科学基金青年科学基金项F1(项F1编号：201121lIM8)；中国科学院“西部之光”人 才培养计划：因家R然科学基金．新疆联合基金(编号：UI129302)、国家科技支撑计划(编号： 201 IBAB06808．01)和囡家自然科学基金(编号J￡l司支持． 17l 息ml。高光谱图像所包含的信息，为目标的多特征分析提供了数据基础，基于 高光谱图像，可以从图像空间、光谱空间和特征空问等多个空间对目标进行探测 和识别，大大提高目标识别的可靠性和稳定性【71。随着波段数量的增多，目标探 测时可以根据需要选择或提取特定的波段突出目标特征，光谱特征的选择变得更 加灵活和多样181。同时，高光谱遥感数据中蕴含有丰富的目标光谱知识，这些光 谱知识通过不同的表现和组合方式可以转化为不同的特征，可以为目标探测和识 别提供更广泛的特征分析空间【9】。 正是由于高光谱遥感具有上述特点和优势，基于高光谱图像分析的目标探测 和识别技术己在区域地质填图和矿产勘探方面具有重要的应用价值，其成果主要 SAM)等分类方法进行样式 体现在两个方面：利用SAM(SpectralAngleMapper 识别与分类，制作基础地质图；利用定量遥感模型，确定矿物的分布，反演矿物 的丰度分布ll们。各种矿物和岩石在电磁波谱上显示的诊断性光谱特征可以帮助人 们识别不同的矿物成份。高光谱数据能很好的反映出这类诊断性光谱特征【111。 二、研究区概况 将研究区确定在新疆和布克塞尔县白杨河镇北东E45。55’43．16一6。 镇北东约16．5 含量特高，认为该矿床类似美国犹他州斯波IJJ黄玉流纹岩型铍一铀矿床。 囚-田z田，圈a园s团s 图1白杨河铍一铀矿床地质示意图 白杨河富氟流纹岩型铍铀矿床在大地构造上位于准噶尔微型地块西北缘谢 米斯台一库兰卡孜干晚古生代岛弧内。区内出露有中泥盆统、上泥盆统、下石炭 统、下二叠统及中生代地层。晚古生代地层内含有较多的基性一中酸性火山岩。 石炭纪末期隆起成陆，早二叠世沿断裂带形成马门特组(P1m)陆相流纹岩，