利用高光谱遥感技术进行岩性分类研究

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基于Hyperion高光谱数据和随机森林方法的岩性分类与分析

基于Hyperion高光谱数据和随机森林方法的岩性分类与分析

基于Hyperion高光谱数据和随机森林方法的岩性分类与分析柯元楚;史忠奎;李培军;张西雅【摘要】探索利用高光谱数据的岩性填图新方法是遥感地质应用领域的重要需求之一.本文运用随机森林方法和EO-1Hyperion高光谱数据,对新疆塔里木西北部柯坪地区的局部区域进行岩性分类,并对相关问题进行分析.分别利用光谱特征以及加入光谱一阶导数特征进行岩性分类,并对不同特征对岩性分类的重要性进行分析,同时与现有的基于光谱角制图方法(SAM)进行比较.结果表明,与SAM方法相比,随机森林方法得到了更高精度的岩性分类结果,是一种有效可行的岩性分类方法.根据特征重要性的排序,蓝绿光波段、短波红外波段以及相应的一阶导数特征对研究区Hyperion数据的沉积岩岩性分类贡献更大.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2018(034)007【总页数】8页(P2181-2188)【关键词】高光谱遥感数据;随机森林;光谱角制图;岩性分类【作者】柯元楚;史忠奎;李培军;张西雅【作者单位】北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所,北京100871;北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所,北京100871;北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所,北京100871;中国气象局北京城市气象研究所,北京100089【正文语种】中文【中图分类】P627利用遥感数据进行岩性识别和分类是最广泛的遥感地质应用之一,国内外学者在利用不同遥感数据和方法进行岩性分类方面开展了很多研究(李培军,2004; Gad and Kusky, 2006; Amer et al., 2010)。

多光谱和高光谱图像被广泛应用于岩性识别与分类(Meer et al., 2012)。

高光谱传感器以几十甚至数百个细分且连续的光谱波段对目标区域成像,获取丰富的光谱信息,为进行详细的岩性分类提供了可能。

不同分类方法被用于高光谱图像岩性分类。

高光谱遥感岩矿识别方法的研究进展

高光谱遥感岩矿识别方法的研究进展

高光谱遥感岩矿识别方法的研究进展刘莹莹【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2012(000)006【摘要】One of the aims of RS application in geology is to identify accurately various rocks and minerals,with hyperspectral RS,rocks and minerals can be identified from the corresponding diagnostic spectral features.With the development of the mineral identification method of hyperspectral remote sensing,it is possible to use it from qualitative analysis to quantitative identification in earth science field,it is technological preparation for the widely application of remote sensing data.The paper introduced multiplicate technology of identification method of minerals,and analysed the advantage,weakness and application of different method.In the end,it summaried all the paper and came up with the next work.%遥感技术应用于地质中的目的之一是分辫和识别出不同的岩石和矿物等地质体,高光谱分辫率遥感则可通过诊断性光谱特征对岩石或矿物成分及结构进行识别。

地质遥感中岩性的识别研究

地质遥感中岩性的识别研究

地质遥感中岩性的识别研究作者:田莉来源:《科技传播》2010年第19期摘要地质遥感的任务是通过遥感影像的解译确定一个地区的岩石性质和地质构造,分析构造运动的状况。

其中岩性的认识是遥感地质解译的基础,本文对地质遥感中岩性的识别进行了研究。

关键词地质遥感;岩石;影像特征中图分类号TP7文献标识码A文章编号1674-6708(2010)28-0220—02在遥感影像上识别岩石的类型必须首先了解不同岩石的反射光谱差别。

以及所引起的影像色调的差异。

同时,由于岩石的形成,在内外应力的共同作用下,组合成不同形状,这也是识别岩石类型的重要标志。

此外,不同岩性上往往形成不同的植被、水系,这也可作为间接的解译标志。

1岩石的反射光谱特征岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关。

由石英等浅色矿物为主组成的岩石具有较高的光谱反射率,在可见光遥感影像上表现为浅色调。

铁镁质等深色矿物组成的岩石,总体反射率较低,在影像上表现为深色调。

酸性岩类的花岗岩,由于主要含石英、钾长石等浅色矿物,总体反射率较高。

属于基性岩类的玄武岩和橄榄玄武岩由于含有大量的铁镁质暗色矿物,在岩浆岩中反射率最低。

总之,岩浆岩中,随着SiO,的含量的减少和暗色矿物含量的增高,岩石的颜色由浅变深,光谱反射率也随之降低。

其次,岩石光谱反射率受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度的影响。

矿物颗粒较细,表面比较平滑的岩石,具有较高的反射率。

反之,光谱反射率较低。

岩石表面湿度对反射率也有影响。

一般来说,岩石表面较湿时,颜色变深,反射率降低。

岩石表面风化程度的影响,主要决定于风化物的成分、颗粒大小等因素。

风化物颗粒细时,使覆盖的岩石表面较平滑,若风化物颜色较浅(如SiO2、CaCO3、CaMgO3等),则反射率较高。

如果风化物颗粒粗,使表面粗糙,则会降低反射率。

红砂岩干燥情况下反射率总体高于潮湿时。

由于风化物为CaMgo3,干燥时色调比较浅,反射率高于岩石的新鲜面。

面向找矿的高光谱遥感岩矿信息提取方法研究的开题报告

面向找矿的高光谱遥感岩矿信息提取方法研究的开题报告

面向找矿的高光谱遥感岩矿信息提取方法研究的开题报告一、研究背景矿产资源是国家经济发展的重要支撑,而高光谱遥感技术在矿产资源勘查中表现出很大的优势。

高光谱遥感数据可以获取更为丰富的光谱信息,可以通过显微光谱学原理,对不同物质的吸收、反射和散射特性进行研究,从而实现对不同矿物、矿化带和岩石类型的识别和定量研究。

因此,高光谱遥感技术被广泛应用于矿产资源勘查、矿山环境监测等领域。

二、研究意义岩矿信息提取是高光谱遥感应用的重要部分,其准确性和精度直接影响到矿产资源勘探的效率和效果。

当前,国内外研究者已经开展了大量的高光谱岩矿信息提取研究,但存在着矿物数量估计误差大、矿物混淆较多等问题,导致矿产资源勘探效率和效果不尽人意。

因此,进一步研究面向找矿的高光谱遥感岩矿信息提取方法,提高岩矿信息提取的准确性和精度,对于促进矿产资源勘探的深入开发、提高勘探效果具有重要意义。

三、研究内容本文将从以下几个方面进行研究:1. 面向找矿的高光谱遥感数据处理方法研究,包括数据预处理、压缩和降维等方法的比较验证。

2. 高光谱遥感岩矿信息提取算法研究,包括利用综合特征和机器学习方法的算法。

3. 高光谱遥感岩矿信息提取结果评价研究,包括提取结果的精度评价和对矿化带边界的识别和提取。

四、研究方法和技术路线本论文将运用高光谱遥感数据分析和处理技术,结合综合地质信息,建立起完整的高光谱遥感岩矿信息提取方法体系。

具体方法流程如下:1. 数据采集及预处理:通过高光谱遥感设备获取数据,对数据进行去噪处理和坐标校正。

2. 物质识别与分类:通过结合岩石地质学原理和机器学习算法,根据不同岩石种类的光谱特性,进行物质识别和分类。

3. 矿化带提取:结合矿床成因和地质场地等信息,对矿化带进行提取和定量研究。

4. 提取结果评价:对提取结果进行精度评价和边界识别等评价,以确定提取货不符合实际情况。

五、研究预期成果本研究将建立面向找矿的高光谱遥感岩矿信息提取方法,提高岩矿信息提取的准确性和精度,为矿产资源勘探提供有效手段。

高光谱遥感岩矿识别的研究进展

高光谱遥感岩矿识别的研究进展
a na l y s i s a r e i nt r o du c e d. The pr op e r t i e s of c u r r e n t a n d f u t ur e ma i n hy p e r s p e c t r a l s e n s or s a r e c o nc l u—
Re s e a r c h a n d d e v e l o p me nt o f mi n e r a l i d e nt i f i c a t i o n
u t i l i z i n g h y p e r s p e c t r a l r e mo t e s e ns i ng
特征 、 完 全 波 形 匹 配 和 混 合 像 元 分 解 的 3类 岩 矿 识 别 方 法 进 行 了归 纳 与 对 比 , 重 点 介 绍 了近 年 来 这 类 技 术 的重 要 成 果 以
及 研 究 热 点 。最 后 , 从理论 、 数据 、 方 法 以 及 应 用 4个 方 面 对 当前 高 光 谱 遥 感 岩 矿 识 别 面 临 的 主要 问 题 和 发 展 趋 势 进 行
第 2 3卷
第 8期
光 学 精 密 工 程
Opt i c s a n d Pr e c i s i o n En gi ne e r i ng
Vo 1 . 2 3 No . 8
A ug. 2 O15
2 O 1 5 年 8 月
文章编号
1 0 0 4 — 9 2 4 X( 2 0 1 5 ) 0 8 — 2 4 0 7 1 2
了剖 析 。作 者 认 为 , 高 光 谱 遥 感 岩 矿 识 别 的 整 体 发 展 趋 势 为 定 性 识 别 向定 量 化 分 析 发 展 , 在 此发展 过程 中, 混 合 光 谱 模

基于遥感图像地形结构-岩性组分分解的岩类多重分形特征研究

基于遥感图像地形结构-岩性组分分解的岩类多重分形特征研究

基于遥感图像地形结构-岩性组分分解的岩类多重分形特征研究基于遥感图像地形结构-岩性组分分解的岩类多重分形特征研究根据光学成像原理和地形结构的分形特征,提出了遥感图像的地形结构-岩性组分模型和分离算法,并用于ETM图像分解和岩类α-f(α)多重分形特征研究.通过对不同地区二长花岗岩体和沉积变质岩ETM原图像、地形结构子图像和岩性组分子图像的多重分形谱对比分析,发现原始ETM图像的多重分形谱与岩石类型和地形没有明显的对应关系.图像分解后,不同地区的二长花岗岩具有十分相似的岩性组分多重分形谱和不同的地形结构多重分形谱;相反,同一地区的不同类型岩石具有相似的地形结构多重分形谱和不同的岩性组分多重分形谱.因此,利用地形结构-岩性组分分类算法,并结合α-f(α)多重分形谱分形,可以有效地区分岩石类型.作者:潘蔚倪国强李瀚波 Pan Wei Ni Guoqiang Li Hanbo 作者单位:潘蔚,Pan Wei(北京理工大学,光电学院,北京,100081;核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家重点实验室,北京,100029)倪国强,Ni Guoqiang(北京理工大学,光电学院,北京,100081)李瀚波,Li Hanbo(核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家重点实验室,北京,100029)刊名:地学前缘ISTIC PKU英文刊名:EARTH SCIENCE FRONTIERS 年,卷(期):2009 16(6) 分类号:P407.8 关键词:遥感图像地形结构-岩性组分模型分解算法岩石类型α-f(α)谱 remote sensing (RS) image landform frame-lithologic component model decomposing algorithm rock types α-f(α) multifractal spectra。

高光谱遥感岩矿识别的研究进展_张成业

高光谱遥感岩矿识别的研究进展_张成业

第23卷 第8期2015年8月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.23 No.8 Aug.2015 收稿日期:2015-04-10;修订日期:2015-06-04. 基金项目:国家科技重大专项资助项目(No.2011ZX05034)文章编号 1004-924X(2015)08-2407-12高光谱遥感岩矿识别的研究进展张成业,秦其明*,陈 理,王 楠,赵姗姗(北京大学地球与空间科学学院,北京100871)摘要:分析与综述了当前高光谱遥感岩矿识别研究的进展。

论述了岩矿光谱特征的作用机理以及岩矿光谱的特征测量与分析方法。

归纳和总结了目前以及未来几年可用于岩矿识别的高光谱遥感探测器件和仪器的特点。

对基于光谱吸收特征、完全波形匹配和混合像元分解的3类岩矿识别方法进行了归纳与对比,重点介绍了近年来这类技术的重要成果以及研究热点。

最后,从理论、数据、方法以及应用4个方面对当前高光谱遥感岩矿识别面临的主要问题和发展趋势进行了剖析。

作者认为,高光谱遥感岩矿识别的整体发展趋势为定性识别向定量化分析发展,在此发展过程中,混合光谱模型的建立与解混、面向岩矿识别的新型高光谱传感器的研制、岩矿信息提取的智能化以及复杂地质环境下的岩矿识别将成为研究的主要方向。

关 键 词:高光谱遥感;岩矿识别;光谱特征;综述中图分类号:TP751;P627 文献标识码:A doi:10.3788/OPE.20152308.2407Research and development of mineral identificationutilizing hyperspectral remote sensingZHANG Cheng-ye,QIN Qi-ming*,Chen Li,Wang Nan,Zhao Shan-shan(School of Earth and Space Sciences,Peking University,Beijing100871,China)*Corresponding author,E-mail:qmqin@pku.edu.cnAbstract:This paper reviews the current progress of mineral identification based on hyperspectral re-mote sensing.The physicochemical mechanisms of mineral spectra and their feature measurement andanalysis are introduced.The properties of current and future main hyperspectral sensors are conclu-ded.Then,three series of methods(based on spectral absorption feature,full spectral profile matc-hing,and spectral unmixing,respectively)for mineral identification based on hyperspectral data setsare comparatively analyzed and summarized.Finally,the main problems of mineral identification by u-sing hyperspectral data on theory,data sets,methods and applications,are analyzed and its develo-ping trends are discussed.It points out that the trend will focus on the direction from the qualitative i-dentification to the quantitative mineral analysis.During this trend,spectral unmixing,the design ofnew hyperspectral sensors for mineral identification,intellectualization of mineral information extrac-tion,and mineral identification in a complex geological environment will be the main research focuses.Key words:hyperspectral remote sensing;mineral identification;spectral feature;review1 引 言 高光谱遥感技术(Hyperspectral RemoteSensing)又称成像光谱技术(Imaging Spectrome-try)。

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究
近年来,热红外高光谱数据在岩石学研究领域中得到了广泛应用,其基于光谱匹配的岩性分类方法具有高可靠性和精准度。

研究通过对热红外高光谱数据分析,利用光谱匹配理论对岩石样品进行分类,可以有效地鉴别出不同种类的岩石,并对相关岩性参数进行定量化分析。

首先,热红外高光谱数据采用了红外光谱技术,其工作原理是通过分析不同岩石样品的光谱反射率来识别其组成成分。

由于每种成分在红外光线照射下具有特征性的反射谱,因此可以通过比较不同样品的光谱反射率来鉴别不同种类的岩石。

其次,在应用光谱匹配理论进行岩性分类时,样品的光谱反射率需要与已知的参考谱进行比对。

参考谱可以通过实验方法或先前的实测数据得到。

在实际应用中,通过建立岩石样品与已知岩石参考谱的匹配模型,可以高度精准地识别出样本中的组成成分,从而实现岩石的分类。

最后,通过定量化分析岩石样品的光谱反射率和与参考谱的匹配度,可以获取一系列岩性参数。

这些参数包括岩石的成分含量、结晶程度、硬度、孔隙度等。

通过这些参数的定量化分析,可以更加准确地了解不同种类的岩石的物理和化学性质,并为相关应用领域提供重要参考。

总之,基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类方法具有高精度和可靠性,对于岩石学研究和岩性分析具有重要的应用价值。

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利用高光谱遥感技术进行岩性分类研究
近年来,随着遥感技术的迅猛发展,高光谱遥感技术成为了地球科学和资源勘
探领域的研究热点之一。

它通过获取地面物体反射和辐射的连续光谱信息,可以提供大量丰富的数据,有助于地质学家研究地壳构造和地质构造。

本文将探讨如何利用高光谱遥感技术进行岩性分类研究。

一、高光谱遥感技术的基本原理
高光谱遥感技术是利用光谱波段的数据获取地面物体的反射和传播特性,通过
对光谱数据的解译来提取地物信息。

相比于传统的遥感技术,高光谱遥感技术在光谱分辨率上具有更高的精度,可以获取到更多的光谱数据。

这些数据中包含大量与地质特征相关的信息,为地质研究提供了重要的依据。

二、高光谱遥感在岩性分类中的应用
1. 光谱特征分析
高光谱遥感技术可以提供大量光谱数据,包括可见光到红外波段的信息。

这些
数据可以通过光谱特征分析来识别不同的岩性。

不同岩性的反射特性在光谱上有所不同,通过研究不同岩性的光谱特征,可以建立光谱数据库,用于岩性分类和识别。

2. 相关系数法
相关系数法是一种常用的岩性分类方法。

通过比较光谱数据与已知岩性的相关
系数,判断地面物体的岩性类型。

这种方法可以快速准确地进行岩性分类,并且可以根据不同的研究需求进行调整和优化。

3. 光谱角度法
光谱角度法利用不同光谱角度反射率的变化来分析地面物体的岩性。

不同岩性对光谱角度的响应有所差异,通过分析光谱角度的变化,可以识别出地下岩性的类型和分布情况。

三、高光谱遥感技术在矿产资源勘探中的应用案例
高光谱遥感技术在矿产资源勘探中具有重要应用价值。

以铁矿石为例,利用高光谱遥感技术可以通过对不同波段反射率的分析,判断地下是否存在铁矿石。

将光谱数据与已知的铁矿石光谱特征进行对比,可以进行准确的分类和预测。

此外,高光谱遥感技术还可以用于石油勘探、矿区环境监测等领域。

通过分析不同波段的光谱数据,可以检测并判断地下油藏的类型和规模,对石油资源的开发和利用提供科学依据。

同时,也可以通过监测矿区的地表植被情况和污染物排放情况,进行环境保护和治理。

四、高光谱遥感技术在土地利用规划中的应用
高光谱遥感技术在土地利用规划和管理中也扮演着重要角色。

通过分析不同土地类型的光谱特征,可以判断土地的适宜用途和开发潜力,为城市规划和农业发展提供科学依据。

综上所述,高光谱遥感技术在地质研究和资源勘探领域具有广泛应用价值。

通过光谱特征分析、相关系数法和光谱角度法等方法,可以进行准确的岩性分类和识别。

在矿产资源勘探和土地利用规划中,高光谱遥感技术都可以为决策者提供重要的信息和参考。

随着技术的不断发展和创新,相信高光谱遥感技术在地球科学和资源勘探领域的应用将会越来越广泛,为人类的发展和进步做出更大的贡献。

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