遥感矿化蚀变信息提取的主要类型和方法1
基于PCA方法的Aster遥感影像矿化蚀变信息提取应用研究
基于PCA方法的Aster遥感影像矿化蚀变信息提取应用研究赵仕宝1，蔡 进2（１．重庆工程职业技术学院地质与测绘工程学院，重庆，４０２２６０；２．国家测绘地理信息局重庆测绘院，重庆，４０１１２０）摘 要：本文以Ａｓｔｅｒ影像为信息源，通过分析Ｆｅ离子、Ａｌ－ＯＨ基团、Ｍｇ－ＯＨ基团等对典型矿物的影像波谱特征，综合采用主成分分析（ＰＣＡ），对澳洲西部某矿区开展了矿化蚀变信息提取，信息提取成果与现场反馈结果情况相吻合，区内分布着大量的区域变质成因的矿物异常，本方法验证利用遥感蚀变矿物信息提取技术指导地质找矿是有效的、可行的，这对辅助成矿预测靶区圈定、减少野外工作量具有重要意义。
关键词：ＰＣＡ；Ａｓｔｅｒ； 矿化蚀变；信息提取；遥感中图分类号：Ｐ６２７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１０－０１８６－４Application Research on Mineralization and Alteration Information Extraction ofAster Remote Sensing Image Based on PCA MethodZHAO Shi-bao1, CAI Jin2（１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃｈｏｏｌ ， ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０２２６０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ， ＮＡＳＧ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ， ４０１１２０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ＡＳＴＥＲ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｄａｔａ ｓｏｕｒｃｅ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｆｅ ｉｏｎ， Ａｌ－ＯＨ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ Ｍｇ－ＯＨ ｇｒｏｕｐ， Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ （ＰＣＡ） ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ａ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ． Ｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ａｎｏｍａｌｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ “ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ａｎｏｍａｌｙ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ” ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｉｔ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｇｅｏ－ｓｅｎｓｉｎｇ ａｌｔｅｒｅｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｓｅｒｖｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｗｏｒｋ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｄｅｌｉｎｅａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ａｒｅａ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｗｏｒｋｌｏａｄ．Keywords: ＰＣＡ； Ａｓｔｅｒ； ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ； ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ；受物质组分、表面形态、内部晶体结构及外在环境多变等多种内外因素影响，不同种类岩石矿物在电磁波的可见光、近红外（VNIR）及短波红外（SWIR）波段等波段表现的光谱特征也不尽相同[1]。
ETM_遥感影像矿化蚀变信息的提取与找矿实践
ＥＴＭ＋遥感影像矿化蚀变信息的提取与找矿实践冯雨林，时建民，杨利军（沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳１１００３３）摘要：通过对辽宁省建平县北部地区遥感影像处理，提取ＯＨ－、Ｆｅ３＋矿化蚀变信息，对照１∶２０万敖汉旗幅地质矿产图，结合成矿理论，经ＧＰＳ野外指引实地异常信息检查，在该区发现两处矿化点．此工作方法找矿效果明显，为今后加快地质找矿工作提供了一条可参考的、行之有效的途径．关键词：ＥＴＭ＋；主成分分析；蚀变异常；建平县；辽宁目前，航天遥感技术的发展为开发应用提供了大量具有实用性的遥感数据．其中，ＥＴＭ＋具有从可见光到热红外的波谱范围，能满足一定矿物、岩石的划分需要．对ＥＴＭ＋的多波段数据采用波段比值法和主成分分析法，提取有针对性的矿化蚀变异常信息，利用ＧＩＳ评价模型把ＥＴＭ＋遥感蚀变异常信息、构造解译信息进行叠加处理，结合成矿理论，可以得到精确的遥感矿化蚀变异常位置，从而起到快速指导找矿的先行作用，提高找矿工作的效率和成功率．本文旨在通过对ＥＴＭ＋遥感数据处理，提取矿化蚀变信息，在ＧＰＳ技术支持下探索快速找矿的试验研究工作，挖掘出新的找矿技术与方法，以减轻野外工作强度，提升调查工作效能，促进找矿工作的重大突破．辽宁省建平县北部地区属于典型的内陆干旱－半干旱气候，植被不发育，岩石裸露较好，岩性及地质构造可解译程度较高，适于遥感解译工作．１遥感信息的提取遥感异常信息的提取是本次试验研究工做的重要组成部分，其结果直接影响矿化异常调查和评价的准确度．因此，在数据处理过程中需要充分考虑水体、云、阴影和植被等干扰因素的祛除．１．１数据的预处理（１）遥感影像的选择根据现有资料，综合考虑遥感影像的空间分辨率、波谱特征等，结合研究区自然状况和植被覆盖度，本次遥感解译工作选用２０００年９月１３日的Ｌａｎｄｓａｔ－７ＥＴＭ＋数据，轨道号为１２１－０３１．（２）遥感影像的波段组合不同地物具有不同的电磁波谱特征．ＥＴＭ＋不同的波谱数据，记录和反映地物的能力不同．波段组合的原则是：所选用波段能较好地反映地质信息，波段之间的相关系数最小，方差最大，并且合成的色彩适合人眼的识别．根据各个波段所反映地物的特性，经过反复试验，最终选用ＴＭ７、ＴＭ５、ＴＭ３组合，进行构造信息解译．（３）遥感影像的几何校正工作中以地形图作为参考底图，进行遥感影像的几何校正．投影方式为高斯－克吕格投影，参考椭球体为克拉索夫．采用二次多项式进行坐标变换，选取９～１２个地表控制点（ＧＣＰ）．重采样方式为立方卷积，这样既保持了图像的连续性，又保留了高频信息．ＧＣＰ精度小于１个像素．（４）遥感影像的增强将校正好的图像进行直方图拉伸，使不同地物的反差增大，然后进行低通滤波，以消除高频噪声．１．２构造信息的提取根据影像特点和地质成矿理论，提取的构造信息主要有断裂构造和环形构造．（１）断裂构造解译在遥感图像上，断裂构造具有平直或略有弯曲的线性影像特征，一般较易识别．不同地貌单元直线型分收稿日期：２００７－０３－２０；修回日期：２００７－０６－０５．李兰英编辑．文章编号：１６７１－１９４７（２００８）０１－００６９－０４中图分类号：Ｐ６２７；Ｐ６１２文献标识码：Ａ地质与资源ＧＥＯＬＯＧＹＡＮＤＲＥＳＯＵＲＣＥＳ第１７卷第１期２００８年３月Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．１Ｍａｒ．２００８图１蚀变异常信息与部分构造解释Ｆｉｇ．１Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆａｌｔｅｒｉｎｇａｎｏｍａｌｙａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ界、直线型河流、颜色和色调直线型的分界、山脊和沟谷突然直线型拐弯、湖泊和地下水出露点呈线状排列等均是断裂构造的解译标志［１］．试验研究区内部分断裂构造解译情况如图１所示．（２）环形构造解译遥感影像上，环形构造主要表现为圆形、椭圆形、浑圆形、半圆形、弧形及多边形等，有的通过色调、地形、水系等形式反映出来．环形构造的色调表现为色斑或套环，地貌则表现为放射状或环状水系［２］．试验研究区内部分环形构造解译情况如图１所示．１．３矿化蚀变信息的提取（１）干扰信息的祛除干扰的祛除应根据地物在不同波段下不同的波谱特征而选择不同的处理方法．主要选用不同的数学方法，将可能形成干扰的非目标地物经数学处理归入干扰窗，经掩膜运算祛除非目标物，尽可能的减少干扰物（云、阴影、水体、植被等）对异常提取所产生的影响．如对阴影的消除，选用ＴＭ７／ＴＭ１＜Ｎ作为判据，Ｎ取０．７５，即将ＴＭ７／ＴＭ１＜０．７５的像素作为干扰因素划入干扰窗，消除阴影的影响．（２）遥感矿化蚀变信息的提取对于上述去干扰图像，采用主成分分析方法，来提取蚀变异常信息．富含ＯＨ－或ＣＯ３２－的绿泥石、白云母、方解石、高岭石、明矾石等常见蚀变矿物，在ＥＴＭ５波段存在反射峰，在ＥＴＭ７波段则存在吸收谷；同样，含有Ｆｅ３＋的褐铁矿等矿物在ＥＴＭ３波段存在反射峰，在ＥＴＭ４存在吸收谷，这是提取羟基蚀变和铁染异常的光谱理论基础．通过主成分分析，把原来多波段图像中的有用信息集中到数目尽可能少的新组分图像中，而且新组分图像互不相关．利用ＴＭ１、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ７等４个波段进行主成分分析（ＰＣＡ），对代表羟基化物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其ＴＭ５系数应与ＴＭ７及ＴＭ４的系数符号相反，ＴＭ１一般与ＴＭ５系数符号相同．用ＴＭ１、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５等４个波段进行地质与资源２００８年７０表１ＴＭ１、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ７主成分变换本征向量矩阵Ｔａｂｌｅ１ＥｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｆｏｒＬａｎｄｓａｔＥＴＭ＋ｂａｎｄ１，４，５ａｎｄ７组分ＴＭ１ＴＭ４ＴＭ５ＴＭ７ｐｃ１０．２３８５７００２８３８５９４８６０．１６３２５４２９３５０２９８１３０．６６６４４００４５７４１６１５５０．６８７２３３６１５７６７３６２８ｐｃ２－０．０７９７９４９７９４２９２５９５２０．９４０４１９８２１００６３１１８０．１１６９７０１４５０９１７１５９－０．３０９１２９９１８７６１６１７８ｐｃ３－０．８４１０４８８４０９４５３７３８－０．１７８８３３９８５５８２２１１７０．４９０５９９３４８１０３８７７－０．１４１３０６５１９２５９６３８ｐｃ４－０．４７８９０９１２４９４７７９２４０．２３８６９８５５７８３４１０１５－０．５４９０７９１６５７２１２８４５０．６４２０１３３３１８７１２９２７主成分分析，对代表铁染物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其ＴＭ３系数应与ＴＭ１及ＴＭ４的系数符号相反，ＴＭ３一般与ＴＭ５系数符号相同［３］．将上述掩膜处理的图像做ＴＭ１、３、４、５、７波段的主成分分析，得到波段间的本征向量矩阵，如表１、２所示．表２ＴＭ１、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５主成分变换本征向量矩阵Ｔａｂｌｅ２ＥｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｆｏｒＬａｎｄｓａｔＥＴＭ＋ｂａｎｄ１，３，４ａｎｄ５组分ＴＭ１ＴＭ３ＴＭ４ＴＭ５ｐｃ１０．２６６８２８６０７８１１６２１７０．６２６８９３１１０９１９５３９４０．２０３７３７０９６１２７９０６５０．６７５１１８６０４７９５５８１ｐｃ２－０．１９９９５１８３５５６３６０５２－０．２９８２１２１５０９１４７７０３０．９２９０８６４５１５６０８３１６０．０８８８０９５８２９７１８６２１ｐｃ３０．３５３１６１１６１７６０３３３０．５０５７４２４６７７００５５４９０．３０７５８７９２４４２６４０４４－０．７２４４９３９０５３８１７５７４ｐｃ４０．８７４１２７５３７２２３３４１２－０．４７３０５９７３２２０８７２２３０．０２６０６２０４０１０６８２２９３－０．１０６９４０６７７４６１５２１４根据上述判断准则，羟基蚀变应该包含于ＴＭ１、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ７之ｐｃ４上，铁染异常应该包含在ＴＭ１、ＴＭ３、ＴＭ４和ＴＭ５之ｐｃ４上．根据概率密度分布曲线的数学含意，可以把统计均值理解为主分量分析结果的区域背景值，利用Ｘ＋ｋσ来划分异常等级，其中Ｘ表示均值，σ表示标准离差．对于羟基异常，ｋ一般取２～３；铁染异常，ｋ一般取１．５～２．５．据此，对ｐｃ４进行阈值分割，得到分级异常信息图像．１．４遥感异常信息的综合分析此分析目的是将提取出的构造信息和蚀变信息相结合，进行综合研究分析，以圈定成矿远景区．从蚀变信息与构造信息的叠加分析图（图１）可以看出，蚀变信息的分布与区内的构造格架大体一致，铁染信息多分布在断裂构造和环形构造较为发育的地区，羟基大多数在冲沟内，部分在植被区．２野外查证及调查成果２．１野外查证根据遥感矿化蚀变异常与解译构造叠加情况，参考１９７４年本地区地质矿产调查报告相关矿产分布特点，将遥感找矿试验研究工作区分别设计在目前的金矿成矿区、铜铅矿化区和无矿区（目前无矿化记录）３个地区中．针对筛选出的近４０个遥感矿化蚀变异常（ＯＨ－、Ｆｅ３＋）点，利用ＧＰＳ定位仪指引，开展遥感矿化蚀变异常点的实地查证工作．２．２调查成果通过对异常点的实地调查，在构造破碎带中发现２条石英脉（宽度０．５～２．０ｍ，长度大于２０ｍ）．样品经岩石化学成分测试分析，得出结论是，本次查证工作新发现含铜钼矿化点１处，含锌铅矿化点１处．遥感矿化蚀变异常特点总结如下：（１）羟基异常信息多数反映在冲沟部位，小部分反映地面植被信息，以松林和农作物区为代表．对于部分羟基指示植被的问题，其原因可能是植被作为干扰因素没有完全消除的结果．（２）铁染异常信息多反映矿化地质体特征，如表３所示．（３）金矿化带的展布与矿化蚀变信息（铁染）、环形构造相吻合．３结论（１）本次试验工作表明遥感在地质找矿工作中具冯雨林等：ＥＴＭ＋遥感影像矿化蚀变信息的提取与找矿实践第１期７１表３遥感矿化蚀变异常调查成果一览表Ｔａｂｌｅ３Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅａｌｔｅｒｉｎｇａｎｏｍａｌｙｂｙｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ异常信息名称数量主要地物特征代表物矿化性找矿准确率羟基（ＯＨ－）１５冲沟和植被冲积物（含水基团）、农作物——铁染（Ｆｅ３＋）２３地质体褐红色砂岩——球泡流纹岩——石英脉（２条）含锌铅矿化点（１处）１８．７５％蚀变岩（１处）含铜钼矿化点（１处）有一定的指导性和优越性，特别是在地质工作程度较低或存在景观障碍的区域；（２）铁染信息的指示作用较强，而提取羟基异常信息的理论方法还有待于进一步深入研究．（３）遥感技术找矿还需与其他学科进行结合，优势互补，可以获得多快好省的找矿效果．参考文献：［１］陈华慧．遥感地质学［Ｍ］．北京：地质出版社，１９８４．１７７—１８４．［２］陈华慧．遥感地质学［Ｍ］．北京：地质出版社，１９８４．１８４—１８６．［３］张玉君，曾朝铭，陈薇．ＥＴＭ＋（ＴＭ）蚀变遥感异常提取方法研究与应用———方法选择和技术流程［Ｊ］．国土资源遥感，２００３，（２）：４４—４９．ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮＯＦＴＨＥＭＩＮＥＲＡＬＩＺＡＴＩＯＮＡＮＤＡＬＴＥＲＡＴＩＯＮＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＦＲＯＭＥＴＭ＋ＲＥＭＯＴＥＳＥＮＳＩＮＧＩＭＡＧＥ：ＴｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｉｎｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＦＥＮＧＹｕ－ｌｉｎ，ＳＨＩＪｉａｎ－ｍｉｎ，ＹＡＮＧＬｉ－ｊｕｎ（ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｏｒｔｈｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎａｒｅａｉｎＪｉａｎｐｉｎｇＣｏｕｎｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｌｔｅｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＯＨ－ａｎｄＦｅ３＋ｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄ．Ｒｅｆｅｒｒｉｎｇｔｏｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｎｄｍｉｎｅｒａｌｍａｐｉｎａｓｃａｌｅｏｆ１∶２０００００ｉｎｔｈｅａｒｅａ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｔｈｅｏｒｙ，ｗｉｔｈｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｌｔｅｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙＧＰＳ，ｔｗｏｓｐｏｔｓｏｆａｌｔｅｒｉｎｇａｎｏｍａｌｙａｒｅｆｉｎａｌｌｙｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｉｓｒｅｍａｒｋａｂｌｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｍｉｎｅｒａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＴＭ＋；ＰＣＡ；ａｌｔｅｒａｔｉｏｎａｎｏｍａｌｙ；ＪｉａｎｐｉｎｇＣｏｕｎｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ作者简介：冯雨林（１９８０—），男，硕士，２００５年毕业于吉林大学遥感与地理信息系统专业，现于沈阳地质矿产研究所勘查技术室，主要从事遥感技术工作，通信地址沈阳市北陵大街２５号，邮政编码１１００３３．地质与资源２００８年７２。
利用ALI遥感图像进行矿化蚀变信息提取方法探讨
利用ALI遥感图像进行矿化蚀变信息提取方法探讨李雅辉;杨武年;刘汉湖;鲁岩【摘要】矿化蚀变信息提取是遥感找矿的重要手段之一.Advanced Land Imager(ALI)遥感图像信噪比高达100～200,且有较高的波谱分辩率,能够区分具有标示性波谱特征的岩矿.以美国Cuprite地区ALI遥感图像为例,通过数字处理、最小噪声分离变换(MNF),分离和均衡数据中的噪声.然后提取纯净像元(PPI),输入到N 维可视化器中开发端元组分光谱,并与波谱库中的波谱进行比对分析.将提取的端元作为样本,进行数据集合评估,最后进行蚀变信息的提取.结果表明,ALI遥感数据由于其波段多,波谱空间分辨率高,经过MNF-PPI后的三维散点图端元提取,能够识别更微弱的岩矿信息.【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2010(030)003【总页数】4页(P347-350)【关键词】ALI;端元波谱;波谱分析;蚀变信息【作者】李雅辉;杨武年;刘汉湖;鲁岩【作者单位】成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;成都理工大学地球科学学院遥感与GIS研究所,成都,610059;四川草原工作总站,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】TP75随着国民经济建设快速、持续发展，对各种矿产资源需求也就不断增加。
根据矿化蚀变信息找矿是目前地质找矿的有效手段之一。
ALI遥感图像有10个波段，各类地面矿物的波谱特征可以在图像上得到很好地反映。
因此，采用美国EO-1卫星ALI遥感图像作为主要数据源，进行预处理后，用多光谱遥感图像的光谱特征，经过MNF-PPI后的三维散点图端元提取建立训练样本，然后归类分析以确定提取矿化蚀变信息的有效性。
Cuprite矿区位于美国内华Esmeralda County，Goldfield镇南约15km处（图1），95号高速公路北西南东向贯穿全区。
利用ALI遥感图像进行矿化蚀变信息提取方法探讨
１ ０ ０ ，且 有较 高的波谱分辩率 ，能够 区分具有标 示性 波谱特征 的岩矿 。以美国 Ｃ ｐ ｔ 地 区 Ａ ｌ ０ —２ ０ ｕ ｆｅ ｉ Ｌ 遥感图像 为 例 ，通过数 字处理 、最 小噪 声分 离变换 （ ＭＮＦ） 离和均衡数据 中的噪声。然后提取纯净像元（Ｐ） ，分 Ｐ Ｉ，输入到 Ｎ 维可视化 器中开发端元组 分光谱 ，并与波谱 库 中的波谱进行 比对分析 。将提取 的端元 作为样本 ，进行数 据集合 评估 ，最后进行蚀 变信 息的提取 。结果表 明，Ａ Ｉ Ｌ 遥感数据 由于其波段 多，波谱 空间分辨 率高，经过 ＭＮＦ Ｐ Ｉ — Ｐ
收稿 日期 ：２ ０一 Ｏ ２ ０９ ｌ 一 １
基 金项 目 ：成都 理工 大学 青年基 金 （ 编号 ：２０Ｑ １ ） ０ ６ｄ ７
作 者简 介 ：李雅 辉 （ ９４ ， 女 ，天津人 ，地 图制 图学与地理 信 息工程 在读 硕 士研 究生 １ ８ 一）
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利用 Ａ Ｉ Ｌ 遥感 图像进行矿化蚀变信息提取方法探讨 和 １ ５ｍ ０ ｍ是为大气水汽测量而设置的 ，而 Ｅ Ｍ 没有大气校正波段。Ａ Ｉ ２ Ｔ＋ Ｌ 没有热红外波段 ，而 Ｅ Ｍ 有 Ｔ＋ 个热 红外波 段（１ ５ ｍ 。Ａ Ｉ Ｅ Ｍ＋ １． ） Ｌ 和 Ｔ 的地面分 辨率基 本 相 当。Ａ Ｉ和 Ｅ Ｍ＋ ４ Ｌ Ｔ 的视场 角 （Ｏ ） 同 ，但 Ｆ Ｖ相 由于 Ａ Ｉ Ｌ 是个试 验仪 器 ，使 用 的焦平 面元 件数仅 占 １ ／ Ｆ Ｖ，所 以 Ａ Ｉ 图幅边长 仅是 Ｅ Ｍ＋ １５ ５的 Ｏ Ｌ的 Ｔ 的 ／。 Ａ Ｉ 噪 ￣（Ｎ ） １０ ２０ Ｌ信 ＬＳ Ｒ为 ０ ～０ ，比 Ｅ Ｍ＋ Ｔ 要高 得 多 ，Ｅ Ｍ＋ Ｓ Ｒ￣５ 。所 以 ，Ａ Ｉ Ｔ 的 Ｎ ＜ ０ Ｌ 图像 质量要 比 Ｅ Ｍ＋ 。 Ｔ 好
遥感蚀变信息提取及铀矿地质意义
遥感蚀变信息提取及铀矿地质意义选取满洲里-灵泉地区为研究区，进行构造解译。
通过分析研究区内与铀矿成矿因素有关的矿化蚀变组合，建立高效的识别铀矿分布的遥感蚀变信息提取方案。
利用提取的矿化蚀变信息，选定重点预测区（靶区），并结合区域地质环境背景及靶区内构造解译等方面特征，分析蚀变信息分布，地质背景和构造之间的关系及铀矿地质意义，进而圈定成矿有利区，为铀矿遥感找矿提供有利的参考。
标签：蚀变信息提取铀矿构造解译1引言我国遥感找铀工作始于1975年，这30多年来在铀矿地质区域调查和普查找矿方面取得的成果中，遥感技术发挥着重要的作用[1]。
70年代末，徐增亮、刘林青总结了三种运用卫星资料找铀的方法[2]。
90年代初，黄贤芳首次成功地应用遥感技术在伊利盆地可地浸砂岩型铀矿研究中确定局部排泄带[3]。
随着ASTER、A VNIR-2、QuikBird、Hyperion等新型传感器的出现，研究人员利用这些遥感数据在铀矿成矿环境和条件预测（黄贤芳，刘德长，2004）及铀矿化蚀变信息识别（叶发旺等，2009）等方面取得了显著的成绩。
研究区位于内蒙满洲里南，呼伦湖以西，地理位置：北纬49°00′～49°51′；东经116°25′～117°48′。
该区处于克鲁伦-额尔古纳火山岩型铀矿成矿带内，侯惠群[4]总结出该成矿带内火山岩型铀矿主要的成矿标志和控矿因素有：火山洼地区；富铀的花岗岩基底；断裂构造；热液蚀变等[5]。
本文主要利用遥感技术与方法研究各因素与铀矿找矿之间的关系。
2铀成矿地质条件概况研究区内岩石类型复杂，盆岭构造发育，断裂构造也十分发育，其基本地质构造背景及铀成矿条件与斯特列措夫铀矿田和多尔诺特铀矿田相似[6]，具有良好的铀矿找矿前景。
研究区的基底主要由元古代变质岩和花岗岩组成，在构造和断裂的影响下，发生过多次地幔活动和大规模火山喷发，形成了多个火山机构和复杂的火山岩系[7]，为铀矿液的交代沉淀富集提供了良好的储矿条件[8-9]。
新疆青河地区遥感矿化蚀变信息提取
新疆青河地区遥感矿化蚀变信息提取发表时间：2016-11-14T11:08:50.323Z 来源：《低碳地产》2016年13期作者：付刚张建超尹芳[导读] 新疆青河地区北部由于地势侵蚀切割强烈山体坡度陡通行困难在该区开展矿产资源开发存在很多困难。
1.西安地质矿产勘查开发院陕西西安 710100 ;2.西北有色地质勘查局物化探总队陕西西安 710068 ;3.长安大学地球科学与资源学院陕西西安 710054【摘要】新疆青河地区北部由于地势侵蚀切割强烈山体坡度陡通行困难在该区开展矿产资源开发存在很多困难。
本研究以ETM+数据为基础，首先利用归一化差异水体指数（MNDWI）和归一化植被指数（NDVI）进行掩膜剔除水体和植被干扰，之后利用Crosta法提取矿化蚀变信息并对研究区内的矿化蚀变信息进行分级。
结果表明所提取的蚀变信息与区内的构造和岩体关系密切，可作为该区后续野外检查和找矿的重点。
【关键字】青河 ETM+ 铁染蚀变羟基蚀变1. 引言新疆青河地区位于阿尔泰山东段西南坡与准噶尔盆地东北缘交汇地带，矿产资源丰富。
由于该区域北部地势侵蚀切割强烈相对高差较大，山体坡度陡通行困难，基础地质和矿产工作程度大都停留在基础调查阶段研究程度相对较低。
在现有条件下采用新技术新方法对支撑优势矿产资源开发具有重要指导作用，是现阶段和今后实现科学高效找矿的重要途径[1-3]。
依据蚀变岩和蚀变带独特的光谱异常特征，运用专业化的遥感信息处理方法对其进行提取，可为地质成矿预测提供可靠的依据。
已有研究表明：通过发现热液蚀变岩石指示找矿方向增加找矿概率。
本研究在新疆青河地区以遥感技术为主导，通过对区内主要成矿标志的识别，综合分析后快速圈定找矿靶区为后续野外检查提供指导。
2. 研究区地质概况研究区地层出露主要有中元古界、震旦系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、古-新近系和第四系，岩浆岩主要为泥盆纪、石炭纪酸性侵入岩。
该区已知金矿床（点）主要有科克萨依金矿、马热勒铁金矿、老山口金矿、哈腊苏铜矿、卡拉先格尔铜矿等，主要分布于研究区北部南部和西部。
遥感解译与蚀变信息提取特征
第三节遥感解译与蚀变信息提取特征本次工作使用的ETM数据景号为131032，采集日期为2000年8月28日。
影像图采用ETM遥感图像编制，比例尺为1∶5万。
遥感影像图选择了ETM图像的7、4、3三个波段分别赋予红、绿、蓝三色并经过了线性拉伸制成的假彩色合成图像。
本测区地貌属XXX高原西部，西临XXXX沙漠，区内为低山区，山体走向呈近东西向，水系发育，多呈南北向，地形切割较深，均为干沟，植被多以草本为主，稀少。
解译效果较好，部分地段被第四纪松散堆积物的覆盖，对地层单位、侵入岩形态、构造形态等解译标志有一定的影响。
总体来讲，解译结果可以满足1∶5万矿产地质调查工作的精度要求。
一、主要地质体的遥感解译标志工作中辅以对图像进行边缘增强、反差增强、取反等处理，以突出解译标志，并与原图引进行对比，对形成的不同图像进行对比取得了较好解译效果。
1．地层解译标志测区地层部分主要分布于XXXX幅，其它三幅沿侵入岩带两侧亦有少量出露，解译标志见表3-3-1 。
地层解译标志一览表2．侵入岩解译标志测区大部分地段出露为石炭纪—三叠纪侵入岩和脉岩，总体呈东西向带状横亘于XXX 三幅之内，XXX幅仅有少量出露，解译标志见表3-3-2 。
主要侵入岩解译标志一览表3．构造解译标志测区位于XXXXX，构造活动极为发育，主要构造形迹表现为褶皱、韧性变形带和断裂，但褶皱构造影像不清，而韧性变形带和断裂构造表现非常清晰，其中韧性变形带以北东、北西向为主，断层以东西向断裂为主，次为北西向，解译标志见表3-3-3 。
构造解译标志一览表二、遥感蚀变异常提取蚀变遥感异常提取目的是遥感图像上信息含量相对较少的有关矿化和蚀变的信息，采用的数据是ETM数据，经过了预处理，信息提取方法采用以主成分分析为主、光谱角和比值法为辅进行异常信息的提取。
羟基蚀变遥感异常提取选取ETM数据的1、4、5、7波段组合进行主成分分析，铁染蚀变遥感异常信息提取选取ETM数据的1、3、4、5波段组合进行主成分分析。
基于遥感的个旧西区矿化蚀变信息提取
子 的价 态 及 矿 物 的 含 水 性 和 透 明 度 等 因 素 。 该 类 蚀 变 矿 物
内 围岩 蚀 变 类 型 有 矽 卡 岩 化 、硅 化 、绿 泥 石 化 、 绢 云 母 化 、
云英 岩 化 、钠 长 石 化 ，以 及 钾 长 石 化 ， 电 气 石 化 ， 黄 铁 矿
化 、碳 酸 盐 化 、铁 锰 矿化 、赤 铁 矿 化 、褐铁 矿 化 、角 岩 化 、
个 旧 锡 、铜 多 金 属 矿 区 位 于 云 南 省 东 南 部 ，东 起 甲 界 山断 裂 ，西 至建 水 大 马 河 一 带 ，北 起 李 海 寨 断 裂 带 ，南 抵 红 河 断 裂 带 。 面 积 约 １７ ０ｋ 其 中 西 区 １１０ｋ 东 ０ ｍ ， ０ ｍ ， 区６ ０ｋ ０ ｍ 。该 地 区海 拔 高 差 大 ，范 围在 ２０ ２７０Ｉ，中 ０ ５ Ｉ Ｔ
取 并 进 而得 到具 有 成 矿 潜 力 的 区域 范 围 。
关 键 词 ：个 旧西 区 ；Ｅ ＴＭ 影 像 ；蚀 变信 息 提 取
中图 分 类 号 ：ＴＤ ６ １６ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ７ ～８ ５ （ ０ ０ ３ ０ ８ ２ ６ １ ５ ０ ２ １ ）０ 一。 ｌ 一Ｏ
矿 业 工 程
１ ８ Ｍ ｉｉ ｎ ｎｇ Ｅｎｇｎｅ ｒ ｎ ｉ ｅ ｉｇ
第 ８ 卷 第 ３期 ２１ ０ ０年 ６月
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遥感矿化蚀变信息提取的主要类型和方法
在可见光和短波红外的范围里，物体所产生的光谱特征主要是分子和离子的振动以及自由电子激发造成的，与地物中所含水、羟基、硅、铝和氧分子和离子的状态及组合有关。
因此，地物中具体成分的光谱特征主要是由组成物体的基本成分所决定的，同时也易受周围晶格结构、基质的分布以及杂质成分存在的影响。
特征谱带是由岩（矿）石中典型金属元素离子的电子跃迁（可见及近红外波段）或分子振动而引起的，铁、锰、钛等金属离子及蚀变矿物中的“羟基”成分、水分子等能够在可见-红外波段产生较强的吸收谱带，构成多光谱图像的识别信息。
依据这些特征谱带在多光谱遥感图像中所处的波段位置，便可设计和选择出有关岩石单元的最佳识别波段及其特征信息提取的波段比值变量。
遥感矿化蚀变信息提取方法主要包括多光谱方法和成像光谱方法。
多光谱的信息提取主要包括：色调信息提取、纹理信息提取、信息融合。
对于色调信息提取，主要是采样一些增强处理，扩大图像中地物间灰度差别，以突出目标信息或改善图像效果，提高解译标志的判别能力，如反差扩展、彩色增强、运算增强、变换增强等。
其中较常用的有波段比值法、主成分分析法、芒塞尔彩色空间变换法等。
A．波段比值。
对两个波段的图像进行比值运算，可减弱背景而突出类别或目标信息，消除地形、山影、云影等的影响。
波段的选择基于对各种蚀变类型多波段光谱特征的研究。
利用TM3/1可增强铁氧化物类蚀变，TM5/4可增强亚铁矿物类蚀变，TM5/7可增强碳酸盐化及绿泥石化类蚀变。
B．主成分分析。
主成分分析主要采用“克罗斯塔”分析法，又称特征主成分选择技术。
是根据地物的波谱特征和主成分分析后生成的特征向量矩阵中的各波段的载荷因子大小来提取目标地物信息的方法，它对PCA特征向量载荷进行分析，以确定那个主成分更集中地反映了某个波段（或某种地物）的特征波谱信息。
为减少个别波段的干扰，提高工作效率，采用了4波段的主成分分析法。
即用于增强粘土类矿物信息的4个波段采用TM1、4、5、7，删去TM2、3波段，避免3个可见光波段同时参与运算，主要是为了排除铁氧化物的干扰，这样在PC4负值图像中，绿泥石等粘土矿物将以浅色调特征突出出来，用于铁氧化物矿物增强的4个波段采用TM1、3、4、5，避免TM5、7波段同时参加运算，是为了排除粘土类矿物蚀变信
息干扰，结果在PC4中氧化铁类矿物得到增强。
C．芒塞尔彩色空间变换。
在计算机内定量处理色彩时通常采用RGB（Red、Green、Blue）表色系统，但在视觉上定性的描述色彩时，采用HSV显色系统更直观些。
Munsell HSV变换就是对标准处理彩色合成图像在红（R）、绿（G）、蓝（B）编码赋色方面的一种彩色图像增强方法，它是借助改变彩色合成过程中的光学参数的变化来扩展图像色调差异，将图像彩色坐标系中红、绿、蓝三原色组成的彩色空间(RGB)变换为由Hue(色度)，Saturation (饱和度)，Value(纯度)三个变量构成的HSV色彩模型。
其目的是为了更有效地抑制地形效应和增强岩石单元的波段差异，并通过彩色编码增强处理达到最佳的图像显示效果，扩展了色调的动态变化范围，有利于细分。
对于褐铁矿化类，利用波段比值3比1、5比4、1345波段主成分分析PC4向量合成褐铁矿化增强图像；对于碳酸盐化及绿泥石化类，利用波段比值5比7、3比1、1457波段主成分分析PC4向量负值合成增强图像；再对其进行芒塞尔彩色空间变换，扩展色调分量的动态范围。
成像光谱方法包括光谱重建技术和岩矿光谱特征的量化、提取、定量分析及识别模型、混合像元分解模型等。
光谱重建技术的主要模型有：基于大气传输理论的模型、基于统计分析的模型、经验线性回归模型、连续内插波段比算法、背景法等模型。
光谱特征的量化、提取、定量分析及识别模型主要有地物光谱特征度量、提取与匹配识别模型、成像光谱数据的定量分析及识别模型等。