基于遥感的个旧西区矿化蚀变信息提取
基于遥感技术的铁染和泥化蚀变异常信息提取——以福建马坑一大田整装勘查区矿区为例
第 ３期
东 华 理 工 大 学 学 报
（ 社会 科 学版 ）
Ｖｏ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ３
２ ０ １ ３年 ９月
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＥＡＳ Ｔ ＣＨＩ ＮＡ Ｉ ＮＳ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ ＯＦ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯＬ Ｏ ＧＹ
Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０１ ３
的波段进 行 了主成分分析 、 波段 比值运算 ， 提取 了铁 化、 泥化蚀 变。在蚀 变提取 过程 中， 为 了降低 植被 等干 扰 因素的影响和 突出蚀 变异 常信 息 ， 采 用 了掩膜 、 滤波、 密度 分割等 遥感数 字 图像 处理技 术。 经实地验 证 。
该 方 法 在 本 研 究 区 内取 得 了较 好 的 效 果 。 关键 词 ： 主 成 份 分析 法 ； 波 段 比值 法 ； 蚀 变信 息提 取 ； 马坑一 大田矿 区 中图分类号 ： Ｐ ６ ２ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ ． ３ ５ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ３ ８ ４ － ０ ６
差较 大 ， 山脉海 拔 多在 ５ ０ ０—１ ０ ０ ０ ｍ之间， 部 分 达 千 米 以上 。 山高 谷深 、 地 形 切割 较 强 烈 、 沟谷 发 育 ， 地表 水 系呈 树 枝 状 分 布 ， 水 系分 属 闽江 水 系 、 汀 江 水 系和 九龙 江水 系 。
从波 谱 学方 面讲 ， 根 据遥 感 探测 器 记 录 的地 物
基 于 遥 感 技 术 的 铁 染 和 泥 化 蚀 变 异 常 信 息 提 取
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以福 建 马 坑一 大 田整 装 勘 查 区矿 区为例
连艺昕， 姜勇彪
（ 东华理工大学 地球科学学院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
利用成像光谱遥感技术识别和提取矿化蚀变信息
现 代 地 质第14卷 第4期2000年12月GEO SC IEN CEJournal of Graduate Schoo l,Ch ina U niversity of Geo sciencesV o l 114 N o.4 D ec .2000利用成像光谱遥感技术识别和提取矿化蚀变信息——以河北赤城—崇礼地区为例甘甫平1,王润生2,郭小方2,张宗贵2,王青华2,杨苏明2(11中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;21航空物探遥感中心,北京 100083)摘要:成像光谱遥感因其具有高的光谱分辨率和能被直接利用于识别地物与量化地物信息而极具应用前景。
不同岩石矿物和矿化蚀变具有不同的光谱特征,这是利用成像光谱遥感技术进行岩矿、蚀变信息识别的基础。
以后沟金矿区和西沟窑矿化区为例,从应用技术和方法上开展了成像光谱遥感对蚀变岩识别的研究,阐述了进行岩矿识别的波谱机制、蚀变岩的信息识别与提取方法的选择、应用效果以及彩色合成显示等;其中光谱角度填图技术已被使用,并取得了良好效果。
关键词:成像光谱遥感;光谱特征;蚀变信息识别与提取;光谱角度填图;后沟金矿区;西沟窑矿化区;河北省中图分类号:P 627 文献标识码:A 文章编号:1000—8527(2000)04—0465—05作者简介:甘甫平(1971—),男,博士研究生,地图制图学与地理信息工程专业。
收稿日期:2000—01—03 基金项目:国土资源部“九五”重点科研项目“成像光谱方法技术开发应用研究”(编号:9505301)。
0 引 言河北赤城—崇礼金矿区位于华北地台北缘中段,内蒙地轴和燕山台褶带的过渡部位。
水泉沟—后沟偏碱性杂岩体沿东西向赤城—崇礼深断裂带展布,是区内金矿的重要成矿围岩(图1)。
区内发育强烈的以钾长石化为主的多期热液蚀变,包括硅化、黄铁矿化、绢云母化、绢英岩化、钠长石化、碳酸盐化和绿泥石化,以及表生的褐铁矿化、高岭土化和伊利石化等。
遥感蚀变信息提取步骤
4、水体掩膜
方法一：对PC2选取一定的阈值进行分割 后在进行图像二值化，得到水体的掩膜。
方法二： ETM7/ETMl
3、云掩膜
采用TM1高端切割的方式
植被掩膜
水体掩膜
植被、云和 水体综合掩 膜
3.3 蚀变异常信息提 取
（一）羟基遥感异常的提 取
用ETM1、4、5、7波段做掩 模主成分分析，异常主分量 的本征向量应具特点是， TM7和TM4的贡献系数与 TM5的贡献系数符号相反。
202X
二、遥感蚀变信 息提取的国内外 研究现状
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国外
1998 年，Rutz’ Armenta ，J . R. 和Prol. Ledesma， R. M. 研 究了提高TM 图像的热液蚀变矿物 的光谱响应的方法；
2003年，Crosta利 用具有更高分辨率的 ASTER数据对阿根廷 巴塔哥尼亚地区的热 液型金矿床蚀变进行 了研究等。
弱信息色度与饱和度调整（HSI）。
3 基于 ETM+数据 的蚀变信息 提取
在本次基于ETM+数据的蚀变信息提取 的研究,我主要采取主成分分析的方法， 辅助波段比值，掩膜，阈值分割，中值 滤波等手段对研究区的矿化蚀变信息进 行了提取。
3.1 ETM数据检查
通过乘法形成边框二值图像：ETMl×ETM5(0， 1，0，255)。括弧中四个参数的意义是，从 运算后的Min=0，Max≥l；拉伸为边框二值 图像的Min=0，Max=255。
1.3 遥感图像的波段选择
常常利用彩色合成的方法对多光谱图像进行处 理，以得到彩色图像。由于不同波段反映的地 质现象不同，选择最佳波段组合进行彩色合成 显得尤为重要。
遥感蚀变信息提取方法
遥感蚀变信息提取方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊遥感蚀变信息提取方法。
这可不是什么高深莫测的东西，就好像你找宝藏，得知道从哪儿开始挖，用啥工具一样。
遥感啊，就像是我们的千里眼，能从老远的地方就看到地面上的情况。
那蚀变呢，就是地面上一些特别的变化，就像你脸上长了颗痣一样明显。
那怎么把这些蚀变信息给提取出来呢？咱可以先从图像入手呀，就跟你看照片找不同一样。
仔细瞧瞧那些颜色、纹理啥的，说不定就能发现点蛛丝马迹。
这图像就像是一幅大地图，你得学会在上面找线索。
然后呢，可以利用一些专业的软件和算法。
这就好比你有了一把神奇的铲子，能帮你更准确、更快速地挖掘出那些蚀变信息。
这些软件和算法可厉害了，它们能把那些隐藏的信息都给揪出来。
你说这难不难？其实也没那么难啦！只要你有耐心，就像钓鱼一样，静静地等着鱼儿上钩。
而且啊，现在科技这么发达，工具这么多，还怕找不到那些蚀变信息吗？比如说，你可以想象一下，在一大片森林里找一朵特别的花，遥感就像是让你在空中俯瞰整个森林，然后软件和算法就是帮你把那朵花凸显出来的魔法。
再比如说，提取遥感蚀变信息就像是在一堆沙子里找金子，你得有好的方法和工具，还得有一双敏锐的眼睛。
还有啊，这可不是一个人能搞定的事儿，得大家一起合作。
就像一场足球比赛，每个人都有自己的位置和任务，大家齐心协力才能取得胜利。
遥感蚀变信息提取方法真的很有趣，也很有意义。
它能帮我们更好地了解地球，发现那些隐藏的宝藏和秘密。
所以啊，大家可别小瞧了它，要认真去学习、去探索。
总之，遥感蚀变信息提取方法就像是一把打开地球秘密之门的钥匙，只要我们掌握了这把钥匙，就能开启无限的可能。
让我们一起加油，去探索这个神奇的世界吧！。
遥感矿物蚀变信息提取方法及ENVI下实现
遥感矿物蚀变信息提取方法及ENVI下实现蚀变岩石是在热液作用影响下，使矿物成分、化学成分、结构、构造等发生变化的岩石。
由于它们经常见于热液矿床的周围，因此被称为蚀变围岩，蚀变围岩是一种重要的找矿标志。
利用围岩蚀变现象作为找矿标志已有数百年历史，发现的大型金属、非金属矿床更是不胜枚举：北美、俄罗斯的大部分斑岩铜矿、我国的铜官山铜矿、犹他州的大铝矿、西澳大利亚的大型金矿、墨西哥的大铂矿、美国许多白钨矿、世界大多数锡矿、哈萨克斯坦的刚玉矿等，都属于以围岩蚀变作为找矿标志发现的矿床。
国内外遥感工作者，都在不断地设计、研制和总结对这种遥感信息的提取和识别技术。
矿化蚀变信息是找矿的一个重要标志，而这些对找矿有指导意义的矿化蚀变信息常常受其它地物信息的干扰，和受遥感图像的波谱分辨率和空间分辨率的制约，往往表现的很微弱。
因此，国内外学者也在不断尝试各种技术方法提取这种矿化蚀变弱信息。
本文总结了遥感蚀变信息提取的各类方法，及其在ENVI软件中的实现。
•原理遥感技术主要是建立在物体反射和发射电磁波的原理之上。
而地物波谱特性通常都是用地物反射辐射电磁波来描述。
由于地物反射发射电磁波的特性不同，其反射波谱曲线形态也有千差万别。
如植物的反射波谱曲线上，在绿光波段表现由于其叶绿素的存在表现为有一强反射峰，而在短波红外波段由于叶冠组织的相互作用表现为强反射峰，在红光波段则表现为强吸收谷。
遥感地质应用中，近矿围岩蚀变形成的蚀变岩石与其周围的正常岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有差异，这些差异导致了岩石反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。
光谱异常为用遥感图像的异常信息提取提供了理论依据。
•方法及实现依据矿化蚀变岩与围岩的波谱特征的差异，可采用图像增强处理方法获取矿化蚀变信息增强的图像变量，从而最终实现提取矿化蚀变信息的目的。
一般图像增强突出蚀变信息有以下几种方法。
(1)蚀变干扰信息剔除遥感数据包含地表的信息，遥感在地质方面的应用就是提取用户需要的信息，提取矿化蚀变信息的过程是计算影像中所有像素信息统计归类分析的过程，蚀变异常信息的提取对遥感图像的质量要求较高，因此首先要对遥感数据进行严格的筛选，干扰噪声小的数据，一般要求遥感数据的时相是植被发育较弱、冰雪覆盖少的季节，同时该时相的云覆盖量较少。
遥感蚀变信息提取
蚀变异常信息提取的波谱依据
遥感图像处理
遥感数据的获取 遥感图像的预处理（大气校正和几何校正等） 子区切取 根据研究需要，对经过大气校正和几何校 正等预处理之后的图像切割以选择研究区 遥感图像的波段选择
掩膜生成
植被掩膜 植被的去除采用了传统的比 值植被指数（RVI）的方法， 即ETM+4/ETM+3 水体掩膜 采用ETM+7/ETM+1提取水 体，水体信息以低亮度明 显显示 生产综合掩膜图 为得到干扰信息综合掩膜图， 对水体和植被掩膜图像相 乘
四、本课程中在遥感方面学到的东西
基于ETM+数据的蚀变信息提取 ①铁染蚀变信息提取（ TM1、3、4、5 ） ②羟基蚀变信息提取（ TM1、4、5、7 ）
蚀变遥感信息提取研究流程图
自然地理资料 基础地质资料 蚀变矿物波谱理 蚀变类型的地质及遥感波谱 特征
遥感数据的获取
遥感数据分析与预处理
干扰信息掩膜图像生成 数据统计分析 主成分分析 中值滤波 阈值选取
植被掩膜 水体掩膜
植被和水体 综合掩膜
基于ETM+数据的蚀变信息提取
1.铁染蚀变信息提取（TM1、3、4、5） 提取与含Fe3+的矿物相关的铁染遥感异常（FCA）主分量。 用ETM1、3、4、5波段做掩模主成分分析，异常主分量 的本征向量应具特点是，TM1和TM4的贡献系数与TM3 的贡献系数符号相反。根据统计数据来确定铁然异常信 息。 2.羟基蚀变信息提取（TM1、4、5、7） ETM1、4、5、7波段做掩模主成分分析，异常主分量的 本征向量应具特点是，TM7和TM4的贡献系数与TM5的 贡献系数符号相反。根据统计数据来确定羟基异常信息。
蚀变信息提取
蚀变信息提取的理论依据
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）
３７ ４
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(遥感与矿产资源勘查)
二、蚀变信息提取的理论依据
褐铁矿、针铁矿、赤 铁矿等的波谱曲线的 特征吸收特性是由3价 铁离子决定的。
2012-12-19
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二、蚀变信息提取的理论依据
高岭石、阳起石、绿 帘石、绿泥石、白云 母等含羟基矿物的特 征波谱曲线是由羟基 基团决定的。
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二、蚀变信息提取的理论依据
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三、蚀变信息提取的方法
3.1、波段比值法
3）、用于去干扰 TM7/TM1 水体、阴影、冰雪
TM5/TM4
植被
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三、蚀变信息提取的方法
3.2、主成分分析法
主成分分析（PCA），在计算机处理中称K-L变换。它是一种基于图像
统计特征的多维正交线性变换。遥感数据在图象处理系统中经K-L变换将遥
白云石、方解石等碳 酸盐岩的特征波谱曲 线是由CO2-离子造成 的。
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三、蚀变信息提取的方法
波段比值法 主成分分析法 MPH技术 光谱角法 混合像元分析法 对应分析法
三、蚀变信息提取的方法
3.1、波段比值法
两幅具有同样行、列的图像，对应像元的亮度值相除。比值运算可 以检测波段的斜率信息并加以扩展，能突出不同波段间地物光谱的差异， 提高对比度。
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二、蚀变信息提取的理论依据
常见围岩蚀变类型及其相关矿种
围岩蚀变类型 矽卡岩化 云英岩化 钾长石化 青盘岩化 常伴生的相关矿种 钨、锡、钼、铁、铜、铅-锌、硅灰石、透辉石等 钨、锡、钼、铋、铌、钽、铍、锂等 铌、钽、铍、锂、钨、锡、钼及稀土元素等 铜、钼、铅、锌、金、银、黄铁矿等
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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
基 于 遥 感 的个 旧 西 区矿 化 蚀 变 信 息 提 取
陈 艳 张鹏 涛
（ 国地 质大学 （ 中 武汉 ）数学 地质遥 感地 质研究 所 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
别 特定 矿 物 岩 石 特 征 谱 段 ，蚀 变 岩 的 特 征 波 谱 是 遥 感 蚀 变
信 息 提表 氧 ］ 化 物 因含 有 大 量 ０Ｈ一、Ｃ ｊ 、Ｆ 、Ｆ 离 子 基 团 或 离 ０ ｅ ｅ 子 。与 铁 离 子 有 关 的 蚀 变 矿 物 其 波 谱 特 征 主 要 取 决 于 铁 离
ｌ 蚀 变 信 息 提 取 的 基本 思 想
蚀 变 围岩 由于 具 有 与 正 常 岩 石 不 同 的物 质 组 成 及 结 构
生 代 岩 浆 活 动 强烈 ， 以 岩 山 晚 期 的黑 云母 花 岗 岩 侵 入 作 用
为 主 。 西 区 岩 体 出 露 广 泛 ，除 大 面 积 的 黑 云 母 花 岗 岩 外 ，
的 光 谱 异 常 。光 谱 异 常 为 用 遥 感 图 像 的异 常 信 息 提 取 提 供
了 理论 依 据 ，根 据 遥 感 图像 数 据 的 异 常 识 别 ，可 得 到 近 矿
围 岩 蚀 变信 息 或 矿 化 高 丰 度 值 异 常 区 信 息 。遥 感 图 像 蚀 变
信 息 的 提取 已经 成 为 遥 感 找 矿 的 一个 重 要 方 法 ＿ 。 ｌ ｊ
的 差 异 ，并 且 在 某 些 特 定 的 光 谱 波 段 形 成 了 特 定 蚀 变 岩 石
２ ２ ． ｍ附近 （ 应 Ｅ Ｍ ＋ ７波 段 ） 具 有 吸 收 带 ，使 ． ～２ ４ 对 Ｔ
该类蚀 变 矿 物 反 射 波 谱 在 Ｅ ＴＭ ＋ ７附 近 产 生 低 值 ， 在 Ｅ Ｍ ＋５产 生 高值 。 Ｔ
０ 引 言
遥 感蚀 变信 息 指 各 类 遥 感 数 据 中 反 映含 矿 地 质 体 ， 近 矿 围岩 蚀 变 等地 质 现 象 的 遥 感 信 息 ，围 岩 蚀 变 信 息 的提 取 是 遥 感 地质 信 息 提 取 中一 个 重 要 的 部 分 。近 矿 围 岩 蚀 变 形 成 的蚀 变岩 石 与 未 蚀 变 的 围 岩 在 物 质 组 成 、岩 石 结 构 构 造 都 有 差 异 ，这 些 差 异 导 致 了蚀 变 岩 石 与 正 常 岩 石 反 射 光 谱
与 ｃ ； 有 关 的蚀 变 矿 物 以方 解 石 、 白云 石 、菱 镁 矿 等 ０ 为 代 表 。Ｃ ； 在 ２ ３ ０ ． ５和 ２ ５ ＿ 长 处 强 吸 收 ，在 １ ９ ．５ｐ ｍ波 ．、 ２ ０和 ２ １ｇ 波 长 处 存 在 相 对 较弱 的吸 收 。 ． ．６ｍ ｊ
２ 研 究 区地质 背 景
大理 岩 化 和 萤 石 化 。
以褐 铁 矿 、针铁 矿 、赤 铁 矿 、 黄 钾 铁 矾 等 Ｆ ” 矿 物 为 主 ， ｅ 含 少 量 Ｆ 氧化 物 ，其 多 分 布 于 金 属 矿 物 氧 化 带 、含 铁 矿 ｅ
物 的风 化 表 面 。 含 铁 离 子 矿 物 （ 要 是 三 价 铁 离 子 ） 在 主
还 有 较 早侵 入 的基 性 和 碱 性 岩 。东 区 多 位 隐伏 岩 体 ，只 有
零星分布。 西 区 与 矿化 相 关 的 地 层 是 中 三 叠 统 个 旧 组 和 法 郎 组 ， 后 者 多分 布 在 中心 ，个 旧组 略 呈 环 形 分 布 在 外 围 。 研 究 区
构 造 等特 征 表 现 出波 谱 异 常 ］ ，某 些 特 定 的 光 谱 形 成 了 识
３ 遥 感 蚀 变 信 息 提取 技 术 体 系
研 究 中选 用 的 遥 感 影 像 为 ２ ０ ０ ２年 ２月 的 Ｅ ＴＭ 数 据 ， 成 像 与 初 春 季 节 ，光 照 适 中 ，基 本 没 有 云 雾 的 干 扰 。由 于
Ｅ Ｍ ＋３具 有 较 高 的亮 度 值 ，而 Ｅ Ｔ ＴＭ＋ ｌ 、４亮 度 值 较 、２