基于ETM数据矿化蚀变信息定量提取方法研究

论文摘要

多光谱遥感矿化蚀变信息提取,一直是遥感地质研究的热点和难点,虽然在定性与定量方面总结出了许多技术方法,但对于缺少基础地质资料的工作区,却没有完善的方法。如何直接利用多光谱遥感数据来圈定蚀变区段,从而指导地质找矿勘查工作,这的是一个亟待解决的问题;遥感植被指数应用在农业和林业调查中非常有效,能否研建出一种矿化蚀变因子,直接圈定矿化蚀变地段,该问题的解决必将给多光谱遥感在地质找矿中的应用带来突破性进展;与此同时,传统的遥感影像及蚀变信息表达往往不符合人们的视觉习惯,能否研建出一种三维显示效果逼真、符合视觉习惯的正地貌遥感影像表达方式,此问题的研究也将会为遥感技术增添新的活力与生机。以上技术难点是本论文研究的主要内容。本论文利用ETM遥感数据,采取从已知到未知、从理论分析到方法实验的技术思路,选择地表覆盖较少的新疆东天山和阿勒泰地区以及智利的银山进行矿化蚀变信息定量提取研究,取得了以下主要成果:（1）通过对蚀变矿物、岩石波谱特征和蚀变信息提取方法的机理研究,明确提出了铁化因子、泥化因子、综合蚀变因子的概念:IFE=ETM3/1;IOH=ETM5/7;I综合=ETM（5+3）/（7+1）（2）依据遥感数据统计分析,总结出根据蚀变因子的均值、偏度、标准偏差确定蚀变异常下限值的定量计算公式,解决了在地质资料空白区遥感蚀变信息的定量提取这一技术难题;（3）由于遥感蚀变信息为不同蚀变矿物（岩石）的综合反映,因此在蚀变分级上既要考虑蚀变因子数值的大小,又要考虑不同蚀变矿物的集合特征。本文通过对蚀变（异常）经对分级、分类方法的对比研究,认为动态聚类法和最优分割法是比较理想的两种分级方法;（4）因“沙漠漆”、岩石表面“氧化铁膜”、正常沉积的粘土、植被等非矿化异常的存在,故需对遥感蚀变异常进行筛选。本论文总结出了基于遥感综合解译法、多源信息分析法、野外验证法三种异常筛选方法;（5）在分析遥感成像机理和视觉习惯的基础上,本论文研究实现了遥感影像及蚀变信息符合视觉习惯的正地貌表达,且该技术方法已经获得了发明专利。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及其发展趋势
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 蚀变信息表达方式的研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 实验数据的选择原则
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究思路
• 2 遥感蚀变信息提取的机理研究
• 2.1 矿物的光谱机理
• 2.1.1 电子跃迁
• 2.1.2 原子团振动
• 2.2 影响矿物反射波谱的因素
• 2.2.1 矿物化学
• 2.2.2 矿物晶体结构
• 2.2.3 矿物粒度
• 2.3 蚀变矿物的波谱特征
• 2.4 岩石的波谱特征
• 2.4.1 影响岩石波谱特征的因素
• 2.4.2 不同类型岩石的波谱特征
• 3 蚀变信息定量提取方法的优选
• 3.1 蚀变信息增强提取方法分析
• 3.1.1 彩色增强
• 3.1.2 波段比值
• 3.1.3 主成分分析
• 3.1.4 光谱角
• 3.2 蚀变信息定量提取方法的优选
• 4 矿化蚀变因子的建立与异常下限的确定
• 4.1 确定异常下限的数学模型研究
• 4.2 矿化蚀变因子的建立
• 4.2.1 研究区地质情况
• 4.2.2 蚀变特征研究
• 4.2.2.1 岩石灰度值特征分析
• 4.2.2.2 不同岩石类型的灰度值变化特征
• 4.2.2.3 不同岩石类型的比值变化特征
• 4.2.2.4 地遥综合剖面蚀变异常的特征分析
• 4.2.2.5 面上蚀变异常的特征研究
• 4.2.3 蚀变特征的对比研究
• 4.2.3.1 研究区的灰度值特征
• 4.2.3.2 直方图特征分析
• 4.2.3.3 蚀变异常的比值特征研究
• 4.2.4 蚀变因子的建立
• 4.3 定量模型
• 5 蚀变异常分级研究
• 5.1 现有的分类方法概述
• 5.1.1 监督分类
• 5.1.2 非监督分类
• 5.2 异常分级的示范研究
• 5.2.1 地质概况
• 5.2.2 遥感数据及特征
• 5.2.3 异常的圈定
• 5.2.4 异常的分级
• 6 蚀变异常的筛选
• 6.1 利用遥感综合异常进行筛选
• 6.1.1 理论依据
• 6.1.2 示范研究
• 6.2 利用地物化资料进行蚀变异常筛选
• 6.2.1 地质概况
• 6.2.2 异常筛选
• 6.3 野外验证
• 7 遥感蚀变信息的正三维表达
• 7.1 正地貌遥感影像图制作的机理探讨
• 7.2 正地貌遥感影像图制作的关键技术
• 7.2.1 正地貌因子的生成
• 7.2.2 多光谱保真融合方法
• 7.3 正地貌遥感影像图制作的流程
• 7.4 遥感异常信息的三维表达
• 8 应用实例
• 8.1 土屋斑岩铜矿
• 8.2 智利卡米拉地区蚀变带的圈定、分级、筛选
• 8.2.1 地质概况
• 8.2.2 遥感数据源
• 8.2.3 蚀变异常的圈定、分级、筛选
• 9 结论
• 9.1 取得的成果
• 9.2 存在的问题
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表论文