蝕變礦物高光譜遙感定量研究

《蝕變礦物高光譜遙感定量研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、蝕變礦物高光譜遙感定量研究——以界河金礦實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)為例楊海平??(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院，武漢430074)摘要：本文利用山東招遠(yuǎn)界河金礦實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)，完成了反射光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提取了光譜的吸收特征，包括波谷位置、吸收面積、對(duì)稱度、波寬等。最后，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，建立蝕變礦物高光譜反演模型。為進(jìn)一步研究航空或航天的高光譜遙感地質(zhì)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：預(yù)處理，吸收特征，反演模型InversionmodelforalterationmineralsYANGHaiping(ChinaUnivers

2、ityofGeosciences,Wuhan)Abstract:TheinsituspectralreflectanceofrockswasmeasuredinJieheGoldMines,Zhaoyuan,ShandongProvince,China.Afterthepreprocessingofrawdata,thespectralcharacteristics,suchasthevalleylocation,theabsorptionarea,thesymmetryandthedepth,wereidentifiedb

3、yTheLINESTREAMOFINVERSEMODEL.Atlast,theinversionmodelwasobtainedbystatisticanalysis.Keywords:preprocess,spectralresponse,inversionmodel1引言地物反射光譜提供了一系列地物診斷光譜特征。近十幾年來，隨著成像光譜技術(shù)的迅猛發(fā)展，反射光譜分析也成為一種高效和低成本的鑒別物質(zhì)成分結(jié)構(gòu)的方法（徐大琦等，2007）。圍繞光譜特征鑒別、混合像元解混等，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者已經(jīng)開發(fā)了一系列的礦物信息提取的方法、模型和

4、軟件。本實(shí)驗(yàn)在國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的支持下，實(shí)地采集界河金礦的實(shí)測(cè)高光譜數(shù)據(jù)，提取礦物的診斷特征，開展蝕變礦物高光譜反演模型的研究。1野外光譜數(shù)據(jù)獲取1.1研究區(qū)概況招遠(yuǎn)金礦區(qū)位于山東半島西北部，氣候?qū)贃|亞暖溫帶季風(fēng)區(qū)大陸性半濕潤(rùn)氣候，位于東經(jīng)120°08′~120°38′，北緯37°05′~37°33′（圖2-1）。招遠(yuǎn)重點(diǎn)金礦區(qū)分布于招遠(yuǎn)市北部，主要包括玲瓏金礦、陳家金礦、洼孫家金礦、蠶莊金礦、靈山金礦、界河金礦等重要金礦（安國(guó)強(qiáng)等，2003）。圖2-1山東招遠(yuǎn)地區(qū)ASTER數(shù)據(jù)1.2實(shí)地采集數(shù)據(jù)圖2-2為部分野外測(cè)點(diǎn)的

5、分布圖。本次試驗(yàn)一共采集了黑云母花崗巖、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖、絹英巖化碎裂狀花崗巖、黃鐵絹英化花崗質(zhì)碎裂巖等5種巖石樣本及其光譜信息。實(shí)地光譜采集利用ASDFieldProFR（350～1075nm）手持式光譜儀進(jìn)行野外地物光譜數(shù)據(jù)測(cè)量，針對(duì)同種地物和同種地物不同的多次測(cè)量，以便利用多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行取平均得到優(yōu)化結(jié)果。1.3樣品分析對(duì)于在研究區(qū)內(nèi)采集的6個(gè)巖石樣品，將其進(jìn)行X衍射實(shí)驗(yàn)，分別檢測(cè)樣品Al2O3、Fe2O3和K2O的含量。圖2-2野外測(cè)點(diǎn)分布圖1光譜數(shù)據(jù)處理1.1預(yù)處理將原始光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入ENVI中進(jìn)行平均平滑處理，以

6、去掉高頻噪聲的干擾（劉煥軍等，2008）。同時(shí)，通過目視解譯，去除反射率明顯有錯(cuò)誤（如反射率為0或趨于無(wú)窮）的邊緣波段，最終留下400～1000nm的反射高光譜數(shù)據(jù)。1.2去除包絡(luò)線處理由于實(shí)地采集的巖石光譜曲線比較相似，因此需要進(jìn)行去包絡(luò)線處理，突出光譜的吸收特征，以便下一步進(jìn)行診斷特征的提取。盡管現(xiàn)在有一些遙感處理軟件(如ENVI)可以顯示包絡(luò)線，但是不具備多變量統(tǒng)計(jì)分析功能（徐元進(jìn)等，2005），因此，采用ROGERN.CLARK（ROGERN.CLARK等，1984）提出的包絡(luò)線去除算法，基于IDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)光譜的包絡(luò)

7、線去除。1光譜吸收特征提取光譜吸收特征包括:吸收位置（P）、吸收深度（AL）、吸收寬度（W）、吸收總面積（A）、對(duì)稱度（S）等(圖4-1)。它們與巖石和礦物的類型、礦物含量、遙感儀器的分辨率有關(guān)。這些參數(shù)有可能識(shí)別礦物類型，確定礦物成分、含量和礦物的特征光譜波段（傅錦等，2007）。本實(shí)驗(yàn)采用IDL語(yǔ)言，通過高斯函數(shù)擬合、二分法、逼近法等，提取了光譜的吸收特征。圖4-1光譜吸收特征參數(shù)示意圖（傅錦等，2007）2反演模型建立利用巖石樣品高光譜吸收特征參數(shù)作為自變量，以某種氧化物作為因變量進(jìn)行多元線性回歸分析，建立光譜與物質(zhì)成

8、分間的多元統(tǒng)計(jì)模型。本實(shí)驗(yàn)采用多元線性逐步回歸模型（式5-1）反演Fe2O3等氧化物含量。式5-1其中，Y代表Al2O3、Fe2O3和K2O等氧化物在巖石中的含量，代表高光譜吸收特征參數(shù)，為常數(shù)項(xiàng)，代表回歸系數(shù)。在多元線性逐步回歸模型中，由于各光譜吸收特征參數(shù)之間是非相互獨(dú)立的，應(yīng)從多個(gè)變