1樓：中地數媒
遙感影像以其巨集觀性、客觀性和地質資訊的豐富性、多層次性在地質研究和礦產**中取得了愈來愈明顯的效果。遙感影像中的線性、環形構造為研究控礦地質構造提供了許多資訊，且基於岩石、礦物波譜曲線的遙感蝕變資訊的提取，對於圈定蝕變帶，進行成礦靶區**有重要意義。
從研究區成礦模式來講，提取構造帶、蝕變帶是本區遙感資訊提取的主要目標。本次工作採取構造資訊和蝕變資訊提取兩種方法相結合策略，其基本思想是將提取出的構造資訊和蝕變資訊，結合工作區的化探和地質資訊進行多源資訊綜合分析，以圈定稀有金屬成礦遠景區。
（一）遙感影象的收集與預處理
應用遙感技術在新疆富蘊地區進行稀有金屬資源勘探的重點內容是提取工作區構造和蝕變資訊，在數字影象處理的方法上以卷積和定向濾波、比值變換、彩色合成處理為主。本次工作使用的遙感影象為landsatetm+及p142/r027多光譜資料，空間解析度為30m，影像獲取時間為2023年7月14日。
遙感是通過對反映地物電磁波輻射水平的灰度資訊的處理分析與解譯進行地物識別和專題研究。由於其成像過程中各種因素（如衛星速度、大氣與地物反射與發射電磁波的相互作用、隨機噪聲等）的影響，實際的影象灰度值不完全是地物輻射電磁波能量大小的反映，其中包含上述因素作用的影響。為有效地對影象上代表性地物樣區進行波譜分析和蝕變資訊的提取，在進行影象處理之前，對影象進行了幾何精糾正、大氣校正、裁剪、亮度值動態範圍拉伸等預處理。
預處理後研究區742假彩色合成影像如圖4—21所示。
圖4—21 工作區etm742彩色合成影象
（二）蝕變資訊的提取
遙感探測的是地表物質的光譜資訊，因此只要有一定面積的蝕變岩石出露，遙感就有可能測出。即使礦體是呈隱伏的狀態，只要有蝕變巖出露，就有可能在tm（etm+）影象上有所表現，尤其是為數眾多的熱液礦床。當然蝕變資訊的強弱、規模、型別等因素也很重要，目前認為中等強度和規模以上的蝕變帶對於tm（etm+）蝕變資訊提取是十分有利的。
有時儘管有蝕變巖存在，但不一定有礦。然而，劇烈且較大範圍的圍巖蝕變常常指示著大礦及富礦的存在。大型、特大型內生熱液礦床一般均有強烈且較大範圍的圍巖蝕變，並且具有分帶現象（如斑岩銅礦），這是以找礦（特別是大礦、富礦）為最終目的蝕變遙感異常提取的地質依據。
從hunt（1978）和他領導的實驗室的研究成果以及閻積惠等（1995）依據礦物反射波譜特徵吸收譜帶特點的定性分類研究中可以知道，主要造岩礦物在可見光—近紅外光譜（波長0.35～0.25μm）並不產生具有鑑定意義的反射譜帶，其光譜特徵主要由岩石中為數不多的次要礦物決定。
一是由含鐵（fe2+，fe3+）基團產生，含鐵礦物主要有角閃石、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、黃鉀鐵礬等，它們在tml～tm4波段有強吸收帶，若岩石中含多量的fe3+，而含fe2+較少，這類岩石的主要吸收譜帶位於tm4和tm1波段，反射波長相當於tm3波段的電磁波。若含大量的fe2+、含fe3+較少，則主要吸收譜帶位於tm1波段，對於波長相當於tm2波段的電磁波有某種程度的反射。
二是由含羥基（oh－）、水（h2o）或碳酸根（co3
2－）基團產生，羥基的吸收譜帶主要有2.2μm和2.3μm波長兩處，由於oh－在2.
2～2.3μm波長附近存在強吸收谷（稱為羥基譜帶），使得tm7產生低值、tm5產生高值，含輕基礦物大多為次級蝕變礦物，如高嶺土、葉蠟石、雲母類礦物、綠泥石、綠簾石等，水在1.4μm和1.
9μm波長處有特徵吸收帶。含碳酸根礦物主要有五個特徵吸收譜帶（波長1.9～2.
55μm），較強的兩個在2.35μm和2.55μm波長處（稱為碳酸根譜帶），相對較弱的在1.
9μm、2.0μm、2.16μm波長處。
蝕變資訊提取步驟：
首先，將遙感影象按研究區座標範圍進行裁剪。
第二，進行鐵染資訊的提取。為了不影響蝕變資訊的提取，首先將遙感影象上工作區內的植被、水體、鹽鹼地、雪進行掩膜。由於植被在etm4有強反射，而在etm3呈現吸收的特點，所以植被用etm4/3＞1掩膜效果較好（圖4—22）；水體用劃定感興趣區與確定臨界值相結合的方法進行掩模（圖4—23）；雪地（圖4—24）和鹽鹼地（圖4—25）的掩膜通過確定臨界值的方法去除效果較好，其中，雪地的臨界值範圍為：
etm7：0～50、etm4：70～160、etm2：
70～145，鹽鹼地的臨界值範圍為：etm7：95～150、etm4：
70～160、etm2：70～145。去除干擾資訊後，用etm3/1來提取鐵染資訊。
並用均值與2倍標準差之和（μ+2σ，黃色）作為下限來提取鐵染資訊，將提取的鐵染資訊與etm3波段遙感影像疊加的效果如圖4—26所示。
圖4—22 植被掩膜區域
圖4—23 水體掩膜區域（換解析度高的圖，含後3幅）
圖4—24 雪地掩膜區域
圖4-25 鹽鹼地掩膜區域
圖4—26 鐵染蝕變資訊與工作區已知礦點疊加效果圖
第三，進行羥基異常資訊的提取。由於羥基資訊提取結果受植被和水體影響較大，因此在做羥基異常資訊提取的時候，需要將植被、水體、雪地掩膜掉，以去除干擾。干擾因素去除後，採用etm5/7提取羥基蝕變資訊，採用均值與1.
5倍標準差之和（μ+1.5σ，藍色）作為下限，得到的羥基提取結果與etm3波段遙感影象的疊加效果見圖4—27。
圖4—27 羥基蝕變資訊工作區已知礦點疊加效果圖
（三）構造資訊的提取
在對遙感影象中的構造資訊（線性構造和環形構造）進行解譯和分析之前，需對數字影象進行針對性的處理，以便於高質量影像的獲取和相關資訊的提取。在遙感影像上提取構造資訊的主要方法，有光譜資訊增強、空間變換、影像紋理分析等。在實際應用中，主要依據遙感影像的地質—地貌—景觀背景，選擇有效的處理方法和數學模型，針對區域構造影像要素的基本特徵進行資訊提取，從不同側面突出不同等級、不同層次、不同形態構造的空間分佈資訊。
1.線性構造資訊提取
對線性構造資訊進行提取時，主要採用了光譜資訊增強和空間資訊增強兩種方法相結合的方式。首先，將裁剪好的遙感影象其etm1、2、3、4、5、7波段進行主成分分析，得到的各分量特徵值和特徵向量值如表4—1所示。
表4—1 特徵向量表
從表4—1中可看到，pc3反映的主要是etm5、7波段的資訊，對識別地質構造資訊有很好的幫助，因此選取pc3作為提取區域較大線性構造的基礎影象。第二，對pc3進行3×3像元的低通卷積濾波，其作用是突出低頻資訊而壓縮高頻資訊，這種方法可以壓抑細微線性體，突出影像主幹構造。將etm7波段、pc1影象、經過低通濾波的pc3影象進行rgb彩色合成，得到的影象如圖4—28所示。
圖4—28 工作區主幹構造解譯圖
此外，對pc2進行5×5像元的高通濾波，其作用之讓高頻資訊通過，這種方法可以增強細微線性體的資訊。並將etm7波段、pc1影象、經過高通濾波的pc2影象進行rgb彩色合成，得到的影象如圖4—29所示。
圖4—29 工作區區域性（次級）構造解譯
2.環形構造資訊提取
環狀影像是指在遙感影象上由色調、水系、影紋結構等標誌顯示出的近圓形、空心的環形或未封閉的弧形等影像特徵。構成環狀影像的地表因素很多，其中與地質作用有關的環狀影像稱為環形構造，它往往反映了一定的地質含義，與地表地質構造具有一定的成因聯絡。環形構造與成礦作用關係較密切，尤其是那些由隱伏岩漿活動引起的環形構造。
本次工作所提取的環形構造，包括侵入岩體形成的侵入岩環塊構造、構造—岩漿活動形成的複合環塊構造以及礦床及含礦地質體形成的環塊構造。這類環形構造多以水系、地貌、構造線、色調等影像特徵為解譯標誌。
對環形構造的提取採取的是芒塞爾彩色空間變換的方法。在計算機內定量處理色彩時通常採用rgb表色系統，但在視覺上定性的描述色彩時，採用hsv顯色系統更直觀些。munsellhsv變換就是對標準處理彩色合成影象在rgb編碼賦色方面的一種彩色影象增強的方法，它是藉助改變彩色合成過程中的光學引數來擴充套件影象色調差異，將影象彩色座標系中紅、綠、藍三原色組成的彩色空間變換為由色度（hue）、飽和度（saturation）、純度（value）三個度量構成的色彩模型，其目的是為了更有效地抑制地形效應和增強岩石單元的波段差異，並通過彩色編碼增強處理達到最佳的影象顯示效果，擴充套件了色調的動態變化範圍，有利於細分。
對tm7（r）tm4（g）tm1（b）作假彩色合成影象，然後進行芒塞爾彩色空間變換，將rgb空間變換為hsv空間，獲取的彩色增強影象，進行環形構造資訊的提取。提取結果如圖4—30所示。
圖4—30 環形構造遙感解譯圖
遙感資訊自動提取技術
2樓：中地數媒
遙感的根本目的是為了從影象上提取資訊、獲取知識 ( 明冬萍等，2005) 。從衛星遙感影象中提取土地利用等資訊的方法可以歸納為三種型別: 一是由計算機自動完成，主要以光譜資料提取與土地利用相關的特徵引數，設計相應的分類模型，達到分類的目的 ( pgong，1992，j r baber at el，1991) ; 二是人工目視解譯方法，運用專家知識實施綜合解譯; 三則是人機相互結合的互動式解譯方法，由此提高解譯的效率和精度 ( 趙庚星、竇益湘，2001) 。
由計算機自動完成的遙感資訊自動提取是遙感應用領域一個重點的研究和發展方向，目前國內外在該技術的研究和**僅侷限在某一小的區域，雖然也有很多的技術方案和演算法，但離實際的生產需求仍有很大差距。遙感資訊的提取精度問題一直是困擾遙感資訊自動提取進行應用推廣的技術瓶頸，主要表現在兩個方面: 一是遙感資訊本身的同譜異物和同物異譜現象，以及待提取地物單元在數字遙感影像上色調、紋理、形態上的複雜性，這給資訊自動提取帶來了很大的困難; 二是當前遙感資訊自動提取技術還大多停留在試驗階段，演算法以及引數設定等都不成熟，可操作性太差。
所以，要將資訊自動提取技術應用於生產實際確實面臨許多技術上的難點。
以上提到的資訊自動提取技術應用到實際生產中存在著很多困難，但針對特定的區域，如果能採用比較切合實際的嚴密的提取演算法，仍然可以達到實際生產應用的需求。塔里木河流域地域寬廣，地勢較平坦，地物型別相對單一，所要提取的耕地、林地、天然草地、沙漠等地類影像特徵清晰，且空間分佈規律明顯。這在我國其他地區是不多見的，尤其是在我國的東南、西南地區，植被覆蓋多，地類混雜，有很多地類人工目視解譯都很難區分。
所以，在塔里木河流域進行資訊自動提取具有得天獨厚的優勢。
遙感資訊提取的精度決定了整個塔里木河流域生態動態監測與分析的效率，本系統採用了多種技術手段保證了遙感資訊自動提取以及修編後的精度，包括影象自動提取演算法設計、影象處理一致性、解譯參考完整性、人工修編規範性等方面。從資訊自動提取演算法的角度講，演算法要求嚴密、先進，但必須具有通用性。綜合國內外相關資訊提取演算法，再結合塔里木河流域地物特徵，採用了分級分類的分類思想。
所謂分級分類，就是按照級別來一級一級劃分，對於一個待分類的遙感影像，首先可以區分為兩個大類: 植被類與非植被類，或是水體類與非水體類; 而後在下一級再考慮在植被類裡面劃分林地、灌木、草地、農田等。這樣分類看似簡單，卻合乎我們通常的認知過程，可以避免一些大的類別上的劃分錯誤，同時可以縮小劃分某一地類時的考慮範圍，大大提高了分類的精度。
對於最低一級的型別劃分，採用監督分類的思想，依據知識庫中所建立的對應地類的解譯標誌、地物樣方、地物光譜等之間的對應關係，選擇對應地類的樣方資訊。最後再經過主要/次要分析、叢集分析等分類後處理得到某一專題的自動提取結果。針對植被覆蓋度、植被型別、土地沙質荒漠化、土壤鹽漬化和土地利用 5 個生態環境專題各自不同的特徵，建立了 5 個專題的資訊自動提取流程。
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