《基于遥感图像提取矿化蚀变信息》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于遥感图像提取矿化蚀变信息（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8 卷 第6 期 1 9 9 9 年 1 2 月 有色金属矿产与勘查 G E O L O G IC A L E X P L O R A T IO N F O R N O N - F E R R O U S M E T A L S V o l . 8 , N o . 6 D e c . ，1 9 9 9 f “ 9 ，犷 ! F 6 u P 羞 于 胜 盛 旦 生 提 取 矿 化 独 丈 信 息 张 远 飞 0 ( o 桂林有色 矿产 地质 研究 院 桂林 5 4 1 0 0 4 ; 吴 健 生 . . 中国 有色 地质 遥感中心 燕郊 1 0 1 6 0 1 摘要系统总结了国内 外有关从T
2、M图像上提取金矿化蚀变信息的方法技术， 并 在此羞础上加以拓展和深化， 形成了“ 多元数据分析+ 比 值十 主成份变换十 掩腆十 分类 ( 分割) ” 这种具有快速、 准确、 有效特点的识别提取“ 矿化弱信息” 的方法。应用该方法 技术先后在新石、 内获古及江西、 云南提取金矿化蚀变信息， 取得令人浦盆的效果。 关挂询T M波谱特征 图像比值图像掩膜 卫星遥感技术如何应用于找 践是遥感界多年来一直在探索的问题。国内 外学者竞相 开 展应用遥感T M图 像进行蚀变 岩填图 和提取热液蚀变 信息的试验， 取得了 不少成果 ， 一 川 。 但是， 一般都采用比 值+ 主成份 分析的方法， 该法要求研
3、究区 是干早或半干早环境， 并且植被 稀少或没有植被及墓岩姆头分布适当的地区， 在复杂环境下的效果则不令人满意。实际工作 中形成的“ 多元数据分析+比 值+ 主成份变换+ 掩膜+ 分类( 分翻) ” 方法在北方地区的新获、 内蒙古及南方的江西、 云南提取金矿化蚀变信息， 取得令人满意的效果。 1 用于提取蚀变信息的T M图 像波谱特征 由于金矿化多伴生绿泥石化、 绢云母化、 高岭土化， 这些蚀变矿物大多含有经基( O H - ) . 在 T M 7 ( 2 . 0 8 一 2 . 3 5 ,u m ) 波段都 有强的吸收带， 在T M 5 ( 1 . 5 5 一 1 . 7 5 l c m )
4、 波段为强 反射， 即 在这2 个波段之间 存在光谱反差, T M 4 ( 反射) 和T M 1 ( 吸收) 存在反射和吸收之间的 微弱光谱反差; 与 金 矿 化 有 关的 某 些 铁的 氧 化 物和 氢氧 化 物， 其T M 波 谱 特征: 在T M 3 ( 0 . 6 3 。 6 9 ,+ m ) 表现 为 强 反射， 在T M 1 ( 0 . 4 5 一 0 . 5 2 du m ) , T M 2 ( 0 . 5 2 - 0 . 6 0 u m ) 和T M 4 ( 0 . 7 6 一 0 . 9 0 p m ) 表 现为 不同 程 度的相对( 相对于T M 3 ) 吸收特征。 T M
5、图 像的 这些与蚀变组合矿物相关的波谱特征为提取含 矿蚀变信息提供了坚实的基础。 2 “ 矿化弱信息” 提取的主要思路 虽然蚀变矿物组合在T M图像上表现出 一定的波谱特征， 但是， 矿化蚀变信息如矿化露 头、 蚀变、 生物地化效应信息同非蚀变岩性、 土壤及正常生长植被之间的差异很小， 在遥感图像 上是一种弱信息， 单一或简单的图像处理方法都很难把这些“ 矿化弱信息” 提取出来。通常采 用最 多的 是“ 比 值十 主 成份 分析” 方法 4 - 7 1 ， 有的 文章 也 介绍了 在这2 种方法的基 础上加上T M 掩 膜 和 分 类 IS ) 。 我 们 发 现， 尽 管 这 些 方 法 有
6、一 定的 效 果， 但 其 局 限 性 是明 显的 。 这 些 方 法 大 多 1 9 9 9 -08 - 3 0 收拢。 6 以 、 都要求研究区属于干旱( 或半干早) 、 岩石裸露好、 植被极盖率低等环境条件好的地区。我国北 方地区能满足这些条件， 而对于湿度大、 扭盖层厚、 植被发育良 好的南方地区很难取得好的效 果。笔者认真总结上述方法技术特点， 扬长避短， 逐步形成了“ 多元数据分析+比值+主成份 变换十 掩膜+ 分类( 分割) ” 这种识别提取“ 矿化弱信息” 的方法。该方法主要思路是把“ 多元数 据分析” 作为选择特征变童的重要工具， 为比值计算、 主成份分析和分类技术选取最佳变
7、t集， 通过“ 比 值十 主成份分析” 增强“ 矿化弱信息” ( 所增强出的信息中 还包含有干扰信息) ， 采用“ 掩 膜+ 分类( 分割) ” 逐步去除干扰信息， 将矿化蚀变信息一步步分离出来。 3 应用效果评价 应用该方法技术先后在我国 北方和南方的4 个地区进行金矿化蚀变信息提取， 均取得令 人满意的效果。下面以新孤青河县布尔根( 北方) 和江西德兴( 南方) 2 个地区的T M图像提取 金矿蚀变信息为例， 评价该方法的应用效果。 1 ) 新获青河县布尔 根地区 新获育河县布尔根地区是一个包括有金、 铜、 铁、 裸等多金属 的成矿区域。 其中有科克萨依、 阿拉塔斯、 贝勒库都格等5 个金
8、矿( 点) 。 几个大的金矿床产于 克孜勒套推砚韧性剪切带上。金矿化蚀变带表现为强硅化、 强绢云母化、 绿泥石化和绿帘石 化， 同时伴有稀疏浸染状黄铁矿化、 黄铜矿化等。因此， 该地区既有含铁矿物蚀变又有含经基 矿物蚀变。根据T M多波段图像的“ 多元数据分析” 选取T M 1 , 3 , 4 , 5 等4 个波段， 利用“ 掩膜” 技术针对科克萨依金矿区 做主成份分析， 而后用P C 2 , 1 , 3 等3 个主成份进行R G B 彩色合成， 在彩色合成图 像上， 我 们发现矿化蚀变信息得到了明显增强， 但是由于有其它地物信息的干 扰， 蚀变信息依然无法一目了然。 当 用P C 2 / 1
9、 , T M 4 / 3 , T M 2 / 3 等3 个比值合成彩色图像时， 明显压抑其它地物信息， 蚀变信 息( 图 像上的 红色) 被突出出 来。 在此基础上， 采用“ 分类” 技术对蚀变信息作进一步分离， 并用 “ 彩色分割” 技术最终得到蚀变异常图像。这种图像类似化探异常图， 不仅标出了蚀变异常的 位置， 也反映出 蚀变的强弱程度; 同地质图对照， 所有金矿床( 点) 都在蚀变异常图上得到很好 的 反映， 其它蚀变异常也大多发生在克孜勒套推彼韧性剪切带上、 岩体的 边部。青河煤矿也在 一个蚀变异常上( 煤矿含有9基矿物) 。 还有一些未知的 蚀变异常需要进一步查明和工作。 2 ) 江
10、西德兴地区 江西德兴是一个湿度大、 筱盖层较厚、 植被发育、 千扰因素多的地区。 我们处理的T M图 像范围主要包括德兴铜矿、 银山矿区 及外围。区内 有金山 一石碑一西蒋 一 八十源 一下栏坞北东向的金矿带。这个金矿带主要围岩蚀变有硅化、 钠长石化、 绢云母化、 白 云岩化、 方解石化、 绿泥石化、 黄铁矿化， 与金矿化关系密切的为硅化、 黄铁矿化和铁镁碳酸岩 化。 这个地区的 植被和第四系 援盖层对蚀变信息的提取形响较大， 尤其是第四系扭盖层， 它在 T M 1 , 2 , 3 , 5 , 7 上的亮度值同 矿化蚀变区的 亮度值非常接近， 而这5 个波段是我们提取矿化蚀 变信息的重要波段。
11、因此， 该地区的金矿化蚀变信息的提取难度非常大。 根据这个地区 与金矿化有关的蚀变矿物组合特征和对T M图像“ 多元数据分析” 的结果， 选择T M 1 , 4 , 5 , 7 等4 个波段做主成份分析， 得到P C 1 , 2 , 3 , 4 等4 个主成份图像。 分析特征矩 阵的载荷和主成份图 像发现: P C l 增强了 金矿化蚀变信息， 但是与第四系极盖层和植被信息混 杂在一起; P C 2 主 要包含了植被信息; P C 4 主 要为湿度( 包含第四系湿土和水体) 和热度( 城镇、 矿区、 厂区等) 信息。把P C 1 , 2 , 4 等主成份图像进行R G B 彩色合成， 得到的结
12、果大部分为蚀变 异常信息， 也包括一些干扰信息( 主要是第四系湿土和植被信息) 。 6 0 5 通过对P C 1 , 2 , 4 等3 个主成份图 像进行算术、 逻辑和分类处理， 去除了一部分干扰信息， 获得2 幅新图 像， 记为P C ( 1 , 2 ) 和P C ( 1 , 4 ) 。其中， P C ( 1 , 2 ) 包含了 蚀变信息和第四系湿土干扰 信息， P C ( 1 , 4 ) 包括了蚀变信息和植被信息。 通过 分析T M 6 ( 1 0 . 4 0 - 1 2 . 5 0 Is m ) 波段发现， 金矿化蚀变信息在这个波段上有较好的反 映， 但是明显受到热辐射信息的干扰。采用图
13、像“ 分割” 技术， 剔除了热辐射信息的干扰， 得到 新图 像T M ( 6 , 1 1 2 ) o 把P C ( 1 , 2 ) , P C ( 1 , 4 ) 和T M ( 6 , 1 1 2 ) 3 幅图 像R G H 彩色合成， 获得的彩色图像上蚀变信息 很好地被提取了出来， 干扰信息已墓本上降到了最低。 对P C ( 1 , 2 ) 和T M ( 6 , 1 1 2 ) 进行“ 分类， 和“ 彩色分割” 处理， 最后得到的蚀变异常图像非常 清晰地突出了蚀变异常的位里， 并反映出 蚀变的强弱程度。 从蚀变异常图 像上可以 看出， 研究区内 金山 一石碑一西蒋一八十源一下栏坞整个北东方
14、向的 金矿带的 每个金矿床( 点) 的蚀变信息均被很好的提取了出来。其它蚀变异常点， 如蛤妈 石、 张家坂、 港口 、 小港等都存在化探金异常。图像上那些没有化探金异常对应的 蚀变异常点 需要进一步查明和工作。 4 结束语 几个应用区的 研究结果表明: T M图 像的7 个波段包含若丰富的光诺信息， 用于提取矿化 蚀变信息是可行的， 为成矿远景区 预侧和找矿区带的快速评价提供了简便、 快速、 有效的技术 方法。上述方法的 重要特点是: 注 意多种方法的有机结合， 强调特征变t的选择， 始终把干扰 信息的剔除作为增强矿化蚀变信息的 重要手段， 通过层层剥离将矿化蚀变信息一步步从种种 干扰中分离出
15、来。 .考文嗽 1曲 家 惠 t3 : , e - 丹 尼 尔 等陆 地 .-9 显 数 据 用 于 热 掖 蚀 变 城图. 遥感 与 地 质. 1 9 9 o w 2 A l - P . C m r a 等( 张 义 彬等 译) . 陆地 卫星1 M图 像 用于巴 西中西 部热 筱蚀变 坟图 的评价. 盆金 地 质科 技. 1 9 9 3 ( 4 ) 3 D . R . G 6 d rc d l , P . l -, M . D . .g r : 1 L e 仲p l in t lm d R 即 i d , S . 一 Q ,u n 6 = h e d 叮M im dD e ,- . u .
16、 a 加 C o utc a C 山 I M in e . N e v e d i . P iv m e d o g i 凌h u m a n . 囚e g u y v a i. m凡 m a t e 肋 画赌过F mi i a im m t , F . d i l fi m n e ti c C a ar a m c e : R e - . 电S e d .g助斯内 画.白 刘 叨” A p ri l 卜4 , 1 9 6 5 4 赵 元 洪 薄. 波 段 比 值主 成 份 复 合 在 热 波 蚀变 信 息 提 取中 的 应 用. 国 土 资 H 遥 感, 1 9 9 1 ( 3 ) ， 马建文. 利 用1 M致据 快速提 取含 矿蚀交 方 法研究 遥感 学报， 1 9 4 1 ( 3 )
