多光谱蚀变遥感异常提取方法研究

围岩蚀变是热液成矿作用发生过程的一个重要标志。国内外学者为了利用遥感技术提取围岩蚀变信息,开展了多种图像处理方法研究,如主分量阀值分析法、光谱角法、混合像元分解法、高植被覆盖区岩石矿化蚀变信息提取等。本文综述了在地表覆盖类型不同、地表覆盖程度不同的背景下,特别是植被覆盖严重地区的蚀变遥感异常提取的理论依据及异常提取方法研究现状,并对多光谱蚀变遥感异常提取的发展前景提出一些设想。     

多光谱蚀变遥感异常提取方法研究

围岩蚀变是热液成矿作用发生过程的一个重要标志.国内外学者为了利用遥感技术提取围岩蚀变信息,开展了多种图像处理方法研究,如主分量阀值分析法、光谱角法、混合像元分解法、高植被覆盖区矿化蚀变信息提取等.本文综述了在地表覆盖类型不同、地表覆盖程度不同的背景下,特别是植被覆盖严重地区的蚀变遥感异常提取的理论依据及异常提取方法的研究现状,并对多光谱蚀变遥感异常提取的发展前景提出一些设想.     

用混合像元线性模型提取中等植被覆盖区的粘土蚀变信息

基于混合像元线性分解模型,针对中等植被覆盖区提出了一种提取粘土蚀变信息的新方法。主要分3步实现:用混合像元线性分解模型提取植被覆盖丰度;对线性模型进行完善,并依此重构不含有植被信息的新的多波段图像;利用TM5/TM7增强粘土蚀变信息。经验证,提取的植被信息以及粘土类蚀变信息与实际吻合较好,与基于比值-主成分分析的方法相比有明显的优越性。
     

高寒山区矿化蚀变信息提取的应用研究

从遥感影像中准确地提取矿化蚀变信息有着重要的理论和现实意义。本文中,作者利用ETM+多光谱数据,针对新疆西天山地区特殊的高寒山区特点,提出了一种改进的光谱角分类法——定量光谱角分类法来进行矿化蚀变信息提取。通过试验研究表明,该方法能够有效地提取矿化蚀变信息,具有一定的理论参考价值。     

基于ETM+的几内亚铝土矿蚀变信息提取方法研究

铝土矿上覆厚度为0.5~9 m的铁矾土(铁帽)的特点使得研究区内铝土矿蚀变信息在一定程度上可以由铁帽信息来表示。在分析区内铝土矿的含矿体系、光谱特征和遥感影像特征的基础上,提出充分利用铝土矿与铁帽信息的相关性,通过提取铁帽信息来间接提取铝土矿蚀变信息。介绍了通过“多元数据分析+比值分析+主成分分析+分类”提取铝土矿蚀变信息的方法,结果表明:利用该方法提取的蚀变信息与已知矿体的吻合率为63%,蚀变信息提取准确度较主成分分析(44.6%)和比值分析(54.7%)有较大幅度提高。该方法能够抑制植被覆盖及第四系等干扰因素的影响,快速有效地提取几内亚金迪亚地区的铝土矿蚀变信息,初步查明区内铝土矿的分布规律,为进一步找矿勘查工作提供了有效的指示信息,这对于找矿勘查成本高的海外勘探区,具有重要的现实意义。     

辽东地区矿化蚀变遥感信息提取的研究和应用

针对工作区(辽东-吉南)植被覆盖率高,河流水体及冲积物等干扰信息多的特点,本文采用比值法、主成分分析法和光谱角制图法相结合,进行大面积遥感矿化蚀变异常信息的提取;在矿化信息分割过程中,引入面向对象的思想,基于实地考察的蚀变信息提取模型,结合矿点、地质构造和遥感图像光谱特征和色彩等多种信息,对图像波段和像元统一进行因子分析和处理,确立切割阈值,克服了主成分变换后主成分分量物理意义不明确的缺点。本次工作建立起植被覆盖地区的遥感矿化蚀变异常提取的一套有效的技术体系,在遥感应用于找矿具有很强的现实意义。     

基于ETM+影像的矿化蚀变区植被信息提取研究

植被在遥感影像上成像具有复杂性和不确定性,这使得利用遥感技术提取植被信息具有很大的难度。利用数据资源丰富的ETM+影像数据对新疆西天山矿化蚀变区的植被进行提取研究,目的是为进行下一步的矿化蚀变信息提取做准备。为保证在提取植被信息后能较好地保留矿化蚀变信息,在认真分析了植被和矿化蚀变的光谱特征后,提出采用“面向特征的主分量分析+最优密度分割”法,最后得出采用ETM+波段3和波段4组合的方式能够取得较好的效果,该方法具有一定的适用性。     

基于SAM与SVM的高光谱遥感蚀变信息提取

高光谱遥感技术的发展,提高了遥感技术的定量化水平,要求人们从光谱维去理解地物在空间维的变换。提出了一种光谱角匹配技术（Spectral Angle Mapper,SAM）与支持向量机（Support Vector Machine,SVM）相结合的高光谱遥感蚀变信息提取模型,在光谱维提取地表的蚀变信息。鉴于SAM算法仅考虑波谱矢量方向,忽略辐射亮度大小的缺点,利用SVM算法对SAM的提取结果进行二次分类,利用网格搜索法并结合分类精度评估进行参数寻优。通过AVIRIS高光谱数据实验证明,提取的蚀变信息分类精度为78.172 6%,Kappa系数为0.712 5。该模型计算方便,对于解决光谱维的地物分类及相似矿物的蚀变信息提取具有一定的实际意义。     

基于光谱匹配滤波的蚀变信息提取

从遥感图象中提取出围岩蚀变信息，一直是资源遥感应用与评价的重点与难点．在光谱一空间匹配滤波的基础上，发展了基于光谱匹配的蚀变信息提取方法．该方法在0-均值空间，以标准光谱数据库中的矿物光谱为参考光谱矢量，根据图象像元与参考光谱矢量的匹配程度，建立滤波检测器，从光谱匹配的角度进行滤波以及合理的阈值化处理，分割出蚀变信息．以新疆东天山某金矿床和西藏冈底斯某铜矿带的ETM^ 数据为例，从图象背景中提取出与各自矿化相关的蚀变信息，部分蚀变组合分布信息与矿床位置吻合，从而反映该方法通用性较好．     

基于在成分分析的植被掩模与模式滤波方法在中等植被区蚀变信息提取中的应用

植被干扰的消除对于应用TM图象进行蚀变信息提取是非常重要的。本文从矿物，岩石和植被在TM波段内的波谱响应分析入手，选择了TM5和TM1，TM5和TM7，TM4和TM3这三个组合分别来增强含铁矿物（主要是铁氧化物），含羟基矿物和碳酸盐矿物及植被信息。通过对比值，比值合成以及主成分分析等方法的比较，提出了一种适于中等植被覆盖区蚀变信息提取的新方法，即基于主成分分析的植被掩模和模式滤波相结合的方法。此方法在试验区进行蚀变信息提取中取得良好效果，它不仅识别出了与地表金矿化区一致的蚀变矿物富集区，而且对土石矿的一些矿脉也有较好反映。     

组合分析蚀变信息提取方法研究

目前主成分分析法、比值法、光谱角制图法等已广泛应用于遥感矿化蚀变信息提取中,且取得了很好的效果。根据研究区遥感数据特点,采用比值与主成分组合分析的方法,结合FLAASH大气校正、中值滤波以及彩色密度分割等图像处理方法,对新疆且末地区ASTER数据进行蚀变信息提取。经USGS标准矿物波谱库中典型矿物光谱的验证,组合分析方法能够去除数据冗余和噪声,有利于各类蚀变信息的提取。     

基于核方法的光谱角制图模型及其在高光谱图像分割中的应用

在分析传统光谱角制图方法的几何属性和相似性度量特点的基础上，提出一种新的光谱相似性度量方法。该方法首先利用非线性变换将原始光谱向量变换到一个新的特征空间。其次，在特征空间中，利用协方差矩阵的非零特征向量构造了一组正交基，并将变换后的光谱向量投影到特征空间中的正交基上。高光谱图像分割实验结果表明该方法在光谱相似性度量上优于传统的光谱角制图方法。     

Extraction of polymetallic mineralization information from multispectral Thematic Mapper data using the Gram-Schmidt Orthogonal Projection (GSOP) method

In order to accelerate the reconnaissance of mineral resources in Xingjiang Uygur Autonomous Region of China, multispectral Thematic Mapper (TM) data were used to delineate hydrothermal alteration related to polymetallic mineralization. In addition to the use of commercial image processing packages, new image processing software based on geological environment and spectral information have been developed. The Gram-Schmidt Orthogonal Projection (GSOP) method used in linear algebra for signal processing was adopted for our study. The kernel part of the algorithm is that the GSOP uses least mean square deviation of mathematical expectation in linear vector space (Hilbert space). In a vector space, one base axis is established and other transitional vectors are inputted to evaluate the effectiveness of GSOP. Satisfactory results have been achieved by applying this method to differentiate hydrothermal alterations in the Kangxiwa area of the Kunlun mountains, western China. The red colour in the image shows Pb-Zn-Cu-Au-Ag polymetallic mineralization zones, which were confirmed by field investigations and sample analyses in 1998.     

遥感蚀变信息场的确立及其信息提取

基于蚀变矿物所含有离子或基团的诊断波谱特性和场的理论,对蚀变信息机理研究,认为蚀变作用与热水溶液的温度、压力及周围构造发育情况密切相关而具有场的特征.蚀变信息是由波谱信息与空间信息两部分组成,其中典型蚀变矿物所含离子或基团的波谱信息构成波谱特征向量,纹理的空间分布概率构成空间特征变量,因而提出蚀变信息场.蚀变信息场充分利用多光谱遥感数据中的空间维与波谱维信息,实现了遥感信息提取理论与地学蚀变作用理论的有机结合.     

地形对蚀变信息光谱影响研究与应用

通过加入地形因子进行相关光谱信息分区来提取蚀变信息,首先利用ASTER影像立体像对提取DEM,进行地形(坡向)划分,即分为阳坡、半阳坡、半阴坡、阴坡4类型,将相对应的区域统计其波谱信息,分为不同的波谱区,然后分别用主成分分析法提取蚀变信息。结果表明:波谱分区蚀变信息提取方法能够更加有效地识别出各个波谱区的蚀变异常信息,有效减小地形因素对蚀变信息提取结果的影响,并且在研究区得到很好的应用。     

基于多维情感语义空间的色彩表征方法

针对色彩与情感映射模型复杂且难以实现的问题。提出一种利用多维语义空间表征色彩的方法．首先从信息论角度出发，依据Lebesgue测度原理阐明了色彩情感语义信息的度量特征；然后利用语义分析法建立了表征RGB色彩的多维语义空间，结合Euclid空间探讨了RGB色彩与多维语义空间映射特点，并提出消除由语义维度和粒度冲突而引起的语义空洞的算法；最后以一个色彩设计系统对其进行应用验证．实验结果表明，该算法能够在不同维度与粒度层上实现色彩空间与情感语义空间的复杂映射．     

A new hybrid spectral similarity measure for discrimination among Vigna species

The reflectance spectrum of species in a hyperspectral data can be modelled as an n-dimensional vector. A spectral angle mapper (SAM) computes the angle between the vectors that is used to discriminate the species. Spectral information divergence (SID) models the data as a probability distribution so that the spectral variability between the bands can be extracted using stochastic measures. The hybrid approach of the SAM and SID is found to be a better discriminator than the SAM or SID on their own. The spectral correlation angle (SCA) is computed as a cosine of the angle of the Pearsonian correlation coefficient between the vectors. The SCA is a better measure than the SAM as it considers only standardized values of the vector rather than the absolute values of the vector. In the present article, we propose a new hybrid measure based on the SCA and the SID. The proposed method has been compared with the hybrid approach of the SID and SAM for discriminating species belonging to Vigna genus using measures such as relative spectral discriminatory power, relative discriminatory probability and relative discriminatory entropy in different spectral regions. Experimental results using the laboratory spectra show that the proposed method gives higher relative discriminatory power in the 400–700 nm spectral region.     

A precise approach to tracking dim-small targets using spectral fingerprint features

A precise method for accurately tracking dim-small targets, based on spectral fingerprint is proposed where traditional full color tracking seems impossible. A fingerprint model is presented to adequately extract spectral features. By creating a multidimensional feature space and extending the limited RGB information to the hyperspectral information, the improved precise tracking model based on a nonparametric kernel density estimator is built using the probability histogram of spectral features. A layered particle filter algorithm for spectral tracking is presented to avoid the object jumping abruptly. Finally, experiments are conducted that show that the tracking algorithm with spectral fingerprint features is accurate, fast, and robust. It meets the needs of dim-small target tracking adequately.