高光谱遥感岩矿识别填图的技术流程与主要技术方法综述

自20世纪80年代以来,伴随着多种航空和航天成像光谱仪的研制成功和投入运行,一系列的图像光谱基本处理手段和实验室岩矿光谱分析技术方法,如最小噪声分量(MNF)变换-像元纯度指数(Pixel Purity Index,PPI)-N维可视化(N-Dimensional Visualization)、岩石类型系统光谱分类、多变量统计分析、矿物光谱特征确认的概率分析、MGM技术等相继发展起来,从而为形成成像光谱岩矿填图的完整技术流程打下了坚实的技术基础。分析了多种岩矿光谱分析的技术方法,同时指出,不同方法具有各自的优、缺点,针对不同应用目标需要不同的矿物识别与岩矿填图方案;混合方法的开发应用和从可见光到微波波段的融合应用在未来更为重要。     

利用热红外多光谱遥感技术提取和识别岩石、矿物信息

利用热红外多光谱遥感技术提取和识别岩石、矿物信息，是近年来遥感地质研究中的热点之一。在介绍岩石、矿物的热红外发射特性的基础上，着重阐述了热红外多光谱遥感技术在提取和识别岩石、矿物信息方面的应用，并对这一研究领域今后的发展方向提出了展望。     

西秦岭土壤和岩石光谱在风化作用中的演化

岩石与土壤的物质成分,以及反映物质成分的光谱特征,无疑存在着重要的依存关系。对西秦岭地区土壤及其母岩在0.4～2.5μm的实验室反射光谱进行分析,探讨了母岩在风化成壤过程中光谱特征的演化;不同成壤阶段,不同土壤层光谱的变异,以及有机质及铁氧化矿物成分增减对光谱的影响。了解这种光谱的演化过程,对于遥感岩性识别和遥感地质找矿应用,都具有重要的意义。     

神经网络技术在成像光谱数据的岩石矿物识别中的应用

由于遥感图象的复杂性,在遥感图像上直接进行岩石矿物识别是比较困难的,成像光谱数据的应用和人工神经网络模拟技术的日益成熟,为利用遥感图像直接进行岩石矿物识别提供了一种非常有效的方法。该文利用简化的二阶B－P神经网络,用标准的矿物波谱曲线作为训练样本,对试验区内的OH－类矿物进行识别试验,取得了很好的效果。试验表明：利用神经网络技术进行成像光谱数据的岩石矿物识别是非常有效的。     

基于遥感示矿信息的秘鲁阿雷基帕省南部斑岩铜矿遥感综合评价

在总结秘鲁南部地区斑岩铜矿成矿地质规律的基础上,分析了研究区控矿构造和赋矿岩层、矿化蚀变类型等成控矿地质特征;并根据研究区斑岩铜矿典型蚀变带蚀变矿物组合及其波谱特征,利用美国地质勘查局(USGS)波谱数据库,重建了斑岩铜矿典型蚀变带主要蚀变矿物在ASTER卫星数据B1～B9对应的反射率曲线,综合对比分析主要蚀变矿物的波谱曲线特征后,研发了基于ASTER数据B1467和B1348主成分分析模型,可分别提取典型蚀变带中泥化—绢英岩化类和青磐岩化蚀变矿物组合信息,并分别提取了研究区泥化—绢英岩化类和青磐岩化带蚀变矿物组合信息,为研究区斑岩型铜矿的遥感综合评价提供了重要的示矿标志;同时,采用人机交互遥感解译技术,获取了斑岩铜矿控矿构造、矿源层与赋矿岩石等示矿信息.最后,基于遥感技术获取的线性与环形控矿构造、矿源层与赋矿岩石、泥化—绢英岩化类和青磐岩化带蚀变矿物组合等遥感示矿信息,完成了研究区遥感找矿综合评价,圈定出遥感找矿有利区,经与已知斑岩铜矿床和物化探资料对比,以及高分辨卫星图像佐证,发现遥感评价结果具有很好的效果.     

基于岩矿蚀变组分特征光谱定量反演遥感蚀变信息研究

通过研究区实测蚀变岩矿样品光谱,在ASTER数据波段上重建其光谱曲线,分析岩矿蚀变组分丰度与其特征光谱参数的相关性,优选特征光谱参数与蚀变组分含量进行多元统计分析,推导出岩矿蚀变组分与AS-TER遥感数据各波段之间的回归函数,建立羟基蚀变遥感异常反演模型。这一方法在新?老山口地区应用,分别提取出了Al-OH、Mg-OH矿物遥感蚀变异常。与传统的比值、主成分分析等方法提取的遥感蚀变异常相比,本方法充分利用了各蚀变组分的光谱特征信息,提取的蚀变异常客观可靠,更符合区域矿产实际。     

典型地物的光谱空间结构特征研究

地物光谱是遥感技术应用与研究的物理基础。本文提出将地物在光谱特征空间的几何点阵结构特征作为研究重点,着重分析植被、土壤、岩石的野外实测光谱数据的光谱空间结构特征,并对所测得地物的光谱数据进行光谱线性混合模拟,进而分析线性混合地物的光谱空间结构特征。对实测地物光谱数据空间结构特征的分析不仅可以指导遥感影像数据的分析与应用,而且也为遥感影像地物目标识别和矿化蚀变信息提取技术的研究提供更多的科学理论依据和新的研究思路。     

矿物与岩石的可见-近红外光谱特性综述

矿物和岩石的系统光谱学研究是当今高光谱遥感发展的基础。在简要介绍了吸收光谱产生的电子过程和振动过程机理后,系统归纳了主要矿物类型和岩石类型的可见-近红外光谱特征。认为矿物的吸收光谱主要由二价、三价铁离子和过渡族元素的电子跃迁以及晶体场效应等电子过程产生;此外,还可以由水分子、Al-OH、Mg-OH、碳酸根的振动过程及卤化物的色心和硫化物的导带产生;岩石的吸收光谱都是杂质、包体、蚀变及替代成分产生的,主要为铁、水和羟基、碳酸根、硼酸根的光谱。最后指出,不同物理、化学环境下的矿物光谱特征变异研究在将来的高光谱遥感地质勘察中将变的更为重要。     

成像光谱数据挖掘与矿物填图技术研究

评述了当前成像光谱测量技术的发展和应用现状。以地面高光谱测量、航空成像光谱测量、航天高光谱图像处理分析及室内数据模拟等多维立体研究方式,采用多源空间数据挖掘、弱信息提取、光谱建模及分类识别等关键技术,结合岩石矿物光谱吸收特征形成机理分析,开展成像光谱矿物填图技术的研究。根据实际的成像光谱数据特点与应用需求,提出成像光谱数据挖掘与矿物填图技术应用流程。     

激光雷达与高光谱成像技术数据融合研究进展

近年来,为提高地物分类精度,突破单一传感器的技术擎制,弥补单一数据源应用的局限性,多源遥感数据融合的成为了遥感领域众多学者关注的研究热点。高光谱遥感技术的光学影像同激光雷达点云数据的融合技术在技术层面为提升地物识别与分类的精度上提供了一种可行方案,打破了单一传感器的技术上限,为目标三维空间—光谱信息一体化获取提供了一种新的解决途径,同时为高光谱激光雷达成像技术研究奠定基础。本文回顾了激光雷达与高光谱成像数据融合发展历程,论述其在特征级和决策级的主要融合方法和研究进展,将常用特征级融合和决策级融合方法进行详细介绍,并对最新几种研究算法进展进行小结和概述,探讨了其面临的挑战和未来发展与应用前景,最后对激光雷达和高光谱成像数据融合未来发展做出系统展望。     

Review of Methods and Remote Sensing Cases Using Spectral Library

Ground object spectral libraries play a significant role in remote sensing information extraction. This paper investigates the domestic and foreign spectral libraries frequently-used, including the general spectral libraries and the professional spectral libraries. Based on the biliometric analysis of the literatures about remote sensing applications based on spectral libraries, four kinds of methods are summarized, including spectral feature analysis, spectral matching, spectral mixture analysis and quantitative remote sensing modeling. Some remote sensing applications based on spectral libraries, such as ground object classification, target identification and land surface parameters inversion, are also summarized. From the background of remote sensing big data, the developing trends and application potential of the ground object spectral library are prospected at the end.     

地物波谱数据库应用方法及遥感应用现状

地物波谱数据库在遥感信息提取中具有重要的应用价值,本文归纳和总结了常用的国内外通用型地物波谱数据库与专业型地物波谱数据库的发展现状。在对有关波谱库遥感应用文献进行计量分析的基础上,综述了地物波谱数据库遥感应用的四种主要方法波谱特征分析、光谱匹配识别、混合像元分解以及参数提取建模,阐述了地物波谱数据库在地物分类、目标识别及参数反演中的应用。从当前所处的遥感"大数据"时代背景出发,亦对地物波谱数据库的建设趋势与应用潜力进行了展望。     

基于Bhattacharyya距离的典型地物波谱特征差异性分析

地物波谱数据主要应用于定量遥感与影像分类等相关基础研究,对各条光谱曲线之间进行定量化的光谱差异性分析具有重要意义。从USGS及JHU地物波谱库中挑选了在土地覆盖分类层次具有意义的植被(73条)、人工材料(100条)与土壤(30条)3种类型共203条地物波谱数据,以分层分类体系在4.2~2.5 μm的波长范围内分析比较各类典型地物材料的光谱特征,以B距离(Bhattacharyya Distance)作为指标定量计算不同类别地物波谱间的光谱差异性。结果表明:波谱库中金属、砖石和混凝土3类人工材料光谱对于植被、土壤等自然材料光谱具有较大的光谱差异性,而塑料与自然地物间的光谱差异度最小,在此基础上统计了最能反映这些地物光谱特征差异的最优波段。该方法能够量化多种光谱曲线间的差异性并得到最佳的区分波段,从而为地物材料光谱及高光谱数据分类提供参考。     

浅析遥感光谱特征参量的原理及基本方法

概述了导数光谱、红边参数、光谱吸收特征以及光谱反射特征等遥感光谱特征参量的原理及基本方法,总结和分析了这些参量在植被领域中的应用动态,提出了遥感技术存在的问题及其应用展望,遥感光谱特征参量能够为植被理化信息的提取提供强有力的工具。     

荒漠化地区高光谱遥感图像地物光谱重建的研究

应用高光谱遥感技术对荒漠化进行监测的过程中,重建地物光谱是一项关键性的技术。在图像预处理及光谱重采样的基础上,通过严格模拟大气辐射过程,推导并选用一元线性模型来重建荒漠化地区地物光谱,获得了满意的结果,为目标地物直接识别及其信息的定量反演奠定了基础。     

高光谱遥感油气勘探进展

遥感方法用于油气勘探已有多年的历史。随着高光谱遥感技术的发展,高光谱遥感油气勘探近年来取得了很大的进展。简要介绍了高光谱油气勘探的基本原理和流程,重点讨论了烃渗漏引起地表烃异常、岩石矿物蚀变异常以及植被异常的高光谱响应机制,以及目前研究中存在的问题。归纳总结了目前用于油气勘探的高光谱影像数据类型及特点。高光谱遥感方法用于油气勘探,在高光谱异常响应机制、数据来源以及数据处理和分析方面还有许多问题有待解决,针对这些问题,提出了相应的解决思路。     

金矿生物地球化学效应及遥感信息提取

在植被覆盖区,由于植物吸收了土壤和岩石中的矿化元素,致使植物叶体中的矿化元素含量、叶色素含量、水含量、叶面温度和细胞结构等发生变化,即引起了植物的生物地球化学效应,在遥感TM光谱信息上出现差异性。以广东河台金矿为研究对象,探讨了金矿生物地球化学效应的植物生理生态特征和光谱特性。根据这些特征和差异性,运用遥感图像处理技术,提取金矿生物地球化学效应植被异常信息特征,圈定金矿化遥感异常区,并在广东河台金矿外围地区进行了找矿实践,快速评价了两个金矿化遥感异常区。研究结果表明,利用遥感手段提取生物地球化学效应植被异常信息,应用于找矿实践具有快、准、省的优点,为植被地区寻找隐伏矿产资源探索出一条新路子。     

典型地物标准波谱数据库系统设计

国家级通用型典型地物标准波谱数据库系统是空间遥感技术与应用发展的重要技术支撑,是国家空间信息设施的重要组成部分之一。介绍了该波谱数据库统软件设计的研究内容,包括系统总体架构、组织结构、模块划分、功能分配、性能特点以及系统特色等,为我国空间信息设施的发展
提供一个可行的地物标准波谱数据库系统设计方案。     

基于归一化相关矩的多分辨率遥感图象融合

多传感器数据融合技术已广泛应用于遥感图象处理方面 .针对遥感多光谱图象空间分辨率较低的问题 ,提出了一种基于归一化相关矩的多分辨率图象融合方法 .该方法首先对图象进行二维小波变换 ,然后根据所得到的高频小波系数的一阶、二阶统计特征来定义图象局部灰度相关矩 ,并以此作为图象融合测度来对遥感图象进行多分辨率特征融合 ,从而得到包含更多信息和有效特征的融合图象 .仿真结果表明 ,融合后的图象在保留多光谱信息和提高空间分辨率上均能获得较好的效果 ,因而可以更好地用于目标识别、分类等遥感图象处理方面     

典型地震次生地质灾害多光谱遥感影像特征图谱研究

为从地质灾害多光谱遥感影像资源中挖掘有用的信息,形成标准化、定量化的地质灾害遥感判读知识,进行地震次生地质灾害遥感影像特征图谱研究。以"5·12"汶川地震重灾区地震次生地质灾害滑坡、碎屑流和崩塌为例,首先提取灾害体单元的遥感影像,选取其光谱、纹理和色彩方面的20种遥感影像特征参数并统计参数值;然后对特征参数进行归一化处理,并通过主成分分析得到利用第一、第二、第三主成分表达的各类地震次生地质灾害的影像特征图谱。经过测试样本验证,上述几类图谱可表征相应地震次生地质灾害类型的影像特征。揭示了不同类型地震次生地质灾害遥感影像特征之间的关系,并为遥感影像中灾害体的识别提供了定量化和可视化的知识。