高光谱遥感技术在岩矿识别中的应用现状与前景

介绍了高光谱遥感技术,包括高光谱遥感进行岩矿光谱识别的物理机理和提取的光谱参数、高光谱数据处理和分析技术的发展现状、高光谱测量仪器简单介绍,以及高光谱在资源勘查领域中的应用及其发展方向。     

基于多元统计技术的铀矿蚀变信息高光谱模型

介绍了一种基于数理统计分析技术的铀矿蚀变信息高光谱建模技术,它利用了高光谱数据细微、丰富的光谱信息,根据岩石和蚀变的光谱特征与物质成分的关系,通过矿物中特定离子或离子基团的诊断性吸收谷的特征参数反演岩矿的物质成分,从而综合识别蚀变信息,将为航空和航天成像光谱遥感的应用开辟一个矿物蚀变信息识别和区分的研究途径。     

深度卷积网络在航空高光谱岩性识别中的应用——以塔木素铀矿床北部地区为例

岩矿信息识别是高光谱遥感在地质勘探领域的主要应用方向。传统高光谱遥感方法尽管在矿物识别中取得了良好效果,但对于岩性识别存在瓶颈。深度学习是当前人工智能领域的研究热点,卷积神经网络是适用于图像识别的重要网络架构。以巴音戈壁盆地西部塔木素铀矿床北部区域为试验区,以SASI航空高光谱影像为数据源,将深度卷积神经网络引入航空高光谱遥感岩性识别,测试和评估其应用效果。基于预处理后的SASI航空高光谱影像,以试验区地质图及野外调查为参考,制作了8类样本,包括：印支期花岗岩、华力西晚期花岗岩、华力西晚期花岗闪长岩、华力西中期石英闪长岩、石炭系碎屑岩、中下侏罗统火山凝灰岩、第四系沉积物和绢云母化蚀变岩。构建了基于光谱特征的一维卷积神经网络、基于图-谱联合特征的一维+二维卷积神经网络和三维卷积神经网络3种模型结构,分别进行模型训练、测试和试验区岩性分类应用。模型测试结果表明：一维卷积神经网络、一维+二维卷积神经网络和三维卷积神经网络的总体精度分别为82.13%、86.46%和90.90%。通过评价分析三种卷积神经网络模型的岩性分类识别结果,三维卷积神经网络的识别结果与真实参考最为接近,对试验区各类岩性的...     

GF-5星载AHSI和航空高光谱矿物填图对比——以新疆雪米斯坦地区为例

卫星和航空遥感平台获取的高光谱数据各有技术优势,在经济成本上也有很大差异。在数据处理和提取矿物信息技术方法上面既有一致性,也有不同点。本文以新疆雪米斯坦地区GF-5星载AHIS高光谱数据和CASI/SASI航空高光谱数据为数据源,基于不同的空间尺度和光谱尺度高光谱数据矿物填图做对比分析。结果显示,AHIS高光谱数据可以从空间大尺度上提取与成岩和成矿紧密相关的多种矿物信息,但由于空间分辨率较低,识别的矿物种类较少;CASI/SASI航空高光谱数据空间分辨率较高,且根据蚀变矿物特征吸收峰位置差异,识别出的矿物种类更加丰富。两种高光谱数据提取的矿物在空间分布上一致性较好,可以满足地质勘查的一般需求,但考虑到航空数据源获取成本问题,在未来地质应用工作中需要寻找一种兼顾两者优点的高光谱遥感数据获取方式。     

钻探岩心高光谱数据管理与分析系统的构建

钻探岩心编录一直是地质勘探中至关重要的环节,高光谱探测技术的发展为岩心分析提供了一种新的编录技术。为了使获得的岩心资料能永久保存且便于使用和分析,笔者开发了钻探岩心高光谱数据管理与分析系统。通过该系统使用者能方便管理、查看钻探岩心数据,快速提取、分析岩心矿物的光谱特征,为后期矿物的识别奠定了基础。     

基于Oracle的高光谱数据管理平台设计与应用

高光谱遥感数据具有海量、高维、图谱合一等技术特点,随着数据量的增加,传统的文件管理方式越来越无法满足实际的需要。本文提出了将高光谱遥感数据按像元顺序或者波段顺序分割,按大型对象存储的技术思路,设计了高光谱遥感数据的存储结构,并开发了相应的数据管理平台。实际应用表明,该平台能够较好地完成高光谱数据的存储、管理与查询,取得了理想的应用效果。     

高分辨率遥感数据处理及其铀矿地质应用

高光谱和高空间分辨率遥感技术在铀矿地质勘查中具有重要作用,遥感数据挖掘与知识发现、新方法研究则是各种铀成矿要素光谱信息和空间特征识别的关键技术手段。本文基于曲波变换技术,开发了卫星高光谱数据(Hyperion)和高空间分辨率(SPOT5)的影像融合方法,融合影像在数据噪声消除、信息增强与信息提取方面应用效果显著;利用离散小波变换技术,高精度提取了主要铀成矿要素的光谱参数,建立了典型四价和六价铀矿物的光谱识别谱系。另外,通过钻孔岩心和探槽工程的高光谱编录、地质编录和物探编录,建立了典型蚀变带的物谱关系模型,重点分析了赤铁矿化蚀变(Fe3+)光谱特征与铀含量之间的相关关系。上述遥感数据处理新技术新方法在桃山地区铀矿地质勘查中取得了理想效果。     

我国西北地区铀矿勘查遥感应用进展

阐述了21世纪以来,遥感技术在我国西北地区铀矿勘查中的一些新进展,具体包括:①ETM多光谱遥感技术在鄂尔多斯盆地北部砂岩铀矿控矿构造识别与分析中的应用和在调查西藏羌塘盆地砂岩型铀成矿条件中的应用;②ASTER多光谱遥感技术和QuickBird高空间分辨率遥感技术在提取和分析新疆巴什布拉克铀矿区油气还原蚀变中的应用;③ASTER、QuickBird、CASI/SASI等多光谱、高空间分辨率、航空高光谱分辨率等多种遥感技术联合在发现新疆萨拉姆布拉克铀成矿带中的应用;④CASI/SASI航空高光谱遥感技术在提取新疆白杨河火山岩型铀矿化蚀变信息中的应用等。这些应用进展体现了遥感技术在我国西北地区铀矿勘查中取得的良好效果,为遥感技术在今后铀矿勘查中的进一步深入应用提供了重要参考。     

探测非透明介质下深层成分的拉曼光谱技术研究

本文分别采用传统拉曼光谱装置及空间偏移拉曼光谱装置,对不/半透明塑料瓶装的NaNO3粉末进行了测量和对比,并对空间偏移拉曼光谱技术对非透明塑料瓶装介质进行有效探测的作用机理进行了分析。空间偏移拉曼光谱技术突破了传统拉曼光谱测量技术的瓶颈（探测深度小,不能对非透明介质覆盖下的深层成分进行探测）,实现了对非透明介质（不/半透明塑料瓶）中物质成分(NaNO3)的测量和识别。     

基于102F实测热红外光谱的富硅类岩石SiO_2含量定量反演

铀多金属矿床的形成与硅化有着密切关系,石英脉也常作为重要的找矿标志,因此,快速识别硅化和行英脉等富硅类岩石(SiO_270%)对矿产勘查具有重要的指导意义。为实现岩石SiO_2含量的快速估算,基于102F实测热红外光谱和化学定量分析进行SiO_2含量定量反演,构建了3种反演模型。根据拟合优度最大法和进一步的实验验证,针对102F实测热红外光谱,确定了一种最优反演模型。研究结果为基于航空热红外影像快速识别富硅岩类岩石及其SiO_2含量定量估算提供了技术支撑,具有重要的应用价值。     

X射线面阵列探测器平移扫描分层成像

文章介绍一种先进的移动物品高速准三维成像技术，即利用锥束X射线和面阵列探测器平移扫描(PDTS)，实现移动物品的高速准三维成像。这种成像技术的优点是通过1次简单的平移扫描即可获得物体空间的准三维信息。     

Brain SPECT Simulation Using Half-Cone-Beam Collimation and Single-Revolution Helical-Path Acquisition

In this study related to human brain SPECT imaging, simulation of half-cone-beam collimation and helical-path data acquisition is performed. We discuss problems related to circular-orbit acquisition using cone-beam collimation, such as shoulder interference resulting in object truncation, and insufficient sampling of the object resulting in axial distortions in the reconstructed images. We demonstrate that a triple-camera SPECT system with half-cone-beam collimation and single-revolution helical-path acquisition eliminates both issues and offers substantially improved sampling and almost artifact-free reconstruction of the object.     

Aperture Synthesis by Object Rotation in Coherent Imaging

Doppler processing is an established method for obtaining spatial resolution of objects which exhibit radial motion relative to an observing sensor. When applied to rotating objects, Doppler processing yields resolution in cross-range along an axis normal to both object rotation and line-of-sight axes. In this case, the cross-range resolution performance is dictated by the angular interval over which the data are observed and processed. This paper treats a tomographic extension of Doppler processing in the case of a rotating object (or a rotating planar array of point scatterers). It uses a stationary, continuous-wave (CW) irradiating source and sensor, co-located in the plane being imaged. The processing of data from a rotating object is shown to be equivalent to synthesizing an aperture which is a segment of a circle, however, processing over large angular rotations requires a focusing correction. Angular rotations up to and including 2? radians are considered. For this latter condition the system simulates an annular aperture which encloses the object. With this technique, high resolution may be obtained in all directions in the object plane without the use of a wideband signal, and equal point-objects separated by a quarter wavelength may be resolved. The imaging process provides high resolution for sparse arrays of objects of similar strength which are small in comparison to a wavelength. The imaging capability in the case of dense object arrays or large objects is limited and has a restricted dynamic range.     

基于数据驱动的核动力系统异常检测及分析方法研究

针对核动力系统在线异常检测存在故障样本稀少且不完备的现实问题,借鉴安全运行域的概念,基于逻辑距离计算的思路,提出一种基于正常运行数据驱动的核动力系统异常检测方法,并以某核动力系统常用运行工况历史数据为对象,对算法进行了试验验证。结果表明,设计算法能有效检测系统异常和故障,具有良好的可靠性和可解释性,并且检测力度具有可调节性。      

Levenberg-Marquardt算法在应力测量中子衍射峰位中的应用

为满足中国先进研究堆（CARR）中子残余应力谱仪准确、快速数据处理的需求,将Levenberg-Marquardt（LM）算法应用于应力测量中子衍射峰位。本文详细描述了用于峰形拟合的目标函数,基于LM算法的衍射峰位计算流程以及相应Labview程序的实现,并利用该程序拟合一系列衍射峰。结果表明,该程序能准确、快速地计算衍射峰位,可用于高精度大批量的中子残余应力谱仪数据处理。     

含硼矿物及环氧树脂的光子质量衰减系数

以我国辽宁东部地区特有的含硼矿物、含硼废弃物和环氧树脂为对象,理论计算了原矿、含硼铁精矿粉、富硼渣、普通硼泥和环氧树脂等5种材料对1keV～100GeV能量范围的光子质量衰减系数,为放射性同位素源、反应堆和粒子加速器外围建筑材料的屏蔽设计提供依据。结果表明：含硼矿物的添加显著改变了基体环氧树脂对光子的质量衰减系数,矿物在1keV～0.1MeV以光电效应为主的能量范围内对光子的质量衰减系数变化较大,所含元素的K层特征吸收限使得矿物对光子的质量衰减系数突变增加;在0.1～10MeV以康普顿效应为主的能量范围内矿物对光子的质量衰减系数缓慢变化,其中环氧树脂的质量衰减系数较矿物的稍高;在以共轭电子对效应为主的10MeV～100GeV光子能量范围内矿物对光子的质量衰减系数先减少后增加,含硼铁精矿粉是该能量范围内最佳的光子吸收体。     

Origin and Components of Radioactive Aerosols on the Cover Site at the Chernobyl Nuclear Power Plant

It is shown that essentially three sources determine the ¹³⁷Cs concentration in aerosols at the site of the object Cover at the Chernobyl nuclear power plant: a natural source (global transport of air masses and local wind uplift of dust) and two technogenic sources (work performed at the industrial site and operation of the object). Continual aerosol sampling for two weeks at the site in 2000 using FPP-15-1,5 filters shows that the ¹³⁷Cs/²⁴¹Am ratio remained in the range 50–70. This shows that during that period the artificial radioactive aerosols resulted from work performed at the site and wind uplift. The effect of work performed inside the object Cover on the aerosol conditions around the object is studied for the fire which occurred on January 14, 1993 in room 805/3.