摘要:介紹了遙感提取礦化蝕變的發展,并介紹了新理論在本領域的應用—— 分形幾何遙感蝕變異常提取技術的分析方法,此方法可以彌補門限法和灰度直方圖目視方法確定突變點方法的不足。
關鍵詞:遙感 分形 蝕變 成礦
中圖分類號:P237文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0192-01
在許多地質條件復雜,難以獲得詳細的物探、化探、地質和鉆孔資料等信息的地區,遙感成為了尋找礦體、圈定成礦區的一種必要手段。圍巖蝕變現象廣泛分布于金屬礦床的附近,利用遙感數據可以較為簡便的獲取礦化蝕變的信息,這種方法已經廣泛的進入了應用生產階段。目前,遙感找礦的主要方法有主成分分析法(K-L變換),比值變換法,光譜角填圖法,對應分析法,Gram-schmidt投影方法,混合像元分解法和MPH(Mask PCA and HSI)技術等,且有多種不同的理論正逐步的被應用于遙感找礦這一領域,如分形幾何學、人工神經網絡、小波變換理論等。
原生巖石與熱液相互作用產生了巖石的交代蝕變現象,并產生相關產物,產物中若某種有益元素進一步富集到一定的可開采程度,則形成相應的礦床。硅化、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、矽卡巖化、白云巖化、重晶石化及錳鐵碳酸鹽化是較為常見的蝕變。光譜異常是遙感圖像異常信息提取的依據,遙感技術收集蝕變巖石出露區與其周圍的正常巖石的差異所反映出的光譜信息,探測面積較為廣闊的成礦蝕變帶,提取各種地質信息,利用巖石反射光譜特征的差異和特定蝕變在某些特定的光譜波段形成的異常,可推測礦體的位置與規模大小。世界上已有許多成功應用遙感技術找礦的成功先例,尤其是金屬礦藏,更證明了將遙感技術應用于找礦的必要性。
1 遙感蝕變異常找礦的發展
本類技術由國外率先提出,戈茨(1976)提出蝕變巖石和未蝕變巖石最大的分辨率分布在短紅外波段的1.6Lm~2.2Lm兩波譜帶反射率的比值(1.6Lm/2.2Lm)之間;艾布拉姆斯(1977)等人注意到陸地衛星多波段掃描0.5Lm~1.1Lm光譜范圍內含褐鐵礦蝕變巖石由三價鐵產生的獨特反射波譜;Hunt(1978)等利用羥基在可見光到近紅外的波譜響應特征來確定特定的礦物來圈定蝕變巖石。20世紀80年代,美國與智利利用該技術在生產實際中取得了成果,驗證了本技術的應用價值;1999年,張遠飛等利用/多元數據分析+比值+主成份變換+掩膜+分類方法成功應用,劉慶生等利用對應分析法從MAIS數據中提取了含金礦化帶蝕變信息。2000年,劉素紅等利用Gram-schmidt投影方法在高山區提取了TM數據中的含礦蝕變帶信息。2001年,Tangestani,m.H.等在蝕變區對比分析中利用了三種主成分分析法。同年,張玉君等利用ETM+蝕變遙感異常與多元綜合信息,選擇可供查證的蝕變異常,并進行實地查證。2002年,張玉君等人基于統計學原理,形成了“去干擾異常主分量門限”技術,在全國礦產資源潛力評價項目中得到推廣應用。2009年,王倩,陳建平應用了基于分形理論的遙感蝕變異常提取和分級方法,利用求和法將遙感蝕變異常從背景中分離,以進行蝕變異常的進一步分級。
2 分形幾何遙感蝕變異常提取技術方法
蝕變的空間展布具有多重分形的特征,近來學者發現分形幾何學在遙感蝕變異常提取中是可以應用的,其像元亮度-面積模式符合一定的分形理論。利用分形理論中的求和法可以進行遙感蝕變異常的提取和分級,利用ETM數據提取鐵染蝕變信息,進一步分析與區域成礦的相關性。
2.2 基于ETM數據的礦化蝕變信息提取
首先對遙感圖像中形成干擾的信息進行掩膜。根據鐵染礦物的波譜曲線特征,選取TM1、TM3、TM4、TM5四個波段作為組合波段做主成分分析增強遙感圖像的鐵染信息(圖1)。
鐵氧化物在TM3波段呈高反射,在TM4和TM1波段相對吸收,利用門限法、分形方法得PC4波段灰度分布,生成雙對數圖像,得到其擬合度與臨界點的DN值,并根據此臨界值對圖像進行密度分割,最終得到分級,確定各級蝕變區。
蝕變區與構造、礦點進行疊加,即可得到該區域的蝕變與已知礦床對應關系,為進一步的礦床預測提供依據。
3 結語
找礦區域正日益向復雜地區轉移,在這些地區,礦化蝕變信息提取具有重要的意義。各種技術方法的應用促進了本領域的發展,本文介紹了遙感提取礦化蝕變的發展和兩種常用的遙感蝕變異常提取技術方法,并介紹了新理論在本領域的應用—— 分形幾何遙感蝕變異常提取技術方法。各種新方法的出現,使技術的進一步發展有了可能。關于基于分形的遙感蝕變提取,我們將針對具體地區實例另文專述,并將結合對構造因素的分析與對成礦地帶的預測。
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