中高植被區斑巖型銅礦床礦化蝕變提取

吳 艷，何政偉,2，趙銀兵，高海洋

（1.成都理工大學 地球科學學院，四川 成都610059；2.地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川 成都 610059；3.成都理工大學 旅游與城鄉規劃學院，四川 成都610059）

中高植被區斑巖型銅礦床礦化蝕變提取

吳 艷1，何政偉1,2，趙銀兵2,3，高海洋1

（1.成都理工大學 地球科學學院，四川 成都610059；2.地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川 成都 610059；3.成都理工大學 旅游與城鄉規劃學院，四川 成都610059）

遙感蝕變信息的提取是利用遙感手段找礦的一個重要環節，而地表植被覆蓋度是蝕變信息提取過程中影響精確性的重要因素，因此如何在植被覆蓋區域減少植被對蝕變信息提取精確性的影響是遙感找礦過程中一個難題。以普朗斑巖型銅礦為例，應用RS、GIS技術及地質等相關資料，進行植被覆蓋度分級切割，通過對研究區域內蝕變信息的提取，進行多種方法對比研究，尋求研究區域綜合遙感成礦信息提取的最佳方法。

植被覆蓋度；斑巖型銅礦床；蝕變信息；ASTER數據

1 研究區概況

本文選擇的研究區位于香格里拉縣北部,東經99°57'58"~100°01'02"，北緯28°01'42"~28°04'55"。屬高原寒冷山區，地勢呈北高南低的走勢，區內植被發育呈現垂直分布的特點，隨著海拔的增加，植被覆蓋度（VFC）減少。研究區位于義敦島弧南段的香格里拉壓性島弧，總體呈北北西展布，位于甘孜-理塘結合帶西側。出露的主要地層有泥盆系、石炭系、二疊系中村組聶耳堂刀組和東壩組，早三疊系布倫組、中三疊系，中三疊系曲嘎寺組、北衙組、王吃卡組、哈工組、圖姆溝組、拉納山組和甲丕拉組，古近系美樂組，第四系等。斑（玢）巖體中蝕變帶伴以鉀化帶、硅化帶和黃鐵絹英巖化帶，伴有斑巖型礦化體存在，蝕變帶常常呈現由內到外的環狀分帶特征[1]。研究區地質概況如圖1所示。

2 遙感數據預處理

本文用ASTER影像進行遙感蝕變異常信息的提取，數據預處理主要包括幾何校正、FLAASH大氣校正[2]。蝕變信息提取過程中的影響因子主要包括：研究區內河流、湖泊、云、冰川、陰影及植被信息。采用一定的方法將這些干擾因子去除是提取蝕變信息的前提。

圖1 普朗銅礦床地質圖（據余海軍，2009修改）

3 VFC分級及研究區蝕變信息提取

3.1 VFC分級

植被在研究區域內大量分布，直接影響遙感蝕變信息的提取效果，如何有效地去除植被干擾信息，提取出蝕變信息是研究的重點。植被去太少會提取出部分偽蝕變信息，去太多又會把本來存在的蝕變信息去掉。本文采用去不同比例植被再提取蝕變信息的方法，分別將研究區分為低VFC區域、中低VFC區域、中VFC區域以及高VFC區域。利用歸一化植被指數（NDVI）對研究區ASTER影像進行VFC分析，通過VFC分級閾值的選取，利用掩膜生成不同級別VFC影像，在不同VFC下進行蝕變信息提取。綜合考慮研究區VFC情況，將0.0～0.4定義為低VFC區域；0.0～0.5定義為中低VFC區域；0.0～0.6定義為中VFC區域；0.0～1.0定義為高VFC區域。根據各個區間的取值，分別對研究區影像進行切割，利用掩膜技術生成VFC分別為0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的遙感影像。

首先計算研究區NDVI，計算之前需將灰度值圖像轉換為反射率圖像，同時去掉影像中的負值信息[3]。利用波段運算將負值部分全部賦值為1，其余部分的值不變。

B1=(foat(B2)lt0)*1+(foat(B2) ge 0)*B1(1)式中，B2為紅光波段或近紅外波段，主要目的是剔除原始影像中負值信息。如波段中無負值信息，可省去此步驟。

灰度值轉換成反射率之后可以直接應用近紅外及紅光波段進行植被指數的計算，NDVI值的獲取主要是為計算VFC。

利用NDVI可以直接進行VFC值的計算：

式中，NDVImin為計算植被指數最小值，即裸土或無植被覆蓋區域的NDVI值；NDVImax為計算植被指數最大值，是完全被植被所覆蓋像元的NDVI值，即純植被像元的NDVI值[4]。

將計算出來的VFC灰度影像分別拉伸為0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的范圍，再將拉伸出來的影像分別建立不同VFC的掩膜。利用建立好的掩膜去不同比例的植被，形成不同VFC的研究區遙感影像，從而進行蝕變信息的提取。圖2為不同VFC的研究區遙感影像。

圖2 VFC分級切割去植被影像

3.2 研究區蝕變信息提取分析

礦區內典型的蝕變礦物石英和絹云母等礦物在ASTER影像上呈現4波段反射高峰值，6、8波段為該礦物的吸收谷區域[5]。因礦物在6波段為吸收谷，5、7波段為該礦物反射峰值特征，特應用反射峰與波段吸收谷的比值運算來突出該類礦物遙感異常信息。基于以上理論，運用（B5+B7）/B6方法提取該區典型絹英巖化蝕變異常信息[6]。

本文在完成對遙感數據處理的基礎上，包括去除冰雪等干擾信息、輻射校正、大氣校正等基礎預處理。通過對區內典型斑巖型銅礦蝕變分帶特征研究，應用比值法提取了典型礦區絹英巖化帶蝕變信息，在對比礦區的成礦模式及圍巖蝕變分帶特征上，提出適合該區域蝕變特征研究方法。

針對3種圖像作VFC分析。VFC分級，結合前人成果共分為4級，分別將VFC0.0～0.4定義為低植被覆蓋區域；0.4～0.5定義為中低植被覆蓋區域；0.5～0.6定義為中植被覆蓋區域；0.6～1.0定義為高植被覆蓋區域。根據各個區域的取值，分別對典型礦區影像進行切割，形成VFC為0.0～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～1.0值域的遙感影像。根據每個級別進行蝕變信息的提取，總結適合區域蝕變類型分布的VFC級別特征。

分別用比值法、比值-主成分分析綜合法、光譜角匹配法和混合像元分解法對研究區不同VFC下進行絹英巖化蝕變信息提取，結果如表1所示。

對不同方法在不同VFC下提取出來的蝕變信息在ArcGIS中進行對比分析，并與研究區地質圖疊加分析，可得到提取出來的絹英巖化蝕變信息的總面積（表2）和落在絹英巖化帶上的蝕變信息面積（表3），可計算出落在絹英巖化帶上的蝕變面積占總蝕變面積的百分比（表4）。利用此百分比作為標準，可選擇出在去多少比例植被下用哪種提取方法的效果最好。

表1 基于ASTER影像普朗礦區絹英巖化提取異常圖

表2 不同方法提取的絹英巖化像元面積比較

表3 不同方法提取的絹英巖化落在蝕變帶上面積比較

表4 落在蝕變帶上面積占總蝕變面積百分比

4 結 語

從表中可以看出，采用比值法提取蝕變時，蝕變總面積最大是在VFC值為0.0～0.6范圍。落在絹英巖化帶上的面積最大的是VFC值為0.0～0.4，用比值法提取。而落在絹英巖化帶上的面積占總的蝕變面積百分比最大的是在VFC值為0.0～0.5，用混合像元分解法。提取礦化蝕變信息的時候，不僅要考慮提取出來的蝕變信息落在蝕變帶上的面積大小，還要考慮其精確性。綜合分析，在研究區提取絹英巖化蝕變信息時，采用混合像元分解法，且VFC范圍為0.0～0.5的效果最好。

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P237.3

B

1672-4623（2015）03-0093-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.033

吳艷，碩士，主要從事遙感及3S集成技術應用研究。

2014-07-07。

項目來源：國家自然科學基金資助項目（40972225）；中國地調局資助項目（12120113095400、1212011086057)；高等學校博士學科點專項科研基金資助項目（20095122110003）。