甘肅金昌地區(qū)蝕變異常研究

馬云來(lái)

（桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541000）

遙感技術(shù)作為一門(mén)新興技術(shù)，應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，應(yīng)用于地質(zhì)找礦方面在于礦化蝕變信息提取等。遙感礦化蝕變信息是指在有利于成礦作用發(fā)生的空間實(shí)體中，蝕變圍巖在遙感影像上反映出來(lái)的包含各種背景光譜信息在內(nèi)的綜合光譜信息（呂鳳軍等，2008）。國(guó)內(nèi)外大量工作者對(duì)這方面進(jìn)行了深入的研究，提出來(lái)比如比值法、主分量閥值分析法、光譜角法、混合像元分解法等（張玉君等，1998；田淑芬等，2013；程潭武等，2017；孫永彬等，2018；高猛等，2019）。隨著研究深入，研究區(qū)情況不同，這些方法也有著不同程度的缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步深入。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源

圖1 研究區(qū)landsat遙感影像

研究區(qū)位于甘肅省金昌市永昌縣境內(nèi)，北緯38°～39°，東經(jīng)101°～102°，研究區(qū)境內(nèi)降雨量較少，地表植被覆蓋度較少，比較適合工作的進(jìn)展。

本次工作采用的遙感影像為L(zhǎng)andsat7 ETM+，多光譜波段分辨率為30m，影像獲取時(shí)間是2000年11月2日。具體分辨率參數(shù)如下示。

表1 landsat7波段分辨率

2 遙感數(shù)據(jù)處理原理與流程

由遙感影像進(jìn)行蝕變異常提取分析，近礦圍巖蝕變形成的蝕變巖石與其周圍的正常巖石其礦物種類、結(jié)構(gòu)等差異導(dǎo)致巖石光譜差異，在某些特定的光譜波段形成特定異常。在獲得遙感影像之后，進(jìn)行蝕變提取，先進(jìn)行預(yù)處理（輻射定標(biāo)、大氣校正等），再去除干擾信息，用主成分分析法（pca）提取蝕變信息遙感異常。

3 遙感數(shù)據(jù)處理流程

3.1 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理

輻射定標(biāo)就是將圖像的數(shù)字量化值（DN）轉(zhuǎn)化為輻射亮度值或者反射率的處理過(guò)程，為之后大氣校正做準(zhǔn)備。通過(guò)進(jìn)行大氣校正，主要為了避免太陽(yáng)光進(jìn)入大氣時(shí)發(fā)生散射現(xiàn)象進(jìn)行校正，經(jīng)過(guò)大氣校正后得到波譜圖。

圖2 大氣校正后植被地物波譜曲線圖

由此可見(jiàn)在該地區(qū)植被在0.55um可見(jiàn)光，0.7um～0.8um近紅外之間具有明顯吸收谷。

3.2 去除干擾因素與主成分分析

為了去除干擾因素，先在研究區(qū)域內(nèi)建立ROI（感興趣區(qū)），再進(jìn)行掩膜處理，然后便可以進(jìn)行之后運(yùn)算。完成之后便可以進(jìn)行主成分分析，提取鐵染異常以及羥基異常，分析特征向量，得到異常信息。

用主成分分析，對(duì)鐵染異常，各個(gè)波段波譜所反映特征，選取波段1345這4個(gè)波段作為組合波段做主成分分析。這是因?yàn)殍F氧化物特征光譜信息集中在了TM1—4波段，在TM4和TM1波段有吸收峰，在TM3波段無(wú)特征吸收而呈高反射，通過(guò)分析其特征向量得到第4波段具有明顯的異?，F(xiàn)象。

對(duì)于羥基異常，選取波段1457這4個(gè)波段作為組合波段做主成分分析。這是因?yàn)檎惩令惖V物（含羥基礦物）的特征光譜信息集中在TM5和TM7波段，分析特征向量表示羥基異常在波段一異常明顯。

表2 特征向量分析結(jié)果

表3 羥基異常特征向量分析結(jié)果

3.3 遙感異常分布圖

確定異常波段后進(jìn)行拉伸，使得異?？烧ｏ@示，對(duì)鐵染異常，在第四波段拉伸之后可觀察到研究區(qū)北部山峰及南部山區(qū)。對(duì)羥基異常，在第一波段進(jìn)拉伸之后可觀察到異常區(qū)在研究區(qū)域的中西部山谷。

圖3 羥基異常分布（紅色所圈即為異常區(qū)域）

圖4 鐵染異常分布（紅色所圈即為異常區(qū)域）

4 總結(jié)

第四系地表覆蓋物遙感蝕變異常與成礦圍巖區(qū)相關(guān)的地形往往發(fā)育明顯，如在研究區(qū)北部山區(qū)，鐵染異常與羥基異常幾乎在同一地域發(fā)生；提取異常信息使用高分辨衛(wèi)星影像，能夠精確反應(yīng)巖體、礦物之中元素異常，這對(duì)工作有很大幫助，然而巖體、地層中鐵氧化物較多，會(huì)引起異?；烊?，為含鐵氧化物礦化蝕變帶識(shí)別造成困難，有待于研究。