基于Aster 數據的遙感蝕變信息提取
——西藏珠勒地區為例

胡文泰

（成都理工大學，四川 成都 610000）

圍巖蝕變作為為熱液礦床成礦作用發生的重要標志之一，是有效的找礦標志[1-4],遙感技術的使用,能夠在更為快速的獲得更大范圍的數據,較傳統的地質勘查而言省時省力,尤其是在西藏地區植被稀少且基巖裸露較好的地區受到了地質工作者們的重視。多光譜衛星ASTER 數據具有14 個波段,相比較Landsat 數據而言，適合提取更多種類的蝕變信息且提取精度較高。當前遙感蝕變信息提取方法的主要有波段彩色合成、波段比值、主成分分析、光譜角﹑像元分解等。在這些方法中,主成分分析具有實現簡單、速度快﹑效果好﹑穩健等優點[6-7],本文利用ASTER 數據，通過主成分分析法對研究區進行鐵染蝕變與羥基蝕變信息提取，通過對研究區蝕變異常結果分析，圈定出找礦靶區，為下一步的找礦活動提供更多支持。

1 研究概況

1.1 研究區自然概況

研究區范圍北緯30°10′-30°50′;東經85°29′-86°23′，研究區位于青藏高原西南部，行政區劃隸屬于西藏自治區革吉縣（圖1）。該區地形地形切割較強烈相對高差大，山峰長年積雪，發育典型的山岳冰川，具有各種類型的冰川地貌，植被覆蓋范圍少，基巖出露良好，溝谷及出口地區部分為第四系覆蓋，十分適合開展遙感調查工作。

圖1 研究區遙感影像圖

1.2 研究區地質概況

研究區內出露地層為則弄群（K1z）、典中組（E1d）、年波組（E2n）、布嘎寺組(N1b)、嘎扎村組(N1g)、烏郁群（N2w），第四系洪積物沖積物洪積物（Qhal），沖積物（Qhpl）。

2 數據處理

2.1 研究數據來源

ASTER 是一個高級光學傳感器，其數據的校準和處理由美日雙方聯合負責，1999 年12 月18 日搭載在由日本國際貿易和工業部制造的Terra 衛星，在美國的范登堡空軍基地成功發射的。數據源的具體波段設置如表1 所示。

表1 ASTER 數據特征參數表

2.2 研究數據預處理

原始的ASTER 影像為傳感器直接對地物輻射信息的獲得，為了得到更為真實的地物反射信息需要對原始的遙感數據進行一系列的預處理工作，包括輻射定標、大氣校正、去干擾處理等手段得到最終的研究區影像。

2.3 去干擾處理

為了提高蝕變礦物的準確性和可靠性，需要排除遙感圖像上的非地質信息，消除對礦化蝕變的干擾。如研究區范圍內的云霧、水體、冰雪、植被等地物，需要在數據進行礦物蝕變提取之前對其地物進行掩膜等處理，以獲得效果較好的遙感蝕變信息。

3 礦化蝕變信息提取

3.1 蝕變信息的遙感特征

圍巖蝕變是是一種重要的找礦標志，圍巖蝕變在熱液成礦過程中,近礦圍巖與熱液之間發生一系列的化學反應從而引起的巖石結構、構造和物質成分變化。圍巖蝕變分布的范圍比礦體要大,因此在找礦中容易發現,而且越接近礦體,圍巖遭受的蝕變越發強烈, 因此它能指示地面上的礦體形態和位置,也能指示地下盲礦體的存在，因而具有重要的找礦意義。研究區是屬于以巖漿巖地區,主要發育綠泥石化,綠簾石化,高嶺石化,褐鐵礦化與碳酸鹽化等蝕變,根據研究區蝕變礦化的特點,本文主要討論含Mg-OH、鐵染、Al-OH 以及碳酸鹽蝕變礦物[8]的波譜特征，見圖2。

圖2 典型蝕變礦物波譜曲線(來源于USGS 波譜庫)

3.2 主成分分析（PCA）

主成分分析法通過正交變換，原始圖像的各個波段中包含的信息都集中在前幾個主成分中，因此新組成的圖像各波段間互不相關，每個中包含的特征信息也不同[9]。

據蝕變礦物特征光譜曲線可知鐵染異常礦物特征吸收位置出現在Band1 和Band3 附近, 強反射位置出現在Band4 附近, 判斷特征為Band3 和Band4 符號相反, Band3 作為吸收谷符號為負,Band4 作為反射峰波段符號為正；Mg 羥基礦物反射位置在Band1 和Band4，在Band3 和Band8 為吸收位置，判斷特征為Band4 和Band8 符號相反；Al羥基礦物在Band6 為強吸收Band7 為強反射，判斷特征為Band6 和Band7 符號相反；碳酸巖礦物在Band8 表現為強吸收特征，在Band7、Band9 表現為強反射特征，判斷特征為Band8 與Band7，Band9 符號相反。

因此選擇Band1、Band2、Band3、Band4 波段；Band1、Band3、Band4、Band8 波段；Band1、Band4、Band6、Band7 波段與Band7、Band8、Band9 波段分別作為鐵染異常、鎂羥基異常及鋁羥基異常的主成分分析波段，計算得各蝕變信息特征向量值（表2-5），選擇第四主分量作為作為鐵染異常與羥基異常的主成分分量，選擇第二分量作為碳酸巖蝕變異常的主成分分量。

表2 ASTER 波段1，2，3，4 主成分分析特征向量值

表3 ASTER 波段1，3，4，8 主成分分析特征向量值

表4 ASTER 波段1，4，6，7 主成分分析特征向量值

表5 ASTER 波段7，8，9 主成分分析特征向量值

3.3 結果提取

文章采用主分量分析門限法劃分蝕變異常等級，對前文選中的主成分分量灰度圖分別進行低通濾波處理、線性拉伸增強處理、彩色等密度分割處理。根據主分量統計結果,以標準偏差為閾值,并按照2、2.5、3 倍標準偏差設立閾值(其中鐵染按照1.5、2.0、2.5)[6，10]，將蝕變異常分為一，二，三這三個等級，并分別賦予不同顏色給予區分。以鐵染主分量4 為底圖并將蝕變信息疊加到單波段影像上，得到遙感蝕變異常信息圖(圖3)。

圖3 蝕變信息提取靶區圖

通過分析各個蝕變異常及疊加分析對蝕變信息較強及疊合較好區域進行劃分出3 個成礦靶區：靶區Ⅰ、靶區Ⅱ，靶區Ⅲ。找礦靶區Ⅰ中蝕變呈現東西向分布，鐵染，鎂，鋁羥基蝕變疊加較好并且主要為一二級蝕變，鐵染及鋁羥基蝕變形狀呈團塊狀分布，鎂羥基蝕變呈條帶狀分布，碳酸巖蝕變較為零星主要為二三級蝕變蝕變范圍較小；靶區Ⅱ中蝕變在靶區中均勻分布較為集中主要為一二級蝕變信息，鐵染蝕變主要集中于靶區中部及西南部，呈現為塊狀，且一級蝕變集中性較好，鎂羥基蝕變整體分布與山脊走向呈現一致呈條帶狀展布，鋁羥基蝕變主要為一級蝕變呈團塊狀；靶區Ⅲ鋁羥基蝕變分布較為均勻一級蝕變主要集中于靶區中心部位呈面狀分布，鐵染蝕變與鎂羥基蝕變套和較好主要集中在靶區西北部，其蝕變等級主要為一級蝕變分布較為集中。蝕變靶區位置都位于山頂處基巖裸露較好區域因此將其化為蝕變靶區。

4 結論

本文分析了Mg 羥基、AL 羥基、鐵染、碳酸鹽蝕變的礦物波譜特征采用主成分分析法（PCA）對西藏珠勒地區蝕變信息進行提取，主要提取出了Mg-OH、Al-OH、鐵染以及碳酸鹽蝕變礦物的蝕變異常信息；通過對于研究區蝕變異常信息的研究，圈定出三個找礦靶區以達到減小找礦工作量以及提升找礦效率的目的，以期可以為下一步的找礦活動提供更多支持。