機(jī)載高光譜成像在礦產(chǎn)勘查和土壤調(diào)查的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-08-23
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機(jī)載成像光譜測量系統(tǒng)在生態(tài)、農(nóng)作物和植被的精細(xì)分類、城市地物甚至建筑材料的分類和識別方面都有很好的應(yīng)用效果。本文簡單介紹了礦產(chǎn)勘查和土壤調(diào)查上的應(yīng)用。
機(jī)載成像光譜測量系統(tǒng)在生態(tài)、農(nóng)作物和植被的精細(xì)分類、城市地物甚至建筑材料的分類和識別方面都有很好的應(yīng)用效果。本文簡單介紹了礦產(chǎn)勘查和土壤調(diào)查上的應(yīng)用。
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礦產(chǎn)勘查
主要是開展礦物填圖和找礦預(yù)測,機(jī)載高光譜遙感數(shù)據(jù)的主要優(yōu)勢在于空間分辨率、光譜分辨率以及信噪比均較星載數(shù)據(jù)高,但是機(jī)載高光譜遙感數(shù)據(jù)的成本也非常高,而且數(shù)據(jù)獲取受空域、天氣的影響非常大。趙英俊等人利用機(jī)載高光譜遙感礦物識別與填圖技術(shù),2011年在甘肅方山口地區(qū)提取出了赤鐵礦/褐鐵礦、黃鉀鐵釩、菱鐵礦、方解石、白云石、芒硝、蛇紋石、綠泥石、富鋁絹云母、中鋁絹云母、貧鋁絹云母共11種礦物,實(shí)地驗(yàn)證表明提取的礦物信息平均正確率均高于85%。
大量研究資料顯示,機(jī)載成像高光譜遙感的礦產(chǎn)勘查應(yīng)用主要針對熱液型多金屬礦床。這些礦床類型在地表有大量的含羥基礦物(熱液粘土、硫酸鹽、層狀硅酸鹽,鐵的氧化物,碳酸鹽等),這些礦物在可見-近紅外波譜范圍內(nèi)顯示了豐富的光譜響應(yīng)特征。其中
利用機(jī)載成像高光譜遙感研究低和高硫化淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V系統(tǒng)取得了良好效果(Crosta etal.,1998;Kruse et al.,2006;Chen et al,2007;Rowan et al.,2000;Bediniet al.,2009;van der Meer,2006;劉德長,趙英俊,等,2015;閆柏琨等,2016)。高光譜礦產(chǎn)勘査應(yīng)用研究需要綜合了熱液斷裂構(gòu)造解譯和分析、典型礦床礦物分布特征剖析等結(jié)果,建立了不同礦床類型的高光譜找礦模型。葉發(fā)旺等開展了鈾礦的機(jī)載成像光譜數(shù)據(jù)的找礦模型研究,建立了鈾礦的蝕變礦物組合和光譜特征。劉德長等在甘肅柳園地區(qū)開展了基于機(jī)載成像光譜數(shù)據(jù)的熱液斷裂構(gòu)造解譯和分析技術(shù),針對柳園地區(qū)的金礦的地質(zhì)環(huán)境背景,
結(jié)合熱液斷裂構(gòu)造分析,厘定了該區(qū)域的熱液活動構(gòu)造(劉德長,2015),此外還根據(jù)機(jī)載成像光譜數(shù)據(jù)提取的礦物信息,提取了油氣區(qū)活動構(gòu)造信息。秦凱、陳建平、趙英俊等基于蝕變礦物和影像信息開展了阿爾金地區(qū)熱液斷裂構(gòu)造解譯,首先進(jìn)行斷裂構(gòu)造初步解譯,確定了區(qū)域構(gòu)造格架,然后基于高光譜蝕變礦物信息建立了調(diào)查區(qū)熱液斷裂構(gòu)造格架。
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土壤調(diào)查
傳統(tǒng)土壤信息獲取是利用地面土壤取樣和實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析,周期長、成本高、過程復(fù)雜、實(shí)時(shí)性差。受野外調(diào)查成本和實(shí)際分析樣本數(shù)量的限制,很難進(jìn)行大范圍土壤信息的重復(fù)調(diào)查。土壤機(jī)載光學(xué)遙感在20世紀(jì)20年代就出現(xiàn)。1969年,Macdonald等(1971)利用機(jī)載成像雷達(dá)進(jìn)行土壤濕度監(jiān)測試驗(yàn)。隨著1972年世界第一顆資源衛(wèi)星發(fā)射成功,衛(wèi)星遙感開始用于大面積土壤調(diào)查。進(jìn)入21世紀(jì),無人機(jī)遙感(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)技術(shù)快速發(fā)展,已應(yīng)用于田間尺度的高分辨率土壤調(diào)查與制圖。遙感信息被廣泛地應(yīng)用于土壤有機(jī)碳、土壤水分、土壤礦物質(zhì)等關(guān)鍵屬性的預(yù)測與制圖(Grunwald et al,2015)。土壤有機(jī)碳、土壤礦物、土壤質(zhì)地、碳酸鹽等,在可見一近紅外特定波段有特征波譜,可通過獲取裸土遙感數(shù)據(jù)的光譜信息直接進(jìn)行反演(Mulderet al,2011),這些研究大部分是在小尺度區(qū)域內(nèi)的裸土上進(jìn)行(Kruse et al,2003;Gomez et al,2008)。,近年來還探索了一些新的數(shù)據(jù)處理方法用于消除植被覆蓋的影響,特別是利用殘余土壤光譜(Bartholomeus et al,2011)、盲源分離法(Ouerghemmiet al,2011)以及非負(fù)矩陣分解法(Liu,Pan,Shi,et al,2015)等混合光譜分解算法,分離出土壤光譜再用于土壤屬性預(yù)測,提高了預(yù)測精度,這種新的技術(shù)路線將有利于開展中低植被覆蓋下區(qū)域土壤屬性的預(yù)測及制圖。
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