蝕變遙感提取的發(fā)展與分形幾何異常提取方法

　　摘要：介紹了遙感提取礦化蝕變的發(fā)展，并介紹了新理論在本領(lǐng)域的應(yīng)用—— 分形幾何遙感蝕變異常提取技術(shù)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(guān)鍵詞：遙感 分形 蝕變 成礦
　　中圖分類號：P237文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0192-01
　　在許多地質(zhì)條件復(fù)雜，難以獲得詳細(xì)的物探、化探、地質(zhì)和鉆孔資料等信息的地區(qū)，遙感成為了尋找礦體、圈定成礦區(qū)的一種必要手段。圍巖蝕變現(xiàn)象廣泛分布于金屬礦床的附近，利用遙感數(shù)據(jù)可以較為簡便的獲取礦化蝕變的信息，這種方法已經(jīng)廣泛的進(jìn)入了應(yīng)用生產(chǎn)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(yīng)分析法，Gram-schmidt投影方法，混合像元分解法和MPH（Mask PCA and HSI）技術(shù)等，且有多種不同的理論正逐步的被應(yīng)用于遙感找礦這一領(lǐng)域，如分形幾何學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換理論等。
　　原生巖石與熱液相互作用產(chǎn)生了巖石的交代蝕變現(xiàn)象，并產(chǎn)生相關(guān)產(chǎn)物，產(chǎn)物中若某種有益元素進(jìn)一步富集到一定的可開采程度，則形成相應(yīng)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(jù)，遙感技術(shù)收集蝕變巖石出露區(qū)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(zhì)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(guī)模大小。世界上已有許多成功應(yīng)用遙感技術(shù)找礦的成功先例，尤其是金屬礦藏，更證明了將遙感技術(shù)應(yīng)用于找礦的必要性。
　　1 遙感蝕變異常找礦的發(fā)展
　　本類技術(shù)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(wèi)星多波段掃描0.5Lm～1.1Lm光譜范圍內(nèi)含褐鐵礦蝕變巖石由三價鐵產(chǎn)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(yīng)特征來確定特定的礦物來圈定蝕變巖石。20世紀(jì)80年代，美國與智利利用該技術(shù)在生產(chǎn)實際中取得了成果，驗證了本技術(shù)的應(yīng)用價值；1999年，張遠(yuǎn)飛等利用/多元數(shù)據(jù)分析+比值+主成份變換+掩膜+分類方法成功應(yīng)用，劉慶生等利用對應(yīng)分析法從MAIS數(shù)據(jù)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(qū)提取了TM數(shù)據(jù)中的含礦蝕變帶信息。2001年，Tangestani，m.H.等在蝕變區(qū)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(jìn)行實地查證。2002年，張玉君等人基于統(tǒng)計學(xué)原理，形成了“去干擾異常主分量門限”技術(shù)，在全國礦產(chǎn)資源潛力評價項目中得到推廣應(yīng)用。2009年，王倩，陳建平應(yīng)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(jìn)行蝕變異常的進(jìn)一步分級。
　　2 分形幾何遙感蝕變異常提取技術(shù)方法
　　蝕變的空間展布具有多重分形的特征，近來學(xué)者發(fā)現(xiàn)分形幾何學(xué)在遙感蝕變異常提取中是可以應(yīng)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(jìn)行遙感蝕變異常的提取和分級，利用ETM數(shù)據(jù)提取鐵染蝕變信息，進(jìn)一步分析與區(qū)域成礦的相關(guān)性。
　　2.2 基于ETM數(shù)據(jù)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(jìn)行掩膜。根據(jù)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(shù)圖像，得到其擬合度與臨界點的DN值，并根據(jù)此臨界值對圖像進(jìn)行密度分割，最終得到分級，確定各級蝕變區(qū)。
　　蝕變區(qū)與構(gòu)造、礦點進(jìn)行疊加，即可得到該區(qū)域的蝕變與已知礦床對應(yīng)關(guān)系，為進(jìn)一步的礦床預(yù)測提供依據(jù)。
　　3 結(jié)語
　　找礦區(qū)域正日益向復(fù)雜地區(qū)轉(zhuǎn)移，在這些地區(qū)，礦化蝕變信息提取具有重要的意義。各種技術(shù)方法的應(yīng)用促進(jìn)了本領(lǐng)域的發(fā)展，本文介紹了遙感提取礦化蝕變的發(fā)展和兩種常用的遙感蝕變異常提取技術(shù)方法，并介紹了新理論在本領(lǐng)域的應(yīng)用—— 分形幾何遙感蝕變異常提取技術(shù)方法。各種新方法的出現(xiàn)，使技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有了可能。關(guān)于基于分形的遙感蝕變提取，我們將針對具體地區(qū)實例另文專述，并將結(jié)合對構(gòu)造因素的分析與對成礦地帶的預(yù)測。
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