甘肅金昌地區蝕變異常研究

馬云來

（桂林理工大學，廣西 桂林 541000）

遙感技術作為一門新興技術，應用在諸多領域，應用于地質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生的空間實體中，蝕變圍巖在遙感影像上反映出來的包含各種背景光譜信息在內的綜合光譜信息（呂鳳軍等，2008）。國內外大量工作者對這方面進行了深入的研究，提出來比如比值法、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，研究區情況不同，這些方法也有著不同程度的缺點，需要進一步深入。

1 研究區概況與數據源

圖1 研究區landsat遙感影像

研究區位于甘肅省金昌市永昌縣境內，北緯38°～39°，東經101°～102°，研究區境內降雨量較少，地表植被覆蓋度較少，比較適合工作的進展。

本次工作采用的遙感影像為Landsat7 ETM+，多光譜波段分辨率為30m，影像獲取時間是2000年11月2日。具體分辨率參數如下示。

表1 landsat7波段分辨率

2 遙感數據處理原理與流程

由遙感影像進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、結構等差異導致巖石光譜差異，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，進行蝕變提取，先進行預處理（輻射定標、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 遙感數據處理流程

3.1 遙感數據預處理

輻射定標就是將圖像的數字量化值（DN）轉化為輻射亮度值或者反射率的處理過程，為之后大氣校正做準備。通過進行大氣校正，主要為了避免太陽光進入大氣時發生散射現象進行校正，經過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

由此可見在該地區植被在0.55um可見光，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，先在研究區域內建立ROI（感興趣區），再進行掩膜處理，然后便可以進行之后運算。完成之后便可以進行主成分分析，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，對鐵染異常，各個波段波譜所反映特征，選取波段1345這4個波段作為組合波段做主成分分析。這是因為鐵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波段無特征吸收而呈高反射，通過分析其特征向量得到第4波段具有明顯的異常現象。

對于羥基異常，選取波段1457這4個波段作為組合波段做主成分分析。這是因為粘土類礦物（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 特征向量分析結果

表3 羥基異常特征向量分析結果

3.3 遙感異常分布圖

確定異常波段后進行拉伸，使得異常可正常顯示，對鐵染異常，在第四波段拉伸之后可觀察到研究區北部山峰及南部山區。對羥基異常，在第一波段進拉伸之后可觀察到異常區在研究區域的中西部山谷。

圖3 羥基異常分布（紅色所圈即為異常區域）

圖4 鐵染異常分布（紅色所圈即為異常區域）

4 總結

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