【遥感微课堂】基于Crosta方法的遥感矿物蚀变信息提取
分享
-
2016-06-16
下载练习数据：http://vdisk.weibo.com/s/AB0f9eIyeSAD
下载详细操作文档：http://vdisk.weibo.com/s/AB0f9eIyeSA6
蚀变岩石是在热液作用影响下，使矿物成分、化学成分、结构、构造等发生变化的岩石。由于它们经常见于热液矿床的周围，因此被称为蚀变围岩，蚀变围岩是一种重要的找矿标志。遥感地质应用中，近矿围岩蚀变形成的蚀变岩石与其周围的正常岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有差异，这些差异导致了岩石反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。光谱异常为用遥感图像的异常信息提取提供了理论依据。
遥感蚀变异常信息提取的方法有多种，其中主成分分析法提取蚀变信息是相对最为广泛的。主成分分析（PCA：Principal Component Analysis）是基于信号二阶统计特性的分析方法，由于所获各主成分之间不相关，主成分之间信息没有重复或冗余。多光谱遥感数据通过PCA所获每一主成分常常代表一定的地质意义，且互不重复，即各主成分的地质意义有其独特性。但是由于蚀变矿物形成的影像特征在遥感图像上往往表现得很微弱或不明显，甚至“淹没”在主体色调中。
以TM数据为例，通过Crosta方法说明其准则，通过TM1、TM3、TM4、TM5和TM1、TM4、TM5、TM7的波段组合分别进行主成分分析提取铁染蚀变和羟基蚀变信息。由TM1、TM3、TM4、TM5做PCA处理，处理后的某个新的成分可能集中了铁染蚀变信息。对代表铁染蚀变的主成分的判断准则是：TM3的系数应与TM1、TM4的系数相反。由TM1、TM4、TM5、TM7作为输入波段进行主成分分析。对代表羟基和碳酸根离子主成分的判断准则是：TM5系数应与TM7、TM4的系数符号相反，TM1一般与TM5系数符号相同。依有关地物的波谱特征，羟基和碳酸根离子信息包含于符合这判断准则的主成分内。铁染蚀变和羟基蚀变存在于绝大多数成矿岩体中，提取这两种蚀变信息基本可以确定研究区成矿岩石的分布情况。
处理流程介绍
主要包括：图像预处理、PCA分析、选择有效成分、异常切割、蚀变信息处理等步骤（图1）。原始数据经过一系列的图像预处理，包括几何纠正，大气校正，掩膜去背景等；再选择波段进行主成分分析，根据上述的原则进行成分的选择；将选择的成分用异常切割标准处理，突出蚀变信息；并与已知的矿点资料进行叠合分析，验证提取的蚀变结果。
在做异常切割时，利用( X + kσ) 确定异常下限和划分异常强度等级。X是某一成分的统计均值代表区域背景，σ是该成分的标准差。k取值一般是（1～3），有了这一标准，切割异常时可以减少主观任意性，并使操作较为规范化。经PCA处理后得到的各成分是互不相关的，理论上可以看成是单一的地物。但是由于大气，传感器、异物同谱等影响，各成分并不只是单一的地物，所以在提取异常时利用阈值切割法。
图：流程图
注：参考《ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用--方法选择和技术流程》
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01017q0d.html
下载详细操作文档：http://vdisk.weibo.com/s/AB0f9eIyeSA6
蚀变岩石是在热液作用影响下，使矿物成分、化学成分、结构、构造等发生变化的岩石。由于它们经常见于热液矿床的周围，因此被称为蚀变围岩，蚀变围岩是一种重要的找矿标志。遥感地质应用中，近矿围岩蚀变形成的蚀变岩石与其周围的正常岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有差异，这些差异导致了岩石反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。光谱异常为用遥感图像的异常信息提取提供了理论依据。
遥感蚀变异常信息提取的方法有多种，其中主成分分析法提取蚀变信息是相对最为广泛的。主成分分析（PCA：Principal Component Analysis）是基于信号二阶统计特性的分析方法，由于所获各主成分之间不相关，主成分之间信息没有重复或冗余。多光谱遥感数据通过PCA所获每一主成分常常代表一定的地质意义，且互不重复，即各主成分的地质意义有其独特性。但是由于蚀变矿物形成的影像特征在遥感图像上往往表现得很微弱或不明显，甚至“淹没”在主体色调中。
以TM数据为例，通过Crosta方法说明其准则，通过TM1、TM3、TM4、TM5和TM1、TM4、TM5、TM7的波段组合分别进行主成分分析提取铁染蚀变和羟基蚀变信息。由TM1、TM3、TM4、TM5做PCA处理，处理后的某个新的成分可能集中了铁染蚀变信息。对代表铁染蚀变的主成分的判断准则是：TM3的系数应与TM1、TM4的系数相反。由TM1、TM4、TM5、TM7作为输入波段进行主成分分析。对代表羟基和碳酸根离子主成分的判断准则是：TM5系数应与TM7、TM4的系数符号相反，TM1一般与TM5系数符号相同。依有关地物的波谱特征，羟基和碳酸根离子信息包含于符合这判断准则的主成分内。铁染蚀变和羟基蚀变存在于绝大多数成矿岩体中，提取这两种蚀变信息基本可以确定研究区成矿岩石的分布情况。
处理流程介绍
主要包括：图像预处理、PCA分析、选择有效成分、异常切割、蚀变信息处理等步骤（图1）。原始数据经过一系列的图像预处理，包括几何纠正，大气校正，掩膜去背景等；再选择波段进行主成分分析，根据上述的原则进行成分的选择；将选择的成分用异常切割标准处理，突出蚀变信息；并与已知的矿点资料进行叠合分析，验证提取的蚀变结果。
在做异常切割时，利用( X + kσ) 确定异常下限和划分异常强度等级。X是某一成分的统计均值代表区域背景，σ是该成分的标准差。k取值一般是（1～3），有了这一标准，切割异常时可以减少主观任意性，并使操作较为规范化。经PCA处理后得到的各成分是互不相关的，理论上可以看成是单一的地物。但是由于大气，传感器、异物同谱等影响，各成分并不只是单一的地物，所以在提取异常时利用阈值切割法。
注：参考《ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用--方法选择和技术流程》
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01017q0d.html
