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《吉林大学》 2012年
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遥感与地球化学信息集成研究与应用

李鹏飞  
【摘要】:随着国家建设对矿产资源的需求量不断增大,现阶段地表出露矿、易探矿体已经越来越少,地下深部矿或隐伏矿成为新的探测目标,由于其探测难度大,应用常规的探测手段不易被发现,所以急需一种新的找矿方法。随着数字地质研究的深入,遥感技术的发展以及探测手段的不断丰富,使得同一探测目标具有多种探测信息,而信息集成在地质找矿中的应用,使多种地学信息能够很好地集成在一起,解决了传统探测手段单一、获取信息量小的问题。多元地学信息集成找矿成为当今找矿方法研究的重要课题。 多元地学信息包括地理信息、地质信息、地球物理信息、地球化学信息、遥感信息等。遥感信息是由搭载在遥感平台上的传感器收集到的地表物体发射或反射的电磁波,用来记录地物本身光谱特性的信息,能够反映物体本质,揭示其内在的特征规律;地球化学信息是指反映地球表面各种化学元素在空间上的分布以及元素含量的信息;地球物理信息是通过重磁、电法、地震、测井等物探方法对地下岩体进行探测来获取岩石的各种物理特征。由于不同信息对地质体或地质现象特征的描述形式不同,每种地学信息都有其各自的特点和优势,将同一研究区获取的多元地学信息进行集成研究与分析,寻找它们之间的区别、联系以及互补关系,有助于发现和弥补单一地学信息容易遗漏、无法表达的地质现象和特征,使地质工作者能够更为全面的掌握研究区的地质概况,对地质勘测找矿工作具有现实指导意义。 现有的遥感图像处理软件具有强大的图像处理能力,但信息提取功能较弱,更是缺少化探数据处理及遥感与化探信息综合分析功能,两种信息集成分析受到一定的限制。本论文选题于中国地质调查局“中热红外多/高光谱矿物填图及遥感异常信息提取”项目,现阶段对多元地学信息集成的基本理论与方法的研究取得了丰硕的成果,尤其对遥感信息、地球化学信息集成方面的研究较为深入。本文以遥感与地球化学信息集成理论成为依据,设计并开发了“遥感与化探信息综合分析系统”,并且应用该系统对内蒙苏尼特左旗地区进行遥感与地球化学信息集成试验,得到了满意的结果,能够达到辅助探矿的目的。论文主要取得了以下成果: (1)遥感与化探信息综合分析系统 以多元地学信息集成理论为依据,综合分析遥感信息、地球化学信息的特点,进行遥感图像处理、遥感图像变换及地球化学数据预处理各个功能模块设计和遥感与地球化学信息集成算法的研究。在matlab平台下,开发集卫星遥感影像处理技术、化探数据处理技术以及遥感与化探信息的综合分析技术于一体的综合性系统。 (2)遥感图像异常蚀变信息提取 根据矿物中含有的铁离子和羟基在TM影像的光谱特征,应用“遥感与化探信息综合分析系统”,通过比值、主成分分析等方法对苏尼特左旗区域遥感图像进行矿化蚀变信息提取,并把提取结果作为进一步的矿产资源调查的辅助决策资料。 (3)遥感数据与化探数据融合 在“遥感与化探信息综合分析系统”中,首先将研究区1:20万化探数据进行空间校正、插值成图,然后对遥感图像按照化探数据插值图的坐标范围进行裁剪然,使形成的化探图像与遥感图像在地理坐标范围和像元级别达到统一;然后后根据K-L逆变换方法对研究区遥感图像和化探图像进行融合,取得了很好的效果。
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