遥感地质学：第四章 遥感信息提取专题-老挝铝土矿信息提取

第四章第四章 遥感信息提取专题遥感信息提取专题-老挝铝土矿信息提取老挝铝土矿信息提取内容提纲内容提纲l铝土矿信息遥感提取铝土矿信息遥感提取矿物含铝离子（矿物含铝离子（Al3+Al3+）和羟基）和羟基(OH)(OH)矿物蚀变信息提取矿物蚀变信息提取l 铝在大多矿物中均能发现，尤其是硅酸盐矿物。铝在硅酸盐铝在大多矿物中均能发现，尤其是硅酸盐矿物。铝在硅酸盐矿物结构中起着双重作用。一是呈四次配位，代替部分的矿物结构中起着双重作用。一是呈四次配位，代替部分的Si4+Si4+进入络阴进入络阴离子，形成铝硅酸盐；二是呈六次配位，存在于硅氧骨干之外，起一离子，形成铝硅酸盐；二是呈六次配位，存在于硅氧骨干之外，起一般阳离子的作用，形成铝的硅酸盐；或者两者兼有之（表般阳离子的作用，形成铝的硅酸盐；或者两者兼有之（表3 34 4）。）。l 铝的氧化物波谱铝的氧化物波谱1.4m1.4m附近的反射峰较强。在铝的氢氧化物中，附近的反射峰较强。在铝的氢氧化物中，三水铝石由于较强的三水铝石由于较强的Al-O-H Al-O-H 键的伸缩振动的合频或倍频，在键的伸缩振动的合频或倍频，在1.4m-1.4m-1.6m1.6m间产生尖锐的由间产生尖锐的由1.435m1.435m处的主要特征和处的主要特征和1.558m1.558m的次要特征组的次要特征组成的成的“二元二元”结构；硬水铝石因结构；硬水铝石因Al3+Al3+充填了由充填了由O2-O2-和（和（OHOH）形成的）形成的1/21/2的八面体空隙，的八面体空隙，Al-O-H Al-O-H 键较弱而在键较弱而在1.408m1.408m产生较弱的吸收特征（图产生较弱的吸收特征（图3 34 4、图、图3 35 5、）。、）。在在ETM5/1比值图像上，热流体蚀变带、粘土矿物富集带、碳酸比值图像上，热流体蚀变带、粘土矿物富集带、碳酸盐类岩石以及含铁石英砂岩都呈现高比值，因此可以利用这一盐类岩石以及含铁石英砂岩都呈现高比值，因此可以利用这一波谱特征来提取含波谱特征来提取含(OH)-的蚀变矿物的信息。含羟基类矿物在测的蚀变矿物的信息。含羟基类矿物在测区内主要为三水铝石。在区内主要为三水铝石。在ETM5/7图像上亮度值亦较高，而含铁图像上亮度值亦较高，而含铁矿物亮度值稍有降低。最终我们选择了比值图像矿物亮度值稍有降低。最终我们选择了比值图像5/1参与参与彩色合彩色合成。成。二价铁和三价铁离子在二价铁和三价铁离子在TM2，3，4波段都有一些吸收谱带，尤波段都有一些吸收谱带，尤为明显的是为明显的是0.9um处三价铁离子的吸收带，处三价铁离子的吸收带，TM4波段恰好处于这波段恰好处于这个波谱带范围，而个波谱带范围，而TM5则是强反射，所以则是强反射，所以TM5/4可以提取出含铁可以提取出含铁矿物信息，同时，矿物信息，同时，TM3/1亦可亦可以提取出铁矿化信息。但铁矿化与以提取出铁矿化信息。但铁矿化与铝矿化不易区分。故未采用。铝矿化不易区分。故未采用。主分量分析主分量分析PCA(K-L)在蚀变异常信息提取中被充分利用。在蚀变异常信息提取中被充分利用。ETM多波段多波段数据通过数据通过PCA所获每一主分量常常代表一定的地质意义所获每一主分量常常代表一定的地质意义,且互不重复且互不重复,即各即各主分量的地质意义有其独特性。用主分量的地质意义有其独特性。用ETM1、ETM4、ETM5、ETM7等等4个个波段进行波段进行PCA,对代表羟基化物主分量的判断准则是对代表羟基化物主分量的判断准则是:构成该主分量的本征构成该主分量的本征向量向量,其其TM5系数应与系数应与TM7及及TM4的系数符号相反的系数符号相反,TM1一般与一般与TM5系数符系数符号相同。依文献号相同。依文献中有关地物的波谱特征中有关地物的波谱特征,羟基信息包含于符合这一判断准羟基信息包含于符合这一判断准则的主分量内则的主分量内,故此主分量可称为羟基异常主分量。故此主分量可称为羟基异常主分量。用用TM1、TM3、TM4、TM5等等4个波段进行个波段进行PCA,对代表铁染对代表铁染物主分量物主分量的的判断准则是判断准则是:构成该主分量的本征向量构成该主分量的本征向量,其其TM3系数应与系数应与TM1及及TM4的系数的系数符号相反符号相反,TM3一般与一般与TM5系数符号相同。同理系数符号相同。同理,可将该主分量称之为铁染可将该主分量称之为铁染异常主分量。由于异物同谱现象的存在异常主分量。由于异物同谱现象的存在,这些异常主分量还包含着非蚀变这些异常主分量还包含着非蚀变的地质因素的地质因素,有待用其它计算方法乃至借助地质知识经目视解译加以区分有待用其它计算方法乃至借助地质知识经目视解译加以区分。从从PCA特征值分析，第一主组分占整个信息量的特征值分析，第一主组分占整个信息量的76.02%，高亮度值特征，高亮度值特征向量载荷为向量载荷为0.711330和和0.64848，主要反映了，主要反映了ETM图像图像5、7波段的波谱特波段的波谱特征，为铝土矿、铁矿化和砂岩的信息；第二主组分高亮度值特征向量载荷征，为铝土矿、铁矿化和砂岩的信息；第二主组分高亮度值特征向量载荷为为0.91591，反映了，反映了ETM4波段的信息，主要为森林植被信息；第三主组波段的信息，主要为森林植被信息；第三主组分分ETM5波段特征向量载荷为波段特征向量载荷为0.58257,高亮度值反映了砂岩的信息高亮度值反映了砂岩的信息,低亮度低亮度值反映了值反映了ETM7波段的信息，主要为铝土矿、铁矿化的信息，且主要为铁波段的信息，主要为铝土矿、铁矿化的信息，且主要为铁矿化信息。矿化信息。l波罗芬高原子区遥感图像矿化信息提取，采用了比值处波罗芬高原子区遥感图像矿化信息提取，采用了比值处理和主组分分析组合的方法，主成份分析采用理和主组分分析组合的方法，主成份分析采用ETM+波段波段1，4，5，7组合提取与羟基为主的基团异常；组合提取与羟基为主的基团异常；ETM+波波段段1，3，4，5组合提取以铁染为主的变价元素异常。组合提取以铁染为主的变价元素异常。l比值合成采用比值合成采用ETM5/1提取与铝土矿化有关的蚀变信息提取与铝土矿化有关的蚀变信息、采用、采用ETM3/1提取与铁矿化有关的蚀变信息、同时采用提取与铁矿化有关的蚀变信息、同时采用采用采用ETM5/7、4/3,然后再通过与主组分分析图像进行新然后再通过与主组分分析图像进行新的波段组合，选择了既反映地貌特征，又能够区铝土矿的波段组合，选择了既反映地貌特征，又能够区铝土矿化、铁矿化及砂岩植被信息的化、铁矿化及砂岩植被信息的PCA1、PCA3波段和波段和ETM5/1波段组合，合成了假彩色信息提取图像。图像上波段组合，合成了假彩色信息提取图像。图像上提取出来的矿化信息与填图所确定的矿体边界十分吻合提取出来的矿化信息与填图所确定的矿体边界十分吻合。TM7(R)+TM4(G)+TM1(B)TM5(R)+TM4(G)+TM3(B)l铝土矿信息遥感提取铝土矿信息遥感提取图图3-10 子区主组分比值信息提取图子区主组分比值信息提取图5.5.遥感地质典型案例遥感地质典型案例FeFe信息提取图像信息提取图像最大似然法分类图最大似然法分类图5.5.遥感地质典型案例遥感地质典型案例原地堆积铝土矿地貌地表特征5.5.遥感地质典型案例遥感地质典型案例rgb=4+13+7 还可以还可以rgb=15+10+17 还可以还可以rgb=15+12+4 还可以还可以RGB=4+13+7=TM4+PCA3(1457)+TM5/1rgb=15+10+17=PCA1(1234)+PCA2(1457)+PCA3(1234)rgb=15+12+4=PCA1(1234)+PCA2(1457)+TM4