矿床蚀变信息的遥感提取方法.pdf

第19卷第4期世界地质Vol.19No.4

2000年12月WORLDGEOLOGYDec.2000

矿床蚀变信息的遥感提取方法

王日冬,邢立新
(长春科技大学地球探测与信息技术学院,吉林长春130026)

摘要:围岩蚀变可以指导找矿,但蚀变信息在遥感图像上是一种微弱信息,只有经过增强处理后才能
明显显示出来。综述了遥感图像处理提取蚀变信息的一些方法,这些方法在实际应用中都取了很好的效
果。最后简要介绍了一些近年来出现的新方法。
关键字:蚀变信息;图像处理;信息提取
中图分类号:P627文献标识码:A文章编号:1004-5589(2000)04-0397-05

0引言

围岩蚀变是成矿的重要指示信息,但由于其蚀变类型及蚀变程度的不同、蚀变带的不连
续性,且地表出露不明显,增加了地面找矿的难度,甚至使其成为不可能。卫星遥感技术应
用于地质找矿,进行成矿靶区预测一直是遥感学界与地质学者探求的问题,并已经取得了许
多成功的范例。用于蚀变信息提取的遥感数据源有可见光、热红外、微波等。目前,应用最
为广泛的为TM数据。TM数据记录的是地表综合信息,这种信息具有复杂性、综合性等特
征。更为困难的是,由于植被覆盖、地形等因素的干扰,使得蚀变信息在遥感影像中只是一
种微弱信息,在影像上直接判读较为困难,经过数学增强处理后就有可能让其明显,进而指
导找矿。

1蚀变信息提取的基本思想

蚀变信息提取,传统的方法大多基于对遥感图像的地质解译,结合地质、物化探资料进
行综合分析,对成矿靶区进行预测。近几年来,随着遥感蚀变信息提取研究,提出了“微差信
息处理”,为我们进行蚀变信息提取提供了新的指导思想,它从信息论的角度来分析卫星遥
感信息中的地质信息,强调遥感信息的物理机制。其主要内容为:(1)一切地物都是信息载
体,且各载体之间都存在着信息差异;(2)岩石蚀变信息是一种弱信息,且各种蚀变岩的信息
差异微小,必须经过增强并提取出来,显示为一种异常信息;(3)与已知矿区的异常信息类
比,推导出结论。利用这一思想,在内蒙撰山子地区成功地扩展了原有金矿床东西向的规
模[1]。
围岩蚀变指示了矿床存在的可能性。遥感实验证明,蚀变岩石及其地表氧化物因含有
-2-2-3--
大量OH、CO3、Fe、Fe离子基团或离子。OH在1.4μm、2.2～2.4μm波段存在吸
2-
收谱带;CO3在2.35μm、2.55μm波长处强吸收,在1.9μm、2.0μm、2.16μm波长处存在
相对较弱的吸收;Fe2+吸收谷分布在1.1～2.4μm波段内;Fe3+在0.85～0.94μm谱段有

收稿日期:2000-04-19
作者简介:王日冬,男,1975年,硕士生,主要从事遥感图像处理与应用研究1

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较强吸收,故在TM3和TM5波段的曲线上有相对高值的双峰波谱特性,而有别于未蚀变
的岩石。每一地物都有其特定的波谱特征,对岩矿波谱特征进行研究,是提取蚀变带信息的
基础。

2常规遥感信息处理方法

几十年的研究实践证明,对于一些微弱信息的提取,采用科学的信息增强处理方法,可
以获得较为理想的效果。下面介绍几种最为常用的图像处理方法,这些方法在提取蚀变信
息中都取得了良好效果,其中有的是在植被覆盖区,有的是在基岩裸露区,也有半裸露
区[2～5]。但我们在应用过程中还需根据工作区状况进行合理改进和组合。
2.1主分量分析方法
主分量分析法(PCA)[6,7]一直是人们用来提取围岩蚀变信息的有效方法之一。在多元
统计学中将之称为KL变换。主分量分析即是把多光谱通道产生的原始图像进行相关性统
计处理,生成一组互不相关的原始输入图像的线性组合———主成分。每一主成分均比前一
级序的主成分具有较小的方差,且前面几个主成分集中了原始图像的大部分方差信息。这
样,就把各波段中的有用信息压缩到了前面几个主成分之中,使之一方面具有去相关的效
果,同时通过对主成分与原始波段关系的研究,可判断出某一特定主成分对某些地物波谱的
增强作用。
根据目标区地质特征,以及所掌握的地质资料,可以采用全波段主成分分析法、选择主
成分分析法,直接主成分分析法和典型主成分分析法等,或综合应用。它们各具优势,并在
实际工作中都取得了很好的效果。
2.2波段比值分析法
波段比值法[8]也是一种经常被用来提取波谱信息的有效手段。根据代数运算的原理,
当波段间差值相近但斜率不同时,反射波段与吸收波段的比值处理可增强各种岩性之间的
波谱差异,抑制地形的影响,并显示出动态的范围。因而,以岩矿的特征光谱为基础,