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《植被覆盖区找矿遥感信息提取和处理方法研究》选题来源于本人主持的《浙江省主要矿产资源找矿前景遥感综合调查》课题,隶属于《浙江省国土资源遥感综合调查》项目。
近年遥感信息提取和处理技术得到了长足的发展,在构造、矿产信息、特殊地物提取和计算机自动分类等方面发展较快。但在实际应用中被动遥感数据受地表覆被影响较大,植被覆盖区自动提取矿产信息能力有限。
本研究以浙江地区(尤其是浙东南地区)为例,对植被覆盖区找矿遥感信息提取和处理技术进行整理和研究。研究工作主要采用TM遥感数据源,在ENVI3.2软件平台上进行。研究工作以前期《浙江省主要矿产资源找矿前景遥感综合调查》课题为基础,自2003年底开始准备,2006年5月结束,经历了研究开题、资料收集、以往课题总结和检验、植被异常找矿遥感信息提取技术深入研究、重点成矿远景区详细遥感解译、编图和论文编写等过程。
通过研究,对现有的找矿遥感信息提取方法和信息处理技术进行了较全面的归纳汇总,分析各方法适用条件,针对植被覆盖区特点,着重分析现有方法存在的不足。在此基础上进行深入探索和较大幅度的改进,采用特定的方法提取植被覆盖区有价值的找矿遥感信息,经统计分析处理,快速圈定找矿靶区,有助于提高植被覆盖区矿产勘查工作效率。
找矿遥感信息提取方法概述部分,对找矿遥感信息及提取方法进行了全面归纳、总结和研究。首先在总结现有技术基础上,按照实用性原则,从研究范围大小、与矿产关系密切程度、信息载体类型、信息表现形式等不同方面,对找矿遥感信息进行多重分类,建立了分类体系,划分出区域找矿遥感信息等11类找矿遥感信息,并对各类遥感信息找矿指示意义加以详细说明;然后对找矿遥感信息提取进行了定义,从信息强度、信息与矿产相关性、图像处理技术等方面进行分类,划分出弱信息提取等7个类别,分析各类别的具体提取方法;进而对找矿遥感信息提取方法组合进行了讨论,对较有效的两种方法组合类型一一弱相关的强信息提取和强相关的弱信息提取组合进行了分析阐述;最后介绍了常用的遥感信息提取技术——图像增强、图像变换和图像分类等图像处理技术。
植被覆盖区区域找矿遥感信息的提取和处理是本研究的一个重点。本文首先根据植被覆盖区特点,确定构造信息、地层岩性信息、古环境信息为植被覆盖区三种有效找区域矿遥感信息;然后根据前期课题研究成果,设计了区域找矿遥感信息提取工作流程,重点针对区域线形体、区域环形体和区域古盆地提取方法进行分析研究,讨论了所提取遥感信息的找矿指示意义;最后分别采用人工神经网络法(SPV/ANN—GIS)和信息量法(XXH)进行了区域找矿遥感信息处理应用研究,说明各种处理方法原理,以浙江地区金、银、叶蜡石矿为例,介绍了两种方法处理流程、处理参数和处理结果,得到区域找矿遥感信息分布图,并从统计角度和实际成矿远景区应用角度,分析两种处理方法的使用效果。结论是两种方法均在一定条件下有意义,各有优缺点。
其中SPV型人工神经网络法在区域找矿遥感信息处理中的应用是本人与麻土华教授合作研究成果,信息量法在区域找矿遥感信息处理中的应用是在前人研究基础上,由本人通过数学地质与地理信息系统、遥感技术结合,经改进后的研究成果。本文采用两种方法计算出来的浙江省找矿遥感信息分布图,是全省区域地质、矿产、物化探、水工环资料外又一新的区域性基础资料,填补了省内区域找矿遥感资料的空白。该结果在区域成矿预测上有重要参考价值,部分内容已在省内地勘工作部署中采用。
本文还从服务植被覆盖区矿产预查、圈定普查靶区的角度,着力进行了植被覆盖成矿远景区找矿遥感信息提取和处理研究,侧重找矿遥感信息的矿产定位预测功能。经分析,植被覆盖区有效的成矿远景区级找矿遥感信息以间接矿化信息为主,均为与成矿弱相关的强信息,主要有植被选择性分布异常、基底构造信息,次为特殊微地貌、有利地层岩性信息和表层构造信息等,而植被重金属毒化和岩石蚀变信息等与成矿强相关的弱信息很少。以此为前提,进行了成矿远景区找矿遥感信息提取一般方法研究,根据前期研究成果,设计了成矿远景区找矿遥感信息提取工作流程,介绍了微地貌异常、表层构造、基底断裂、岩石蚀变、植被异常等信息目视提取方法,重点介绍了植被异常信息机助提取方法。
本文根据传统植被异常信息机助提取方法中存在的伪信息较多等问题,研究出光谱角填图和最小距离分类相结合的组合分类法,经训练区目视提取、光谱角初次分类、最小距离法二次分类和分类后处理过程,使所提取的异常区与训练区光谱空间距离足够小、光谱曲线形态最接近,达到最大限度提取植被异常信息,减少伪信息的目的;并以青田北山一带蜡石矿化区为例,介绍了组合分类法植被异常信息提取过程、处理参数和处理效果,证明该方法在最大限度去除伪信息的同时,能基本保持有效找矿信息,效果较好,具有较大找矿指示意义。
在植被覆盖区找矿遥感信息提取和处理方法研究基础上,本文最后以庆元西部地区为例,进行了植被覆盖区找矿遥感信息提取和处理应用研究。首先在庆元一荷地地区进行了找矿遥感信息可解译程度分区,划分出1个基底隆起区、3个弱变形火山岩区、3条强变形带、1个剥蚀残余盆地沉积区和2个侵入岩岩基等可解译程度分区单元,分析各单元地质、地貌特征和找矿遥感信息类型,其中以强变形带和仙桃山岩基最具有色金属、贵金属找矿潜力;然后采用本文提出的光谱角填图与最小距离组合分类法,对庆元西部有色及贵金属有关植被异常信息进行了提取,圈定了植被异常分布区带。指出所提取的植被异常分布区带与已知有色金属、贵金属矿化蚀变和化探信息相吻合,具有较大找矿指示意义。
本文结束语部分对研究结果作了总结,对植被覆盖区找矿遥感信息提取和处理现状作了定性,明确了主要研究成果,说明本文采用的区域找矿遥感信息处理技术和成矿远景区植被异常信息提取方法具有较好找矿应用效果。