一种基于卫星遥感数据的褐铁矿化信息提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于卫星遥感数据的褐铁矿化信息提取方法，包括步骤：一、卫星遥感数据获取：将测区的卫星遥感图像，传送至数据处理设备并进行同步存储；卫星遥感图像为WorldView-2卫星遥感图像；二、数据预处理；三、主成分分析：采用所述数据处理设备对步骤二中预处理后图像进行主成分分析；四、褐铁矿化信息所在主分量确定；五、阈值确定：先统计得出褐铁矿化信息所在主分量的像元平均灰度值和标准离差σ，再根据统计得出的和σ，计算得出阈值T；六、褐铁矿化信息提取：根据所确定阈值T，提取褐铁矿化信息。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速且较准确识别褐铁矿化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星遥感数据应用
，尤其是涉及一种基于卫星遥感数据的褐 铁矿化f旨息提取方法。
技术介绍
围岩蚀变是在热液成矿过程中，近矿围岩与热液发生化学反应而产生的一系列物 质成分和构造、结构的变化。岩石蚀变信息的提取是遥感地质信息提取中的一个重要方面。 目前，应用的数据源主要为多光谱TM、ETM、Aster数据W及少量高光谱与微波遥感数据，其 中应用最多的是ETM数据源。矿化蚀变信息提取是一种快速经济的遥感找矿手段，尤其在 我国西部地质工作程度较低的岩石裸露半裸露地区，提取矿化蚀变信息是指导找矿行之有 效的方法。 张玉君、杨建民在1998年研究了基岩裸露区蚀变遥感信息的提取方法，2004年又 对"ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法技术"进行了总结，并在"面向特征主分量选择法（克 罗斯培技术）"的基础上形成并完善了"去干扰异常主分量口限化技术流程"，在2006年启 动的全国矿产资源潜力评价中得到大规模的推广运用。1999年，王润生等提出和深入研究 了基于特征谱带的岩矿谱系识别技术，并提出基于单矿物和矿物混合光谱识别的地质分析 模型，在实际应用的检验中取得了良好的效果。张远飞等把混合像元分解法引入到多光谱 遥感异常提取中，从多光谱遥感数据中较好地分离出了矿化蚀变信息。 多光谱遥感数据现阶段可W识别的矿化蚀变主要为铁染异常、轻基异常（铅轻基 异常、镇轻基异常）等。铁染异常反映地层中富赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、黄钟铁机等含铁离 子的岩石；轻基异常反映地层中富含高岭石、蒙脱石、明机石或絹云母、绿泥石、绿帘石等含 轻基的岩石，该类矿物一般是围岩蚀变的产物，对指导找矿具有意义，其中Aster遥感数据 在红外波谱范围进一步细分，使得其可W区分高岭石、明机石等铅轻基矿物和绿泥石、方解 石、蛇纹石等镇轻基矿物。 对于ETM数据，矿化蚀变信息提取主要采用主成分分析的方法，提取铁染异常采 用ETM数据的1、3、4、5波段做主成分分析（也称主分量分析、主成分变换），W均值4s (标 准离差）作为主分量输出的动态范围。异常主分量的本征向量特点：波段1、4与波段3的贡 献系数符号相反。提取轻基异常采用ETM数据的1、4、5、7波段做主成分变换，W均值4s (标 准离差）作为主分量输出的动态范围。异常主分量的本征向量特点：波段5与波段7的贡 献系数符号相反。 AST邸数据在近红外及热红外波段对光谱进行了进一步细分，具有14个波段，分 辨率15米，对蚀变信息提取的能力与精度较高。对于ASTER遥感数据，采用主成分变换处 理方法进行与多种蚀变矿物信息异常提取。根据已知矿床和成矿条件，提取化"、化 3+等变 价元素异常、W AkOH、Mg-OH为主的基团异常、碳酸根异常等异常信息。提取轻基异常采 用AST邸数据的1、3、4、n波段做主成分变换，W均值4s (标准离差）作为主分量输出的动 态范围，异常主分量的本征向量特点；波段3、n与波段4的贡献系数符号相反。对于AkOH 采用l、3、4、n(n为7、8)做Crosta主成分变换提取异常；于Mg-OH采用l、3、4、n(n为5、6) 做化osta主成分变换提取异常。提取铁染异常采用AST邸数据的1、2、3、4波段做主成分 变换，W均值4s (标准离差）作为主分量输出的动态范围。异常主分量的本征向量特点：波 段1、3与波段2的贡献系数符号相反。 张玉君、杨金中等在驱龙-甲马地区采用AST邸数据开展矿化蚀变信息提取，与矿 (化）点吻合程度好，通过查证遥感异常新发现多处矿化线索。 目前应用的数据源W TM/ETM+、Aster数据为主，空间分辨率较低（15米），铁染异 常一般规模较小，在该些数据源中常呈混合像元的形式出现，严重影响铁染异常提取的精 度。高分辨率遥感数据主要分两类，一类WQuickBiixU化onos等为代表的传统数据，空间 分辨率为0. 6至1米，有4个波段，分布在可见光-近红外波谱范围；另一类是WorldView-2 卫星遥感数据，空间分辨率为0. 5米，在可见光-近红外波谱范围内细化为8个波段。但目 前，W高分遥感数据尤其是WorldView-2卫星遥感数据开展铁氧化矿物代表矿物褐铁矿化 的信息提取方法，尚未有人提出。 褐铁矿是主要的铁矿物之一，它是W含水氧化铁为主要成分的、褐色的天然多矿 物混合物，但它的含铁量并不高，是次要的铁矿石。在日常的地质找矿工作中，经常见到褐 铁矿化。常见的褐铁矿化跟许多矿产有关，特别是跟一些金及金属硫化物的矿床有着密切 的关系。同时，由于褐铁矿化发生在地表的浅部，很容易被发现和看到。而在我国大部分地 表覆盖比较厚的地区，地表露出的岩石均属于风化岩石，一般很难看到矿床中的有用原生 矿物，因而很容易错过很多发现矿床的机会。因而，加强对褐铁矿化的重视，认识与了解褐 铁矿化，对今后的找矿工作起着极其重要的作用。 另外，随着国民经济的发展，对矿产资源的需求越来越大，而中东部地区地表矿产 资源的勘查工作已基本完成，地质矿产勘查工作逐渐向自然交通条件恶劣的中西部地区、 偏远地区延伸，该类地区的自然条件恶劣、交通条件极差，严重影响地勘工作的开展，造成 花费了大量的人力物力，却达不到相应效果。因而，由于褐铁矿化是一般矿化地表常见的 次生蚀变，对找矿具有重要的指导意义，现如今急需一种方法步骤简单、设计合理且实现方 便、使用效果好的基于WorldView-2卫星遥感数据的褐铁矿化信息提取方法，能够在较短 时间内高效、快速、较准确的识别褐铁矿化，进而指导找矿，为地勘工作服务，提高工作效 率，节约国家和社会投入的资金。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于卫星 遥感数据的褐铁矿化信息提取方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好， 能简便、快速且较准确识别褐铁矿化。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于卫星遥感数据的褐铁 矿化信息提取方法，其特征在于该方法包括W下步骤： 步骤一、卫星遥感数据获取：将测区的卫星遥感图像，传送至数据处理设备并进行 同步存储； 所述卫星遥感图像为WorldView-2卫星遥感图像； 步骤二、数据预处理：采用所述数据处理设备，将步骤一中所述卫星遥感图像中的 干扰地物信息去除，获得预处理后图像； 步骤H、主成分分析；采用所述数据处理设备对步骤二中预处理后图像进行主成 分分析，过程如下： 步骤301、主成分波段选取：从预处理后图像中选取4个波段作为主成分波段，4个 所述主成分波段分为波段B1、波段B6、波段B8和波段B4,其中波段B1的波长为0. 40 y m? 0. 45 y m，波段B6的波长为0. 71 y m?0. 75 y m，波段B8的波长为0. 86 y m?1. 04 y m，波 段B4的波长为0. 59 y m?0. 63 y m ; 步骤302、主成分分析处理：根据步骤301中所选取的4个所述主成分波段，调用 主成分分析模块对步骤二中所述预处理后图像进行主成分分析，获取特征向量矩阵，并获 得所述预处理后图像的4个主分量，4个主分量分别记作主分量PC1、PC2、PC3和PC4 ;所述 特征向量矩阵中包括4个主分量的特征向量，主分量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于卫星遥感数据的褐铁矿化信息提取方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、卫星遥感数据获取：将测区的卫星遥感图像，传送至数据处理设备并进行同步存储；所述卫星遥感图像为WorldView‑2卫星遥感图像；步骤二、数据预处理：采用所述数据处理设备，将步骤一中所述卫星遥感图像中的干扰地物信息去除，获得预处理后图像；步骤三、主成分分析：采用所述数据处理设备对步骤二中预处理后图像进行主成分分析，过程如下：步骤301、主成分波段选取：从预处理后图像中选取4个波段作为主成分波段，4个所述主成分波段分为波段B1、波段B6、波段B8和波段B4，其中波段B1的波长为0.40μm～0.45μm，波段B6的波长为0.71μm～0.75μm，波段B8的波长为0.86μm～1.04μm，波段B4的波长为0.59μm～0.63μm；步骤302、主成分分析处理：根据步骤301中所选取的4个所述主成分波段，调用主成分分析模块对步骤二中所述预处理后图像进行主成分分析，获取特征向量矩阵，并获得所述预处理后图像的4个主分量，4个主分量分别记作主分量PC1、PC2、PC3和PC4；所述特征向量矩阵中包括4个主分量的特征向量，主分量PC1、PC2、PC3和PC4的特征向量分别记作特征向量μ1、μ2、μ3和μ4；步骤四、褐铁矿化信息所在主分量确定：对步骤302中4个所述主分量的特征向量μ1、μ2、μ3和μ4分别进行分析，从特征向量μ1、μ2、μ3和μ4中找出褐铁矿化信息所在主分量；所述褐铁矿化信息所在主分量的特征向量中，波段B6和波段B8的权重系数符号相反，波段B6和波段B1的权重系数符号相反，且波段B4和波段B6的权重系数符号相同；步骤五、阈值确定：先统计得出所述褐铁矿化信息所在主分量的像元平均灰度值和标准离差σ，再根据统计得出的像元平均灰度值和标准离差σ，计算得出阈值T；步骤六、褐铁矿化信息提取：根据步骤五中所确定的阈值T，提取褐铁矿化信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金谋顺，康高峰，王辉，张少鹏，王晓鹏，
申请(专利权)人：西安煤航卫星数据应用有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61