一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法技術

本發明專利技術屬于多光譜遙感分析技術領域，具體涉及一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法。具體包括以下步驟：步驟一、對工作區內的變質巖層和水系進行數字化；步驟二、確定水系流域范圍；步驟三、提取工作區ETM數據的羥基異常；步驟四、分別求解水系流域中和變質巖中不參與羥基提取的掩膜范圍；步驟五、求解最終羥基提取的掩膜范圍；步驟六、提取去除了流水水域滾石和區域變質蝕變干擾下的ETM遙感羥基蝕變礦物。本發明專利技術較之其他傳統的遙感羥基異常提取方法，通過引入地質知識去除了區域變質作用和水流流域滾石引起的干擾，對于含羥基熱液蝕變礦物的提取更加精確。

An improved method of ETM remote sensing for hydroxyl alteration minerals extraction by geological knowledge

The invention belongs to the field of multispectral remote sensing analysis technology, in particular to an improved extraction method of ETM remote sensing hydroxyl alteration mineral which is involved in geological knowledge. It includes the following steps: step one, to work in the area of metamorphic rocks and stream digital; step two, determine the scope of the river basin; step three, ETM data extraction work area of hydroxyl anomaly; step four, respectively for drainage and metamorphic rocks do not participate in the range of hydroxyl mask extraction; mask range steps five, to solve the final extraction of hydroxyl; step six, the water extract and remove the waters rolling stones and regional metamorphic alteration under the interference of ETM remote sensing hydroxyl alteration minerals. Anomaly extraction method of the invention is compared with other traditional remote sensing geological knowledge by introducing hydroxyl groups, in addition to the rolling stones and interference regional metamorphism caused by water basin, for the extraction of hydroxyl containing hydrothermal alteration minerals is more accurate.

【技術實現步驟摘要】
一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法
本專利技術屬于多光譜遙感分析
，具體涉及一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法。
技術介紹
巖石的交代蝕變主要是不同類型的熱液與原生巖石相互作用的產物。最常見的蝕變為硅化、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、矽卡巖化、白云巖化、重晶石化及錳鐵碳酸鹽化。近礦圍巖蝕變是成礦物質逐步富集成礦過程中留下的印跡。絕大多數巖漿生成的礦床都伴隨有其圍巖的交代蝕變現象，而且蝕變帶范圍大于礦體分布的范圍數倍至數十倍。近礦圍巖蝕變形成蝕變巖石與周同正常巖石在礦物種類、結構、顏色等方面的差異，可導致巖石反射光譜特征差異，于某些特定光譜波段形成蝕變巖石光譜異常。含羥基和含鐵礦物異常作為兩類近礦圍巖蝕變是遙感間接找礦的重要標志.在地質找礦遙感勘查中，含羥基和含鐵礦物分布制圖和異常信息提取非常重要。近礦圍巖蝕變在某些特定光譜波段可形成蝕變巖石光譜異常，這些特有的光譜特性在ETM+圖像中被敏銳地識別到，用于含羥基和含鐵礦物異常信息提取。羥基蝕變巖石由羥基、水或碳酸根基團產生，羥基吸收譜帶有2.2um、2.3um二處。由于OH離子在2.2～2.3um附近存在強吸收谷(稱為羥基譜帶)，使得ETM數據的第7波段產生低值，第五波段產生高值，羥基礦物大多為次級蝕變礦物，如綠泥石、白云母、高嶺石、絹云母、蒙脫石、明礬石等。目前，按照常規的遙感主成分分析方法(PCA)，多光譜遙感數據可提取含羥基陰離子和鐵陽離子的礦物，但這與我們希望提取的與成礦關系密切的熱液蝕變礦物仍有較大差距。一個很重要的原因是因為遙感方法提取的熱液蝕變與一些干擾因素在礦物成分上是非常接近的。如熱液蝕變礦物與區域變質產物的礦物成分很接近，含羥基陰離子的熱液蝕變礦物主要包括綠泥石、白云母、高嶺石、絹云母、蒙脫石、明礬石等礦物，而區域變質變質巖的礦物成分也主要為綠泥石和白云母等。因此，傳統的多光譜遙感礦物提取方法只能提取含有羥基陰離子的礦物，并不能區分提取結果是由于熱液蝕變礦物或是區域變質引起的。通過傳統的多光譜遙感礦物提取方法提取的結果，許多與熱液蝕變羥基礦物無關。更重要的是，由于區域變質產物規模一般較大，其分布范圍及礦物純凈度遠大于熱液蝕變的分布，如果不去除區域變質作用及流水水域滾石的影響和干擾，規模較小的熱液蝕變礦物將難以提取。若要去除區域變質造成的信息干擾，則需引入地質和成礦知識：一般區域變質作用形成的變質巖層內綠泥石或白云母礦物分布的范圍都較大，如果初次遙感方法提取的礦物信息有部分分布在變質巖范圍內，且聚類后展布面積大于一定數值，則對該部分結果進行標注，并在第二次正式提取時對該區域進行掩膜，讓該區域不參與信息提取計算，則可有效去除該部分對羥基礦物提取的影響。因此，傳統的多光譜遙感礦物提取方法與我們希望提取的與成礦關系密切的熱液蝕變礦物仍有較大差距。如何將地質和成礦知識引入到傳統的多光譜礦物提取中，從而減少區域變質或河道沖積滾石對多光譜遙感羥基礦物信息提取效果的影響，是本專利技術重點解決的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，將地質知識引入到傳統方法中，提前區分和去除區域變質和河流水域造成的干擾影響，可有效提高多光譜遙感羥基蝕變礦物提取的準確性，并有可能將較微弱的蝕變信息提取出來。為解決上述技術問題，本專利技術一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法(暫時省略)本專利技術的有益技術效果在于：本專利技術較之其他傳統的遙感羥基異常提取方法，通過引入地質知識去除了區域變質作用和水流流域滾石引起的干擾，對于含羥基熱液蝕變礦物的提取更加精確。如步驟四中1)子步驟中求解水系范圍和羥基要素的合集，獲取緩沖區水系范圍內的羥基要素，并以此結果作為下一步含羥基蝕變礦物提取的掩膜范圍之一，從而去除了水系流域內滾石對羥基異常礦物提取的干擾。步驟四中2)、3)、4)、5)子步驟通過一系列計算，求解出分布在變質巖范圍中、且分布面積較大的羥基異常范圍，并以此結果作為下一步含羥基蝕變礦物的掩膜范圍之一，從而在一定程度上減少了區域變質作用對羥基異常礦物提取的干擾。附圖說明圖1為本專利技術一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明。本專利技術一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，具體實現步驟如下：步驟一、對工作區內的變質巖層和水系進行數字化，該步驟包含以下子步驟：1.1)根據1:20萬或1:5萬電子地質圖，對待提取工作區內變質巖地層的范圍進行數字化，變質巖層數字化范圍設為A(m)，其中m為數字化后不同區域變質巖數量；1.2)根據遙感影像特征，將工作區范圍內的水系進行數字化，數字化后的水系設為L(n)，其中n為數字化后水系數量；步驟二、通過緩沖區分析方法確定水系流域范圍，具體為：對數字化水系結果L(n)進行緩沖區分析，緩沖半徑根據水系流域范圍確定；處理后的范圍設為B(k)，其中k為緩沖區分析后工作區內水系流域數量，與n一一對應；步驟三、使用PCA方法初步提取工作區ETM數據的羥基異常，并對提取結果進行多邊形合并處理，該步驟包含以下子步驟：3.1)對工作區ETM影像進行裁剪，得到ETM_cut.img文件，對ETM_cut.img文件的1,4,5,7波段進行PCA變換，得到ETM_cut_PCA.img文件；3.2)統計計算ETM_cut_PCA.img文件第四主成分波段PC4影像的標準離差σ，計算3倍標準離差3σ；3.3)以3σ值對PC4影像開展高端切割，得到羥基礦物矢量要素OH(j)，其中j為羥基礦物要素個數；3.4)對羥基礦物矢量要素OH(j)進行多邊形合并處理，得到工作區羥基礦物范圍OH(i)，其中i為多邊形合并后的羥基多邊形要素的個數；步驟四、分別求解水系流域中和變質巖中不參與羥基提取的掩膜范圍，該步驟包含以下子步驟：4.1)OH(i)和B(k)進行相交處理，即求解緩沖區水系范圍內的羥基要素OH1(h),其中h為水系范圍內羥基要素數量：OH1(h)＝OH(i)∩B(k)；4.2)求解羥基礦物聚類后各要素OH(i)在工作區變質巖地層范圍A(m)內的羥基礦物分布，用OH2(p)表示，p為在變質巖地層中羥基要素的數量：OH2(p)＝OH(i)∩A(m)；4.3)求解OH2(p)各要素的面積，記為OH2(p).Area4.4)計算OH2(p)中面積大于2000m2的羥基要素，即求解工作區變質巖層內面積大于2000km2的羥基要素，記為OH2(q)，q為工作區變質巖層內面積大于2000km2的羥基要素的個數；OH2(q)＝OH2(p).Area>2000m2；步驟五、求解最終羥基提取的掩膜范圍，即求解OH1(h)和OH2(q)的并集OHmask(y)，其中y為羥基掩膜區域的要素數量：OHmask(y)＝OH1(h)∪OH2(q)即求解分布在變質巖范圍中、面積大于2000km2，并且在水系流域內的羥基區域作為掩膜區域，該區域不參與最終的羥基礦物提取；步驟六、提取去除了流水水域滾石和區域變質蝕變干擾下的ETM遙感羥基蝕變礦物，具體包括：6.1)對步驟五計算的結果OHmask(y)作為感本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，其特征在于。具體包括以下步驟：步驟一、對工作區內的變質巖層和水系進行數字化，得到待提取工作區內，變質巖層數字化范圍和數字化后的水系；步驟二、確定水系流域范圍；步驟三、提取工作區ETM數據的羥基異常，并對提取結果進行多邊形合并處理；步驟四、分別求解水系流域中和變質巖中不參與羥基提取的掩膜范圍；步驟五、求解最終羥基提取的掩膜范圍；步驟六、提取去除了流水水域滾石和區域變質蝕變干擾下的ETM遙感羥基蝕變礦物。

【技術特征摘要】
1.一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，其特征在于。具體包括以下步驟：步驟一、對工作區內的變質巖層和水系進行數字化，得到待提取工作區內，變質巖層數字化范圍和數字化后的水系；步驟二、確定水系流域范圍；步驟三、提取工作區ETM數據的羥基異常，并對提取結果進行多邊形合并處理；步驟四、分別求解水系流域中和變質巖中不參與羥基提取的掩膜范圍；步驟五、求解最終羥基提取的掩膜范圍；步驟六、提取去除了流水水域滾石和區域變質蝕變干擾下的ETM遙感羥基蝕變礦物。2.根據權利要求1所述的一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，其特征在于：所述的步驟一中，該步驟包含以下子步驟：1.1)根據電子地質圖，對待提取工作區內變質巖地層的范圍進行數字化，變質巖層數字化范圍設為A(m)，其中m為數字化后不同區域變質巖數量；1.2)根據遙感影像特征，將工作區范圍內的水系進行數字化，數字化后的水系設為L(n)，其中n為數字化后水系數量。3.根據權利要求2所述的一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，其特征在于：所述步驟二中，通過緩沖區分析方法確定水系流域范圍，具體為：對數字化水系結果L(n)進行緩沖區分析，緩沖半徑根據水系流域范圍確定；處理后的范圍設為B(k)，其中k為緩沖區分析后工作區內水系流域數量，與n一一對應。4.根據權利要求3所述的一種地質知識參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進方法，其特征在于：所述步驟三中，該步驟包含以下子步驟：3.1)對工作區ETM影像進行裁剪，得到ETM_cut.img文件，對ETM_cut.img文件的1,4,5,7波段進行PCA變換，得到ETM_cut_PCA.img文件；3.2)統計計算ETM_cut_PCA.img文件第四主成分波段PC4影像的標準離差σ，計算3倍標準離差3σ；3.3)以3σ值對PC4影像開展高端切割，得到羥基礦物矢量要素OH(j)，其中j為羥基礦物要素個數；3.4)對羥基礦物矢量要素OH(j)進行多邊形合并處理，得到工作區羥基礦物范圍OH(i)，其中i為多邊形合并后的羥基多邊形要素的個數。5....

【專利技術屬性】
技術研發人員：李瀚波，潘蔚，趙英俊，孫雨，余長發，
申請(專利權)人：核工業北京地質研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11