蚀变遥感提取的发展与分形几何异常提取方法

　　摘要：介绍了遥感提取矿化蚀变的发展，并介绍了新理论在本领域的应用—— 分形几何遥感蚀变异常提取技术的分析方法，此方法可以弥补门限法和灰度直方图目视方法确定突变点方法的不足。
　　关键词：遥感 分形 蚀变 成矿
　　中图分类号：P237文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（c）-0192-01
　　在许多地质条件复杂，难以获得详细的物探、化探、地质和钻孔资料等信息的地区，遥感成为了寻找矿体、圈定成矿区的一种必要手段。围岩蚀变现象广泛分布于金属矿床的附近，利用遥感数据可以较为简便的获取矿化蚀变的信息，这种方法已经广泛的进入了应用生产阶段。目前，遥感找矿的主要方法有主成分分析法（K-L变换），比值变换法，光谱角填图法，对应分析法，Gram-schmidt投影方法，混合像元分解法和MPH（Mask PCA and HSI）技术等，且有多种不同的理论正逐步的被应用于遥感找矿这一领域，如分形几何学、人工神经网络、小波变换理论等。
　　原生岩石与热液相互作用产生了岩石的交代蚀变现象，并产生相关产物，产物中若某种有益元素进一步富集到一定的可开采程度，则形成相应的矿床。硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化、白云岩化、重晶石化及锰铁碳酸盐化是较为常见的蚀变。光谱异常是遥感图像异常信息提取的依据，遥感技术收集蚀变岩石出露区与其周围的正常岩石的差异所反映出的光谱信息，探测面积较为广阔的成矿蚀变带，提取各种地质信息，利用岩石反射光谱特征的差异和特定蚀变在某些特定的光谱波段形成的异常，可推测矿体的位置与规模大小。世界上已有许多成功应用遥感技术找矿的成功先例，尤其是金属矿藏，更证明了将遥感技术应用于找矿的必要性。
　　1 遥感蚀变异常找矿的发展
　　本类技术由国外率先提出，戈茨（1976）提出蚀变岩石和未蚀变岩石最大的分辨率分布在短红外波段的1.6Lm～2.2Lm两波谱带反射率的比值（1.6Lm/2.2Lm）之间；艾布拉姆斯（1977）等人注意到陆地卫星多波段扫描0.5Lm～1.1Lm光谱范围内含褐铁矿蚀变岩石由三价铁产生的独特反射波谱；Hunt（1978）等利用羟基在可见光到近红外的波谱响应特征来确定特定的矿物来圈定蚀变岩石。20世纪80年代，美国与智利利用该技术在生产实际中取得了成果，验证了本技术的应用价值；1999年，张远飞等利用/多元数据分析+比值+主成份变换+掩膜+分类方法成功应用，刘庆生等利用对应分析法从MAIS数据中提取了含金矿化带蚀变信息。2000年，刘素红等利用Gram-schmidt投影方法在高山区提取了TM数据中的含矿蚀变带信息。2001年，Tangestani，m.H.等在蚀变区对比分析中利用了三种主成分分析法。同年，张玉君等利用ETM+蚀变遥感异常与多元综合信息，选择可供查证的蚀变异常，并进行实地查证。2002年，张玉君等人基于统计学原理，形成了“去干扰异常主分量门限”技术，在全国矿产资源潜力评价项目中得到推广应用。2009年，王倩，陈建平应用了基于分形理论的遥感蚀变异常提取和分级方法，利用求和法将遥感蚀变异常从背景中分离，以进行蚀变异常的进一步分级。
　　2 分形几何遥感蚀变异常提取技术方法
　　蚀变的空间展布具有多重分形的特征，近来学者发现分形几何学在遥感蚀变异常提取中是可以应用的，其像元亮度-面积模式符合一定的分形理论。利用分形理论中的求和法可以进行遥感蚀变异常的提取和分级，利用ETM数据提取铁染蚀变信息，进一步分析与区域成矿的相关性。
　　2.2 基于ETM数据的矿化蚀变信息提取
　　首先对遥感图像中形成干扰的信息进行掩膜。根据铁染矿物的波谱曲线特征，选取TM1、TM3、TM4、TM5四个波段作为组合波段做主成分分析增强遥感图像的铁染信息（图1）。
　　铁氧化物在TM3波段呈高反射，在TM4和TM1波段相对吸收，利用门限法、分形方法得PC4波段灰度分布，生成双对数图像，得到其拟合度与临界点的DN值，并根据此临界值对图像进行密度分割，最终得到分级，确定各级蚀变区。
　　蚀变区与构造、矿点进行叠加，即可得到该区域的蚀变与已知矿床对应关系，为进一步的矿床预测提供依据。
　　3 结语
　　找矿区域正日益向复杂地区转移，在这些地区，矿化蚀变信息提取具有重要的意义。各种技术方法的应用促进了本领域的发展，本文介绍了遥感提取矿化蚀变的发展和两种常用的遥感蚀变异常提取技术方法，并介绍了新理论在本领域的应用—— 分形几何遥感蚀变异常提取技术方法。各种新方法的出现，使技术的进一步发展有了可能。关于基于分形的遥感蚀变提取，我们将针对具体地区实例另文专述，并将结合对构造因素的分析与对成矿地带的预测。
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