内蒙古通辽市上马场等四幅1：5万区域矿产地质调查遥感解译特征研究

王粉丽　王海鹏　鲁红峰

[摘要]内蒙古通辽市上马场等四幅1：5万区域地质调查，地质解译工作使用影像资料为1999年8月11日ETM卫星数据，以1∶5万ETM数据3、2、1数据波段合成图像作为基本图像，通过地质解译获取区内区域地质构造（线、环）宏观地质信息。采用人机交互解译方式，重点对区内区域性线、环形影像展布形态及分布规律特征，其次为宏观基岩信息进行地质解译。

[关键词]遥感解译 技术路线 ETM 数据融合 影像解译标志 人机交互

[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-153-2

1遥感解译方法与技术路线

地质解译采用融合图像人机交互方式。铁和羟基异常提取采用主组分图像和融合图像人机交互方式。

本次地质解译工作以1∶5万ETM数据3、2、1数据波段合成图像作为基本图像，通过地质解译获取区内区域地质构造（线、环）宏观地质信息。其总体工作路线是通过建立相应的地物解译标志，参考工作区已有的1∶5万区域地质矿产资料，采用人机交互解译方式，重点对区内区域性线、环形影像展布形态及分布规律特征，其次为宏观基岩信息进行地质解译，编制工作区1∶5万遥感地质解译图。

2地质解译工作方法

2.1遥感资料

使用影像资料为1999年8月11日ETM卫星数据。ETM为Landsat-7的产品，Landsat-7发射于1999年4月15日，所载的对地观测仪是增强专题成像仪+（ETM+）。ETM+的设计注重了与Landsat-4和Landsat-5所提供的数据的连续性，并且采用了相似的轨道和重复覆盖模式，以及185km宽的成像扫描带。能采集分辨率为15m的“全色”数据和30m分辨率的可见光、近红外和中红外波段范围的6个波段的数据。光谱波段如表1。

2.2图像处理

坐标类型：投影平面直角，北京54坐标；投影类型：高斯投影。

彩色合成波段选择：由于人眼对色彩的识别能力大大高于对灰度的识别能力，解译基础影像大都采用彩色合成图像，而彩色图像进行合成时，关键是波段的选择。理想的波段，是相关系数最小，方差最大，此时信息量丰富。相关系数反映了波段相关程度，其值越小，信息的重叠量就越小；方差反映像元亮度值离散度，方差越大，信息量越丰富。根据应用目的不同，波段的选择也各有侧重。凭以往工作经验、卫星数据的波段情况及多种合成图像对比，我们最终采用了ETM多光谱数据采用3（R）2（G）1（B）三个波段进行彩色合成，从宏观上看该合成图像立体感层次较分明，线、环形影像形迹信息显示较丰富。

数据融合方法：数据融合，是指将不同类型传感器或同一传感器的不同类型数据进行空间配准，将各数据的优势或互补性有机结合起来产生新数据的技术过程。融合的目的有两个：一是用于信息的提取，要求原始数据的处理不得产生光谱扭曲，以利于建立解译标志，减少判读的不确定因素；二是用于背景图制作，要求图像清晰、色彩鲜艳。目前融合的主要方法有IHS变换、Brovey变换、主成份变换、线性加权乘积、加法等。本项目使用IHS变换法。

铁染和羟基蚀变图像：采用特定主组分方法生成，铁异常采用ETM2、3、4、5等4个波段，羟基异常采用ETM2、4、5、7等4个波段。

解译基础图像评价：本次利用美国7号陆地卫星ETM数据处理制作的1∶5万3、2、1波段数据融合图像，在上马场地区开展遥感地质解译工作。所处理制作的图像，虽然受所选的数据时相时间（夏秋季）的制约，即植被发育茂盛的干扰，但是所处理制作的假彩色图像色调仍较丰富。从宏观上看该合成图像立体感层次较分明，地质信息显示非常丰富，总体评价认为该合成图像能够满足1∶5万矿产资源遥感调查中的应用。

2.3地质单元遥感影像解译标志

影像地质单元解译标志主要指遥感图像上显示的各种地物波谱信息标志特征，它主要表现为标志物的大小、几何规模形状、色调深浅（灰阶）图斑纹理结构等。

2.3.1色调标志

主要指图想上显示由团块状或不规则状色斑、线性影像色调线或带、色调分界线或图斑纹理分界线、不同色晕类型、环形色带等标志构成。

2.3.2图斑纹理结构标志

主要由层状、团块状或浑圆状、条带状或不规则状图斑纹理或特殊纹理区带、块等构成。各种图斑纹理标志特征类型一般取决于地表发育的水系切割类型，如树枝状等，而这些水系切割类型又往往取决于下覆基岩性质与构造活动状况等。

2.3.3微地貌标志类型

水系类型：地貌上发育深切的“V”、“U”型沟谷水系、放射状沟谷水系、环形或弧形沟谷、羽毛或柏叶状水系、梳妆、辫状或格状水系、汇水盆地，沼泽地等。

山峰类型：中低山或山脉、平坦丘陵、锥状山体、馒头状山峰、平直山脊线或垄状山峰、凸起山峰或漏斗及洼地，以及断层三角面或断层崖等。

2.4铁异常和羟基异常解译

采用特定主组分图像，根据特征向量值来判断波段贡献，根据贡献正负确定异常，再与融合图像交互解译修改。

2.4.1铁异常

ETM2、3、4、5波段主组分分析特征向量结果如表2。波段2与波段3差异最大在pc4组分，并且贡献相反，波段3为负，因此在该组分上，铁异常为低值。

2.4.2羟基异常

ETM2、4、5、7波段主组分分析特征向量结果如表3。波段5与波段4、7差异最大在pc4组分，并且贡献相反，波段5为正，因此在该组分上，羟基异常为高值。

2.5遥感地质单元解译方法

2.5.1影像地层单元解译

利用1∶5万ETM数据合成图像，结合已有地质资料对工作区地层单元分布规模及特征进行详细地质解译。

2.5.2影像岩浆侵入单元地质解译

利用1∶5万ETM数据合成图像，结合已有地质资料对工作区岩浆侵入单元进行解译圈划。在具体划分过程中最终以时代加岩性方式符号表示。

2.5.3影像形态单元地质解译

利用1∶5万ETM数据合成图像，结合已有地质资料对工作区影像形态单元（线、环形影像）展布方向及规律特征进行解译研究。

2.5.4线性构造地质解译

在线性影像解译过程中主要针对它的长短、断裂性质、节理带或破劈理带、控岩、控矿展布规律，以及不同方向线性构造之间的相互成生关系等。结合已有资料，对利用1∶5万影像图解译划分的众多线性影像进行综合分析与甄别，剔除自然与人文干扰诸多因素，最终确立线性影像地质涵义。

2.5.5环形影像地质解译

利用1∶5万ETM数据合成图像，针对区内显示的形态各异的环形或似圆形影像标志等进行解译划分。另外，还包括环形影像空间展布特点、相互套叠及交切，以及环形影像与线性影像切错关系等的相对解译划分。

2.6遥感地质单元解译原则及步骤

地质解译原则及步骤：采用从“面→线→点”到“点→线→面”，即从宏观到微观，再从微观到宏观的解译方法，循序渐进，反复进行，最终达到详细解译的目的。

直译法：利用解译标志，从影像图中直接提取岩石地层、岩体、构造等地质信息。这种方法主要用于圈定地质体的边界，效果较明显。

追索法：根据地层、岩体、地质构造的展布或延伸规律在图像上显示出的不甚清晰的形迹，进行跟踪追索，圈定或勾画地质界线。这种方法主要用于圈定地质体的边界、褶皱转折端和大型断裂，效果比较明显。

类比法：以已知地质体或地质现象的影像特征为参照，推断相邻地区具有某种遥感隐蔽信息特征的地质体或地质现象的属性。类比法在工作区第四系广泛覆盖区解译过程中利用的比较多。

2.7影像地质单元解译精度要求

在地质解译过程中针对基岩图斑和线、环形影像形迹特征进行解译划分，具体精度要求对≥5 Cm的线性影象信息，≥1 Cm的环状或面状或团块状地质信息要素均要解译圈定，但对小于上述要求的线、环形影像信息，如对成矿有利的信息仍进行了夸大表示。

2.8编制遥感地质解译图技术要求

在编制1：5万遥感地质解译图过程中，以1：5万或1：25万遥感地质调查技术规定和区域地质调查总则实施执行。通过将人机交互解译划分的地层、侵入岩、构造等地质信息，按不同编号代码及不同粗细线条方式或颜色或符号表示在1：5万地理底图上。通过计算机扫描、编辑等制图手段，完成工作区1：5万遥感地质解译图的编制。

3可解地质程度划分与地质解译

通过对区内1：5万ETM数据合成图像宏观解译分析，认为区内虽然受植被的影响，但图像上显示方向各异的线性影像形迹标志仍清晰，尤其是广布于区内的侏罗纪火山岩地层，其内呈北东向分布的线性构造痕迹显示标志更加明显。区内虽然分布的火山岩地层较单一，但仍能够从单一的火山岩地层或特殊岩性标志方面有所区别。区内零星分布几处侏罗纪侵入岩或岩株（脉），它们宏观显示标志不甚明显。

通过对区内宏观解译分析，总结认为工作区总体属于可解程度较低的地区，因此，将全区宏观上划分为两类可解地质程度分区。一类分区占全区基岩面积75%以上，即地表切割形成密布的次级“U”或“V”沟谷次级水系发育的地区，同样也是中低山地貌景观区，属于可解译程度较高的地区；二类分区属于区内宽阔霍勒河与两岸南北向发育的六条主要分支水系或更新统两岸阶地、农田，以及第四系全新统现代冲（洪）积物质沉积的河漫滩及沼泽地区域。前者相对属于可解程度较高的基岩分布区，后者属于可解程度较低的更新统阶地相和第四系全新统现代冲、洪积相覆盖区域。

一类基岩分布区地貌上为中低山区，植被发育。全区广布侏罗系上统火山碎屑岩地层，白垩系下统火山岩地层零星分布。

区内分布的侏罗系上统分别为：满克头鄂博组（J3mk）玛尼吐组（J3Mn）白音高老组（J3b），由一套中酸性火山沉积碎屑岩构成。在遥感图像上它们总体显示浅兰色调，呈树枝状或柏叶状图斑纹理标志；地貌上发育“V”次级沟谷水系与垄岗状或浑圆状山脊共存。在区内部分地段通过解译标志对各组不同的岩性差异是可以进行识别划分，尤其是部分地层界线与地质资料较吻合。

区内分布的白垩系下统梅勒图组（K1m）：由一套中基性火山熔岩与中酸性含角砾凝灰岩等构成。在遥感图像上显示平缓的山地地貌景观特点，水系不甚发育，个别地段存在环状山体或残留破火山口痕迹，该特点也是区内唯一最典型的标志特征。

二类更新统、全新统现代冲、洪积相覆盖区域：该区主要由分支水系或两岸阶地、农田、河漫滩及沼泽地构成。在遥感图像上它们总体显示红褐色、几何形状规整的条块状。

参考文献

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