[发明专利]基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法及装置

说明书

本发明受国家自然科学基金项目（编号：41102205）、中央级公益性科研院所基本业务费项目（编号：K1207）、地质大调查项目（编号：1212011120994）、国家重大基础研究计划项目（编号：2007CB411406-06）、国家科技支撑专题（编号：2006BAB07B00-7-2）联合资助。

技术领域

本发明涉及一种地质遥感信息分析方法和装置，特别是在遥感信息中分析矿物成分含量的方法及装置。

背景技术

矿产资源是影响国家安全和国家战略布局重要的战略资源。随着开采时间的延续，找矿难度不断增大，目前急需找矿勘查技术的创新。地球化学已经成为了一个系统科学，而随着技术进步和其他学科的交叉联系，地球化学的新的分支领域不断的产生，地球化学已经有了多个外延。遥感技术作为一门新兴的高新技术，与地球化学的结合形成了遥感地球化学这样一个分支。遥感地球化学的产生既丰富了遥感应用研究领域，又拓宽了地球化学研究领域。

遥感地球化学是以物质电磁波理论为基础，借助遥感技术获取数据，研究化学元素在地表或其它行星表面的分布、含量及迁移的科学，它的特点是快速、大范围获取数据。除能获取地球静态参数外，遥感地球化学还可以测量地球动态参数。

目前利用遥感进行找矿已经取得了大量的成果。这些主要是利用地球化学晕形成指示矿床或矿化带的蚀变粘土矿物、碳酸盐、氢氧化物、硫酸盐等矿物，可以绘制矿物成分分布图及丰度图，而地下油气藏在地表形成的地球化学场异常特征的波谱相应也能圈出勘探靶区。王晋年等利用航空红外细分光谱仪（FIMS）进行了遥感地球化学找矿研究。根据从FIMS图像上提取的反射率曲线，在2.175μm处有绢云母A1-OH吸收峰;在2.29μm处有绿泥石Mg-OH吸收峰。然后利用这2个波段的光谱吸收指数(SAI)进行矿物吸收鉴别分类，识别出蚀变玄武岩、蚀变凝灰岩、凝灰质砂岩、玄武岩、戈壁等5类岩石。将该技术推广到未知区，在新疆博孜阿特与博格特区找到2条稳定的金矿化蚀变带（王晋年，郑兰芬，童庆禧.成像光谱图像光谱吸收鉴别模型与矿物填图研究[J].环境遥感，1996，11(1):20-32.）。

遥感地球化学在从遥感信息中分析矿物成分含量时，主要利用波段反射率、DN值来反演矿物成分含量。因为矿物的吸收特征主要是分子键振动形成的吸收特征或者是电子跃迁形成的吸收特征。主要的吸收特征（主要指吸收谷的波长）与分子振动和电子跃迁有关，这与分子晶体结构有关，如羟基、碳酸盐基团的吸收特征，和铁离子、锰离子的吸收特征，而与矿物成分含量关系不大。但是矿物成分含量对分子吸收特征是有影响的，如高铝白云母和低铝白云母，其吸收特征有一定的差异性，铝含量的增加吸收谷向左偏移。在月球上的铁、钛元素含量与月壤光谱特征有关系，Lucey（Lucey Paul G.，Blewett David T.，and Hawke B.Ray.Mapping the FeO and TiO2 content of the lunar surface with multispectral imagery[J].Journal of Geophysical Research，1998，103(2):3679～3699）给出了经验公式。这就说明矿物成分含量对光谱有一定的影响。当矿物成分含量具有一定差异时，相应地在波段反射率或DN值上也会有差异体现出来，但还未发现矿物成分含量与波段反射率或DN值之间的直接的函数关系。因此，当遥感信息中波段反射率或DN值的波动较小时，直接利用波段反射率、DN值来反演矿物成分含量得到的结果往往是不准确的，有时甚至会产生较大的错误。

发明内容

为了提高从遥感信息中分析矿物成分含量的准确性，本发明提供了一种基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法和装置。

本发明的技术方案如下：

基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法，包括如下步骤：

A、对遥感图像进行预处理；

B、对经过步骤A处理的遥感图像的像元的特征指标进行计算，所述特征指标包括：

波段相关斜率SL：SL=（B_i-B_j）/（B_j-B_m）；

波段斜率指数SI：SI=e^((Bi-Bm)/Bi)；

波段相关吸收深度指数SD：SD=e^{((Bi-Bk)/(Bi-Bm))}；

波段相关多项式指数SP：SP=e^{((Bi-Bm)/Bi+(Bj-Bk)/Bm)}；