[发明专利]植被覆盖区高光谱遥感蚀变矿物提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种遥感影像在地质上的应用，尤其是在植被覆盖区利用高光谱遥感影像提取蚀变矿物的方法。

背景技术

高光谱遥感具有非常连续的波段，光谱分辨率达到纳米级，可通过不同矿物间的微小光谱差别来识别不同种类的矿物，目前高光谱遥感矿物定性识别通过基于光谱相似性和波段去相关的波谱沙漏模型在岩石裸露地区得到了很好的验证。但是，在植被覆盖区，岩石和矿物在遥感图像上表现为弱信息、小目标，难以识别，如何利用遥感数据提取这些弱信息是现代遥感地质应用技术的难题。

高光谱遥感在植被覆盖区常用的技术方法主要是利用多元回归分析将地表数据和光谱特征参数结合的方法，提取矿物信息，这种方法的缺陷在于地表特征参数的随机选择，没有普适性，在不同地区需要分别进行统计分析，而且由于遥感数据都是混合像元，利用地表参数计算误差很大。另外，针对遥感数据处理常用的主成分分析法和去包络线波谱匹配等，都受到植被的影响较大。

Crosta A P,Review in Economic Geology,2009,16:59-82.Crosta and Moore针对巴西热带雨林区植被、土壤发育，地质填图受限的特点，以及标准主成分方法（Standard PCA）不能将矿物光谱与主成分变换对应起来的缺陷，发展了特征导向的主成分选择（Feature Oriented Principal Component Selection）技术。该方法成功应用到巴西热带雨林区矿化蚀变岩填图、伊朗植被区斑岩铜矿矿化蚀变岩填图等地区的蚀变信息填图中。

张婷婷等《矿物学报》2011，922-926，“高光谱遥感在斑岩矿床蚀变信息提取中的应用”，在利用高光谱对斑岩矿床蚀变信息提取中，利用研究区实测光谱数据通过光谱特征吸收位置匹配的方法对研究区进行蚀变信息提取，并结合研究区的地质矿化带对蚀变信息进行分类及整理，完成矿区深部蚀变的高光谱模型。

常睿春等《国土资源科技管理》2012,29(6),84-87“蚀变矿物信息与构造在高光谱遥感找矿中的应用初探”利用矿物提取模型中MNF变换、PPI指数计算纯端元，在HyMap遥感图像中经过光谱角（SAM）分类成功提取矿物，充分证明这种方法适用的广泛性。此方法在裸岩地区提取效果很好，但是在植被覆盖区，PPI纯净像元计算时计算出的“纯像元”数量极少，而且包含植被信息。

马超飞等《地质科学》2002,37(3):365-371.“应用多源数据提取高植被覆盖地区岩性信息”以湖南黔阳地区为例：通过对不同植物微量元素和植物光谱的一阶导数的相应关系研究，结合岩石和土壤地球化学数据、植物叶片成像数据、生化成分数据等建立所提取成分、光谱、特征波段之间的关系，在遥感图像中对植被覆盖区进行大面积异常信息划分，得到较好的填图效果，缺陷在于需要大面积的研究区实测植物地化数据，在实际应用中实测的地化数据精确度对结果影响很大。

罗文斐等《光谱学与光谱分析》2010（30）1628-1633“高光谱遥感图像光谱解混的独立成分分析技术”，在高光谱遥感图像数据处理中，深入研究了低概率出露目标存在的主要形式，通过对线性混合光谱模型与ICA模型的比较，提出基于抗噪声和部分约束ICA的混合像元分解方法，实现了目标快速提取。此方法针对在矿物组分较少时适合。

张远飞等《国土资源遥感》2011,04，6-13，“遥感蚀变信息多层次分离技术模型与应用研究”，在研究多光谱遥感蚀变信息提取时，重点研究了“背景”和“干扰”的多层次分离技术，总结了关于背景、干扰和蚀变异常的多种规律。文章的方法特征在于，首先选择遥感数据中的最佳波段，将数据投影在二维空间内，通过在光谱特征空间内不同物质的空间分布，尽可能地去除干扰留下蚀变异常信息。去干扰矿物提取方法使用多光谱、高光谱数据，在低植被覆盖区、裸岩区域都有比较好的效果。在使用高光谱数据时，高光谱数据波段间隔较密，数据在二维空间的特征差别小，提取效果反而不如多光谱数据。而在植被覆盖区，提取的蚀变异常中，其中含有植被信息无法有效去除。使用高光谱数据在植被地区，提取的效果相对较差。

综上，已有方法模型多采用经验和逐个实验来选择波段，随意性强，缺少波段选择参考的依据，而且这样没有彻底抑制植被光谱就不能很好地在高反射植被背景中分离出矿物的弱信息。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种基于植被抑制的植被覆盖区高光谱遥感蚀变矿物提取方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：