2012-12-5 A(i,j)：专题信息图像
GIS技朮
现代成矿预测技术 其它方法
由上图的技术模型可以看出，遥感“弱信息”多层次分离 提取技术的关键是解决如下几个问题： (1) 研究的矿化蚀变类型及各种蚀变（矿化）信息在遥感图 像上的光谱特征。
(2) 研究非蚀变岩、植被和土壤等各种背景在遥感图像上的光 谱特征。
反 射 率 （ % ）
%
云母及粘土矿物的特征吸收
b 典型碳酸盐矿物的波谱特征
反 射 率 （ % ）
波长（µ m） 波长（µ m）
新疆北部地区 典型矿物反射 光谱特征图
2012-12-5 c 铁氧化物相氢氧化物在可见，
近红外波段的反射光谱特征
现代成矿预测技术 d 一些含铁矿物在0.6-2.5μm
波长间的反射光谱特征
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遥感信息多层次分离提取技术模型
第 1 级信息提取模型
最优变量集 (1)
第 m 级信息提取模型
最优变量集 (m)
S(i,j) A(i,j)
nk(i,j)
最佳分离(提取） 方法 (1)
S1(i,j)
Si-1(i,j)
最佳分离(提取) 方法 (m)

A(i,j)
短波红外
2.24—2.30 2.26—2.32 2.30—2.40 热红外 8.0—14.0
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地质上常见的蚀变矿物（组合）在陆地卫星多光谱波段中有 不同的表现，以TM图像为例： ①铁氧化物（包括含铁矿物），如褐铁矿、针铁矿、赤铁矿、 黄铁钾钒等含大量Fe3+，也有少量Fe2+，在可见光波段0.450.52μm（相当于TM1）和0.76-0.90μm （相当于TM4）波段有 强吸收带； ②典型的热液蚀变矿物—含羟基（OH—）和含水（H2O）类矿物， 如高岭石、绿泥石、绿帘石、蒙脱石、明矾石及云母类等，在 2.2-2.3μm（相当于TM7波段）附近有较强的吸收谱带，即在 TM7波段产生低值，而在TM5波段有相对的高值； ③碳酸盐岩蚀变矿物—含碳酸根（CO2-3）类矿物，如方解石、 白云石、菱铁矿、石膏等，在1.8-2.5μm和2.55μm附近较强 吸收谱带； ④硅酸盐岩类蚀变如硅化、长石化等及地温热异常，在10.412.5μm 即TM6波段有相对的高值。这些矿物的特征谱带正是 提取岩石蚀变带尤其是矿化蚀变带遥感信息的理论基础。
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• 遥感“弱信息”的提取是基于这样的假设： – 首先，工作区客观上应该存在蚀变矿化这样的 地质成矿背景； – 其次是矿化蚀变信息在遥感图像上至少有“微 弱反应”。 • 遥感“弱信息”多层次分离提取技术模型： 把遥 感原始图像（S(i，j)）看成是由目标特征信息 （A(i，j)）与各种干扰信息（ nk(i,j)）叠加而 成。因此，遥感“弱信息”的提取实际上是通过 多层次地从遥感图像中剔除“背景”信息（即干 扰信息），一次次分离出“弱信息”（即目标特 征信息），最后得到包含目标特征信息的估计图 像（Â(i，j)）。
m级信息提取模型 红层褪色化晕 地质分析
综合 分析
剔除干扰(提取 信息)的最优变 量组合 （集）
A(i,j)
低价铁富集晕
粘土化晕 碳酸盐化晕
波谱分析
多元数据分析
比值变换 主成份分析 图像掩膜 图像分类（分割）
植被
nk(i,j)
土壤 其它干扰
单一或 综合运 用
混合总体分解
最佳分离 (提取)方 法
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S(i,j): 原始图像
技术模型还表明，多种“背景”干扰与多种蚀变类型“弱信息” 干扰或（矿化）蚀变信息都需要选择一组最佳波段组合和相应 的遥感信息提取模型来剔除“背景”或分离“弱信息”，甚至 有时为了提取一种（矿化）蚀变类型的信息都需要选择几组波 段组合变量和多种方法才能将其分离出来
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1、技术思路与研究内容 （1）岩石（矿物）光谱特征与蚀变成矿作用的相关性研究 A 建立工作区典型地段遥感图像和岩石波谱数据库，采用数理 统计方法，进行岩石波谱数据和典型图像数据分析，研究蚀变岩石 光谱特征，揭示波谱特征与蚀变岩矿成分因子之间的相互关系。 B 通过对岩石反射波谱数据的相关分析，研究光谱各波段及不 同的比值对识别不同的蚀变（矿化）信息和岩石类别所起的作用。 C 基于相关分析和分类技术，对岩石波谱数据的处理，揭示试 验区多种蚀变之 间共生组合的复杂关系，各类蚀变的强烈程度， 以及每种蚀变与成矿作用的密切程度。 （2） 遥感“弱信息”提取模型及方法研究 根据岩石（矿物）光谱特征的多元数据分析研究结果，选择提 取蚀变信息的最优波段（变量）组合，建立不同蚀变（矿化）类型 的遥感信息提取模型，并进行多种方法试验研究，设计新的方法 （3） 基于PCI图像处理软件，开发相关方法的辅助软件。
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1:50万遥感
影像图
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定 量提取遥感 找矿信息，一 直是遥感地学 界所努力探索 和攻关的目标。
这种找矿信息 在地质找矿及 资源潜力评价 中具有较高的 实用价值，可 与化探异常、 物探异常等找 矿标志相媲美。
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2、岩石矿物光谱特征的研究
(1)遥感信息提取的岩石矿物光谱机理 地物的光谱辐射特征（包括光谱反射、透射、吸收和发射）是 遥感的基础，是开展地学分析、遥感地物分类和识别的主要依据。矿化 蚀变遥感信息的提取，基于有关岩石矿物的光谱性状。 岩石可以被看作是组成物质或矿物颗粒的集合，它的特征信息 是由它的组成物质的组合性质和它们的伴生特性派生出来的。岩石的光 谱特征（波谱性状）与它们的成分和结构关系密切。一种岩石的光谱特 征（ ρs ），从理论上可以表示成它的矿物颗粒的种类与比例（m） 、 它的大小和形状（sh）以及空间分布或方向（s）以及空间密度（O）， 或致密度（P）的一个复函数f。（A.W.Siegrist等，1982） ρs=f(m,s,sh,O,P) 成分（m），结构（s,sh,O,P）或者二者的基本性质不同的岩石， 在光谱特征的这种派生特性上也可有不同。因此，作为岩石特性标志的 光谱特征可作为分辨岩石岩性的依据。 电磁波与岩石表面物质发生作用，在可见光、近红外和热红外 形成各自连续的光谱分布，不同物质成分的岩石形成不同的特征光谱， 光学遥感就是依据这些不同光谱分布表现出来的特征（能量、谱形等） 2012-12-5 10 现代成矿预测技术 来探测目标的，了解、认识了这些光谱特征，就能够利用遥感信息提取
有3个大气窗口即可见一近红外（0.4—1.1μm）、短波红外
（1.1—2.5μm）和热红外（8—14μm）中，矿物光谱研究表 明，岩石矿物在0.4—2.5μm之间具有一系列可诊断性光谱特
征信息，即金属离子的电子转移和Al-OH,Mg-OH,CO32-等分子团
的振动所形成的矿物光谱吸收特征，这些特征的带3
（3）常见矿物 波谱曲线
1-磁铁矿；2-赤铁矿； 1-高岭石；2-蒙脱石； 3 -角闪石；4-褐铁矿 3- 绿泥石；4-方解石；5-白云石 甘肃某矿床典型含铁矿物、含OH-与碳酸根矿物的波谱曲线 反 射 率 （ % ）
波长（µ m） 波长（µ m）
反 射 率 （ ）
矿化作用的产物，如铁的 氧化物、热液蚀变岩类，是在 含矿热液作用下引起原岩化学 成份和物理性质发生变化的结 果。因此，不同的蚀变矿物组 合具有各自独特的光谱响应。
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二、方法、设备、资料基础
• 1、计算机软、硬件环境 • 软件由微机版PCI图象处理软件系统（主要包 括：IMAGEwork、PACE、GCPworks等模块及 基于PCI的二次开发模块）、MAPINFO、 MAPgis等GIS软件和蒙泰等图文系统组成。 • 硬件由微型计算机及外围设备组成，基本配臵 为：CPU PⅡ以上，内存256 M 以上，硬盘 60 G 以上，网卡 100 M 等及彩色喷墨仪等图像输出和 装饰设备。
(3) 揭示蚀变（矿化）信息与背景波谱在光谱空间的的 “聚类结构和可识别性”。 (4) 根据地质成矿分析、波谱特征分析和多元数据分析选择 提取蚀变信息的最优波 段（变量）组合，建立不同蚀变（矿化） 类型的遥感信息提取模型。 (5) 设计和开发蚀变（矿化）“弱信息”如何进行增强与 提取的方法技术。
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遥感地质找矿预测新技术方法
赖健清
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一、概述
• 自遥感技术问世以来，世界各矿业大国都十分重 视发展地质调查和矿产资源的遥感勘查技术。随 着计算机技术的高速发展和高分辨率遥感数据源 的不断投入民用，遥感地质技术应用水平得到了 较大的提高，正以崭新的面貌更加深入地应用于 各个阶段的地质勘查工作。 • 地质找矿预测一直是遥感技术应用的主要方 面。利用遥感地质技术研究成矿地质条件和已知 矿区、矿床影像特征，建立遥感找矿预测模型， 并与地、物、化信息相复合进行以遥感信心为主 的综合找矿预测。
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3、遥感信息多层次分离提取技术模型
基于遥感信息的物理机制和矿物与岩石的光波 特征卫星遥感图像中的地质信息有如下特征 ： （1）一切地表物体都是信息载体； （2）各种信息载体之间（同类或不同类）都可能 存在信息差异。 蚀变矿化信息如矿化露头、蚀变、生物地化效 应信息同非蚀变岩性、土壤及正常生长植被信息之 间的差异很小，在遥感图像上是一种“弱信息”。
数
据
源
4、工作流程
遥感数据（经预处理） 掩膜处理, 获取训练区
地质矿产资料
岩石光谱测试数据