淺析高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)及其地質(zhì)應(yīng)用

■范英霞

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊新疆烏魯木齊830013）

淺析高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)及其地質(zhì)應(yīng)用

■范英霞

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊新疆烏魯木齊830013）

近年來，高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在地質(zhì)研究和環(huán)境調(diào)查中，并且為地質(zhì)應(yīng)用的發(fā)展做出了較為突出的貢獻(xiàn)。因此，基于這種認(rèn)識，本文對常見的一些高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)展開了分析，并且對其地質(zhì)應(yīng)用情況展開了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

高光譜 遙感衛(wèi)星技術(shù) 地質(zhì)應(yīng)用

0　引言

自高光譜遙感概念出現(xiàn)以來，世界各國都在加強(qiáng)高光譜衛(wèi)星技術(shù)的研究，以便促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展。就目前來看，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了不同光譜波段和不同空間尺度的高光譜遙感技術(shù)體系，并且在各個領(lǐng)域中加強(qiáng)了相關(guān)技術(shù)的運用，從而使該技術(shù)在各個領(lǐng)域都取得了一定的突破。而從國內(nèi)來看，高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)則在地質(zhì)應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展。因此，有必要對高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)及其地質(zhì)應(yīng)用問題展開探討，從而更好的促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

1　高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)

1.1光譜微分技術(shù)

在地質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域，光譜微分技術(shù)是用來進(jìn)行反射光譜數(shù)學(xué)模擬和不同階數(shù)微分值計算的一種技術(shù)。利用該技術(shù)，可以對光譜彎曲點和最大最小反射率的波長位置進(jìn)行確定，注重的是光譜微分曲線變化和壓縮均值的影響。使用該技術(shù)，可以利用一階微分去除部分線性或接近線性的背景、噪聲光譜對目標(biāo)光譜影響，所以可以更好的完成目標(biāo)光譜的探測。

1.2光譜匹配技術(shù)

利用光譜匹配技術(shù)，可以完成圖像光譜與參考光譜的匹配，并且能夠?qū)D像光譜與光譜庫相比較，從而了解二者之間的相似性和差異性。而使用交叉相關(guān)光譜匹配技術(shù)，則能夠?qū)Χ咧g的相關(guān)顯著性標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)系數(shù)和偏度進(jìn)行考慮。此外，在不同的光譜位置進(jìn)行二者的交叉相關(guān)系數(shù)的計算，還能夠完成交叉相關(guān)曲線圖的繪制。

1.3混合光譜分解技術(shù)

利用混合光譜分解技術(shù)，可以對同一像元內(nèi)不同成分所占的光譜數(shù)據(jù)比例進(jìn)行分析，也可以用于進(jìn)行已知端元組分中的其他組分的識別。在實際進(jìn)行圖像拍攝的過程中，由于圖像分辨率有限，所以將有大量混合像元存在于圖像中。使用該技術(shù)，可以進(jìn)行像元中的不同地物類別豐度的提取，所以可以在地質(zhì)制圖中應(yīng)用。此外，利用光譜吸收指數(shù)，也可以進(jìn)行光譜吸收特征的識別，并且完成高光譜遙感圖像的處理，因此也能夠使混合光譜得到有效分解。而使用光譜分類技術(shù)，能夠利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、光譜制圖法和支持向量機(jī)法等方法進(jìn)行像元的識別和制圖。

1.4光譜特征提取技術(shù)

所謂的特征，其實就是觀測對象的各種屬性和特點。利用光譜特征提取技術(shù)，可以從原始空間中按照一定的準(zhǔn)則進(jìn)行子集的選取。實際上，就是對光譜的一個波段進(jìn)行選擇。此外，利用該技術(shù)還能夠找到原始特征空間與新特征空間的映射關(guān)系，然后從新特征空間中進(jìn)行子集的選擇。

2　高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用

2.1在礦物識別與填圖上的應(yīng)用

從礦物的光譜特征角度出發(fā)，利用高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)可以對大量的巖石光譜特征展開分析和歸納。在此基礎(chǔ)上，可以對光學(xué)輻射傳輸模型進(jìn)行深入分析和理解，從而對礦物光譜進(jìn)行精確的判斷。使用有關(guān)的光譜分析技術(shù)，可以從標(biāo)準(zhǔn)庫中進(jìn)行礦物光譜特征的直接識別和提取，所以能夠為找礦工作的開展提供便利。此外，使用高光譜礦物填圖技術(shù)，也可以實現(xiàn)由巖性填圖到礦物填圖的轉(zhuǎn)變。通過精確識別礦物的種類，就可以確保礦物填圖的準(zhǔn)確性[1]。而通過礦物填圖，則能為地質(zhì)應(yīng)用提供地物組成分布的物質(zhì)信息，從而更好的為地質(zhì)工作的開展提供便利。

2.2在地質(zhì)成因探測上的應(yīng)用

利用高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)，也可以進(jìn)行地質(zhì)成因探測。首先，利用高光譜進(jìn)行礦物共生物組合關(guān)系的識別，就可以更好的進(jìn)行地質(zhì)成因環(huán)境的分析。其次，根據(jù)高光譜提供的礦物組成成分信息，也能夠更好的完成地質(zhì)成因的分析。例如，利用高光譜可以輕易完成礦物光譜隨著Ca、Al等特定元素含量增加發(fā)生的漂移現(xiàn)象的檢測[2]。同時，也可以利用該種特征光譜進(jìn)行礦物組成元素發(fā)生類質(zhì)同象置換現(xiàn)象的分析，從而對地質(zhì)生成環(huán)境展開分析。

2.3在成礦預(yù)測上的應(yīng)用

由于可以進(jìn)行礦物的識別，所以利用高光譜遙感技術(shù)能夠獲得豐富的礦物學(xué)信息。在地質(zhì)構(gòu)造和巖體侵位等地質(zhì)作用下，礦體的礦物質(zhì)將產(chǎn)生擴(kuò)散。而利用產(chǎn)生用巖石學(xué)方法，基本較難進(jìn)行這些細(xì)微成分變化的識別。使用高光譜微信遙感技術(shù)，則可以在礦物光譜中發(fā)現(xiàn)這些成分的微弱變化，所以能夠更好的進(jìn)行地質(zhì)作用演化信息的探測。而根據(jù)地質(zhì)成因信息、礦物識別信息等多種信息，并且通過進(jìn)行這些信息的組合關(guān)系分析和提取，則能夠?qū)ΦV床成床過程中的動力過程和物源進(jìn)行分析，從而對存在的礦化或礦床信息進(jìn)行直接判斷。在此基礎(chǔ)上，則能夠?qū)ΦV化和成礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行確定。

2.4在植被地理信息探測上的應(yīng)用

實際上，在土壤和巖石引起的地球化學(xué)異常作用下，植物的金屬含量將隨之增高，甚至?xí)苯映霈F(xiàn)中毒現(xiàn)象，從而導(dǎo)致植物的光譜特征強(qiáng)度和位置出現(xiàn)變化。同時，植物的光譜特征變化，也會引起藍(lán)邊和紅邊斜率的位置偏移。而利用高光譜衛(wèi)星遙感技術(shù)對植物光譜結(jié)構(gòu)和變異的分析，則能夠?qū)χ参锷镂锢砗蜕锘瘜W(xué)參數(shù)進(jìn)行定量和半定量的提取，從而實現(xiàn)對冠層結(jié)構(gòu)、活力、生物化學(xué)成分和水文狀態(tài)等多項內(nèi)容的定量評價[3]。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合生物地球化學(xué)分析，則能夠?qū)Νh(huán)境污染程度進(jìn)行分析，并且為礦產(chǎn)資源的探測提供依據(jù)。

3　結(jié)論

總而言之，隨著高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷增加。而在地質(zhì)應(yīng)用研究中，應(yīng)用高光譜遙感衛(wèi)星技術(shù)則能完成礦物識別、礦物填圖、成礦預(yù)測和植被地理信息探測等多項工作，所以能夠取得較好的應(yīng)用效果。

[1]王潤生,熊盛青,聶洪峰等.遙感地質(zhì)勘查技術(shù)與應(yīng)用研究 [J].地質(zhì)學(xué)報，2011，11: 1699-1743.

[2]劉德長,葉發(fā)旺,趙英俊等.航空高光譜遙感金礦床定位模型及找礦應(yīng)用--以甘肅北山柳園-方山口地區(qū)為例 [J].地球信息科學(xué)學(xué)報,2015,12:1545-1553.

[3]任廣利,楊軍錄,楊敏等.高光譜遙感異常提取在甘肅北山金灘子-明金溝地區(qū)成礦預(yù)測中的應(yīng)用 [J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2013,04:765-776.

P2文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-186-1