本發(fā)明屬于多光譜遙感分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地質(zhì)知識(shí)參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進(jìn)方法。
背景技術(shù)：
巖石的交代蝕變主要是不同類型的熱液與原生巖石相互作用的產(chǎn)物。最常見的蝕變?yōu)楣杌?、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、矽卡巖化、白云巖化、重晶石化及錳鐵碳酸鹽化。近礦圍巖蝕變是成礦物質(zhì)逐步富集成礦過程中留下的印跡。絕大多數(shù)巖漿生成的礦床都伴隨有其圍巖的交代蝕變現(xiàn)象，而且蝕變帶范圍大于礦體分布的范圍數(shù)倍至數(shù)十倍。
近礦圍巖蝕變形成蝕變巖石與周同正常巖石在礦物種類、結(jié)構(gòu)、顏色等方面的差異，可導(dǎo)致巖石反射光譜特征差異，于某些特定光譜波段形成蝕變巖石光譜異常。
含羥基和含鐵礦物異常作為兩類近礦圍巖蝕變是遙感間接找礦的重要標(biāo)志.在地質(zhì)找礦遙感勘查中，含羥基和含鐵礦物分布制圖和異常信息提取非常重要。近礦圍巖蝕變?cè)谀承┨囟ü庾V波段可形成蝕變巖石光譜異常，這些特有的光譜特性在ETM+圖像中被敏銳地識(shí)別到，用于含羥基和含鐵礦物異常信息提取。
羥基蝕變巖石由羥基、水或碳酸根基團(tuán)產(chǎn)生，羥基吸收譜帶有2.2um、2.3um二處。由于OH離子在2.2～2.3um附近存在強(qiáng)吸收谷(稱為羥基譜帶)，使得ETM數(shù)據(jù)的第7波段產(chǎn)生低值，第五波段產(chǎn)生高值，羥基礦物大多為次級(jí)蝕變礦物，如綠泥石、白云母、高嶺石、絹云母、蒙脫石、明礬石等。
目前，按照常規(guī)的遙感主成分分析方法(PCA)，多光譜遙感數(shù)據(jù)可提取含羥基陰離子和鐵陽離子的礦物，但這與我們希望提取的與成礦關(guān)系密切的熱液蝕變礦物仍有較大差距。一個(gè)很重要的原因是因?yàn)檫b感方法提取的熱液蝕變與一些干擾因素在礦物成分上是非常接近的。如熱液蝕變礦物與區(qū)域變質(zhì)產(chǎn)物的礦物成分很接近，含羥基陰離子的熱液蝕變礦物主要包括綠泥石、白云母、高嶺石、絹云母、蒙脫石、明礬石等礦物，而區(qū)域變質(zhì)變質(zhì)巖的礦物成分也主要為綠泥石和白云母等。因此，傳統(tǒng)的多光譜遙感礦物提取方法只能提取含有羥基陰離子的礦物，并不能區(qū)分提取結(jié)果是由于熱液蝕變礦物或是區(qū)域變質(zhì)引起的。通過傳統(tǒng)的多光譜遙感礦物提取方法提取的結(jié)果，許多與熱液蝕變羥基礦物無關(guān)。更重要的是，由于區(qū)域變質(zhì)產(chǎn)物規(guī)模一般較大，其分布范圍及礦物純凈度遠(yuǎn)大于熱液蝕變的分布，如果不去除區(qū)域變質(zhì)作用及流水水域滾石的影響和干擾，規(guī)模較小的熱液蝕變礦物將難以提取。
若要去除區(qū)域變質(zhì)造成的信息干擾，則需引入地質(zhì)和成礦知識(shí)：一般區(qū)域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖層內(nèi)綠泥石或白云母礦物分布的范圍都較大，如果初次遙感方法提取的礦物信息有部分分布在變質(zhì)巖范圍內(nèi)，且聚類后展布面積大于一定數(shù)值，則對(duì)該部分結(jié)果進(jìn)行標(biāo)注，并在第二次正式提取時(shí)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行掩膜，讓該區(qū)域不參與信息提取計(jì)算，則可有效去除該部分對(duì)羥基礦物提取的影響。
因此，傳統(tǒng)的多光譜遙感礦物提取方法與我們希望提取的與成礦關(guān)系密切的熱液蝕變礦物仍有較大差距。如何將地質(zhì)和成礦知識(shí)引入到傳統(tǒng)的多光譜礦物提取中，從而減少區(qū)域變質(zhì)或河道沖積滾石對(duì)多光譜遙感羥基礦物信息提取效果的影響，是本發(fā)明重點(diǎn)解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種地質(zhì)知識(shí)參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進(jìn)方法，將地質(zhì)知識(shí)引入到傳統(tǒng)方法中，提前區(qū)分和去除區(qū)域變質(zhì)和河流水域造成的干擾影響，可有效提高多光譜遙感羥基蝕變礦物提取的準(zhǔn)確性，并有可能將較微弱的蝕變信息提取出來。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種地質(zhì)知識(shí)參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進(jìn)方法
(暫時(shí)省略)
本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：本發(fā)明較之其他傳統(tǒng)的遙感羥基異常提取方法，通過引入地質(zhì)知識(shí)去除了區(qū)域變質(zhì)作用和水流流域滾石引起的干擾，對(duì)于含羥基熱液蝕變礦物的提取更加精確。
如步驟四中1)子步驟中求解水系范圍和羥基要素的合集，獲取緩沖區(qū)水系范圍內(nèi)的羥基要素，并以此結(jié)果作為下一步含羥基蝕變礦物提取的掩膜范圍之一，從而去除了水系流域內(nèi)滾石對(duì)羥基異常礦物提取的干擾。
步驟四中2)、3)、4)、5)子步驟通過一系列計(jì)算，求解出分布在變質(zhì)巖范圍中、且分布面積較大的羥基異常范圍，并以此結(jié)果作為下一步含羥基蝕變礦物的掩膜范圍之一，從而在一定程度上減少了區(qū)域變質(zhì)作用對(duì)羥基異常礦物提取的干擾。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種地質(zhì)知識(shí)參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進(jìn)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明一種地質(zhì)知識(shí)參與的ETM遙感羥基蝕變礦物提取改進(jìn)方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
步驟一、對(duì)工作區(qū)內(nèi)的變質(zhì)巖層和水系進(jìn)行數(shù)字化，該步驟包含以下子步驟：
1.1)根據(jù)1:20萬或1:5萬電子地質(zhì)圖，對(duì)待提取工作區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖地層的范圍進(jìn)行數(shù)字化，變質(zhì)巖層數(shù)字化范圍設(shè)為A(m)，其中m為數(shù)字化后不同區(qū)域變質(zhì)巖數(shù)量；
1.2)根據(jù)遙感影像特征，將工作區(qū)范圍內(nèi)的水系進(jìn)行數(shù)字化，數(shù)字化后的水系設(shè)為L(n)，其中n為數(shù)字化后水系數(shù)量；
步驟二、通過緩沖區(qū)分析方法確定水系流域范圍，具體為：對(duì)數(shù)字化水系結(jié)果L(n)進(jìn)行緩沖區(qū)分析，緩沖半徑根據(jù)水系流域范圍確定；處理后的范圍設(shè)為B(k)，其中k為緩沖區(qū)分析后工作區(qū)內(nèi)水系流域數(shù)量，與n一一對(duì)應(yīng)；
步驟三、使用PCA方法初步提取工作區(qū)ETM數(shù)據(jù)的羥基異常，并對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行多邊形合并處理，該步驟包含以下子步驟：
3.1)對(duì)工作區(qū)ETM影像進(jìn)行裁剪，得到ETM_cut.img文件，對(duì)ETM_cut.img文件的1,4,5,7波段進(jìn)行PCA變換，得到ETM_cut_PCA.img文件；
3.2)統(tǒng)計(jì)計(jì)算ETM_cut_PCA.img文件第四主成分波段PC4影像的標(biāo)準(zhǔn)離差σ，計(jì)算3倍標(biāo)準(zhǔn)離差3σ；
3.3)以3σ值對(duì)PC4影像開展高端切割，得到羥基礦物矢量要素OH(j)，其中j為羥基礦物要素個(gè)數(shù)；
3.4)對(duì)羥基礦物矢量要素OH(j)進(jìn)行多邊形合并處理，得到工作區(qū)羥基礦物范圍OH(i)，其中i為多邊形合并后的羥基多邊形要素的個(gè)數(shù)；
步驟四、分別求解水系流域中和變質(zhì)巖中不參與羥基提取的掩膜范圍，該 步驟包含以下子步驟：
4.1)OH(i)和B(k)進(jìn)行相交處理，即求解緩沖區(qū)水系范圍內(nèi)的羥基要素OH1(h),其中h為水系范圍內(nèi)羥基要素?cái)?shù)量：
OH1(h)＝OH(i)∩B(k)；
4.2)求解羥基礦物聚類后各要素OH(i)在工作區(qū)變質(zhì)巖地層范圍A(m)內(nèi)的羥基礦物分布，用OH2(p)表示，p為在變質(zhì)巖地層中羥基要素的數(shù)量：
OH2(p)＝OH(i)∩A(m)；
4.3)求解OH2(p)各要素的面積，記為OH2(p).Area
4.4)計(jì)算OH2(p)中面積大于2000m2的羥基要素，即求解工作區(qū)變質(zhì)巖層內(nèi)面積大于2000km2的羥基要素，記為OH2(q)，q為工作區(qū)變質(zhì)巖層內(nèi)面積大于2000km2的羥基要素的個(gè)數(shù)；
OH2(q)＝OH2(p).Area>2000m2；
步驟五、求解最終羥基提取的掩膜范圍，即求解OH1(h)和OH2(q)的并集OHmask(y)，其中y為羥基掩膜區(qū)域的要素?cái)?shù)量：
OHmask(y)＝OH1(h)∪OH2(q)
即求解分布在變質(zhì)巖范圍中、面積大于2000km2，并且在水系流域內(nèi)的羥基區(qū)域作為掩膜區(qū)域，該區(qū)域不參與最終的羥基礦物提取；
步驟六、提取去除了流水水域滾石和區(qū)域變質(zhì)蝕變干擾下的ETM遙感羥基蝕變礦物，具體包括：
6.1)對(duì)步驟五計(jì)算的結(jié)果OHmask(y)作為感興趣區(qū)進(jìn)行二值化柵格操作，建立二值化掩膜文件OHmask.gif；
6.2)以O(shè)Hmask.gif作為掩膜圖像，對(duì)ETM_cut.img文件的1,4,5,7波段進(jìn)行PCA變換，得到ETM_cut_mask_PCA.img文件；
6.3)統(tǒng)計(jì)計(jì)算ETM_cut_mask_PCA.img文件第四主成分波段PC_mask4影像的標(biāo)準(zhǔn)離差σ；
6.4)分別以σ、2*σ、3*σ的值對(duì)PC_mask4影像進(jìn)行高端切割，分別得到一級(jí)羥基礦物矢量文件OH_mask1、二級(jí)羥基礦物矢量文件OH_mask2和三級(jí)羥基礦物矢量文件OH_mask3。