高光谱矿物填图及示范应用.pdf

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书籍描述

内容简介
《高光谱矿物填图及示范应用》针对高光谱遥感技术在应用中存在的一些技术关键和工作方法问题,围绕矿物识别与地质应用这一核心内容,较为系统地研究了矿物尺度与岩石尺度上矿物光谱的可识别特征、岩矿中主导光谱特征以及主导特征光谱矿物,为高光谱像元尺度的矿物识别与高光谱地质应用技术奠定了试验与理论基础;针对不同的地貌景观,利用航空和航天高光谱数据开展了矿物识别、地质应用模型、矿化信息提取研究和高光谱数据处理系统开发;针对国土资源地质主业务,开展了高光谱面积性矿物填图、裸露区找矿应用和矿山环境污染调查应用示范研究,以及深空探测示范应用,建立了高光谱地质应用工作程式,编写了高光谱地质应用技术指南,从整体上推进了高光谱技术的产业化、工程化和业务化运行的进程。

目录
前言
第一章 高光谱地学应用的技术关键 1
第一节 高光谱技术应用发展趋势 1
第二节 高光谱识别与矿物填图技术方法 3
第三节 高光谱地质应用的技术关键 10
第二章 数据源及其特征 12
第一节 高光谱数据 12
第二节 地物光谱数据 14
第三章 矿物光谱可识别性特征研究 16
第一节 矿物光谱填图基础 16
第二节 岩石混合光谱主导性矿物研究 19
第三节 矿物光谱混合特性及光谱解混试验研究 25
第四节 岩矿光谱的矿物成因学分析 41
第四章 矿物填图技术方法研究 56
第一节 光谱端元的选择与提取 56
第二节 混合组成的极大相关识别 61
第三节 混合组成多端元的线性拟合 69
第四节 矿物谱系识别 73
第五节 矿物学信息提取 80
第五章 地质应用反演模型与应用模式 87
第一节 应用模型 87
第二节 高光谱找矿预测模式与流程 93
第三节 高光谱应用技术集成与工作程式 106
第六章 高光谱矿物填图应用示范 114
第一节 面积性矿物填图示范 114
第二节 西藏驱龙找矿应用示范 133
第三节 甘肃柳园找矿应用示范 143
第四节 新疆东天山土屋矿区成因分析应用示范 163
第五节 德兴铜矿矿山环境污染调查示范 183
第六节 深空探测应用示范 193
第七章 高光谱矿物识别系统开发与集成 209
第一节 系统架构与运行环境 209
第二节 功能开发 211
第三节 系统集成 220
第八章 结语与讨论 224
第一节 结论 224
第二节 存在的问题与不足 225
第三节 研究建议 226
参考文献 228
附件 航空高光谱地质勘查技术指南(建议稿) 237
附图

文摘
第一章 高光谱地学应用的技术关键
第一节 高光谱技术应用发展趋势
高光谱技术是对地观测高技术之一,在地学领域具有广泛的应用前景。随着我国经济的高速增长,城市化水平的不断提高,资源枯竭、环境污染与破坏等问题也日趋严重,在这种条件下,高光谱技术将发挥重要的作用,并将带来显著的经济与社会效益。目前,该技术已开始应用到地质与矿产资源调查、环境污染与生态监测和防治、土地资源和水资源利用与管理等领域。高光谱技术的发展已使或正在使地学研究的范围、尺度、内容和研究方法发生革命性的变化,其与GIS、GPS技术的结合,为地学研究源源不断地提供高精度定位、高频度、多频谱不同级次的宏观影像,极大地拓宽了人类的视野和视觉能力,使人类真正能够从总体上把地球作为一个统一的系统加以分析,在不同级次上揭示地球各个圈层的相互联系和相互作用。归纳起来,目前高光谱技术应用发展存在五大趋势。
1.遥感技术正朝高光谱与高空间分辨率以及大幅宽方向发展,促使遥感信息的精细识别以及遥感应用不断朝综合化、模型化方向发展美国的科学家通过对AVIRIS数据所进行的一系列研究,包括低空和高空试验飞行后认为,20m/pixel的空间分辨率能够对岩石矿物进行一定程度的识别,但是对更为精细信息(如植株信息)的探测却较为困难。同时,高光谱仪幅宽普遍较窄(含星载数据),以致重复飞行造成飞行成本较高。因此随着高光谱应用技术的不断深入,以及对地物精微特征探测的需求,传感器更加趋向于朝高光谱分辨率(光谱采样间隔达几纳米以至更小,波段数越来越多)、更高空间分辨率(可达1m乃至更小)以及更大幅宽的方向发展。
20世纪90年代以来至21世纪初,高光谱技术已经由试验研究逐步走向商业化运营,其全球研究所需空间分辨率大致锁定在30m/pixel.而军事和商业运营空间分辨率趋向几米以至更小,数据获取幅宽也极大地提高,光谱分辨率也呈线性增长。利用高光谱仪所获取的海量数据,可以提供更为精细的地表信息,实现采用宏观手段对地表微观特征进行识别与研究,使人们可以在不同领域(如矿产资源探测、自然灾害、森林生态以及精准农业等)分别得到相关的、丰富的地物内在信息,从而从物质的内在本质进行宏观把控、可持续管理等 ;这样也促使地学研究将空间尺度的信息与地学机理有机结合,实现遥感地学应用的综合与模型化。

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