OLI数据和数字高程模型相结合的断裂信息提取

发布时间：2020-02-24 10:22

【摘要】：为了提高遥感影像地质解译的精度,提出了一种基于Landsat-8OLI遥感数据和ASTER GDEM地形数据人机互译的线性构造信息提取的方法。以ArcGIS为平台,采用OLI和DEM数据叠合人机交互解译技术,结合区域地质资料,开展昌都地区地质构造遥感解译研究;采用影像增强处理、山体阴影分析、坡度分析和三维可视化等处理手段,在OLI数据融合和DEM数据三维叠加图像上建立断裂构造判读标志,有效地提高了地质解释的精度。通过线性构造专题信息提取,解译出本区70余条断裂构造。根据地震地质报告和地质图查证,遥感解译结果与现有地质资料吻合度较高。一些断裂构造在遥感影像上表现明显,但在现有区调成果中未被发现,建议在以后的工作中应引起充分的重视。
【图文】：

解译标志

裂表现具有一致性，断裂两侧坡度具有明显的梯度特征。不活动的断裂，坡度图中没有明显的梯度特征。因此，应用高程数据演算地形的坡度变化，是一种有效的断裂解译手段。在ＧＩＳ软件平台中利用ＤＥＭ数据生成坡度分析图（图３（ｂ）），其中蓝色调表示坡度较小区域，红色调代表坡度较大的区域。通过对坡度突变带及坡度较大地区的分析研究，并结合遥感图像提取断裂。在图中明显的坡度分界处，一侧主体为红色，另一侧主要为蓝色，为地形起伏变化较大的区域，结合遥感图像，可以直接作为断裂的解译标志。图３断裂解译标志３）山体阴影分析及解译标志。北半球地区太阳角多为由南向北，因此在影像上东西向的地质体（如断裂、褶皱形态等）能较为优势地表征出来，而南北向的地质特征则相对无法准确地定位获取，从而影响到对区域地质特征的解释。基于数字高程模型的山体阴影分析技术［７，１０］，以ＡＳＴＥＲ－ＧＤＥＭ为数据源（分辨率３０ｍ），自动计算生成山体阴影图。为了突出不同方向的负地形，太阳方位角从０°开始，每—９５—

坡度图,坡度,地表

度形成自己独特的空间结构；另一方面，断裂是构造应力作用的产物，它的形成必将影响到其周围一定长度、宽度、深度的区域，在空间上都会以带的形式出现［１１－１２］。断裂最显著、最直观的影像标志是具有线条特征和“灰度边缘”特征。因此对遥感影像断裂构造特征的识别、解译和提取的关键是将影像上的线状信息增强，使目标信息与影像背景之间存在较明显的差异。３．１基于ＤＥＭ坡度分析的断裂提取在ＡｒｃＧＩＳ中将ＡＳＴＥＲＧＤＥＭＶ２数据演算得到坡度数据，，进而对研究区进行坡度分析（图４），坡度值为０°～８３．７°。图４中，在高程变化率差异较大的区域，断裂呈线状边界表现出来，反映了由于断裂构造及造山作用地形强烈起伏，而地表坡度变化强烈的地区往往是断裂发育的区域。通过对坡度突变带及坡度较大地区的分析研究，并结合遥感图像，提取出断裂４０余条。断裂展布方向以北西—南东向为主，呈弧状延伸较远，密集发育；在昌都以东的加来卡—妥坝一带，局部地区发育北东—南西向断裂，零星分布，沿走向延伸不远。３．２基于ＤＥＭ山体阴影的断裂提取研究区多位于山区，在断裂发育处往往存在许多线性负地形，如呈线状排列的深切沟谷、垄岗地形等，直接观察难以分辨。采用ＤＥＭ数据提取不同方向的山体阴影图，其中阴影和光线是介于０和２５４之间的整数相关的灰度梯度，会产生一定的明暗效应，可显著增加山体的立体感，突出不同方向上亮度差，进而识别不同走向的线性构造，有助于相应断裂的解译［１３］。如图５所示，当太阳方位角为１８０°（约垂直于断裂的展布方向）时，不同方向的负地形被尖锐地突显出来，为断裂提取提供参考，其他角度的

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