基于对应分析的变质岩地区高光谱遥感岩性分类

发布时间：2017-05-16 12:19

  本文关键词：基于对应分析的变质岩地区高光谱遥感岩性分类，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用遥感技术进行地质找矿已经成为矿产勘查的主要手段之一。具有极高光谱分辨率的高光谱遥感技术在岩矿信息识别及定量化研究中的应用,极大地提高了岩石类型及蚀变矿物等信息提取的精度,推动了与矿产勘探密切相关的岩性填图、矿物识别等技术的发展。利用高光谱手段进行岩矿信息识别的关键是岩石光谱吸收特征提取和岩性分类。对岩石光谱吸收特征的研究,能够获取区域内不同岩石类型的识别特征,为提高岩石分类精度提供重要的参考信息；对岩性分类技术的研究,对岩矿信息提取、开展现代地质填图技术新方法,及区域矿产勘查具有重要的意义。 目前高光谱遥感技术应用于岩矿信息识别与分类主要存在下列问题： (1)高光谱数据在采集过程中易受到多种因素的干扰,使获取的光谱信息与岩石真实光谱信息存在偏差。 (2)不同岩石类型的光谱吸收特征参数所代表的物理意义不明确。 (3)常规的多元统计手段包括主成分分析和聚类分析,对分类的依据定义不明确。 基于上述问题,本文以黑龙江省多宝山变质岩地区及河北省滦平变质岩地区为实验研究区,基于离散小波变换技术对野外实测光谱进行噪声去除,通过包络线去除技术提取岩石光谱吸收特征参数,借助对应分析技术对岩石光谱进行分类,获得研究区岩石分类数据及岩石分类图。 主要研究内容及成果包括： (1)野外实测高光谱数据噪声去除技术研究。利用小波去噪方法,对比不同小波母函数和小波分解尺度对岩石光谱噪声去除的均方根误差(RMSE)发现,4尺度的小波母函数bior4.4和rbio3.9实现了对两个研究区野外岩石光谱的干扰噪声去除。 (2)岩石光谱吸收特征参数提取技术研究。利用包络线去除法提取岩石光谱吸收特征参数,包括吸收位置,吸收宽度,吸收深度,吸收面积、对称性等。其中,黑龙江多宝山地区岩石吸收特征最明显的为白云母片岩板岩(风化面),具有最大的吸收深度和吸收面积。河北省滦平地区岩石吸收特征最明显的是黑云角闪片麻岩。另外,受野外环境等对光谱采集的影响,不同的岩石类型可能出现相同的光谱吸收特征。相同的岩石类型受不同风化程度的影响产生不同的光谱吸收特征。 (3)岩石光谱对应分析研究。通过研究发现,对应分析产生的第一主因子轴是主要的阳离子、阴离子和水分子吸收的主因子轴,第二主成分轴代表少数阳离子的吸收诊断波段。对应分析将黑龙江多宝山地区岩石光谱共分为4类,从第一类到第四类,岩石的吸收深度逐渐变浅,吸收面积逐渐变小,吸收峰增多,泥化、铁化蚀变现象逐渐明显；河北省滦平地区岩石光谱共分为3类,从第一类到第三类,岩石的反射率逐渐降低,暗色矿物含量逐渐增多,粘土化、铁化蚀变现象逐渐明显。 (4) Hyperion影像岩性分类研究。利用植被指数分析方法,通过选取包含岩石信息的不添加土壤因子的植被指数的第二主成分(R),不添加土壤因子的植被指数的第三主成分(G),添加土壤因子的第三主成分(B)做彩色合成,获得黑龙江省多宝山地区岩性分类图。通过研究区地质图叠加表明岩性分类界线与地质图分类界线基本吻合。这些研究工作及成果为快速获取岩性分类信息,实现区域高光谱遥感地质填图提供了重要的技术支撑。
【关键词】：高光谱遥感 小波去噪 吸收特征参数 对应分析 岩性分类
【学位授予单位】：首都师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P627;TP79
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目录9-11
• 图目录11-12
• 表目录12-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究目的及意义14-15
• 1.3 国内外研究综述15-21
• 1.3.1 高光谱数据噪声去除现状15-16
• 1.3.2 岩石高光谱应用现状16-18
• 1.3.3 高光谱岩性分类技术的应用现状18-21
• 1.4 研究内容与论文框架21-25
• 1.4.1 研究内容21-22
• 1.4.2 论文框架22-23
• 1.4.3 技术路线23-25
• 第二章 研究区地质概况及数据采集25-32
• 2.1 黑龙江省多宝山变质岩地区地质特征25-26
• 2.1.1 地层25-26
• 2.1.2 区域岩石特征26
• 2.2 河北省滦平变质岩地区地质特征概况26-27
• 2.2.1 地层26-27
• 2.2.2 区域岩石特征27
• 2.3 野外光谱数据采集27-29
• 2.4 Hyperion高光谱遥感数据获取及预处理29-32
• 2.4.1 Hyperion高光谱数据获取29
• 2.4.2 Hyperion影像预处理29-32
• 第三章 基于离散小波变换的岩石光谱去噪及吸收特征信息提取32-44
• 3.1 离散小波变换去噪32-37
• 3.1.1 离散小波变换去噪原理32-33
• 3.1.2 小波母函数的选取33-35
• 3.1.3 最优分解尺度选择35-37
• 3.2 光谱吸收特征参数提取与分析37-44
• 3.2.1 光谱吸收特征参数提取37-39
• 3.2.2 岩石光谱吸收特征分析39-44
• 第四章 基于对应分析的变质岩地区岩性分类44-56
• 4.1 黑龙江多宝山地区岩石光谱对应分析44-49
• 4.1.1 岩石光谱主成分分析44-45
• 4.1.2 岩石光谱分类45-49
• 4.1.3 岩石样品与波段间的关系分析49
• 4.2 河北省滦平地区变质岩光谱对应分析49-53
• 4.2.1 岩石光谱主成分分析49-50
• 4.2.2 岩石光谱分类50-52
• 4.2.3 岩石样品与波段间的关系分析52-53
• 4.3 对应分析结果验证53-56
• 4.3.1 聚类分析原理53-54
• 4.3.2 黑龙江多宝山地区分类结果验证54
• 4.3.3 河北省滦平地区分类结果验证54-56
• 第五章 基于Hyperion高光谱影像黑龙江多宝山地区岩性分类56-62
• 5.1 植被指数法获取岩性信息原理56-58
• 5.1.1 植被指数提取56-57
• 5.1.2 植被指数主成分分析57-58
• 5.2 岩性分类结果分析58-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 主要结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张丕富，，刘序琼;从稀土元素和岩石化学成分的对应分析探讨新疆东准噶尔花岗岩类演化[J];长春地质学院学报;1994年01期

2 鲁亚光;自适应小波阈值去噪在光谱信号处理中的应用[J];光谱实验室;2004年03期

3 赵烈烽;徐之海;冯华君;李奇;;色散型光谱仪采样调制传递函数及对高斯型光谱谱线的影响[J];光谱学与光谱分析;2009年06期

4 胡光道;适用于岩体内部研究的两种数学地质方法[J];地球科学;1991年03期

5 张正伟;卢欣祥;董有;刘长命;;东秦岭花岗岩类岩石化学的统计特征[J];河南地质;1989年03期

6 张雨,罗超,张志沛;柴油机强噪信号的小波去噪辨识[J];内燃机学报;2001年04期

7 邹海林,隋亚莉,徐俊艳,宁书年;基于多小波变换的GPR图象去噪方法研究[J];系统仿真学报;2005年04期

8 王志刚,刘庆生,燕守勋;岩石实验室反射光谱的相似系数聚类分析[J];遥感技术与应用;1998年01期

9 刘庆生,王志刚,荆林海;岩石实验室光谱对应分析[J];遥感学报;1999年02期

10 吴昀昭,田庆久,陈骏,季峻峰,杜凤兰;基于主成分分析的反射光谱在岩石学中的应用——以哈密地区为例[J];岩石学报;2003年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宫霄霖;基于小波变换的不规则邻域的数字图像去噪算法研究[D];天津大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 李晓飞;小波分析在光谱数据去噪处理中的应用[D];上海交通大学;2009年

2 胡军杰;铀矿区植物的光谱特征分析[D];东华理工大学;2012年

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本文编号：370829