基于热辐射与纹理特征的硅酸盐岩石遥感识别

发布时间：2017-12-25 11:42

  本文关键词：基于热辐射与纹理特征的硅酸盐岩石遥感识别　出处：《中国地质大学(北京)》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 硅酸盐岩石识别 热辐射特征 多时相特征空间 纹理特征评估

【摘要】：随着应用研究的推广和深入,遥感技术已经与岩石学深度融合,应用需求不断增加,要求岩石分类更精细稳定、可识别的岩石类型更广泛。传统遥感岩石学的研究主要集中在光谱学领域,即基于岩性的反射或发射特征进行岩性识别,岩性识别的方法也主要基于光谱特征的分析和图像增强。本文从岩石热辐射特征和空间纹理特征两个角度出发,探索新特征遥感岩性识别能力,构建稳定的硅酸盐岩识别模型和分类策略,为遥感岩石精细识别提供了可行的解决方案。实验区位于青海省祁连山县,青藏高原北部。研究对象为硅酸盐岩,包括铁镁质-超铁镁质岩(辉长岩、蛇纹岩)、花岗岩和富石英岩。遥感数据源为Landsat 8,包含多时相的热红外数据集和单一时相的可见光-短波红外数据集。研究首先从岩石热力学属性入手,基于出露硅酸盐岩与环境系统之间的能量交换理论,构建表征岩石热辐射特征的敏感指数TCl(Thermal characteristicindex),并利用多时相热红外遥感数据集,分析不同环境条件下TCl岩性识别效果,理论分析表明,在简单环境条件下,TCl对岩性差异响应敏感。在实际遥感分类中,环境系统中复杂多变偶然因素不可避免,使用单一TCl开展岩性识别的结果不够稳定。研究进而引入不同环境条件下的TCl,构建多时相热特征空间模型MTTFS(Multi-temporal thermal feature space),对多特征协同分析,减弱环境因素的干扰,提高岩性分类的精度和稳定性。实验结果表明,MTTFS模型能够稳定识别铁镁质-超铁镁质岩和富石英岩,分类精度均在76%左右。在热特征岩性识别研究基础上,为进一步实现岩性精细识别,充分利用邻域像元空间相关性,引入分形维数,描述岩石表面纹理信息,研究空间纹理信息对岩性的识别能力。针对现有纹理特征研究的不足,使用J-M距离作为度量指标,评估不同纹理波段岩性识别的敏感性,筛选最优组合特征,进行岩性精细分类。研究发现,不同的纹理波段特征对岩石识别的敏感度不同,且使用的纹理波段越多,岩石类别可分性越强,特征组合越优越;使用最优特征组合岩性分类后,总体分类精度提高9.04%,四种岩石的分类精度均有所提升,尤其是花岗岩,分类精度分别提高了41.05%,表明了空间特征岩性识别的能力以及纹理特征评估的重要性和必要性。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P627

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本文编号：1332720