基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法和装置，其中所述方法包括如下步骤：A、对遥感图像进行预处理；B、对经过预处理的遥感图像的像元的特征指标进行计算；C、建立归方程；D、根据实际样品反推出所述回归方程中a、b、c、d和e的值；E、根据步骤C得到的回归方程计算像元处的矿物成分含量。本发明专利技术可以应用于矿产勘查，对矿产勘查工作起到节省时间、节约人力物力的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一种地质遥感信息分析方法和装置，特别是在遥感信息中分析矿物成分含量的方法及装置。
技术介绍
矿产资源是影响国家安全和国家战略布局重要的战略资源。随着开采时间的延续，找矿难度不断增大，目前急需找矿勘查技术的创新。地球化学已经成为了一个系统科学，而随着技术进步和其他学科的交叉联系，地球化学的新的分支领域不断的产生，地球化学已经有了多个外延。遥感技术作为一门新兴的高新技术，与地球化学的结合形成了遥感地球化学这样一个分支。遥感地球化学的产生既丰富了遥感应用研究领域，又拓宽了地球化学研究领域。遥感地球化学是以物质电磁波理论为基础，借助遥感技术获取数据，研究化学元素在地表或其它行星表面的分布、含量及迁移的科学，它的特点是快速、大范围获取数据。除能获取地球静态参数外，遥感地球化学还可以测量地球动态参数。目前利用遥感进行找矿已经取得了大量的成果。这些主要是利用地球化学晕形成指示矿床或矿化带的蚀变粘土矿物、碳酸盐、氢氧化物、硫酸盐等矿物，可以绘制矿物成分分布图及丰度图，而地下油气藏在地表形成的地球化学场异常特征的波谱相应也能圈出勘探靶区。王晋年等利用航空红外细分光谱仪(FMS)进行了遥感地球化学找矿研究。根据从FMS图像上提取的反射率曲线，在2. 175 iim处有絹云母Al-OH吸收峰；在2. 29iim处有绿泥石Mg-OH吸收峰。然后利用这2个波段的光谱吸收指数(SAI)进行矿物吸收鉴别分类，识别出蚀变玄武岩、蚀变凝灰岩、凝灰质砂岩、玄武岩、戈壁等5类岩石。将该技术推广到未知区，在新疆博孜阿特与博格特区找到2条稳定的金矿化蚀变带(王晋年，郑兰芬，童庆禧.成像光谱图像光谱吸收鉴别模型与矿物填图研究[J].环境遥感，1996，11 (I) :20-32.)。遥感地球化学在从遥感信息中分析矿物成分含量时，主要利用波段反射率、DN值来反演矿物成分含量。因为矿物的吸收特征主要是分子键振动形成的吸收特征或者是电子跃迁形成的吸收特征。主要的吸收特征(主要指吸收谷的波长)与分子振动和电子跃迁有关，这与分子晶体结构有关，如羟基、碳酸盐基团的吸收特征，和铁离子、锰离子的吸收特征，而与矿物成分含量关系不大。但是矿物成分含量对分子吸收特征是有影响的，如高铝白云母和低铝白云母，其吸收特征有一定的差异性，铝含量的增加吸收谷向左偏移。在月球上的铁、钛元素含量与月壤光谱特征有关系，Lucey (Lucey Paul G. , Blewett DavidT.，and Hawke B. Ray. Mapping the FeO and Ti02 content of the lunar surface withmultispectral imagery[J]. Journal of Geophysical Research,1998,103(2):3679 3699)给出了经验公式。这就说明矿物成分含量对光谱有一定的影响。当矿物成分含量具有一定差异时，相应地在波段反射率或DN值上也会有差异体现出来，但还未发现矿物成分含量与波段反射率或DN值之间的直接的函数关系。因此，当遥感信息中波段反射率或DN值的波动较小时，直接利用波段反射率、DN值来反演矿物成分含量得到的结果往往是不准确的，有时甚至会产生较大的错误。
技术实现思路
为了提高从遥感信息中分析矿物成分含量 的准确性，本专利技术提供了一种基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法和装置。本专利技术的技术方案如下基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法，包括如下步骤A、对遥感图像进行预处理；B、对经过步骤A处理的遥感图像的像元的特征指标进行计算，所述特征指标包括波段相关斜率SL SL= (Bi-Bj) / (BrBm)；波段斜率指数SI SI=e((Bi-Bffl)/Bi)；波段相关吸收深度指数SD SD=e((Bi-Bk)/(Bi-Bm))；波段相关多项式指数SP :Sp=e((Bi-Bm)/Bi+(BJ-Bk)/Bm)；其中，Bi为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的最大值对应的波段出」为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的第二大值对应的波段；Bk为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的第三大值对应的波段Ani为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的最小值对应的波段；C、建立回归方程Conij=B X SLi j+b X SIij^c X SDij^d X SPijIe其中，Conij为像元处的矿物成分含量，SLij为所述像元的波段相关斜率，SIij为所述像元的波段斜率指数，SDij为所述像元的波段相关吸收深度指数，SPij为所述像元的波段相关多项式指数，a、b、C、d为系数，e为回归分析截距；D、根据实际样品反推出所述回归方程中a、b、C、d和e的值；E、根据步骤C得到的回归方程计算像元处的矿物成分含量。优选的，所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，还包括步骤F :基于步骤E得到的所述像元处的矿物成分含量形成彩色图像。优选的，在步骤C中还包括对所述回归方程进行回归检验的步骤。优选的，步骤A所述预处理包括如下步骤选取成像时间为春季或秋季的遥感图像作为原始数据；对属于ASTER数据的所述原始数据选择6、3和I波段组合形成第一优化数据，或对属于ETM数据的所述原始数据选择7、4和3波段组合形成第一优化数据。优选的，步骤A所述预处理还包括如下步骤在所述第一优化数据中选取研究区域分割第一优化数据，判断分割区内每个波段的直方图是否为正态分布，如果是正态分布，则将该分割区作为研究区域；如果不是正态分布，则将所述分割区划分为多个次级区域，使得所述次级区域内的每个光谱波段的直方图为正态分布，并将所述次级区域作为所述研究区域。优选的，步骤A所述预处理还包括如下步骤将所述原始数据中不包含全部波段数据的边界区域的去除步骤。优选的，在步骤A所述预处理中，对所述第一优化数据还按如下公式进行处理公式为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于特征指标的矿物成分遥感信息提取方法，其特征在于包括如下步骤 A、对遥感图像进行预处理； B、对经过步骤A处理的遥感图像的像元的特征指标进行计算，所述特征指标包括 波段相关斜率 SL SL= (Bi-Bj) / (BrBm)；波段斜率指数 SI SI=e((Bi^Bm)/Bi)； 波段相关吸收深度指数SD SD=e((Bi-Bk)/(Bi-Bm))；波段相关多项式指数 SP :Sp=e((Bi-Bm)/Bi+(BJ-Bk)/Bm)； 其中，Bi为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的最大值对应的波段；B]为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的第二大值对应的波段；Bk为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的第三大值对应的波段；Bm为所述像元的反射率或DN值，对应的波段为样本波段光谱图中反射率或DN值的最小值对应的波段； C、建立回归方程 Coni j=a X SLi j+b X SIij^c X SDij^d X SPij^e 其中，Conij为像元处的矿物成分含量，SLij为所述像元的波段相关斜率，SIij为所述像元的波段斜率指数，SDij为所述像元的波段相关吸收深度指数，SPij为所述像元的波段相关多项式指数，a、b、c、d为系数，e为回归分析截距； D、根据实际样品反推出所述回归方程中a、b、c、d和e的值； E、根据步骤C得到的回归方程计算像元处的矿物成分含量。2.根据权利要求I所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于还包括步骤F :基于步骤E得到的所述像元处的矿物成分含量形成彩色图像。3.根据权利要求2所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于在步骤C中还包括对所述回归方程进行回归检验的步骤。4.根据权利要求I至3之一所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于步骤A所述预处理包括如下步骤 选取成像时间为春季或秋季的遥感图像作为原始数据；对属于ASTER数据的所述原始数据选择6、3和I波段组合形成第一优化数据，或对属于ETM数据的所述原始数据选择7、4和3波段组合形成第一优化数据。5.根据权利要求4所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于步骤A所述预处理还包括如下步骤在所述第一优化数据中选取研究区域分割第一优化数据，判断分割区内每个波段的直方图是否为正态分布，如果是正态分布，则将该分割区作为研究区域；如果不是正态分布，则将所述分割区划分为多个次级区域，使得所述次级区域内的每个光谱波段的直方图为正态分布，并将所述次级区域作为所述研究区域。6.根据权利要求5所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于步骤A所述预处理还包括如下步骤将所述原始数据中不包含全部波段数据的边界区域的去除步骤。7.根据权利要求6所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于在步骤A所述预处理中，对所述第一优化数据还按如下公式进行处理 公式为8.根据权利要求7所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于步骤A所述预处理还包括如下步骤即对所述波段直方图上存在的偏离正态分布的值或者在所述波段直方图上有突出的值进行去除。9.根据权利要求8所述基于特征指标的矿物相关遥感信息提取方法，其特征在于步骤A所述预处理还包括掩膜步骤即进行数值设置，使得所述第一优化数据中不...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佛军，耿新霞，杨建民，
申请(专利权)人：中国地质科学院矿产资源研究所，
类型：发明
国别省市：