高光谱技术地质应用的关键点

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高光谱技术地质应用的关键点


20世纪90年代以来,高光谱遥感技术的兴起与发展,使遥感地质学逐渐步入了定量化的发展阶段。遥感地质应用不再局限于基于图像色调与纹理特征的图像增强和目视解译,而越来越注重对地物波谱特征的量化分析与参数反演、应用模型的建立等。本书通过对国内外高光谱技术的发展趋势的分析,结合目前国内地质行业对高光谱技术的需求与应用现状,在已有的研究基础之上,从应用的角度归纳出目前高光谱地质应用关键技术点。

1 )定性矿物填图技术

定性矿物填图是实现遥感地质填图由岩性填图到矿物填图最重要和最关键的一步。国外已经实现以航带填图向无缝填图迈进,且无缝填图的基本内核就是定性矿物填图。因此,在矿物识别技术研究的基础之上,更进一步地开展高光谱定性矿物填图技术,实现高光谱信息产品化,在全面提升高光谱技术应用能力的同时,促进地质科学的进步,改善传统地质学从“岩性”上对地表物质组分的填图,以实现对地表“矿物组分”分布的理解与把握。

2)高光谱地质应用模型及其实用化

与其他研究如全球气候变化、碳循环等相比较,国内外高光谱在地质上的应用大多停留在对矿物的识别,以通过对与成矿关系密切的、具有指示意义的蚀变矿物的识别来达到成矿预测。高光谱数据蕴藏着丰富的地学信息,如何更好地利用其所蕴藏的地学信息是高光谱遥感应用所面临的主要问题之一。遥感信息模型是遥感应用深入发展的关键,可计算和反演对实际应用非常有价值的地球物理参量,是遥感信息定量化的主要组成部分。

基于矿物光谱的指纹效应,利用高光谱遥感可识别出矿物的种类、组成成分和相对含量,反演矿物离子置换等地质作用成因信息。这些信息往往更能体现物质的流动性和物质的积累性,体现地质作用的生成转化过程。建立高光谱地质应用模型可以实现将丰富的遥感信息和地学知识、地学规律等有机地结合起来。把一个个孤 立的信息串联起来进行系统综合的分析,实现对地质作用与演化过程中物质细微差异的把握、对不同类型物质分布规律的理解,以及对同一物质分布量的变化探测,支撑地质科学问题的解决,服务于地质调查、监测和监管等工作。

3)高光谱矿物识别技术的智能化与流程化

高光谱遥感的发展推动了遥感技术不断向网格化、系统化与工程化发展,遥感应用不断朝综合化、模型化方向发展,以及处理模块与软件的业务化、商业化。但是,其海量的数据、丰富的信息已使传统的遥感数据处理、分析方法难以满足实际应用的需要。因此,对数据处理方法的需求已不仅仅是以信息增强,提供高质量图像供目视分析、解译为目的。在实际应用中迫切需要的是实现实时快速的可视信息提取与表达。

另外,高光谱遥感技术的发展使利用宏观技术进行微观信息探测成为可能,但由于目前已有高光谱矿物识别技术操作的复杂性,以及遥感处理技术人员对地物光谱普遍缺乏认识与深入的理解,还需要“傻瓜”型的高光谱矿物识别技术,以促进高光谱矿物识别的全面应用。

因此,针对这二者需求的结合,需要开发满足不同用户需求的、智能型的快速高光谱矿物识别技术,以增强高光谱数据矿物识别的智能化、自动化、规模化及批处理,实现高光谱技术的“高科技”开发、“低门槛”应用、“ 低风险”运行。

4)高光谱技术地质应用流程与工作模式

将技术方法、应用模型,以及地质找矿理论和资源环境评价应用结合,总结归纳高光谱遥感应用工作模式,建立高光谱遥感资源评价快速反应机制,以促进高光谱遥感在资源环境领域的全面推广应用。