基于Sentinel-2数据的植被覆盖区蚀变信息提取方法研究 ——以内蒙古黄岗梁地区为例

论文摘要

少量的基于植被覆盖区的蚀变信息提取方法大多依赖于先验知识,即实测光谱数据或地球化学等数据。在缺少这些数据的情况下,人们往往采用掩膜法或者混合像元分解法来进行植被等干扰因素的去除或抑制。掩膜法在去除植被的同时,往往也掩盖掉高植被边界上或中低植被内部可能存在的蚀变信息;部分约束最小二乘混合像元分解法往往只对端元的丰度值总和为1进行限定,并没有限定端元丰度值的范围（01）,因此该方法在混合像元分解的过程中产生无实际物理意义的负值,从而影响蚀变信息提取的精度。为此本文引入完全约束最小二乘混合像元分解的方法,严格限定以上的两个条件。同时,Sentinel-2数据作为新型的数据源,人们对于其在地质信息提取上的研究相对较少。因此本文以内蒙古黄岗梁的植被覆盖区为例,采用Sentinel-2数据,同时运用掩膜法以及完全约束最小二乘混合像元分解法来提取该地区的铁染蚀变信息,并利用该地区岩性控矿的特点,结合已知金属矿（化）点、褐铁矿化点以及构造信息,综合评价分析两种方法的铁染蚀变信息提取效果,并取得如下成果:（1）根据研究区构造控矿的特点,本文利用SPOT7数据,通过三维地貌增强及不同的滤波方法增强并解译了研究区的构造信息,为后续蚀变信息的综合分析奠定了基础。（2）引入完全约束最小二乘算法,在限定端元丰度值总和为1的条件下,同时限定端元丰度值范围,并从定性及定量的角度,比较分析了部分约束以及完全约束最小二乘算法,结果表明完全约束最小二乘算法精度更高。（3）分别采用掩膜法以及完全约束最小二乘混合像元法进行植被等干扰因素的去除,并根据铁染蚀变矿物的波谱特征,利用特定的主成分分析法提取铁染蚀变信息,最后采用C-A分形方法进行蚀变异常分级。（4）综合叠加构造、研究区已知金属矿（化）点、褐铁矿化点以及铁染蚀变异常信息,从整体、局部上比较并分析掩膜法以及完全约束最小二乘混合像元分解所提取的异常信息,及其与构造、金属矿（化）点、褐铁矿化点的分布关系,结果表明混合像元分解法提取的铁染蚀变信息,不但与构造及金属矿（化）点联系更加密切,而且与已知的褐铁矿化点位置吻合率更高。同时完全约束最小二乘混合像元分解法能更好地提取中低植被覆盖区内及高植被覆盖区边界上的蚀变信息。

论文目录

摘要

abstract

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 植被覆盖区蚀变信息提取研究现状

1.2.2 Sentinel-2数据地质应用现状

1.2.3 存在问题

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 研究目标

1.5 创新点

1.6 论文的组织结构

2 研究区概况及数据预处理

2.1 研究区自然地理概况

2.2 研究区地质概况

2.2.1 研究区地层

2.2.2 研究区岩浆岩

2.2.3 研究区构造

2.3 前人工作程度

2.4 数据预处理

2.4.1 遥感数据源分析

2.4.2 遥感影像预处理

3 遥感构造解译

3.1 研究区构造格架

3.2 断裂构造解译标志

3.3 线性构造增强

3.4 断裂构造解译

4 最小二乘混合像元分解

4.1 端元的选取

4.1.1 最小噪声分离（MNF）变换

4.1.2 端元波谱提取

4.2 部分约束最小二乘算法

4.3 完全约束最小二乘算法

4.4 精度评价

4.4.1 定性对比分析

4.4.2 定量对比分析

5 铁染蚀变信息提取

5.1 密度-面积（C-A）分形理论

5.2 掩膜法

5.2.1 干扰信息的去除

5.2.2 铁染蚀变信息的提取

5.2.3 C-A分形方法蚀变异常分级

5.3 完全约束最小二乘混合像元分解法

5.3.1 干扰信息的去除

5.3.2 铁染蚀变信息的提取

5.3.3 C-A分形方法蚀变异常分级

5.4 提取结果评价及分析

6 总结和展望

6.1 主要研究成果

6.2 展望

致谢

参考文献

附录（作者简介）

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈东磊

导师: 田淑芳

关键词: 数据,植被覆盖,完全约束,混合像元分解,蚀变提取

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P627

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000483

总页数: 76

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