中高植被區(qū)斑巖型銅礦床礦化蝕變提取

吳 艷，何政偉,2，趙銀兵，高海洋

（1.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都610059；2.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；3.成都理工大學(xué) 旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都610059）

中高植被區(qū)斑巖型銅礦床礦化蝕變提取

吳 艷1，何政偉1,2，趙銀兵2,3，高海洋1

（1.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都610059；2.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；3.成都理工大學(xué) 旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都610059）

遙感蝕變信息的提取是利用遙感手段找礦的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而地表植被覆蓋度是蝕變信息提取過程中影響精確性的重要因素，因此如何在植被覆蓋區(qū)域減少植被對(duì)蝕變信息提取精確性的影響是遙感找礦過程中一個(gè)難題。以普朗斑巖型銅礦為例，應(yīng)用RS、GIS技術(shù)及地質(zhì)等相關(guān)資料，進(jìn)行植被覆蓋度分級(jí)切割，通過對(duì)研究區(qū)域內(nèi)蝕變信息的提取，進(jìn)行多種方法對(duì)比研究，尋求研究區(qū)域綜合遙感成礦信息提取的最佳方法。

植被覆蓋度；斑巖型銅礦床；蝕變信息；ASTER數(shù)據(jù)

1 研究區(qū)概況

本文選擇的研究區(qū)位于香格里拉縣北部,東經(jīng)99°57'58"~100°01'02"，北緯28°01'42"~28°04'55"。屬高原寒冷山區(qū)，地勢呈北高南低的走勢，區(qū)內(nèi)植被發(fā)育呈現(xiàn)垂直分布的特點(diǎn)，隨著海拔的增加，植被覆蓋度（VFC）減少。研究區(qū)位于義敦島弧南段的香格里拉壓性島弧，總體呈北北西展布，位于甘孜-理塘結(jié)合帶西側(cè)。出露的主要地層有泥盆系、石炭系、二疊系中村組聶耳堂刀組和東壩組，早三疊系布倫組、中三疊系，中三疊系曲嘎寺組、北衙組、王吃卡組、哈工組、圖姆溝組、拉納山組和甲丕拉組，古近系美樂組，第四系等。斑（玢）巖體中蝕變帶伴以鉀化帶、硅化帶和黃鐵絹英巖化帶，伴有斑巖型礦化體存在，蝕變帶常常呈現(xiàn)由內(nèi)到外的環(huán)狀分帶特征[1]。研究區(qū)地質(zhì)概況如圖1所示。

2 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理

本文用ASTER影像進(jìn)行遙感蝕變異常信息的提取，數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括幾何校正、FLAASH大氣校正[2]。蝕變信息提取過程中的影響因子主要包括：研究區(qū)內(nèi)河流、湖泊、云、冰川、陰影及植被信息。采用一定的方法將這些干擾因子去除是提取蝕變信息的前提。

圖1 普朗銅礦床地質(zhì)圖（據(jù)余海軍，2009修改）

3 VFC分級(jí)及研究區(qū)蝕變信息提取

3.1 VFC分級(jí)

植被在研究區(qū)域內(nèi)大量分布，直接影響遙感蝕變信息的提取效果，如何有效地去除植被干擾信息，提取出蝕變信息是研究的重點(diǎn)。植被去太少會(huì)提取出部分偽蝕變信息，去太多又會(huì)把本來存在的蝕變信息去掉。本文采用去不同比例植被再提取蝕變信息的方法，分別將研究區(qū)分為低VFC區(qū)域、中低VFC區(qū)域、中VFC區(qū)域以及高VFC區(qū)域。利用歸一化植被指數(shù)（NDVI）對(duì)研究區(qū)ASTER影像進(jìn)行VFC分析，通過VFC分級(jí)閾值的選取，利用掩膜生成不同級(jí)別VFC影像，在不同VFC下進(jìn)行蝕變信息提取。綜合考慮研究區(qū)VFC情況，將0.0～0.4定義為低VFC區(qū)域；0.0～0.5定義為中低VFC區(qū)域；0.0～0.6定義為中VFC區(qū)域；0.0～1.0定義為高VFC區(qū)域。根據(jù)各個(gè)區(qū)間的取值，分別對(duì)研究區(qū)影像進(jìn)行切割，利用掩膜技術(shù)生成VFC分別為0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的遙感影像。

首先計(jì)算研究區(qū)NDVI，計(jì)算之前需將灰度值圖像轉(zhuǎn)換為反射率圖像，同時(shí)去掉影像中的負(fù)值信息[3]。利用波段運(yùn)算將負(fù)值部分全部賦值為1，其余部分的值不變。

B1=(foat(B2)lt0)*1+(foat(B2) ge 0)*B1(1)式中，B2為紅光波段或近紅外波段，主要目的是剔除原始影像中負(fù)值信息。如波段中無負(fù)值信息，可省去此步驟。

灰度值轉(zhuǎn)換成反射率之后可以直接應(yīng)用近紅外及紅光波段進(jìn)行植被指數(shù)的計(jì)算，NDVI值的獲取主要是為計(jì)算VFC。

利用NDVI可以直接進(jìn)行VFC值的計(jì)算：

式中，NDVImin為計(jì)算植被指數(shù)最小值，即裸土或無植被覆蓋區(qū)域的NDVI值；NDVImax為計(jì)算植被指數(shù)最大值，是完全被植被所覆蓋像元的NDVI值，即純植被像元的NDVI值[4]。

將計(jì)算出來的VFC灰度影像分別拉伸為0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的范圍，再將拉伸出來的影像分別建立不同VFC的掩膜。利用建立好的掩膜去不同比例的植被，形成不同VFC的研究區(qū)遙感影像，從而進(jìn)行蝕變信息的提取。圖2為不同VFC的研究區(qū)遙感影像。

圖2 VFC分級(jí)切割去植被影像

3.2 研究區(qū)蝕變信息提取分析

礦區(qū)內(nèi)典型的蝕變礦物石英和絹云母等礦物在ASTER影像上呈現(xiàn)4波段反射高峰值，6、8波段為該礦物的吸收谷區(qū)域[5]。因礦物在6波段為吸收谷，5、7波段為該礦物反射峰值特征，特應(yīng)用反射峰與波段吸收谷的比值運(yùn)算來突出該類礦物遙感異常信息?；谝陨侠碚摚\(yùn)用（B5+B7）/B6方法提取該區(qū)典型絹英巖化蝕變異常信息[6]。

本文在完成對(duì)遙感數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，包括去除冰雪等干擾信息、輻射校正、大氣校正等基礎(chǔ)預(yù)處理。通過對(duì)區(qū)內(nèi)典型斑巖型銅礦蝕變分帶特征研究，應(yīng)用比值法提取了典型礦區(qū)絹英巖化帶蝕變信息，在對(duì)比礦區(qū)的成礦模式及圍巖蝕變分帶特征上，提出適合該區(qū)域蝕變特征研究方法。

針對(duì)3種圖像作VFC分析。VFC分級(jí)，結(jié)合前人成果共分為4級(jí)，分別將VFC0.0～0.4定義為低植被覆蓋區(qū)域；0.4～0.5定義為中低植被覆蓋區(qū)域；0.5～0.6定義為中植被覆蓋區(qū)域；0.6～1.0定義為高植被覆蓋區(qū)域。根據(jù)各個(gè)區(qū)域的取值，分別對(duì)典型礦區(qū)影像進(jìn)行切割，形成VFC為0.0～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～1.0值域的遙感影像。根據(jù)每個(gè)級(jí)別進(jìn)行蝕變信息的提取，總結(jié)適合區(qū)域蝕變類型分布的VFC級(jí)別特征。

分別用比值法、比值-主成分分析綜合法、光譜角匹配法和混合像元分解法對(duì)研究區(qū)不同VFC下進(jìn)行絹英巖化蝕變信息提取，結(jié)果如表1所示。

對(duì)不同方法在不同VFC下提取出來的蝕變信息在ArcGIS中進(jìn)行對(duì)比分析，并與研究區(qū)地質(zhì)圖疊加分析，可得到提取出來的絹英巖化蝕變信息的總面積（表2）和落在絹英巖化帶上的蝕變信息面積（表3），可計(jì)算出落在絹英巖化帶上的蝕變面積占總蝕變面積的百分比（表4）。利用此百分比作為標(biāo)準(zhǔn)，可選擇出在去多少比例植被下用哪種提取方法的效果最好。

表1 基于ASTER影像普朗礦區(qū)絹英巖化提取異常圖

表2 不同方法提取的絹英巖化像元面積比較

表3 不同方法提取的絹英巖化落在蝕變帶上面積比較

表4 落在蝕變帶上面積占總蝕變面積百分比

4 結(jié) 語

從表中可以看出，采用比值法提取蝕變時(shí)，蝕變總面積最大是在VFC值為0.0～0.6范圍。落在絹英巖化帶上的面積最大的是VFC值為0.0～0.4，用比值法提取。而落在絹英巖化帶上的面積占總的蝕變面積百分比最大的是在VFC值為0.0～0.5，用混合像元分解法。提取礦化蝕變信息的時(shí)候，不僅要考慮提取出來的蝕變信息落在蝕變帶上的面積大小，還要考慮其精確性。綜合分析，在研究區(qū)提取絹英巖化蝕變信息時(shí)，采用混合像元分解法，且VFC范圍為0.0～0.5的效果最好。

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P237.3

B

1672-4623（2015）03-0093-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.033

吳艷，碩士，主要從事遙感及3S集成技術(shù)應(yīng)用研究。

2014-07-07。

項(xiàng)目來源：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（40972225）；中國地調(diào)局資助項(xiàng)目（12120113095400、1212011086057)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目（20095122110003）。