[發明專利]一種基于遙感影像快速識別鹽湖水域隱伏斷裂構造的方法

有效

• 申請號: 201210526181.2
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103512661A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 王俊虎;趙英俊;王志明;張杰林
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝;盧慧

技術領域

本發明屬于遙感信息提取領域。具體涉及一種基于遙感影像快速識別鹽湖水域隱伏斷裂構造的方法。

背景技術

鹽湖的形成與演化是地質環境、古氣候、沉積物源等諸多因素綜合控制作用的結果，其中構造地質環境則是鹽湖形成與演化重要的決定性主導因素之一。鹽湖各自空間延展的形態特征，也突出顯示了湖盆受不同方位斷裂控制的事實。另外，鹽湖水域隱伏斷裂構造可切穿深部地層，使高礦化度水沿斷裂構造上升，以泉水或越流補給形式為鹽湖提供新的成礦物質來源。因此，識別控制鹽湖形成的斷裂構造對分析鹽湖的形成和演化、鹽湖礦產資源富集部位具有重要的意義。

現今，識別隱伏斷裂構造的技術方法多為地質學方法（如巖石學、礦物學方法等）、勘探地球物理（如重力、電磁等）、勘探地球化學（如地氣_X熒光_氡氣測量、射氣測量、成礦元素地球化學法等）、遙感技術（如構造光譜特征、紋理特征、分形特征等）、生物學方法等，這些技術方法在陸地隱伏斷裂構造識別中發揮了積極有效的作用。但鹽湖區斷裂構造隱伏于湖底深部，較深的水體覆蓋而無法開展常規地質觀察及物化探儀器作業。因此，傳統的構造地質學、勘探地球物理、勘探地球化學等方法無能為力，遙感技術方法也一直沒有找到有效的突破口。現今可查到的文獻中，僅有李永慶等（1990）基于低空間分辨率的衛星Landsat?MSS遙感數據對隱伏在水下的地質構造信息進行了提取研究，但其僅僅是依據不同水域圖像色調的差異來圈定隱伏構造界線，沒有排除水體的深淺對圖像色調的影響。而鹽湖水體的遙感信息包括深度信息、礦化度信息及可能的微量元素信息等，尤其是水體的深淺對圖像色調有著明顯的影響。因此，直接依據不同水域圖像色調的差異來圈定隱伏構造界線是不準確的，必須開發鹽湖水域隱伏斷裂構造識別的新發法。

發明內容

本發明的目的是在于針對鹽湖水域隱伏斷裂構造識別的找礦需求和現有探測技術的缺陷，一種基于遙感影像開發快速識別和驗證鹽湖水域隱伏斷裂構造的新方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案設計如下：一種基于遙感影像快速識別鹽湖水域隱伏斷裂構造的方法，包括如下步驟：

步驟1，多源、多時相遙感數據源的獲取；選定所用衛星遙感數據源，選取研究區正午時分的中等分辨率多光譜陸地衛星影像ETM、空間分辨率15米，中等分辨率多光譜衛星影像ASTER、空間分辨率15米，高分辨率衛星影像SPOT5、空間分辨率2.5米的遙感數據；

步驟2，ETM、ASTER和SPOT5遙感影像的預處理；完成ETM、ASTER和SPOT5遙感影像的輻射校正、幾何校正和噪聲去除；

步驟3，基于ETM、ASTER和SPOT5遙感影像完成鹽湖區湖水水際線提取；ETM數據采用ETM第5波段、ASTER數據采用ASTER第5波段、SPOT5數據采用第4波段，然后采用非監督分類方法，即ISODATA法，實現鹽湖水廓線的精確提取；

步驟4，鹽湖ETM和SPOT5遙感影像中不同點位湖水波譜信息提取；

步驟4.1，依據鹽湖ETM遙感影像的亮度值大小，選取一條亮度值由高到低的剖面，在剖面上均勻選取代表遙感影像不同亮度值的多個點，分析每個點的波譜曲線特征；從ETM遙感影像各個點的光譜曲線中，在可見光波段選擇影像亮度值最大、譜形變化最大的波段m，在中紅外波段選擇影像亮度值最小、譜形變化最小的波段n，并選出影像亮度值由高到低的過渡波段i；其中，m，n，i=1，2，3，4，5，6，7；

步驟4.2，依據鹽湖SPOT5遙感影像的亮度值大小，選取一條亮度值由高到低的剖面，在剖面上均勻選取代表SPOT5遙感影像不同亮度值的多個點,分析每個點的波譜曲線特征；從SPOT5遙感影像各個點的光譜曲線中，在可見光波段選擇影像亮度值最大、譜形變化最大的波段x，在中紅外波段選擇影像亮度值最小、譜形變化最小的波段y，并選出影像亮度值由高到低的過渡波段z；其中，x，y，z=1，2，3，4；

步驟5，構建鹽湖湖水礦化度ETM和SPOT5遙感指數：

步驟5.1構建湖水礦化度的ETM遙感指數SIETM；將上述步驟獲取的鹽湖ETM遙感影像亮度值最大、譜形變化最大的波段m，與亮度值最小、譜形變化最小的波段n的比值作為反演湖水礦化度信息的指數，來反映湖水中礦化度信息的變化，即湖水礦化度的ETM指數SIETM，其表達式為：

SIETM=ETM（m）/ETM（n）（1）

式中：S?IETM為湖水礦化度ETM指數；ETM（m）、ETM（n）為ETM影像第m和第n波段的亮度值；