[發明專利]一種適合于熱紅外高光譜遙感的石英含量定量計算方法

在審

• 申請號: 201610958025.1
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN107991244A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 郭幫杰;張杰林;武鼎;王俊虎;周覓
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01J5/00
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于遙感信息科學技術領域，具體涉及一種適合于熱紅外高光譜遙感的石英含量定量計算方法。

背景技術

遙感領域的石英礦物定量計算主要應用于地質學科里的硅化帶的尋找。硅化帶為熱液活動形成的蝕變條帶的一種，是熱液型礦床的找礦標志，包括金、錫等多金屬礦床，也包括熱液型鈾礦床。

目前，使用遙感技術進行硅化帶提取只在于提取目標的SiO₂含量，還沒有方法提取目標的石英礦物含量。這些SiO₂含量提取方法主要分為定性提取和定量提取兩大類，其中定量提取方法需要在SiO₂定量計算的基礎上進行。當前遙感數據SiO₂定量計算方法只限于多光譜數據，包括Landsat中的TM、ETM數據和ASTER數據，不涉及熱紅外波段，因此精確度非常低。

遙感技術識別硅化帶最直接的方法應該是提取石英含量非常高的條帶或區域，其關鍵是識別出石英礦物中Si-O鍵振動形成的特征吸收譜帶。熱紅外波段對Si-O鍵的識別具有非常高的精確性。

熱紅外高光譜數據具有非常高的光譜分辨率，能夠非常精確地表現出與石英礦物含量密切相關的波段范圍和特征波段。熱紅外高光譜遙感對石英礦物含量的定量計算是目前硅化帶提取的前緣技術，也是遙感技術在地質領域應用的重點技術。因此，亟需充分利用熱紅外高光譜遙感技術覆蓋面廣、信息獲取快、探測精度高及光譜分辨率高的技術優勢，結合地球化學分析數據，開發出面向硅化帶定量提取的石英礦物含量定量計算方法。

發明內容

本發明需要解決的技術問題為：針對目前遙感技術對石英礦物含量定量計算的空白，提出一種適合于熱紅外高光譜遙感數據的石英礦物含量定量計算方法。

為解決上述技術問題，本發明一種適合于熱紅外高光譜遙感的石英礦物含量定量計算方法，具體包括以下步驟：

步驟一、對研究區的熱紅外高光譜遙感數據預處理；

步驟二、熱紅外高光譜遙感數據大氣校正，具體包括以下子步驟：

步驟2.1熱紅外高光譜遙感數據進行大氣透過率曲線、上行輻射和下行輻射模擬，得到研究區大氣透過率模擬曲線及上下行輻射模擬曲線；

步驟2.2按照步驟一所采用的熱紅外高光譜遙感數據波段進行重采樣，得到重采樣后大氣透過率曲線，進而得到熱紅外高光譜遙感數據大氣校正圖像；

步驟三、熱紅外高光譜數據溫度/發射率分離，利用歸一化法進行溫度/發射率分離，得到發射率圖像；

步驟四、石英礦物含量定量計算經驗公式確定，具體包括以下子步驟：

步驟4.1熱紅外光譜曲線的觀察分析，找出與石英礦物含量相關的波段范圍；

步驟4.2采集不同巖性的巖漿巖標本進行熱紅外光譜數據采集；

步驟4.3將步驟4.2采集到的熱紅外光譜數據進行重采樣，使其與步驟一采用的熱紅外高光譜遙感數據相匹配，并結合步驟4.1找出石英礦物含量密切相關的波段組合；

步驟4.4對步驟4.2所述巖石標本進行地球化學測試，獲取全量分析數據；

步驟4.5根據各樣品全量分析數據，使用CIPW標準礦物計算方法計算出各樣品的石英礦物含量；

步驟4.6將步驟4.3得到的與石英含量密切相關的波段組合在不同組合方式下，進行四則運算、對數運算及指數運算，然后結合步驟4.4得到的石英含量進行回歸分析，獲取相關性最高的波段組合形式；

步驟4.7根據石英礦物含量及其對應的發射率光譜曲線中相關性最高的波段組合，得出石英礦物含量定量計算經驗公式；

步驟五、石英礦物含量圖獲取，將步驟4.7所述經驗公式代入發射率圖像，進行波段運算，獲取石英礦物含量圖。

所述的步驟三中，石英含量進行回歸分析，相關性最高的波段組合形式為ln[B2^2/(B1*B3)]；其中，B1＝B_8.49，B2＝B_8.60μm，B3＝B_8.71μm，B_8.82可作為B_8.49的備用波段，下標表示該波段的波長。

得出石英礦物含量定量計算經驗公式，y＝8208.9x³-5525x²+1228.2x+0.3139，x＝ln[B2^2/(B1*B3]。