巖性精細識別是遙感巖石學的重要問題,也是難題之一。本文從遙感巖性指數(shù)和判別空間的角度,發(fā)展了有針對性的、對環(huán)境干擾不敏感的巖性精細識別方法。實驗區(qū)位于青海省祁連縣,青藏高原北緣。遙感數(shù)據(jù)為ASTER和全極化RADARSAT-2數(shù)據(jù)。從ASTER熱紅外數(shù)據(jù)各波段輻射值的高度相關性入手,對普朗克方程進行線性近似表達,結合熱紅外電磁輻射傳輸過程,推導出熱紅外波段間的線性方程,理論上解釋了相關性的原因。該公式表明如果地物的發(fā)射率存在差異,其對應的線性方程不同,且與地表溫度無關,可用于巖性識別。方程中參數(shù)較多且求取復雜,本文采用基于大量訓練樣本的統(tǒng)計方法作為替代方案,根據(jù)線性回歸的殘差特征,推導出適用于熱輻射數(shù)據(jù)的鐵鎂質-超鐵鎂質巖指數(shù)(MI)和石英巖指數(shù)(QI),結果表明指數(shù)的識別效果較好,且對溫度變化不敏感。然而,MI和QI僅能識別相對應的巖石,且易受其它地物干擾。進一步的巖性識別,多級波譜增強和多指標協(xié)同分析是必要的�？紤]巖石學中巖漿巖分類的基本原理,以QI和MI構建了波譜特征空間。在此空間中,地物整體呈近似三角形聚類特征,鐵鎂質-超鐵鎂質巖、碳酸鹽巖和石英巖分布于三角形的三個頂點附近,長英質巖位于中心附近,硅酸鹽類巖石呈帶狀分布。通過樣本的統(tǒng)計特征,得到了分類函數(shù),分類結果的混淆矩陣表明精度較高,除長英質巖外,地物的生產(chǎn)者精度都在90%以上,長英質巖的精度達到80%左右。通過與其它長英質巖識別方法比較,發(fā)現(xiàn)該特征空間的識別效果更好。為提高識別巖性精度,引入特征級融合的方法,即融合熱紅外遙感提取的礦物相對含量(化學特征)和SAR提取的地物表面微波散射特征(物理特征),以MI和QI與RADARSAT-2數(shù)據(jù)的Cloude分解參數(shù)構建巖性判別空間,應用Bayes線性判別分析有效地區(qū)分了蛇紋巖和輝長巖,散射熵-MI空間中蛇紋巖的分類生產(chǎn)者精度達到88.5%,單獨使用ASTER或RADARSAT-2數(shù)據(jù)達不到類似效果,表明了特征級融合用于巖性識別的潛力和優(yōu)勢。
【學位單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：P627
【部分圖文】：

間的高度相關性，并以相關性為基礎，結合線性回歸的殘差特征，構建巖性指數(shù)，并探討其對溫度變化和大氣的穩(wěn)定性。2.1 研究區(qū)概況研究區(qū)位于青海省北部祁連山腹地（圖 2-1），地貌上屬青藏高原，平均海拔約 4200 m，構造上位于西域板塊祁連山構造帶中祁連陸塊，區(qū)域及周緣內(nèi)生礦產(chǎn)主要有鉻鐵礦、磁鐵礦、鉛、鋅、銅、金、鎢和鉬等，外生礦產(chǎn)主要有石膏、大理巖和砂金等。其自然環(huán)境惡劣，經(jīng)濟條件差，地質調查程度相對較低。屬于高原大陸性氣候，最佳的遙感巖性解譯時期為夏季，其它季節(jié)有大量冰雪覆蓋地表。研究區(qū)分為兩個子區(qū)域，A 區(qū)是主要研究區(qū)，巖石出露較好，包括鐵鎂質-超鐵鎂質巖（輝長巖和蛇紋巖）、長英質巖（鉀長花崗巖）、石英巖（砂巖）等（圖2-2）。B 為輔助研究區(qū)，是為了提供出露的碳酸鹽巖而選擇的。

研究區(qū)地層巖性簡圖，修改自Dingetal.(2014).

圖 2-3 ASTER TIR 波段（band10-band14）中心波長下黑體溫度(Temperature)與其輻射值(Radiance)的關系表 2-1 ASTER TIR 波段中心波長對應的線性化普朗克方程溫度范圍 波段 線性方程 R2RMSE(W m-2 sr-1 um-1)T (270-320 K) band 10 B10(T)=0.1706T-41.5764 0.9925 0.2221band 11 B11(T)=0.1690T-40.8704 0.9934 0.2076band 12 B12(T)=0.1652T-39.5173 0.9943 0.1885band 13 B13(T)=0.1412T-32.5043 0.9965 0.1260band 14 B14(T)=0.1293T-29.2933 0.9971 0.10492.4 兩波段間輻射亮度線性方程的推導不同熱紅外波段輻射亮度值的高度相關性是熱紅外遙感中不可忽視的問題，陳良富等（1999）曾探討了 MODIS 的熱紅外波段間的相關性，以及其對地表溫

本文編號：2892393