面向岩性信息增强的多源遥感数据融合研究——以Sentinel-2A影像为例

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1、分类号密级公哥中国地质大学（北京）博士学位论文面向岩性信息增强的多源遥感数据融合研究以Ｓｅｎｔ－ｉｎｅｌ２Ａ影像为例学号：３００１１５０１２０研究生：戈文艳专业：地球探测与信息技术研究方向：数学地质指导教师：成秋明教授荆林海研究员２０１８年１２月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研以标注和致谢的地方外不包含其他究成果。尽我所知，除了文中特别加，论文中人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学（北京）或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对

2、本研究所做的任何。与我贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：＾曰期：ｔＶ＞ｂ＼关于论文使用授权的说明：本人完全了解中国地质大学（北京）有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文公开□保密（年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）＿＾？？签名：＼ｊ导师签名：巧Ｂ外曰期：调卩从ｆ分类号密级中国地质大学（北京）博士学位论文面向岩性信息增强的多源遥感数据融合研究——以Sentinel-2A影像为例学号

3、：3001150120研究生：戈文艳专业：地球探测与信息技术研究方向：数学地质指导教师：成秋明教授荆林海研究员2018年12月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforDoctoralDegreeMulti-SourceRemoteSensingFusionforLithologicalInformationEnhancement:ACaseStudyofSentinel-2ADataPh.D.Candidate:WenyanGeMajor:GeodetectionandInformationTec

4、hnologyStudyOrientation:MathematicalGeologyDissertationSupervisor:Prof.QiumingChengProf.LinhaiJingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)II摘要遥感数据因其覆盖面积广、易获取、经济效益高而被广泛应用于地质勘探调查中，如构造岩性解译、蚀变信息提取等方面。随着传感器的不断更新、计算机技术的不断发展，遥感影像类型由中低分辨率多光谱向高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率方向发展，遥感岩性识别亦由人机交互解译方向不断地向自动化识别分类方向发

5、展。多光谱遥感数据Sentinel-2A作为欧空局提出的“地球观测计划”中的重要支撑数据之一，目前已被广泛应用于环境监测中，但因缺乏包含蚀变矿物光谱特征的短波红外波段导致其地质应用受限。此外，因Sentinel-2A影像波段之间空间分辨率不一致，部分波段缺乏空间细节信息。因此，如何通过图像融合技术提高Sentinel-2A影像整体分辨率以充分利用其空间分辨率优势亦是目前该数据研究的重点之一。本文选择多光谱遥感影像Sentinel-2A为研究对象，通过与常用遥感地质数据ASTER、OLI对比，探讨了其在基岩裸露地区的岩性目视解译、蚀变信息提取及岩性分类方面的应用效果与

6、优势。然后利用图像融合技术增强低分辨率波段的空间信息，并对融合后图像进行了地质应用评价，主要结论与成果如下：（1）通过与常用遥感地质数据ASTER、OLI相比，Sentinel-2A多光谱影像因其具有空间分辨率优势，在基岩裸露区如石板井蛇绿岩套地区的岩性识别能力优于ASTER和OLI。此外，DEM数据在岩性分类中具有重要作用。（2）Sentinel-2A与ASTER的结合部分弥补了Sentinel-2A在短波红外范围内的光谱缺陷，可用于蛇纹石化蚀变信息的提取，同时也提高了Sentinel-2A影像对碳酸盐岩、硅酸岩盐及硫酸盐岩等岩性的识别能力。（3）通过Multiv

7、ariableAnalysis(MV)图像融合处理解决了Sentinel-2A影像波段分辨率不一致问题，提高了Sentinel-2A影像在可见近红外及短波红外范围内的光谱分辨率，提升了其对含铁岩性单元及铁染蚀变矿物的提取能力。（4）Sentinel-2A融合图像通过与高光谱数据Hyperion融合，提高了光谱分辨率，提升了岩矿信息识别能力。本文通过图像信息增强算法、图像分类算法及图像融合算法等多层次图像处理技术对Sentinel-2A影像的地质信息提取潜力进行了挖掘，发展了一套有效的Sentinel-2A影像地质信息增强方法。关键词：遥感，岩性分类，图像融合，S