landsat8 oli遥感影像的组合分析法对铁染蚀变的提取研究

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1、Landsat8OLI遥感影像的组合分析法对铁染蚀变的提取研究----------------------------------------------以云南昭通毛坪铅锌矿为例马威，温兴平，石振杰，沈攀(1.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093；2.云南省矿产资源预测评价工程实验室,昆明650093)摘要：本文以云南昭通毛坪铅锌矿为研究区域，利用最新的Landsat8OLI影像，在详细解读云南昭通毛坪的Landsat8OLI影像的基础上，以蚀变围岩的光谱异常为理论依据，结合研究区的地质资料，根据矿物的光谱特征，利用掩膜技术去除水体、阴影

2、等干扰信息，采用主成分分析为主、比值法为辅的方法利用OLI卫星数据提取研究区内铁染异常蚀变信息，并用ETM+影像的主成分分析作为比对，研究表明，利用组合分析法，也就是在主成分分析的基础上，采用比值法辅助，对Landsat8OLI遥感影像上的铁染异常蚀变信息有较好的提取效果。关键词：OLI影像;蚀变信息;提取方法;毛坪铅锌矿引言围岩蚀变（wall-rockAlteration）,又称围岩交代蚀变或主岩交代蚀变，是指近矿围岩在流体的作用下发生的化学和物理变化，从而引起围岩化学成分和结构构造的变化[1]。蚀变围岩因其矿物成分、岩石结构与正常围岩有所不同,

3、所以二者在遥感图像表现为不同的色调,在波谱维表现为截然不同的波谱曲线[2-3]。这为利用遥感影像提取围岩蚀变信息提供了基础。到目前为止，围岩蚀变信息的提取多利用ETM+,ASTER等影像数据。2013年2月，NASA成功发射了Landsat8卫星，Landsat8既保持了Landsat7卫星的基本特征，又在波段数量、波段光谱范围和影响的辐射分辨率方面有了改进。2013年，徐涵秋基于Landsat8的首幅影像，分析和研究了Landsat8遥感影像的新增特征及其生态环境意义［4］。李旭文利用Landsat8卫星上运营性陆地成像仪OLI获取的太湖流域遥感

4、影像数据，开展了其在大气能见度、蓝藻水华及建设用地等生态环境监测领域中的应用研究［5］。OLI数据在地质遥感找矿方面的应用还没有文献报道。此外，基于多光谱数据进行矿化蚀变信息提取的方法主要有主成分分析法、比值方法、光谱角法等[6-7]。这些方法在大量的实践应用中均表现出了不同的问题[8]，主成分分析法依据蚀变围岩与非蚀变围岩波谱差异提取矿化蚀变异常时,使得提取微弱的蚀变围岩信息淹没于背景噪声中,比值方法在波段相除时减弱源数据的信噪比,光谱角法因多光谱数据谱带过宽、数目偏少而导致结果精度偏低。针对以上问题，本研究在详细解读云南昭通毛坪的OLI影像的基

5、础上，以蚀变围岩的光谱异常为理论依据，提取遥感蚀变信息。结合研究区的地质资料，根据矿物的光谱特征，采用主成分分析为主、比值法为辅的方法利用OLI卫星数据提取研究区内蚀变信息，并利用Landsat7ETM+影像的蚀变信息提取结果进行对比分析。1研究区概况毛坪位于云南省东北部的昭通地区，地形上属云岭高原与四川盆地的交接处，典型的山地地貌，地势南高北低，地形切割强烈，地理坐标是N26.80°-28.50°，E102.88°-105.30°[9]。矿区出露的地层有上泥盆统宰格组（D3zg），下石炭统大塘组（C1d）、下石炭统摆佐组（C1b）、中石炭统威宁组

6、（C2w），下二叠统梁山组（P1l）、下二叠统栖霞茅口组（P1q+m），及第四系（Q）（图1）。矿体赋存于上泥盆统宰格组第二段（D3zg2）和下石炭统摆佐组上段（C1b2）及中石炭统威宁组（C2w）[10]。主要有容矿层的白云岩的退色、结晶和白云石化、黄铁矿化、重晶石化、方解石化、硅化[9]。各种不同的围岩蚀变作用大致具有一定分布规律：即黄铁矿大多出现在矿体以内或近矿强烈蚀变的中—粗晶白云岩中，显见它和矿化关系十分密切；铁白云石和铁方解石化常伴随矿体出现，一般矿体都与铁白云石和铁方解石化有关，离矿体越近白云石结晶越粗大，方解石团块越发育。2数据来源

7、近年来，遥感技术和地理信息技术飞速发展，2013年，美国地质调查局USGS（及太空署NASA发射了“陆地卫星数据连续性任务”卫星（LandsatDataContinuityMission卫星，发射后更名为Landsat-8）。Landsat-8卫星上携带有两个主要载荷：OLI(陆地成像仪)和TIRS(热红外传感器)。为了避免大气吸收特征，还在波段数量、波段光谱范围和影响辐射分辨率方面有了改进。此外，还新增了两个波段，蓝色波（OLI1）段可应用于海岸带观测，短波红外段（OLI9）包括水汽强吸收特征，可用于云检测[5]。OLI成像仪包括9个短波谱段（波

8、段1～波段9），幅宽185km，其中全色波段地面分辨率为15m，其他谱段地面分辨率为30m。如表1所示。表1OLI卫星数据