基于地物光谱分析的ASTER岩土类型识别

《基于地物光谱分析的ASTER岩土类型识别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、54—-59．2012地质学刊第36卷第1期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2012．01．54基于地物光谱分析的ASTER岩土类型识别王云涛1．余先川2(1．北京市地质研究所，北京100120；2．北京师范大学信息科学与技术学院，北京100875)摘要：利用遥感数据和实测不同岩土类型渡谱测试数据，以实测不同土体反射光谱数据为基础，通过对遥感数据进行图像增强处理，对不同沉积环境、不同粒级组成的松散土体类型进行识别。研究发现，ASTER数据721波段组合能够有效识别不同土

2、体类型，在凸显不同土体类别的效果最好；ASTER数据的平方根拉伸及标准分段拉伸对不同土体类型的区分效果最好；通过对遥感数据进行主成分变换，发现遥感数据图像信息量得到有效集中，增强了图像的层次感，能够有效增强图像信息。关键词：ASTER数据；地物波谱；岩土类型；信息增强；北京中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1674—3636(2012)01一0054—060引言对岩矿光谱及空间分布精细特征的探测是高空间与高光谱分辨率遥感的优势所在(甘甫平，2001)。遥感技术的发展与地物光谱特征的研

3、究密不可分，岩土的光谱特征是运用遥感方法识别岩土类型的基础，遥感技术的飞速发展推动了对岩土光谱特征的研究，后者又促使遥感岩性识别技术得到深入的发展(唐兰兰等，2006；甘甫平等，2000)。国内外众多学者均对应用遥感技术进行岩土类型识别进行了大量的研究。燕守勋等(2004)分析了多种岩矿光谱分析的技术方法，李培军(2004)利用ASTER数据进行岩性分类，取得较好效果。Clark等(1987)根据地物吸收光谱特征，从高光谱数据中提取并增强这些信息，直接用于岩性识别；Nahid等(2006)利用A

4、STER731波段组合和波段比值图像能较好的识别不同的岩性单元和结构；Row—an等(2003)利用ASTER数据经过匹配滤波处理能够识别灰岩和白云岩。我国曾开展过多次遥感试验研究，但多以植被覆盖较少的地区，研究对象也以岩石矿物为主，未见针对岩土类型进行的研究。1研究区概况以北京为研究区，北京市位于华北平原西北隅，燕山山脉和太行山山脉衔接部位，地理位置为东经115。257—117。307。北纬39026’-41。03’。总面积16410km2，其中山区面积约10072km2，占总面积的61．4％

5、，平原面积6338km2，占总面积的38．6％(北京市地质矿产勘查开发局，2008)。在岩土类型分布上，除北部以砂壤质为主，其他地区均以中壤质为主，有少量砂壤质分布，其中密云、怀柔、昌平地区有少量砂质土壤分布，大兴有大量砂质土壤分布。2研究思路与方法2．1研究技术路线通过岩土体波谱测试，掌握不同岩土体类型的波谱特征，利用不同类型遥感数据，在不同波段上对岩土体的敏感程度的差异，运用不同的增强方法，结合其他非遥感数据，通过数据融合技术方法，进行信息的增强与提取，达到岩土类型遥感识别的目的，研究技术路

6、线见图1。收稿日期：2012—01—06：编辑：陆李萍基金项目：国家高科技研究发展计划(2007AAl22156)；国家自然科学基金(40672195，41072245)；北京市自然科学基金(4102029)作者简介：王云涛(1983一)，男，工程师，主要从事遥感地质处理与分析，E-mail：229248781@qq．corn第36卷王云涛等：基于地物光谱分析的ASTER岩土类型识别55图1研究技术路线图2．2研究方法2．2．1数据收集与分析本次研究遥感数据源选择了ASTER遥感卫星数据，这种遥

7、感数据具有波段多、空间分辨率高、价格便宜的特点，对研究城市周边岩土体类别识别具有一定的优势。研究项目采用FieldSpecProFR(350～2500nm)便携式光谱辐射计对采集的岩土体样本进行反射光谱测试。岩土样本取自北京市不同地貌单元，具有代表性，其中包括卵砾类土、砂类土、黏性土3种(常士骠等，2006)。2．2．2遥感数据预处理(1)大气校正。大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据，

8、用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。本次研究在ENVI软件下通过FLAASH模型进行ASTER遥感数据的大气校正。(2)几何校正。以精度相同或高于影像比例尺的地形图为基准图件，选取适当的控制点，采用多项式和三角有限元两种方法进行几何精纠正，投影方式选用高斯一克吕格投影60分带坐标系统。控制点应均匀分布，选取地形图和影像中均能正确识别、定位的明显地物点上，尽量选择道路等线形地物交叉点的中心。(3)图像增强与变换。利用两幅均值图像与