福建武夷山植被覆盖区遥感地质信息提取

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1、496—-508．2013地质学刊第37卷第3期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2013．03．496福建武夷山植被覆盖区遥感地质信息提取陈曦1⋯，陈建国1’3’4，王成彬1’3’4，孙潇5，谢应波2(1．中国地质大学(武汉)资源学院，湖北武汉430074；2．湖北省地质调查院，湖北武汉430074；3．中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北武汉430074；4．中国地质大学(武汉)地质调查研究院，湖北武汉430074；5．核工业二一六大队，新疆乌鲁木齐830011)摘要：植被覆盖区遥感地质信息提取一直是国内外

2、遥感地质领域的研究重点之一。介绍了利用间接证据链，通过追溯植被冠层温度一气孑L阻力一植物水势一根系实际吸水一土壤供水一土壤水分含量，最终以土壤水分含量异常与断裂构造表观特征建立联系。使用TVDI、PDI、MPDI、SPSI遥感土壤水分反演模型提取福建大小矾山地区植被覆盖下的断裂构造信息。关键词：植被覆盖区；遥感地质；断裂构造；地表湿度；福建武夷山中图分类号：P627文献标识码：A文章编号：1674—3636(2013)03—0496—130引言目前，国内外学者对植被覆盖区域遥感地质信息提取方法研究主要集中在以下3个方面：(1)开展对植被覆盖区混合像

3、元分解，混合信息分离，强干扰下遥感异常弱信息提取研究。主要采取的方法有混合像元分解、条件主成分分析、抗干扰主成分分析、植被抑制算法和非线性方法等。黄贤玉等(2004)以大兴安岭地区为例，系统地阐述了植被覆盖区使用卫星遥感数据进行地质信息提取的方法技术。(2)通过地表温度场异常指示断裂构造和隐伏断裂(葛碧如，1997)，通过热红外遥感信息增强断裂构造带的热异常(卢善龙等，2008)，马瑾等(2005)指出热红外辐射变化可能推测构造现今活动。(3)通过提取特定构造的微地貌特征获取断裂构造信息；杨武年等(2003)利用三维可视化方法及影像动态分析开展了地

4、质解译；王睿博(2008)利用DEM提取了川西高原主要断裂构造，并实现了龙门山断裂构造带主构造的计算机自动提取。本研究使用遥感探测技术方法，以福建漳平市大小矾山地区作为研究区，开展对植被覆盖区域断裂构造提取为主要目的的遥感地质信息提取研究工作。结合前人的研究成果，主要通过建立地质构造信息与遥感观测信息相结合的证据链，通过遥感观测信息反映植被覆盖下断裂构造所具有的地表温度、土壤湿度、微地貌异常特征，并以此建立间接的解译标志，结合目视解译提取植被覆盖下的断裂构造信息。1理论基础与数据准备1．1理论基础1．1．1断裂构造的容水性当断裂发生时，岩层(体)沿

5、断裂面产生错动，与此同时产生的还有断裂破碎带或裂隙发育带，从而形成了蓄水空间，而两旁的岩石形成隔水界面。在福建海洋性气候影响下很容易富集水分，因此，将地表湿度指标的异常作为断裂指示性指标，对突出断裂构造有重要意义。不同岩层的接触带，如侵入体和其他岩层的接触带是普遍存在的。侵人体的侵入造成了围岩的形收稿日期：2013—06—25；编辑：陆李萍基金项目：国家自然科学基金(41072246)，“十二五”国家支撑计划课题(2011BAB06808-2)，中国地质调查局项目(12120113089100．1212011120986)作者简介：陈曦(1985一

6、)，男，助理工程师，硕士，地球探测与信息技术专业，研究方向为遥感地质、城市三维地质建模，E-mail：cx0002@163．corn第37卷陈曦等：福建武夷山植被覆盖区遥感地质信息提取变，产生了裂隙，这种裂隙虽然经过多期次的岩浆活动，也还有部分没有被填充胶结，侵入岩冷却后，体积收缩，与围岩之间的裂隙增大，形成容水构造。断裂裂隙水的分布极不均匀，而且不是所有的断裂都有水，一般情况下：(1)张性断裂裂隙水呈带状分布；(2)张性断裂的出水点有明显的方向性；(3)压扭性断裂边部富水性强；(4)压扭性断裂上盘富水性强。基于以上理论，容水性可以作为断裂间接指示

7、标志。断裂构造带土壤湿度大，常见位于断裂构造带上的植被异常茂盛，所以将植被密度与土壤含水量有机结合可以对断裂构造信息有所指示。1．1．2植被冠层温度异常与土壤湿度的相关性地表温度反映了土壤湿度状况，为土壤湿度异常检测提供了潜力。研究证明，地表温度(LST)与植被指数问存在密切的负相关关系。对于裸土来说，地表温度常常以土壤表面温度代表，而植被覆盖率较高的区域地表温度则可以用植物的冠层表面温度表征。从植物生理学角度来说，一般冠层温度升高大多是植物蒸腾作用造成的，蒸腾量的变化是由于土壤水分的变化导致的植物叶片气孑L开闭变化。所以，土壤水分含量变化造成的水

8、分胁迫将导致蒸腾降温功能的减弱，从而影响植物冠层温度，造成冠层温度的升高。因此，植被冠层温度与其下伏土壤湿度存在密切相关陛