基于礦山高植被覆蓋區(qū)葉片光譜的土壤銅元素含量反演初探
發(fā)布時(shí)間:2020-06-25 02:36
【摘要】:隨著高光譜技術(shù)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)資源的需求,高光譜技術(shù)已經(jīng)成為礦產(chǎn)資源勘查的高新技術(shù)之一,并取得很好的應(yīng)用效果。高光譜數(shù)據(jù)具有連續(xù)的光譜曲線和納米級(jí)的光譜分辨率,在植被覆蓋區(qū)可以通過(guò)植被光譜差異來(lái)判斷礦產(chǎn)元素信息是否異常,進(jìn)而得到區(qū)域的地球化學(xué)信息分布情況,為礦產(chǎn)資源調(diào)查提供指示信息和找礦線索,在植被覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦中具有非常好的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)的遙感技術(shù)研究主要是通過(guò)描述重金屬脅迫下的植物光譜表觀特征,建立基于統(tǒng)計(jì)方法和植被指數(shù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头囱葜脖蝗~片重金屬含量,但通過(guò)植被光譜信息來(lái)反演植被覆蓋區(qū)土壤重金屬含量的研究尚屬少數(shù)。為了查明江西德興銅礦土壤銅元素在土壤和植被中的富集含量以及土壤銅元素對(duì)植被葉片實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)的影響,通過(guò)比較多種模型的反演精度,分析不同光譜波段以及植被指數(shù)等對(duì)土壤銅元素的敏感性,最終構(gòu)建了植被覆蓋區(qū)葉片光譜與土壤銅元素含量的反演模型,以期達(dá)到突破植被屏障,揭示或推斷地下可能存在的隱伏礦藏,快速準(zhǔn)確地獲取礦產(chǎn)資源分布情況,為植被覆蓋區(qū)的全國(guó)礦產(chǎn)資源調(diào)查提供有力的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。本篇研究中,首先分析了實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)與土壤銅元素的相關(guān)性分析及特征選擇,植被葉片光譜與土壤銅元素含量相關(guān)模型的建立主要是對(duì)特征波段和光譜指數(shù)的優(yōu)選,優(yōu)選并建立新的特征波段。光譜指數(shù)的優(yōu)選主要是搜集其他文獻(xiàn)中提及的各種植被指數(shù),優(yōu)選出對(duì)土壤銅元素敏感的部分植被指數(shù)。然后建立了建立基于植被葉片實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)的土壤金屬銅元素含量反演模型,并進(jìn)行模型驗(yàn)證。探究了不同光譜分辨率下植被覆蓋區(qū)葉片光譜對(duì)土壤銅元素含量的反演精度的影響,并將建立的模型應(yīng)用于Hyperion光譜數(shù)據(jù)以及GF-5模擬數(shù)據(jù)。最終獲得了基于礦山高植被覆蓋區(qū)葉片光譜的土壤銅元素定量反演模型,對(duì)比多元線性模型、偏最小二乘模型以及支持向量機(jī)模型,獲得偏最小二乘模型的最優(yōu)結(jié)果,并將模型在衛(wèi)星影像做了應(yīng)用,為植被覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦、GF-5衛(wèi)星的進(jìn)一步應(yīng)用提供了技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:P627
【圖文】:
2.1 研究區(qū)概況 本論文的研究區(qū)選擇的是江西德興斑巖銅礦,該礦位于我國(guó)較大的成礦區(qū),是我國(guó)最大的露天銅礦之一。江西德興銅礦除銅礦外,還具有金礦、銀礦等伴生金屬礦產(chǎn),適用于研究重金屬銅元素的脅迫作用。且江西德興地區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)氣候,適于植被生長(zhǎng),當(dāng)?shù)鼐哂休^高的植被覆蓋度,與本論文的研究方向相契合,因此選定該地區(qū)為本論文的研究區(qū)。其中,江西德興銅礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 80%用于特征波段及特征指數(shù)的篩選以及模型的建立,20%的銅礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)用于精度驗(yàn)證。德興的地理位置處于江西省的東北部,是江西、浙江以及安徽三個(gè)省份的交界處,本篇論文的研究范圍東經(jīng) 117°00′至 118°00′,北緯:28°40′至 29°20′。德興的東部地區(qū)是浙江省開(kāi)化縣,東南和玉山縣,還與上饒縣相鄰。
圖 2-2 江西德興銅礦采樣點(diǎn)分布本點(diǎn)采集土壤樣本 1 個(gè),葉片樣本 3-4 個(gè),其中土壤樣本采集蓋區(qū)以植被樣點(diǎn)確定土壤樣點(diǎn)具體位置,采樣深度為頂層 15采用蛇形采樣法采集 5 個(gè)子樣,然后混合為一個(gè)組合樣,以具代室分析。揀掉碎石雜草等、混勻后將采集的土壤樣品弄碎混合分對(duì)角線分成四份,再把對(duì)角線的兩份并為一份,分至 1.5 公斤上標(biāo)簽寫明編號(hào),注明該樣品采集地點(diǎn)。托運(yùn)回北京后送往相最終測(cè)得的土壤銅元素含量如下圖所示:
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:P627
【圖文】:
2.1 研究區(qū)概況 本論文的研究區(qū)選擇的是江西德興斑巖銅礦,該礦位于我國(guó)較大的成礦區(qū),是我國(guó)最大的露天銅礦之一。江西德興銅礦除銅礦外,還具有金礦、銀礦等伴生金屬礦產(chǎn),適用于研究重金屬銅元素的脅迫作用。且江西德興地區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)氣候,適于植被生長(zhǎng),當(dāng)?shù)鼐哂休^高的植被覆蓋度,與本論文的研究方向相契合,因此選定該地區(qū)為本論文的研究區(qū)。其中,江西德興銅礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 80%用于特征波段及特征指數(shù)的篩選以及模型的建立,20%的銅礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)用于精度驗(yàn)證。德興的地理位置處于江西省的東北部,是江西、浙江以及安徽三個(gè)省份的交界處,本篇論文的研究范圍東經(jīng) 117°00′至 118°00′,北緯:28°40′至 29°20′。德興的東部地區(qū)是浙江省開(kāi)化縣,東南和玉山縣,還與上饒縣相鄰。
圖 2-2 江西德興銅礦采樣點(diǎn)分布本點(diǎn)采集土壤樣本 1 個(gè),葉片樣本 3-4 個(gè),其中土壤樣本采集蓋區(qū)以植被樣點(diǎn)確定土壤樣點(diǎn)具體位置,采樣深度為頂層 15采用蛇形采樣法采集 5 個(gè)子樣,然后混合為一個(gè)組合樣,以具代室分析。揀掉碎石雜草等、混勻后將采集的土壤樣品弄碎混合分對(duì)角線分成四份,再把對(duì)角線的兩份并為一份,分至 1.5 公斤上標(biāo)簽寫明編號(hào),注明該樣品采集地點(diǎn)。托運(yùn)回北京后送往相最終測(cè)得的土壤銅元素含量如下圖所示:
【參考文獻(xiàn)】
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1 王
本文編號(hào):2728737
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