巖性精細(xì)識別是遙感巖石學(xué)的重要問題,也是難題之一。本文從遙感巖性指數(shù)和判別空間的角度,發(fā)展了有針對性的、對環(huán)境干擾不敏感的巖性精細(xì)識別方法。實驗區(qū)位于青海省祁連縣,青藏高原北緣。遙感數(shù)據(jù)為ASTER和全極化RADARSAT-2數(shù)據(jù)。從ASTER熱紅外數(shù)據(jù)各波段輻射值的高度相關(guān)性入手,對普朗克方程進行線性近似表達,結(jié)合熱紅外電磁輻射傳輸過程,推導(dǎo)出熱紅外波段間的線性方程,理論上解釋了相關(guān)性的原因。該公式表明如果地物的發(fā)射率存在差異,其對應(yīng)的線性方程不同,且與地表溫度無關(guān),可用于巖性識別。方程中參數(shù)較多且求取復(fù)雜,本文采用基于大量訓(xùn)練樣本的統(tǒng)計方法作為替代方案,根據(jù)線性回歸的殘差特征,推導(dǎo)出適用于熱輻射數(shù)據(jù)的鐵鎂質(zhì)-超鐵鎂質(zhì)巖指數(shù)(MI)和石英巖指數(shù)(QI),結(jié)果表明指數(shù)的識別效果較好,且對溫度變化不敏感。然而,MI和QI僅能識別相對應(yīng)的巖石,且易受其它地物干擾。進一步的巖性識別,多級波譜增強和多指標(biāo)協(xié)同分析是必要的。考慮巖石學(xué)中巖漿巖分類的基本原理,以QI和MI構(gòu)建了波譜特征空間。在此空間中,地物整體呈近似三角形聚類特征,鐵鎂質(zhì)-超鐵鎂質(zhì)巖、碳酸鹽巖和石英巖分布于三角形的三個頂點附近,長英質(zhì)巖位于中心附近,硅酸鹽類巖石呈帶狀分布。通過樣本的統(tǒng)計特征,得到了分類函數(shù),分類結(jié)果的混淆矩陣表明精度較高,除長英質(zhì)巖外,地物的生產(chǎn)者精度都在90%以上,長英質(zhì)巖的精度達到80%左右。通過與其它長英質(zhì)巖識別方法比較,發(fā)現(xiàn)該特征空間的識別效果更好。為提高識別巖性精度,引入特征級融合的方法,即融合熱紅外遙感提取的礦物相對含量(化學(xué)特征)和SAR提取的地物表面微波散射特征(物理特征),以MI和QI與RADARSAT-2數(shù)據(jù)的Cloude分解參數(shù)構(gòu)建巖性判別空間,應(yīng)用Bayes線性判別分析有效地區(qū)分了蛇紋巖和輝長巖,散射熵-MI空間中蛇紋巖的分類生產(chǎn)者精度達到88.5%,單獨使用ASTER或RADARSAT-2數(shù)據(jù)達不到類似效果,表明了特征級融合用于巖性識別的潛力和優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P627
【部分圖文】：

間的高度相關(guān)性，并以相關(guān)性為基礎(chǔ)，結(jié)合線性回歸的殘差特征，構(gòu)建巖性指數(shù)，并探討其對溫度變化和大氣的穩(wěn)定性。2.1 研究區(qū)概況研究區(qū)位于青海省北部祁連山腹地（圖 2-1），地貌上屬青藏高原，平均海拔約 4200 m，構(gòu)造上位于西域板塊祁連山構(gòu)造帶中祁連陸塊，區(qū)域及周緣內(nèi)生礦產(chǎn)主要有鉻鐵礦、磁鐵礦、鉛、鋅、銅、金、鎢和鉬等，外生礦產(chǎn)主要有石膏、大理巖和砂金等。其自然環(huán)境惡劣，經(jīng)濟條件差，地質(zhì)調(diào)查程度相對較低。屬于高原大陸性氣候，最佳的遙感巖性解譯時期為夏季，其它季節(jié)有大量冰雪覆蓋地表。研究區(qū)分為兩個子區(qū)域，A 區(qū)是主要研究區(qū)，巖石出露較好，包括鐵鎂質(zhì)-超鐵鎂質(zhì)巖（輝長巖和蛇紋巖）、長英質(zhì)巖（鉀長花崗巖）、石英巖（砂巖）等（圖2-2）。B 為輔助研究區(qū)，是為了提供出露的碳酸鹽巖而選擇的。

研究區(qū)地層巖性簡圖，修改自Dingetal.(2014).

圖 2-3 ASTER TIR 波段（band10-band14）中心波長下黑體溫度(Temperature)與其輻射值(Radiance)的關(guān)系表 2-1 ASTER TIR 波段中心波長對應(yīng)的線性化普朗克方程溫度范圍 波段 線性方程 R2RMSE(W m-2 sr-1 um-1)T (270-320 K) band 10 B10(T)=0.1706T-41.5764 0.9925 0.2221band 11 B11(T)=0.1690T-40.8704 0.9934 0.2076band 12 B12(T)=0.1652T-39.5173 0.9943 0.1885band 13 B13(T)=0.1412T-32.5043 0.9965 0.1260band 14 B14(T)=0.1293T-29.2933 0.9971 0.10492.4 兩波段間輻射亮度線性方程的推導(dǎo)不同熱紅外波段輻射亮度值的高度相關(guān)性是熱紅外遙感中不可忽視的問題，陳良富等（1999）曾探討了 MODIS 的熱紅外波段間的相關(guān)性，以及其對地表溫

本文編號：2892393