基于高分衛(wèi)星影像的斷層構(gòu)造識別及三維地質(zhì)建模應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-09-22 22:28
文章針對高分一號(GF-1)衛(wèi)星遙感影像地質(zhì)構(gòu)造特征識別問題,提出了一種借助遙感影像精細空間特征快速識別地表斷層構(gòu)造,運用三維地表模型、三維地質(zhì)模型輔助斷層三維空間精確定位的新方案。以山西沁水盆地柿莊南部地區(qū)為試驗區(qū),通過綜合運用差值與比值運算、混合彩色比值合成等圖像增強算法突出斷層構(gòu)造的形狀、大小、紋理等精細空間特征,結(jié)合解譯標(biāo)志快速提取地表斷層;依據(jù)地質(zhì)勘查成果、三維地表模型對識別結(jié)果進行驗證對比、優(yōu)化綜合及空間變換,并結(jié)合地下斷層構(gòu)造分布,實現(xiàn)地表、地下一體的三維斷層對比連接及地學(xué)模型集成。實驗結(jié)果表明,GF-1衛(wèi)星影像在斷層構(gòu)造特征識別方面應(yīng)用潛力較好,提出的斷層構(gòu)造遙感快速解譯及三維空間精確定位新方案可為三維斷層模型精細化、快速化構(gòu)建提供參考。
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,43(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
基于高分衛(wèi)星遙感影像的斷層構(gòu)造識別及三維地質(zhì)建模應(yīng)用工作流程
GF-1衛(wèi)星影像的4個波段(B1、B2、B3、B4,分別代表藍、綠、紅、近紅外波段)與Landsat TM影像的前4個波段基本一致,結(jié)合TM1~TM4波段主要應(yīng)用范圍對GF-1波段進行分析,B1~ B4波段主要具有以下特點:B1波段可用于區(qū)分土壤和植被;B2波段能較好地識別植物,對水體有一定的穿透力;B3波段可對裸露地表、植被、土壤、巖性、地層、構(gòu)造、地貌等提供豐富信息,是可見光最佳波段;B4波段獨立性好,對土壤、裸露的巖石類型極其敏感[17]。依據(jù)歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index,NDVI)比值圖像(B4-B3)/(B4+B3)和歸一化水體指數(shù)(normalized difference water index,NDWI)比值圖像(B2-B4)/(B2+B4)相關(guān)特征[16, 18],經(jīng)實驗對比分析,采用(B4-B3+B2)/(B4+B3)比值圖像能突顯線性行跡特征,有利于線性斷層構(gòu)造的目視解譯,如圖2所示。4.2 混合彩色比值合成
由(1)式可知,波段組合的標(biāo)準(zhǔn)差越大且波段間的相關(guān)系數(shù)越小,則OIF越大,組合圖像信息量越大。GF-1波段組合按OIF由大到小依次為B4B3B1、B4B3B2、B4B2B1、B3B2B1,其中,B4B3B1波段組合信息最豐富;從單波段統(tǒng)計分析看,B3信息量最大,B4次之,且B3、B4獨立性較高[22]。因此,選取B4、B3作為混合彩色比值合成的2個單波段數(shù)據(jù)。經(jīng)實驗對比,發(fā)現(xiàn)B4、B3、(B4-B3+B2)/(B4+B3)分別賦予紅、綠、藍3個通道用于混合彩色比值合成時效果較佳,如圖3所示。4.3 遙感解譯標(biāo)志提取
【參考文獻】:
期刊論文
[1]遙感線性構(gòu)造特征分析與找礦預(yù)測[J]. 李宗仁,張焜,李曉民,李得林,馬世斌. 遙感信息. 2016(03)
[2]活動斷裂調(diào)查中的高分辨率遙感技術(shù)應(yīng)用方法研究[J]. 張景發(fā),姜文亮,田甜,王鑫. 地震學(xué)報. 2016(03)
[3]面向GF-1影像的比值建筑用地指數(shù)構(gòu)建[J]. 楊文治,張友靜,尹新沆,王金龍. 國土資源遙感. 2016(01)
[4]基于RapidEye遙感影像的比值密度分割法在巖溶石漠化調(diào)查中的應(yīng)用——以云南鶴慶縣為例[J]. 涂杰楠,楊亮,梁麗新,童立強,郭兆成,劉婷,賀鵬. 中國巖溶. 2015(03)
[5]Landsat-5遙感衛(wèi)星波段組合與比值分析在汶川地震前后的應(yīng)用[J]. 楊斌,王金生,詹金鳳. 航天返回與遙感. 2014(01)
[6]基于Worldview-Ⅱ遙感影像的西藏改則地區(qū)斷裂構(gòu)造解譯研究及應(yīng)用[J]. 張瑞絲,陳建平,曾敏. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2012(02)
[7]提取黔西南紅粘土的ASTER波段比值技術(shù)研究[J]. 于彩虹,武曉波,燕守勛. 遙感信息. 2012(02)
[8]CBERS-02B數(shù)據(jù)在霍山山前活動斷裂帶1:5萬填圖中的應(yīng)用[J]. 徐岳仁,申旭輝,何宏林,陳立澤,孫浩越. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2011(S1)
[9]北京城區(qū)及奧林匹克公園熱環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測與分析[J]. 孫維先,杜明義,蔡國印. 測繪科學(xué). 2011(05)
[10]新疆東部卡拉塔格地區(qū)構(gòu)造影像特征分析[J]. 冉麗,劉正桃,楊自安,方同輝,毛啟貴. 地質(zhì)與勘探. 2010(06)
本文編號:3404490
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,43(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
基于高分衛(wèi)星遙感影像的斷層構(gòu)造識別及三維地質(zhì)建模應(yīng)用工作流程
GF-1衛(wèi)星影像的4個波段(B1、B2、B3、B4,分別代表藍、綠、紅、近紅外波段)與Landsat TM影像的前4個波段基本一致,結(jié)合TM1~TM4波段主要應(yīng)用范圍對GF-1波段進行分析,B1~ B4波段主要具有以下特點:B1波段可用于區(qū)分土壤和植被;B2波段能較好地識別植物,對水體有一定的穿透力;B3波段可對裸露地表、植被、土壤、巖性、地層、構(gòu)造、地貌等提供豐富信息,是可見光最佳波段;B4波段獨立性好,對土壤、裸露的巖石類型極其敏感[17]。依據(jù)歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index,NDVI)比值圖像(B4-B3)/(B4+B3)和歸一化水體指數(shù)(normalized difference water index,NDWI)比值圖像(B2-B4)/(B2+B4)相關(guān)特征[16, 18],經(jīng)實驗對比分析,采用(B4-B3+B2)/(B4+B3)比值圖像能突顯線性行跡特征,有利于線性斷層構(gòu)造的目視解譯,如圖2所示。4.2 混合彩色比值合成
由(1)式可知,波段組合的標(biāo)準(zhǔn)差越大且波段間的相關(guān)系數(shù)越小,則OIF越大,組合圖像信息量越大。GF-1波段組合按OIF由大到小依次為B4B3B1、B4B3B2、B4B2B1、B3B2B1,其中,B4B3B1波段組合信息最豐富;從單波段統(tǒng)計分析看,B3信息量最大,B4次之,且B3、B4獨立性較高[22]。因此,選取B4、B3作為混合彩色比值合成的2個單波段數(shù)據(jù)。經(jīng)實驗對比,發(fā)現(xiàn)B4、B3、(B4-B3+B2)/(B4+B3)分別賦予紅、綠、藍3個通道用于混合彩色比值合成時效果較佳,如圖3所示。4.3 遙感解譯標(biāo)志提取
【參考文獻】:
期刊論文
[1]遙感線性構(gòu)造特征分析與找礦預(yù)測[J]. 李宗仁,張焜,李曉民,李得林,馬世斌. 遙感信息. 2016(03)
[2]活動斷裂調(diào)查中的高分辨率遙感技術(shù)應(yīng)用方法研究[J]. 張景發(fā),姜文亮,田甜,王鑫. 地震學(xué)報. 2016(03)
[3]面向GF-1影像的比值建筑用地指數(shù)構(gòu)建[J]. 楊文治,張友靜,尹新沆,王金龍. 國土資源遙感. 2016(01)
[4]基于RapidEye遙感影像的比值密度分割法在巖溶石漠化調(diào)查中的應(yīng)用——以云南鶴慶縣為例[J]. 涂杰楠,楊亮,梁麗新,童立強,郭兆成,劉婷,賀鵬. 中國巖溶. 2015(03)
[5]Landsat-5遙感衛(wèi)星波段組合與比值分析在汶川地震前后的應(yīng)用[J]. 楊斌,王金生,詹金鳳. 航天返回與遙感. 2014(01)
[6]基于Worldview-Ⅱ遙感影像的西藏改則地區(qū)斷裂構(gòu)造解譯研究及應(yīng)用[J]. 張瑞絲,陳建平,曾敏. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2012(02)
[7]提取黔西南紅粘土的ASTER波段比值技術(shù)研究[J]. 于彩虹,武曉波,燕守勛. 遙感信息. 2012(02)
[8]CBERS-02B數(shù)據(jù)在霍山山前活動斷裂帶1:5萬填圖中的應(yīng)用[J]. 徐岳仁,申旭輝,何宏林,陳立澤,孫浩越. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2011(S1)
[9]北京城區(qū)及奧林匹克公園熱環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測與分析[J]. 孫維先,杜明義,蔡國印. 測繪科學(xué). 2011(05)
[10]新疆東部卡拉塔格地區(qū)構(gòu)造影像特征分析[J]. 冉麗,劉正桃,楊自安,方同輝,毛啟貴. 地質(zhì)與勘探. 2010(06)
本文編號:3404490
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