蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法与流程

本发明涉及遥感地质
技术领域：
，尤其涉及一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法。
背景技术：
：随着目前遥感技术向“高光谱分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率”方向发展，以及矿产资源勘查紧缺需求程度日益加大的情况，多(高)光谱遥感中矿产的精细化光谱响应已成为遥感地质研究的热点之一。目前国内外通过遥感技术对矿产的矿化蚀变异常的勘察和研究主要关注的是裸露的区域，而在复杂地质背景区域下的蚀变特征矿物的蚀变异常信息则通常被忽略，究其原因是在复杂地质背景区域下蚀变特征矿物的蚀变异常信息多为微弱、低缓信息，其与复杂地质背景信息混杂在一起，难以通过普通的采样和分析技术轻易地检测到，因此在复杂地质背景情况下的蚀变特征矿物的蚀变异常信息多在遥感技术的前期处理中就同时与植被、阴影、云雪和水体等一同作为干扰信息全部予以掩膜去除。但是国内外的矿产有很多都处于复杂地质背景条件下，因此，如何使得在复杂地质背景条件下的蚀变特征矿物的蚀变异常信息能够获取成为亟待解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例提供一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，主要目的是在复杂地质背景的情况下，将蚀变异常信息与地质背景信息分离开，实现对蚀变特征矿物微弱、低缓的蚀变异常信息的提取。为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：一方面，本发明实施例提供了一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景情况下，包括：根据蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量；将代表所述蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域；根据频率域中的所述主成分分量分离蚀变异常信息与地质背景信息；将所述蚀变异常信息从频率域转换到空间域，获取空间域中的所述蚀变异常信息。在该技术方案中，所述根据蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到代表所述蚀变特征矿物的主成分分量包括：确定所述蚀变特征矿物；分析所述蚀变特征矿物的所述遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段；对多个所述波段进行主成分分析，并得到代表所述蚀变特征矿物的所述主成分分量。在该技术方案中，所述根据频率域中的所述主成分分量分离所述蚀变异常信息与地质背景信息包括：根据频率域中的所述主成分分量生成分离所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的滤波器；通过所述滤波器分离所述蚀变异常信息与所述地质背景信息。在该技术方案中，所述根据频率域中的所述主成分分量生成分离所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的滤波器包括：根据频率域中的所述主成分分量生成表示所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的关系曲线；根据所述关系曲线确定分离所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的滤波器的阈值；根据所述阈值生成分离所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的所述滤波器。在该技术方案中，所述根据频率域中的主成分分量生成表示所述蚀变异常信息与所述地质背景信息的关系曲线包括：应用多重分形的方法根据所述主成分分量的能谱密度与面积生成对数线性关系曲线，所述对数线性关系曲线表示所述蚀变异常信息与所述地质背景信息。在该技术方案中，所述分析所述蚀变特征矿物的所述遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段包括：在遥感影像数据中选取多个反射峰和多个吸收谷作为具有诊断性波谱特征的波段。在该技术方案中，在所述根据蚀变特征矿物的所述遥感影像数据，得到代表所述蚀变特征矿物的主成分分量之前，通过worldview-3卫星获取所述遥感影像数据。在该技术方案中，所述将代表所述蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域包括：通过傅里叶变换将代表所述蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域。在该技术方案中，所述将所述蚀变异常信息从频率域转换为空间域包括：通过傅里叶逆变换将所述蚀变异常信息从频率域转换为空间域。在该技术方案中，所述蚀变特征产物包括石英、绢云母、绿泥石及绿帘石中的一种或任意几种。本发明实施例提出的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，该提取方法包括：根据蚀变特征矿物的遥感影像数据得到代表蚀变特征矿物的主成分分量，而后将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域，在频率域状态下，根据主成分分量将蚀变异常信息与地质背景信息分离，其中，蚀变异常信息为蚀变特征矿物的矿物信息，地质背景信息为复杂地质背景的地质信息，再将在频率域中的蚀变异常信息转换到空间域中，得到在空间域下的蚀变异常信息。本发明提供的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景情况下，使得在相关技术中在植被、水和阴影等复杂地质背景区域覆盖下无法获取的的蚀变特征矿物的蚀变异常信息，能够被获取，改进了相关技术中只能在空间域中提取蚀变异常信息不足的情况，使得在复杂地质背景覆盖下的微弱、低缓的蚀变异常信息能够从与地质背景信息分离出来，从而实现蚀变异常信息的获取，对在复杂地质背景情况下的蚀变特征矿物的精细化区分和辨识提取提供了有力保障，为找矿勘查提供有力的科学依据和支撑。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。附图说明图1为本发明实施例提供的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法的流程图；图2为本发明实施例提供的另一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法的流程图；图3为本发明实施例提供的再一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法的流程图；图4为本发明实施例提供的再一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法的流程图；图5为本发明实施例提供的石英的波谱曲线与worldview-3遥感影像数据的波段对应情况图；图6为本发明实施例提供的绢云母的波谱曲线与worldview-3遥感影像数据的波段对应情况图；图7为本发明实施例提供的绿泥石波谱曲线与worldview-3遥感影像数据的波段对应情况图；图8为本发明实施例提供的绿帘石的波谱曲线与worldview-3遥感影像数据的波段对应情况图；图9为本发明实施例提供的石英主成分分量的能谱密度与面积的对数关系曲线；图10为本发明实施例提供的绢云母主成分分量的能谱密度与面积的对数关系曲线；图11为本发明实施例提供的绿泥石主成分分量的能谱密度与面积的对数关系曲线；图12为本发明实施例提供的绿帘石主成分分量的能谱密度与面积的对数关系曲线；图13为本发明实施例提供的石英的蚀变异常信息的提取结果图；图14为本发明实施例提供的绢云母的蚀变异常信息的提取结果图；图15为本发明实施例提供的绿泥石的蚀变异常信息的提取结果图；图16为本发明实施例提供的绿帘石的蚀变异常信息的提取结果图。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的复杂地质背景情况下的蚀变异常信息的提取方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。如图1所示，本发明实施例提供了一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，包括：101、根据蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量。102、将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域。103、根据频率域中的主成分分量分离蚀变异常信息与地质背景信息。104、将蚀变异常信息从频率域转换到空间域，获取空间域中的蚀变异常信息。本发明提供的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，在复杂地质背景区域下的蚀变特征矿物，蚀变特征矿物是通过矿化蚀变形成的，蚀变特征矿物的波谱响应特征是通过遥感影像技术提取蚀变异常信息的基础，从而能够根据蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量，将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域中，在空间域中，蚀变异常信息与地质背景信息混杂在一起，且分布广泛，因此难以将蚀变异常信息与地质背景信息分离开来，而在频率域中，蚀变异常信息与地质背景信息区分明显，且分布集中，从而在频率域中便于将蚀变异常信息与地质背景信息区分开来，根据频率域中的主成分分量将在复杂地质背景区域覆盖下微弱、低缓的蚀变异常信息能够与地质背景信息分离出来，再将蚀变异常信息从频率域转换到空间域中，从而实现蚀变异常信息的获取，进而对在复杂地质背景情况下的蚀变特征矿物的精细化区分和辨识提取提供了有力保障，为找矿勘查提供有力的科学依据和支撑。如图2所示，本发明实施例还提供了一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，包括：201、确定蚀变特征矿物。202、分析蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段。203、对多个波段进行主成分分析，并得到代表蚀变特征矿物的主成分分量。204、将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域。205、根据频率域中的主成分分量分离蚀变异常信息与地质背景信息。206、将蚀变异常信息从频率域转换到空间域，获取空间域中的蚀变异常信息。本发明提供的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，包括，确定蚀变特征矿物，分析蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段，对多个波段进行主成分分析，主成分分析方法是基于变量之间的相关关系，在信息总量守恒的前提下利用线性变换的方法来实现去相关性，主要用于数据压缩和信息增强，从而能够增强蚀变异常信息，使相关技术中微弱、低缓的蚀变异常信息在进行主成分分析后，能够得到增强，有利于蚀变特征信息的提取。主成分分析方法是建立在图像统计特征基础上的多维正交线性变换，经变换后生成一组新的组分图像，是输入的若干原图像的线性组合，即y＝ax，式中，x为变换前的多光谱空间的像元矢量；y为变换后的主成分空间的像元矢量；a为变换矩阵。通过该方法，使得每个波段得到对应的多个组成分分量，再对多个波段对应的多个主成分分量进行分析，使得蚀变特征矿物的蚀变异常信息集中在一个主成分分量中，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量。而后将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域，在频率域的状态下，根据主成分分量生成表示蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器，通过该滤波器分离蚀变异常信息，将蚀变异常信息从频率域转换到空间域，本发明提供的蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，从而获取增强的蚀变异常信息。如图3所示，本发明实施例还提供了一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，包括：301、确定蚀变特征矿物。302、分析蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段。303、对多个波段进行主成分分析，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量。304、将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域。305、根据频率域中的主成分分量生成表示蚀变异常信息与地质背景信息的关系曲线。306、根据关系曲线确定分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器的阈值。307、根据阈值生成分离所述蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器。308、通过滤波器分离蚀变异常信息与地质背景信息。309、将蚀变异常信息从频率域转换到空间域，获取空间域中的蚀变异常信息。在该实施例中，包括确定蚀变特征矿物，分析蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段，对多个波段进行主成分分析，并得到代表蚀变特征矿物的主成分分量，而后将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域中，根据频率域中的主成分分量生成表示蚀变异常信息与地质背景信息的关系曲线，关系曲线中不同的线段表示不同的分形关系，而两条线段的交点所对应的横坐标则为分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器的阈值，从而根据阈值生成分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器，使用该滤波器分离蚀变异常信息与地质背景信息，并将分离出来的蚀变异常信息从频率域转换到空间域，获取空间域中的蚀变异常信息。如图4所示，本发明实施例还提供了一种复杂地质背景情况下的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，包括：401、通过worldview-3卫星获取遥感影像数据。worldview-3由digtialglobe公司于2014年8月13日成功发射，是目前市场有售中光谱多样性最大的产品，worldview-3提供了0.31m空间分辨率的全色影像和8波段的多光谱数据外，还提供了8波段的短波红外数据，亦具有丰富的岩矿波谱信息。402、确定所述蚀变特征矿物。403、在遥感影像数据中选取多个反射峰和多个吸收谷作为具有诊断性波谱特征的波段。404、对多个波段进行主成分分析，得到代表蚀变特征矿物的主成分分量。405、通过傅里叶变换将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域。406、应用多重分形的方法根据主成分分量的能谱密度与面积生成对数线性关系曲线，对数线性关系曲线表示蚀变异常信息与地质背景信息。多重分形法能够在频率域中度量各向异性的广义自相似性，并可以通过识别不同的广义自相似性将能谱的分布分解成不同的滤波器，这种自相似性可以用以下关系式表达：a(＞s)∝s-β式中，s表示能谱密度，a表示大于能谱密度某一临界值(s0)的面积。不同的β值可在对数线性关系曲线图上获得。通常在对数线性关系曲线上，所有线段均服从该关系式。图中不同的线段表示不同的分形关系，而两条线段的交点所对应的横坐标值即为分形滤波器的阈值。407、根据对数线性关系曲线确定分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器的阈值。其中，对数线性关系曲线中不同的线段表示不同的分形关系，而两条线段的交点所对应的横坐标值即为分形滤波器的阈值。408、根据阈值生成分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器。409、通过滤波器分离蚀变异常信息与地质背景信息。410、通过傅里叶逆变换将蚀变异常信息从频率域转换为空间域，获取空间域中的蚀变异常信息。在本发明实施例中，蚀变特征产物包括石英、绢云母、绿泥石及绿帘石中的一种或任意几种。在本发明实施例中，选取了具有典型斑岩型铜矿矿化蚀变分带特征的普朗斑岩型铜矿区作为实施对象，斑岩型铜矿由内向外典型的蚀变分带为硅化钾化、绢英岩化、青磐岩化，由此矿化蚀变形成的蚀变特征矿物分别为石英、绢云母、绿泥石及绿帘石，如图5至图8所示，获取石英、绢云母、绿泥石及绿帘石的worldview-3遥感影像数据，其中，横坐标为wovelength(波长)，纵坐标为reflectonce(反射率)，获取蚀变特征矿物在遥感影像数据中反射峰与吸收谷所在波段，掌握该蚀变特征矿物的诊断性波谱特征，分析蚀变特征矿物的波谱曲线，根据蚀变特征矿物在worldview-3遥感影像数据中反射峰与吸收谷所在波段，在反射峰与吸收谷所在波段中选取具有明显反射峰以及明显吸收谷的波段，以及综合其他因素，例如相对靠前的波段更加具有典型性等，从而石英在worldview-3遥感影像数据的4波段(b4)和14波段(b14)均有明显的吸收谷，在worldview-3遥感影像数据的1波段(b1)和11波段(b11)均有强烈的反射峰，因此反映石英worldview-3遥感影像数据中具有诊断性波谱的波段为1、4、11及14波段；同理，反映绢云母worldview-3遥感影像数据中具有诊断性波谱的波段为1、6、14、15波段；反映绿泥石worldview-3遥感影像数据中具有诊断性波谱的波段为3、5、13、16波段；反映绿帘石worldview-3worldview-3遥感影像数据中具有诊断性波谱的波段为4、7、13、16波段。针对石英、绢云母、绿泥石和绿帘石，将选取的具有诊断性波谱特征的四个波段进行主成分分析，得到表1至表4的主成分分析特征统计表，表中band为波段，pc1为主成分第一分量，pc2为主成分第二分量，pc3为主成分第三分量，pc4为主成分第四分量。石英主成份分析特征统计表band1band4band11band14pc1-0.037836-0.092669-0.827765-0.552074pc20.4406390.866126-0.2002770.124707pc3-0.090703-0.193725-0.5240070.824415pc40.892289-0.4513410.010537-0.001191绢云母主成份分析特征统计表band1band6band14band15pc10.0764930.1659270.7164850.673250pc2-0.490367-0.8450520.2090570.041501pc30.451157-0.364897-0.5381140.611344pc4-0.7417190.353844-0.3916340.413849绿泥石主成份分析特征统计表band3band6band12band16pc10.1710270.1275090.8398330.499170pc20.8167180.535923-0.172496-0.126504pc3-0.1220320.1489930.503014-0.842548pc40.837429-0.8211760.109095-0.157921绿帘石主成份分析特征统计表band3band4band7band16pc1-0.526889-0.400196-0.394049-0.637931pc2-0.450099-0.349947-0.2882370.769329pc30.4360420.228955-0.8696720.033422pc40.574166-0.8154500.072903-0.007694根据表1至表4的主成分分析特征表，其中，同为吸收谷的波段对应的主成分分量的符号相同，同为反射峰的波段对应的主成分分量的符号相同，吸收谷的波段与反射峰的波段对应的主成分分量的符号相反，因此选取代表石英、绢云母、绿泥石和绿帘石的主成分分量分别为pc4、pc4、pc4、pc4。如图9至图12所示，将代表石英、绢云母、绿泥石和绿帘石的主成分分量通过傅里叶变换从空间域转换到频率域，应用多重分形的方法根据主成分分量的能谱密度与面积生成对数线性关系曲线，其中，该对数关系曲线的横坐标为能谱密度，纵坐标为面积，在对数线性关系曲线中水平线代表地质背景信息，突变的向下的线表示蚀变异常信息，而对数线性关系曲线中代表地质背景信息的水平线与代表蚀变异常信息的突变的向下的线的交点对应的横坐标为滤波器的阈值，根据图9至图12能够得出，石英、绢云母、绿泥石和绿帘石对应的滤波器阈值分别为2.95、2.80、1.90和1.60，从而通过该滤波器蚀变分离特征矿物的蚀变异常信息与地质背景信息。如图13至图16所示，再通过傅里叶逆变换将蚀变异常信息从频率域转换为空间域，获取空间域中石英、绢云母、绿泥石和绿帘石的蚀变异常信息，其中，蚀变异常信息包括蚀变特征矿物的位置信息、蚀变特征矿物的形状及蚀变特征矿物分布范围等。本发明实施例提出的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景条件下，该提取方法包括：确定矿产的蚀变特征矿物，分析蚀变特征矿物的遥感影像数据，得到多个具有诊断性波谱特征的波段，对多个波段进行主成分分析，并得到代表蚀变特征矿物的主成分分量，而后将代表蚀变特征矿物的主成分分量从空间域转换到频率域，在频率域状态下，生成表示蚀变异常信息与地质背景信息的关系曲线，根据关系曲线确定分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器的阈值，根据阈值生成分离蚀变异常信息与地质背景信息的滤波器，通过滤波器分离蚀变异常信息与地质背景信息，再将在频率域中的蚀变异常信息转换到空间域中，得到在空间域下的蚀变异常信息。本发明提供的一种蚀变特征矿物的蚀变异常信息的提取方法，用于复杂地质背景情况下，使得在相关技术中在植被、水和阴影等复杂地质背景区域覆盖下无法获取的的蚀变特征矿物的蚀变异常信息，能够通过本发明的提取方法使得在复杂地质背景覆盖下的微弱、低缓的蚀变异常信息能够从与地质背景信息分离出来，并使蚀变异常信息得到增强，实现蚀变异常信息的获取，进而对在复杂地质背景情况下的蚀变特征矿物的精细化区分和辨识提取提供了有力保障，为找矿勘查提供有力的科学依据和支撑。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12