基于航空高光谱遥感数据的绢云母矿物相对丰度计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于遥感地质调查技术领域，具体涉及一种基于航空高光谱遥感数据的絹 云母矿物相对丰度计算方法。
【背景技术】
[0002] 高光谱遥感技术是遥感领域的前沿技术，能够获取地物的连续且完整的光谱，根 据光谱曲线特征直接进行地物识别。在遥感地质应用中，采用高光谱遥感技术可以在区分 矿物大类的基础上直接识别单矿物。
[0003] 现有技术的航空高光谱遥感矿物提取工作侧重于矿物种类的识别，在不同类型絹 云母矿物的详细划分上多采用目视识别方法，难以对吸收位置进行定量计算，进而难以对 矿物在地表的含量，即相对丰度，进行准确计算。
【发明内容】
[0004] 本发明需要解决的技术问题为：现有技术难以对矿物吸收位置、相对丰度进行准 确计算。
[0005] 本发明的技术方案如下所述：
[0006] 一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物相对丰度计算方法，包括以下步骤： 步骤1对航空高光谱遥感数据进行数据预处理；步骤2计算絹云母矿物影像光谱吸收位置； 步骤3去除误提取区域；步骤4计算絹云母矿物影像光谱吸收位置对应的吸收深度；步骤5 制作絹云母矿物相对丰度图。
[0007] 作为优选方案：
[0008] 步骤1中，对获取的航空高光谱遥感数据进行系统辐射校正和几何校正，得到具 有地理坐标的光谱辐亮度数据；光谱辐亮度数据经过大气校正和光谱重建，得到高光谱反 射率数据。
[0009] 作为优选方案：
[0010] 步骤2中，应用高光谱反射率数据，依据絹云母矿物光谱特征选择高光谱数据特 征波段，通过计算反射率最低值两侧的拟合直线截交位置，获得絹云母矿物准确的影像光 谱吸收位置及其对应的反射率；
[0011] 所述反射率最低值两侧的拟合直线截交位置的计算方法如下所述：
[0012] 依据絹云母矿物光谱特征，初步选定影像光谱吸收位置可能处于的波段bN;选择 波长小于波段bN、且与波段bN最相邻的波段bN_i和次相邻的波段bN_2，选择波长大于波段bN、 且与bN波段最相邻的波段bN+1和次相邻的波段bN+2，采用下式计算影像光谱吸收位置bx及 其对应的反射率Bx:
[0013]
[0014] 式中，
[0015]bn_2、bn_i、bn+1、bn+2依次为波段bN_2、波段bN_i、波段bN+1、波段bN+2对应的波长；
[0016]Bn_2、Bn_i、Bn+1、Bn+2依次为波段bN_2、波段bN_i、波段bN+1、波段bN+2对应的反射率。
[0017] 作为优选方案：
[0018] 步骤3中，对于步骤2计算得到的影像光谱吸收位置bx，若bx数值既大于波段bN_i 对应的波长bn_i又小于波段bN+1对应的波长bn+1，则表明步骤2计算得到的吸收位置bx为 合理数值，继续进行步骤4 ;否则步骤2计算得到的吸收位置bx作为误提取区域予以剔除， 剔除之后返回步骤2重新选定影像光谱吸收位置可能处于的波段，重新计算絹云母矿物影 像光谱吸收位置。
[0019] 作为优选方案：
[0020] 步骤4中，根据絹云母矿物光谱曲线整体形态，设定左肩端和右肩端，采用下式计 算影像光谱吸收位置对应的吸收深度：
[0021]
[0022] 式中，
[0023] H为影像光谱吸收位置对应的吸收深度；
[0024] bK依次为左肩端、右肩端对应的波长；
[0025] BpBK依次为左肩端、右肩端对应的反射率。
[0026] 作为优选方案：
[0027] 步骤5中，根据影像光谱吸收位置对应的吸收深度H，进行阈值分割，采用不同深 浅的颜色表示相对丰度高低，制作絹云母矿物相对丰度图。
[0028] 本发明的有益效果为：
[0029] (1)本发明的一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物相对丰度计算方法，通 过航空高光谱遥感数据预处理得到反射率数值范围为〇~1的高光谱反射率数据，为絹云 母矿物识别提供遥感数据；
[0030] (2)本发明的一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物相对丰度计算方法，航 空高光谱遥感反射率数据选取特征波段进行方程联立，计算得到絹云母矿物准确的吸收位 置，提高了吸收深度计算的准确度；
[0031] (3)本发明的一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物相对丰度计算方法，航 空高光谱反射率数据波段运算获得了吸收深度，为絹云母丰度的准确计算提供了依据。
【附图说明】
[0032] 图1为絹云母矿物影像光谱吸收位置示意图；
[0033] 图2为絹云母矿物光谱拟合后准确吸收位置示意图；
[0034] 图3为絹云母矿物吸收深度计算示意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和实施例对本发明的一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物 相对丰度计算方法进行详细说明。
[0036] 本发明的一种基于航空高光谱遥感数据的絹云母矿物相对丰度计算方法，包括以 下步骤：
[0037] 步骤1对航空高光谱遥感数据进行数据预处理
[0038] 对获取的航空高光谱遥感数据进行系统辐射校正和几何校正，得到具有地理坐标 的光谱辐亮度数据。光谱辐亮度数据经过大气校正和光谱重建，得到反射率数值在〇~1 范围内的高光谱反射率数据。
[0039] 所述系统辐射校正、几何校正、大气校正和光谱重建为本领域技术人员公知常识。 [0040] 步骤2计算絹云母矿物影像光谱吸收位置
[0041] 应用高光谱反射率数据，依据絹云母矿物光谱特征选择高光谱数据特征波段，通 过计算反射率最低值两侧的拟合直线截交位置，获得絹云母矿物准确的影像光谱吸收位置 及其对应的反射率。
[0042] 所述反射率最低值两侧的拟合直线截交位置的计算方法如下所述：
[0043] 依据絹云母矿物光谱特征，初步选定影像光谱吸收位置可能处于的波段bN;选择 波长小于波段bN、且与波段bN最相邻的波段b^和次相邻的波段bN_2，选择波长大于波段bN、 且与波段bN最相邻的波段bN+1和次相邻的波段bN+2，采用下式计算影像光谱吸收位置bx及 其对应的反射率Bx:
[0044]
[0045] 式中，
[0046] bn_2、U、bn+1、bn+2依次为波段bN_2、波段bn、波段bN+1、波段bN+2对应的波长；
[0047]Bn_2、Bn_i、Bn+1、Bn+2依次为波段bN_2、波段bN_i、波段bN+1、波段bN+2对应的反射率。
[0048] 本实施例中，依据絹云母矿物光谱特征，选择下表所示高光谱数据特征波段。
[0049]
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