基于高光谱数据的矿物定量提取模型及应用研究

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1、密级：中国科学院大学UniVers姆ofChineseAcademy“Scienees硕士学位论文2013年4月ByWANGY_aj衄AThesisSllbm衲fedtOTheU心陀rs姆ofChjneseAcademyofScienceshpartial删№ntofthereqllil．ementForthedegreeofMasterofScienceIns伽lteofRemoteSe硼汹ngandDigi．talEarmChilleseAcademyofScie眦es04，2013学位论文原创性声明本人郑

2、重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：乃B年妇卢日学位论文使用授权说明本人完全了解培养单位关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照培养单位要求提交学位论文的印刷本和电子版：培养单位有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；培养单位可以采用影印、缩印、数字化或其它复

3、制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，培养单位可以公布论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定)⋯名：碑⋯名：帮蟛⋯锄帅致谢时光如水，岁月如梭，三年硕士研究生的学习行将结束。在探索科研、完善自己的过程中，离不开大家对我的帮助和鼓励。首先要感谢我的导师蔺启忠研究员。蔺老师治学严谨，待人随和，带我走入科研的大门，也指引着我前进的方向。还要感谢王钦军老师对我学习的严格把关，对我论文的悉心指导，两位老师在我的研究生阶段给予了我极大的帮助，在即将毕业之际，再次向老师表示崇高的敬意及深深的感谢。还要向课题组的

4、荆林海老师、远在遥感所的魏永明老师、航空物探遥感中心的王梦飞师兄、刘庆杰师兄、李庆亭师兄、陈玉师兄、李慧师姐、丁海峰师兄、已经毕业的李帅师兄、王菲师姐、白雪红师姐、郑宏艳师姐表示感谢。各位师兄师姐在科研工作中不仅为我提供了极大的帮助，也为我树立了学习的榜样。感谢研究生阶段的同学们，你们的出现让枯燥的科研生活有了丰富的色彩。尤其感谢室友孙渊，肖勇，蒋少峰同学，感谢你们能容忍我的小毛病，给了我一个温馨的家。感谢我的家人一一父亲、母亲、姐姐、还有我的小外甥，你们为我提供了一个温暖的港湾和无尽的动力。感谢我的各位好朋友

5、，有了你们，我可以诉苦，可以分享欢乐，可以无忧无虑。我会在以后的生活和工作中继续努力，提升自己，发挥自己更大的价值，对得起家人、老师、朋友对我的期待!王亚军2013年4月基于高光谱数据的矿物定量提取模型及应用研究摘要针对应用高光谱技术识别矿物精度低的问题，本次研究对高光谱遥感识别矿物过程中可能出现的精度影响因素进行分析，建立了基于高光谱数据的矿物定量提取模型。该模型以波长范围为350～2500nm的岩石光谱为数据源，基于光谱匹配方法进行矿物识别，利用线性模型分解单次反照率进行含量提取，并通过分段滤波及建立区域光

6、谱库的方法提高识别精度。本模型识别矿物及提取含量的精度高于其他模型，获取鉴定结果的速度高于传统的地质鉴定方法，它能广泛应用于遥感矿物填图、矿区蚀变分带等方面，对遥感矿产勘查工作具有重要意义。模型的基本流程为：(1)通过研究区地质背景调研和矿物学共生组合关系选取可能存在于研究区的矿物组合，汇总成研究区矿物端元光谱库；(2)对光谱数据进行分段滤波预处理，基于矿物吸收峰波长将光谱分为吸收峰密集区及噪声区，对不同区域进行不同的滤波处理；(3)去除包络线，提取光谱吸收特征，采用光谱吸收特征匹配与光谱角匹配结合的方法，将拟

7、合端元光谱与实测光谱进行匹配，匹配程度最大的端元组合即为识别结果；(4)应用简化后的Hapke模型将实测的岩石反射率转换为线性混合的单次反照率，分解反照率提取矿物含量。通过对包古图V号岩体光谱数据的分析，本模型的识别矿物的平均有效率为72．4％，最高有效率为100％；平均正确率为61．2％，最高正确率为83．3％。与地物组分定量提取模型相比，本模型将矿物识别有效率提高了15．5％，正确率提高了30．2％。本模型对造岩矿物类中石英的识别精度为75％；对长石类矿物的识别精度为100％，含量提取精度为80．5％；对角

8、闪石的含量提取精度为64％；对粘土类蚀变矿物的识别精度为92．2％，含量提取的精度为92．36％。根据模型识别出的蚀变矿物种类，确定了样品的主要矿化类型，按照采样点位置在AsTER图像上划分了V号岩体的蚀变带；以绿泥石化样品采样点的图像光谱为标准，应用AsTER图像进行矿物填图，得到了v号岩体的绿泥石化分布。关键字：高光谱，光谱库，滤波，单次散射反照率IIAbs仃actA．bstIac