高光谱遥感油气探测信息提取软件设计与实现.pdf

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1、第21卷第2期地质力学学报V01．21NO．22015年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun．2015文章编号：1006-6616(2015)02-O176-07高光谱遥感油气探测信息提取软件设计与实现汪大明，王茂芝，胡先莉，张小东。，程宾洋(1．中国地质调查局油气资源调查中心，北京100029；2．成都理工大学数学地质四川省重点实验室，成都610059)摘要：基于烃微渗漏机理实现高光谱油气资源探测，从数据处理和信息提取角度，利用IDL设计并实现了高光谱油气探测信息提取软件模块。软件具备波段剔除、坏线修复等预处理功能，以及波谱特征分析和信息异常填图

2、等功能；同时，能够处理GB量级数据。研究成果可为高光谱油气资源探测信息提取提供参考。关键词：高光谱遥感；烃微渗漏；蚀变异常；填图算法中图分类号：TEl9文献标识码：A0引言高光谱遥感油气探测，主要是利用高光谱遥感技术直接探测地表烃类微渗漏蚀变矿物、微油气苗和地表植被异常，并根据热遥感成像资料识别地温异常等烃类微渗漏信息，进而达到探测油气的目的。异常信息提取主要包括烃异常信息的提取、碳酸盐和黏土矿物的提取以及植被异常的提取。另外，根据微生物异常区分布规律，结合工区地质、钻井、试油资料，可以进行含油气区预测、油气前景分级评价、油气成藏主控因素分析、油气运移规律分析、预

3、测剩余油气分布、单井钻前快速评价、储层预测以及井位部署。基于油气微渗漏原理，利用遥感技术实现烃异常检测是油气资源遥感勘查的研究重点，可分为直接检测和间接检测两种uz。直接检测利用烃的波谱识别特征实现烃的分类识别；间接检测利用烃类微渗漏导致地表发生物化反应而产生特定蚀变，通过蚀变信息提取实现烃异常检测。根据检测地表环境差异可分为陆地(onshore)烃检测和海洋(offshore)烃检测两大类。利用成像光谱遥感技术通过识别地表土壤中烃的吸收特征检测土壤吸附烃异常也是一个有效的手段。2001年，Htirig等根据成像光谱HyMap数据识别沙质土壤、石油污染土壤、草和塑

4、胶防水油布、混凝土等的研究表明，在光谱的可见光和反射红外区间，区分含烃物质如塑料、屋顶材料和土壤等很有效，1730nm的烃吸收特征在该谱段上是独一无二的，是烃类探测的关键性特征。进而，Ktihn等利用HyMap数据，提出了烃指数在内的多种烃类渗漏提取方法。收稿日期：2014．12-03基金项目：中国地质调查局地质调查项目“地质勘查遥感系统集成与综合应用示范”(1212011120226)作者简介：汪大明(1983)，男，博士，副研究员，主要从事高光谱遥感及其应用等研究。E—mail：30705940@qq．tom第2期汪大明，等：高光谱遥感油气探测信息提取软件设计

5、与实现177本文结合油气微渗漏机理，从高光谱油气探测信息提取角度，基于IDL设计并实现了高光谱遥感油气信息探测信息提取软件。1高光谱遥感油气探测软件设计与实现1．1高光谱遥感油气探测技术处理流程由烃类微渗漏理论得知，烃类物质扩散、渗漏到地表以气态、液体、固态方式存在于土壤颗粒中，并发生一系列氧化还原反应。产生的二氧化碳、硫化氢与上覆地层中的三价铁，如褐铁矿、赤铁矿，反应生成二价的菱铁矿、黄铁矿；产生的氢硫化物和碳氢化合物导致土壤酸化，致使长石类矿物蚀变还原成为黏土矿物；二氧化碳与水形成的碳酸与各种金属离子反应生成不同的碳酸盐矿物。烃类微渗漏遥感探测技术，主要是利用

6、高光谱遥感直接探测地表油气微渗漏蚀变矿物、微油气苗和地表植被异常，并有效利用热遥感成像资料识别地温异常等。异常信息提取包括烃异常信息提取、碳酸盐化与黏土矿化信息提取以及植被异常提取等。技术处理流程如图l所示。油气研究区选择研究区高光谱数据高光谱数据预处理研究区地面光谱测量数据油气异常提取油气微渗漏诊断II地面油气化学与植特征分析II微生物测量数据被异常典型波谱提取数据～—／I地面采集数据l异常分析【．．．．．．．．．．一———、、l———L———一r————油气徽渗漏综合麓数据焦库息ll综合分析异常分析。———————————生———一l高光谱遥感油气l异常专题图

7、件图1高光谱遥感油气探测技术处理流程Fig．1Processchartofhyperspectralremotesensingtoprobeoil&gas1．2高光谱遥感油气探测数据处理和信息提取算法1．2．1烃异常信息提取算法高光谱遥感技术通过识别地表烃的吸收特征检测烃类渗漏。研究’表明，1730BID．可作为烃类探测的关键性特征，Ktihn等基于此特征构建了烃指数用于含烃地物检测。在烃指数构建示意图(见图2)中，B为含烃地物指示吸收峰位1730nm，A和C分别为含烃地物吸收峰位1730nm的左右肩宽位置，其取值根据不同传感器和分辨率而有所差异，和A是烃指数点位

8、处的辐照度