典型矿物组合光谱模拟模型及高光谱蚀变信息直接提取研究

在遥感地质填图特别是遥感找矿应用中，与成矿有关的有利岩性和指示矿化的蚀变岩是找矿模式中重要的信息组成，而这类目标往往是矿物的组合，因此矿物光谱的混合问题成为制约地质目标提取效果的一个重要因素。矿物组合光谱模拟模型和方法是获取岩矿光谱进行光谱精细特征提取的基础，是高光谱遥感地质应用中急待研究解决的前沿问题。.本课题在总结典型矿物组合规律和对现有光谱混合模型分析的基础上，重点研究岩石和矿物光谱的非线性混合模型，提出综合应用Hapke和Shkuratov模型模拟矿物光谱及矿物组合混合光谱的方法，并通过矿物组合混合光谱测量实验进行验证和改进。进而进行岩矿光谱模拟，提出目标光谱模拟支持下的蚀变信息提取思路和方法。混合光谱模拟模型和模拟结果有助于蚀变矿物组合的高光谱遥感直接提取，也可为岩矿光谱库的建立提供模型和方法，并可应用于月球或火星等其他行星表面的光谱模拟。

在遥感地质填图特别是遥感找矿应用中,矿物组合光谱模拟模型和方法是获取岩矿光谱进行光谱精细特征提取的基础，是高光谱遥感地质应用中急待研究解决的前沿问题。本课题在总结典型矿物组合规律和对现有光谱混合模型分析的基础上，重点研究岩石和矿物光谱的非线性混合模型，提出综合应用Hapke和Shkuratov模型模拟矿物光谱及矿物组合混合光谱的方法，并通过矿物组合混合光谱测量实验进行验证和改进。进而进行岩矿光谱模拟，提出目标光谱模拟支持下的蚀变信息提取思路和方法。.通过对Hapke和Shkuratov光谱模型的一致性检验发现消除单次散射反照率的差异后模型所计算的反射率一致性更好，说明Hapke和Shkuratov模型具有一致性,可以结合在一起以进行混合光谱的模拟。通过分析光程估计对光谱模拟的影响，可以看出光程的估计对消光系数的影响很大。Hapke模型的二向性和Shkuratov模型的可逆性为岩石和矿物混合光谱的模拟方法提供了思路。即利用Shkuratov模型的可逆性求取矿物的物理参数，建立矿物的物理参数模拟库，在此基础上考虑入射角、出射角和相位角，利用Hapke模型模拟矿物及其混合物的双向反射率光谱。.岩石的蚀变往往由多于一种的矿物组成，不同的蚀变具有不同的矿物组合，蚀变带的光谱其实是蚀变矿物组合的混合光谱，以单矿物的光谱为参考提取蚀变带具有一定的难度，因此可以依据矿物组合的混合光谱提取蚀变带的分布，从而克服单矿物识别的困难，识别的工作量也会大大减少。首先在光谱库的基础上，模拟蚀变组合的光谱，然后利用光谱匹配算法得到一系列匹配度图像，最后利用权重函数综合决策,光谱匹配算法包括光谱角填图、光谱相关匹配、光谱特征匹配等。选择Cuprite研究区的明矾石化和西准包古图斑岩铜矿的典型蚀变带进行了蚀变组合信息的提取。光谱模拟和信息提取方法融合两种思路提高了蚀变信息提取的精度。在包古图斑岩铜矿蚀变提取结果中，钾化带(黑云母-钾长石带) →绢英带(绢云母-石英带) →泥化带→青磐岩带蚀变呈理想的环带状。. 混合光谱模拟模型和模拟结果有助于蚀变矿物组合的高光谱遥感直接提取，也可为岩矿光谱库的建立提供模型和方法，并可应用于月球或火星等其他行星表面的光谱模拟。