ASTER数据地质填图关键技术研究及应用
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摘要
地质填图作为一项基础的地质调查工作，一直被认为是衡量一个国家地质工作水平高低的重要标志。然而随着遥感技术的发展，将其引入到地质领域，并广泛使用，给地质填图工作带来了很大的便利。目前，获得遥感资料的技术方法取得了飞跃的发展并且能为用户提供不同分辨率的各种遥感数据；在如此多的遥感数据中，ASTER数据以具有的高分辨率和多波段特征，被视为最为合适遥感地质填图的数据。
本文在“十一·五”课题的支撑下，收集新疆省吐鲁番地区托克逊县彩花沟矿区以往地质资料的基础上，将该区作为研究区域，对ASTER数据在地质填图中的应用进行了探究。通过人机交互式方法对ASTER遥感数据进行预处理（几何精校正，图像裁剪，图像融合，去噪声处理）和增强处理（主成分分析，波段比值，去相关拉伸，HSV变换等方法），针对岩性，地层，地质构造，蚀变等信息的提取，分别研究出能够反映特定信息的增强处理方法；将遥感图像处理结果与目视解译相结合，提取各类地质信息，编制成该研究区的遥感地质成果图,从而确定各类地质体的空间分布范围,确认使用ASTER多光谱遥感数据做地质填图的可行性。
As one of the fundamental work in geological survey, geological mapping hasalways been regarded as an important indicator in assessing the level of a country`sgeological practice. With the development of Remote Sensing techniques and itsintroduction into the geological field made it possible to use it widely and broughtabout tremendous convenience to the geological mapping. Now, the techniques toobtain the geological data has also achieved a rapid development. Since remotesensing techniques can provide users with various remote sensing data with differentresolutions, ASTER data, among such a huge data source, has been seen as a mostappropriate data source for remote sensing geological mapping due to its possessedfeatures such as high resolution and multi-band characteristics.
This paper, with the support of a “11thfive year plan” research project and baseof gathering the previous geological record of Caihuagou Region of Toksun County ofXinjiang province which was the selected research area, conducted a research over theapplication of ASTER data in the geological mapping method.Trough theman-computer interaction approach,data preprocessing(Geometric precisioncorrection, Image cutting, To deal with noise) and enhancement (namely principlecomponent analysis, band ratio, decorrelation strech and HSV transformationmethod etc.) were proceeded to the ASTER data, and to extracting the informationsuch as lithology, stratum,geological structure and alteration etc., enhancementprocessing methods that can reflect the special information were developedseparately.Combining the consequences of remote sensing image processing andvisual interpretation, different types of geological bodies were extracted and theremote sensing geological result map of the study area were formed,therebyconfirmed the space distribution of various geological bodies and feasibility of usingthe ASTER multispectral remote sensing data in geological mapping.
本文在“十一·五”课题的支撑下，收集新疆省吐鲁番地区托克逊县彩花沟矿区以往地质资料的基础上，将该区作为研究区域，对ASTER数据在地质填图中的应用进行了探究。通过人机交互式方法对ASTER遥感数据进行预处理（几何精校正，图像裁剪，图像融合，去噪声处理）和增强处理（主成分分析，波段比值，去相关拉伸，HSV变换等方法），针对岩性，地层，地质构造，蚀变等信息的提取，分别研究出能够反映特定信息的增强处理方法；将遥感图像处理结果与目视解译相结合，提取各类地质信息，编制成该研究区的遥感地质成果图,从而确定各类地质体的空间分布范围,确认使用ASTER多光谱遥感数据做地质填图的可行性。
As one of the fundamental work in geological survey, geological mapping hasalways been regarded as an important indicator in assessing the level of a country`sgeological practice. With the development of Remote Sensing techniques and itsintroduction into the geological field made it possible to use it widely and broughtabout tremendous convenience to the geological mapping. Now, the techniques toobtain the geological data has also achieved a rapid development. Since remotesensing techniques can provide users with various remote sensing data with differentresolutions, ASTER data, among such a huge data source, has been seen as a mostappropriate data source for remote sensing geological mapping due to its possessedfeatures such as high resolution and multi-band characteristics.
This paper, with the support of a “11thfive year plan” research project and baseof gathering the previous geological record of Caihuagou Region of Toksun County ofXinjiang province which was the selected research area, conducted a research over theapplication of ASTER data in the geological mapping method.Trough theman-computer interaction approach,data preprocessing(Geometric precisioncorrection, Image cutting, To deal with noise) and enhancement (namely principlecomponent analysis, band ratio, decorrelation strech and HSV transformationmethod etc.) were proceeded to the ASTER data, and to extracting the informationsuch as lithology, stratum,geological structure and alteration etc., enhancementprocessing methods that can reflect the special information were developedseparately.Combining the consequences of remote sensing image processing andvisual interpretation, different types of geological bodies were extracted and theremote sensing geological result map of the study area were formed,therebyconfirmed the space distribution of various geological bodies and feasibility of usingthe ASTER multispectral remote sensing data in geological mapping.
引文
[1]于庆文，李超岭，张克信，杨东来，朱云海，葛梦春.数字地质填图研究现状与发展趋势[J].地球科学-中国地质大学学报，2003，28(4):370-376.
[2]郎鸿儒,王海棠,赵建新,主建国.利用遥感技术编测我国新一代地质[J].国土资源遥感，1992，(3):9-12.
[3]林辉,刘泰龙,李际平.遥感技术基础教程[M].长沙：中南大学出版社,2002,3-14.
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[7]傅肃性.遥感专题分析与地学图谱[M].北京：科学出版社,2002,1-32.
[8]段福洲.近地轻型数码航空摄影测量系统研究[D],北京：北京师范大学,2007.
[9]刘凤山,胡道功.欧美国家地质填图的理念、管理与战略[J].地质通报，2009,28(10):1405-1410.
[10]李志忠,李加洪,党福星,聂耀平,葛榜军.遥感地学应用进展与展望.中国国土资源航空物探遥感中心,国家遥感中心,中国科学院遥感应用研究所,中国空间技术研究院，2007.
[11]杨丽萍,李兴华,吕迪波,韩君.ASTER数据及其在内蒙古地区的应用前景[J].综述专论，2006,（15）:94-95.
[12]Cécile Gomez, Christophe Delacourt, Pascal Allemand, Patrick Ledru, R. Wackerle. UsingASTER remote sensing data set for geological mapping,in Namibia.Physics and Chemistry of theEarth, Parts A/B/C, Volume30, Issues1–3,2005, Pages97-108.
[13]Sabreen Gad, Timothy Kusky.ASTER spectral ratioing for lithological mapping in the Arab_Ian Nubian shield, the Neoproterozoic Wadi Kid area, Sinai, Egypt.Journal of African Earth Scie_nces, Volume44, Issue2, February2006, Pages169-180.
[14]田勤虎.新疆哈拉乔拉地区1:5万遥感地质填图[D].西安：长安大学，2007.
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[18]惠凤鸣,田庆久,李应成.Aster数据的DEM生产及精度评价[J].应用技术，2004:14-18.
[19]李柏鹏，燕琴，关鸿亮.ASTER Level1A数据产品文件解析及应用[J].遥感应用，2010:73-78.
[20]Matthew W. Becker*, Ashish Daw.Influence of lake morphology and clarity on water surfacetemperature as measured by EOS ASTER.
[21]Ramesh Sivanpillai, Scott N. Miller.Improvements in mapping water bodies using ASTERdata.
[22]Combination of SRTM3and repeat ASTER data for deriving alpine glacier flow velocities inthe Bhutan Himalaya.
[23]Changes in glacier extent in the eastern Pamir, Central Asia, determined from historical dataand ASTER imagery.
[24]家柄,舒宁,关泽群.遥感原理、方法和应用[M].北京:测绘出版社,1999,188-189.
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[45]邓睿，黄敬峰，王福民.基于去相关拉伸光谱增强的HJ-1影像水体信息提取方法研究[J].光谱学与光谱分析，2011，31(11):3064-3068.
[46]刘李，向雅莉，芦雪.基于ASTER数据矿化蚀变信息提取的主成分特征向量组合模型研究—以内蒙古红旗山地区为例[J].现代地质，2010,24(2):403-408.
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