6.3. 犹他州站点的比率、PCA和最大似然分析

现在的问题是:什么样的特殊处理会突出或增强变更类型?利用1984年夏季的陆地卫星4号图像,我们尝试了三种类型:比率分析、主成分分析(PCA)和监督分类。

依次检查四幅比例图像,我们将对此进行简要评论。

` B/W Landsat TM Band 3 image of White Mountain, Utah- Ratio (3/1) <originals/Fig5_7.gif>`__ (3/1)b/w Landsat TM波段3犹他州白山图像-比率(4/2)(4/2)

波段3与波段1的比率(3/1)使大部分区域呈现出相当深的灰色,但有几个区域呈白色(较亮)。这些可能与强烈的赤铁矿蚀变区相对应(在波段3非常反光,但在波段1很暗)。比率4/2相似,但亮区出现位移。这些可能标志着当地植被密集的地区。

|黑白Landsat TM波段3犹他州白山图像-比率(7/5)(7/5)黑白Landsat TM波段3犹他州白山图像-比率(1/7)(1/7)

这张7/5图像有一个独特的图案,在这个图案中,场景中一个钩形的深色区域,否则浅色的区域会与一般的改变区域紧密吻合。波段7是一个很好的含水矿物探测器,如粘土、明矾石等,因为它们吸收辐射(因此显著降低反射)。比率1/7显示的明亮区域与玄武岩和一些安山岩大致相同。

5-6: If you had to choose a single ratio image as the one to take with you into the field to check out alteration, which would you pick and why? `ANSWER <answers.html#5-6>`__

由b=7/5、g=1/7和r=3/1组成的比率-颜色组合并不能区分两种火山岩类型(均为蓝绿色),但将白色山峰显示为紫色,并使部分K/A区域变为黄色。

|犹他州白山的比色复合(1)(1)犹他州白山的比色复合(2)(2)

第二个比率合成(上面的第二个图像),b=1/7,g=4/2,r=3/1,产生了一个非常不同的结果。深蓝色与安山岩紧密地表达出玄武岩露头,现在呈现出不同的蓝色阴影。白山是一种独特的橙棕色,但请注意,同样的颜色出现在玄武岩的北部。K/A区是一种紫红色,对于铁含量更高的区域,它与不同的红色截然不同。因此,在标准复合材料的蚀变检测方面,比值图像似乎有所改善。

5-7: Which of the two ratio composites would you take in the field? `ANSWER <answers.html#5-7>`__

让我们来评估 Principal Components Analysis (PCA) . 第一任校长

` B/W PCA image of White Mountain, Utah (1) <originals/Fig5_13.gif>`__ (1)b/w犹他州白山PCA图像(2)(2)

正如我们之前看到的,组件提供了一个非常像黑白航空照片的视图。浅色调标记K/A更改区域。有几个非常明亮的小斑点。这些很可能是探矿者挖的坑(一个坑露出了非常高质量的明矾石,作者参观过,但没有进入,因为大约有30条响尾蛇在爬行——作为一个遥感器,人们的野心是有限的!)第二个主要成分总体较暗,有些变化特别暗。这张图片再次显示了亮点,玄武岩山丘以西的一个明亮区域是区域场景中被称为浅色调冲积层的区域的一部分。第三任校长


|犹他州白山的黑白PCA图像(3)(3)犹他州白山的黑白PCA图像(4)(4)

除了黑点可能与某些蚀变带相对应之外,成分似乎毫无意义。扫一眼第四个主要成分,就可以看到在比例图7/5中观察到的相同的暗钩状图案。白山以浅色调分开,玄武岩矿床以北色调相似。

由蓝色=PC2、绿色=PC4和红色=PC1组成的主成分颜色复合物具有丰富的信息。玄武岩呈蓝绿色,安山岩呈深蓝色。白山是一个独特的黄色,是在玄武岩以上的地区。这强烈地暗示了这些是石灰岩的露头,类似于白山的露头,然而,没有地质图来证明这种假设是可行的。K/A区呈酒紫色。赤血区是深红色和黄色。冲积层覆盖的区域往往是多色的,边界不确定。

|犹他州白山市主成分彩色复合材料(241)

第二个PCA复合物,其中蓝色=PC4,绿色=PC5,红色=PC2不太确定。玄武岩为紫色,安山岩可能为绿色和/或黄色。白山不明显。K/A区域是鲜红色,但其中一部分区域以黑色图案为界,其性质令人费解。在个人PCA图像中没有明显的相似之处,但模糊的PCA5可能是其中的一个原因。

犹他州白山市主成分彩色复合材料

(452)(452)

此前,PCA复合材料(如下所示)是由一架24通道Bendix飞机飞越白山而制成的。为此,他们将八个非热通道和组合组件1、2和4包括在如下所示的复合材料中。在陆地卫星图像中,大多数在野外绘制和识别的岩石单元似乎都出现了,但在某些情况下,它们占据了一些不同的区域,露头的大小也不同。但是,我们安全地得出结论,使用Bendix图像作为标准,主题映射器(TM)PCA复合材料相当匹配。至少,它们足够独立地作为现场工作确定的主要岩石和蚀变类型的成功指南。

` Principal Component color composite of White Mountain, Utah, created from a 24-channel Bendix aircraft flight. <originals/Fig5_19.jpg>`__

5-8: All three above PCA products each seem to have useful information. Evaluate them beyond the information already offered in the preceding paragraphs. What in particular is separated rather well in the two TM images? `ANSWER <answers.html#5-8>`__

现在,我们来看看场景5的一个亮点,这是由Idrisi根据地图和作者的实地观察对训练地点进行的监督分类。建立了10个课程,然后在用于运行最大似然分类器的培训站点中进行识别。这是最终结果。

这是一个五颜六色的 可信的 产品。指定的玄武岩(深蓝色)和安山岩(绿色)类主要是它们应该在野外的地方。白山很好的分开,但它的传奇色彩(白色)也发现在那里,额外的石灰石露头假设在玄武岩的北部。高岭石/明矾石带(紫色)与地图信息吻合良好。被称为富铁(棕色)的类大致相当于被称为“中度赤铁化”的地质图单元,而被称为赤铁矿(红色)的类至少与被称为“强烈赤铁化”的一些图单元匹配。根据光照解释和地质推理,任意划分了四类冲积层。混合冲积层(灰色)部分位于蚀变带内,我们假设它是蚀变岩和火山岩碎屑的混合物。Drkalluv(深灰色)是一种可鉴别的矿床,主要由风化火山残留物组成。我们推测,Lsalluv类(浅蓝色)含有来自白山和其他石灰岩来源的相当大的贡献。Brtalluv(黄色)指的是西玄武岩丘陵以西的冲积层,可能大部分来自瓦赫山脉。它的亮度(在个别带和彩色复合材料中)意味着各种浅色碎屑(碎片)和粘土。

|分类图像,1978年夏季。1978年夏季分类图像的关键。|

我们还分类了不同的陆地卫星TM图像(1985年秋季),以测试一年中不同日期和时间的影响。我们使用相同的地图来选择培训地点,但这些地点不一定与我们为上述监督分类选择的地点相同。此外,我们还采用IDIS程序对最大似然分类的处理算法进行了研究。上图中是所选类别的结果分类和颜色代码(请注意,它们与第一个分类不同)。两种分类的主要区别在于:1)我们根据植被覆盖程度对火山岩单元进行了部分细分;2)我们将松散覆盖层(冲积层)视为单一单元。一般来说,这两个分类图像之间以及秋季分类与已发布地图之间的对应关系都很好。

5-9: Comparing the two classifications, how does the Bendix classification differ from the IDRISI one? Account for this. `ANSWER <answers.html#5-9>`__

本案例研究及其附带的图像令人信服,卫星遥感具有实用价值。我们已经在前四部分的概述和内容中暗示了这个想法。-此外,遥感可能会带来惊人的回报。我们承认白山的例子几乎是肯定的。主要的蚀变类型是明显不同的,如此之多,以至于彩色航空照片几乎足以生成准确的地图(请记住,我们说过,这些图像似乎优于陆地卫星前场地图)。但是,特殊的加工产品使得这些差异更加明显。

想象一下,我们有一次机会在犹他州的任何地方提出几项要求,但必须在30天内提出。这是一个大国家!但是,利用陆地卫星和其他空间图像,经过适当的处理,我们可以缩小这个巨大的区域,使之成为那些显然显示丰富的小块。 铁帽 . 我们可以在短途旅行中游览这些最有希望的地方,利用快速侦察寻找矿物迹象。我们可以采集样品进行快速分析,以确定等级或浓度(单位体积中存在的有用金属量)。有利的结果意味着我们应该在截止日期前提出索赔。然后,我们必须详细地钻探和绘制地图,以确定我们检测到的任何矿化是否具有足够的总量,以保证开发和开采。如果运气好的话,我们将学会充分认识到从太空进行探矿的好处。

如果我们使用分光计而不是多波段图像,我们发现有希望的矿化迹象的机会将大大提高。这种改进来自成分的许多细微变化,以及有助于识别个别矿物种类的关键信息,这些矿物种类存在于详细的光谱曲线中,但可能在欠采样多波段光谱数据中丢失。我们现在可以在空中和太空平台上飞行分光计,提供高光谱图像而不是多光谱图像和绘图。Aviris就是这样一个系统,在第27章第26节中首次提到。我们描述了它在内华达州铜矿的使用。 Section 13 .

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
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