遥感教程第5-3页

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通过对Landsat TM和Bendix扫描仪数据的批准、主成分分析和最大似然监督分类,对白山的不同蚀变类型进行了非常可信的描述。此外,本页还介绍了高光谱遥感的威力预览。


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。

M波段3与波段1的比值(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。

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 <Sect5_answers.html#5-6>`__

由蓝色=7/5、绿色=1/7和红色=3/1组成的比率-颜色复合物不会分离两种火山岩类型(均为蓝绿色),但将白色山峰显示为紫色,并使部分K/A(高岭石/明矾石)区域变黄。

第二个比率合成(上面的第二个图像),蓝色=1/7,绿色=4/2,红色=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 <Sect5_answers.html#5-7>`__

我们来评估一下 Principal Components Analysis (PCA) . 正如我们之前看到的,第一个主要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(作者曾参观过一个露出优质明矾石的坑,但由于大约有30条响尾蛇在四处滑行,所以没有进入——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。

第三个主要成分似乎毫无意义,除了黑点可能对应于某些蚀变带。

白山TM次新世第三张PC图像。|

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。白山以其浅色为界,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。

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PC5可能是其中的一个原因。

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。

` <>`__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 <Sect5_answers.html#5-8>`__

现在,我们将重点介绍第5节,由Idrisi根据地图和作者的实地观察,对训练场地的陆地卫星TM数据进行监督分类。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。以下是最终结果(不幸的是,最初创建的图例已从显示程序中丢失;请参见下面的说明)。

这是一个五颜六色的 可信的 产品。指定的类 玄武岩 (深蓝色)和 安山岩 (绿色)在很大程度上是它们应该出现在现场的地方。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。这个 Kaolinite/Alunite 区域(紫色)与地图信息完全一致。指定为Ironrich(棕色)的类别大致相当于地质图单位 中度充血 ,而类调用 赤铁矿 (红色)至少匹配一些称为 强血化 . 根据光解释和地质推理,任意地划分了四类冲积层。班级 MixAlluv (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)是一种可鉴别的沉积物,主要由风化火山残留物组成。班级 LsAlluv (浅蓝色),我们推测白山和其他石灰岩资源有相当大的贡献。 BrtAlluv (黄色)指的是西玄武岩丘陵以西的冲积层,可能大部分来自瓦瓦山。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。

我们还对Bendix扫描仪收集的白山数据进行了分类,使用了7个通道。我们参考了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,我们还使用IDims程序来处理算法,再次应用最大似然分类器。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,这两种分类图像之间以及这两种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 <Sect5_answers.html#5-9>`__

这个案例研究及其附带的图像应该让你相信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。


主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@nationi.net