多源数据融合技术及其在地质矿产调查中应用探讨

易习正

【摘 要】针对地质矿产调查的特点，介绍了多源数据融合技术的概念、基本方法，总结归纳了其在地质矿产调查中工作流程、实施步骤、注意事项，分析了多源数据融合技术在地质矿产调查中的应用意义。结合新疆黑山岭东南一带1：50000区域地质矿产调查项目，采用多源数据融合技术，在构造信息和矿化蚀变信息提取中，对遥感图像数据和地质、地球物理、地球化学数据进行了融合处理和叠合显示，取得了较好的地质效果。

【关键词】地质矿产调查；多源数据；数据融合

0.引言

遥感引言区域地质矿产调查是一项基础性、公益性、综合性极强的基础地学工作，也是地学领域地面数据获取的主要方法之一。全面系统地取全、取准野外第一手资料是进行地质矿产调查与填图工作的基础和首要任务。隐着地质矿产勘查技术的发展，信息的来源和种类越来越多。在信息的实际应用中，单一的信息源所提供的信息往往是片面的。数据融合技术用于多源数据的处理，它可以使不同地质手段的优势互补，有效消除数据中信息的不确定因素，提高检测结果的准确性。

1.多源数据融合

所谓数据融合，实质上就是运用一定手段和技术方法。将从研究对象获取的所有信息全部统一在时空体系内所进行的综合评价。换句话说，就是将从不同侧面，用不同手段得到的统一地质体的信息。皆视为统一地质体的不同表征。其目的是吸收各种数据源的优点，从中提取更加丰富的信息，也可以称之为“1+1=3”。在区域地质矿产调查过程中主要进行的是多源遥感数据的融合及多源遥感数据与非遥感数据的融合。在区域地质矿产调查中，应用多源数据融合技术的目的是通过融合后的图像进行综合解译分析，提取区域地质矿产调查所需要的地层、构造、岩浆岩、矿产等专题信息，指导区调工作的合理部署。多源数据融合技术在地质矿产调查中应用，整个过程通过人机交互操作、查询及决策反复调试加以实现。

1.1数据选择

在地质矿产调查中进行多源数据融合时，合理选择数据对象是进行多源数据融合的首要步骤，这直接关系到多源数据融合处理的效果和是否满足实际应用需求。因此。首先要根据具体用途及目的选择合适的适感数据及非遥感数据。遥感图像类型选择的依据为地面分辨率、光谱分辨率和时相分辨率，其中地面分辨率、光谱分辨率为图像优选的主要依据。当前，不论航天遥感数据还是航空遥感数据，黑白航空相片、彩色红外航空相片、红外多光谱等），均可作为区域地质矿产调查的基础信息源，同时结合实际需要收集研究区相关的地质、地球物理、地球化学等方面的资料。

1.2数据预处理

在进行多源数据融合之前，首先必须对地质、地球化学、地球物理、遥感等不同类型数据和图件进行预处理。包括数据标准化、栅格图矢量化、属性分离归纳、遥感影像几何校准、不同来源图件地理配准。然后再转换成统一的图像格式，而且所有预处理皆应以能使已有的各类数据相互沟通为目的，从而保证各类数据能够在同一工作平台上实现融合。同时，针对研究目标对不同类型的空间数据进行图像化处理和图像增强处理：如遥感数据的光谱信息和空间信息提取、空间滤波、频率滤波、主成分分析、分形分析、纹理分析等处理方法：对于物探数据进行专业化的极化、延拓、匹配滤波、垂向二次导数等数值处理。形成图像。提取目标体不同特征的结构信息：地球化学数据赴理的目的是找出化探异常区，关键问题是确定异常下限，通过多种计算方法，得到异常区的分布图像。以上处理结果只做灰阶处理，以便于下一步的融合碑。

1.3数据融合

多源遥感数据融合多源遥感数据融合的目的，就是通过图像处理技术来实现对多波段、多传感器、多平台、多时相、多分辨率遥感影像进行综合处理，以期增强卫星图像的应用效果。它主要有多光谱遥感数据与雷达数据的融合、高低分辨率遥感数据的融合以及不同多光谱数据间的融合等。目前，多源遥感数据融合有3种基本方法：基于像素级的融合、基于特征级的融合、基于决策级的融合几种融合的方法。在地质矿产调查过程中。要根据具体目的选择合适的融合方法，例如提取线性构造信息的方法主要为滤波。可以在假彩色合成、主成分分析、比值等各种图像上进行，反差扩展或直方图调整以及相关的统计分析也是遥感线性构造研究的重要辅助手段，在实际应用中不囿于一些理论束缚，可依据具体情况对原方法进行灵活、合理地改动，同时要综合多种方法处理图像。

1.4综合结果分析

由于多源数据融合方法的多样性以及同一种融合方法对不同图像融合效果的多变性，使得对最终多源数据融合结果进行综合分析显得十分重要。一定要在图像处理及地质认识的基础上。以野外踏勘与实测地质剖面为依据，本着从已知刭未知的原则，给其一个客观、正确的评价分析，以充分发挥多源数据融合技术在地质矿产调查中的作用。

2.多源数据融合的应用

2.1构造信息提取

构造信息提取主要收集了TM卫星影像数据，两种数据配合使用。在应用之前，首先对遥感影像进行了几何校正、坐标配准、亮度值动态拉伸等预处理¨副。地质构造行迹主要表现为线性和环形特征。线性、环形构造及构造交叉部位，是成矿、拢矿的重要条件。而它们在遥感图像上多以特定的色调、形态、图形结构、水系展布、地貌组合等线性、环形影像特征得以显示。通过多次试验，根据研究区特点并结合图像的统计数据或岩石的波谱特征，最终选取对岩性信息反映明显的TM5、TM7波段和对植被反映明显的TM4波段以及一个可见光TM1波段进行假彩色合成及处理。在构造信息提取过程中，主要经过对TM7、TM4、TM1波段进行主成分变换的PC1分别进行北西、北东、东西和北南方向滤波后进行线性和环形构造解译。

2.2矿化蚀变信息的提取及找矿靶区的圈定

矿化蚀变信息的提取及找矿靶区的圈定遥感数据与非遥感数据通过融合可以做到优势互补，尤其在矿化蚀变信息的提取中，笔者根据不同数据源特点及在研究中的要求，对地物化数据和遥感图像数据等资料进行了配准叠合，并进行了融合处理与叠合显示，取得了较好的地质效果。同时根据研究区及邻区己知矿产的分布规律、地质、地球化学、成矿条件及控矿因素等特征，参照前人已有的研究成果，结合研究区实际地质矿产特征及野外地质矿产调查结果，进行找矿靶区的圈定。通过对所提取的蚀变信息及控矿构造、己知矿床点在空间上的相关关系分析和野外实地查证，所提取的遥感蚀变信息，与已知矿点基本吻合。

3.结束语

在区城地质矿产调查过程中主要进行的是多源遥感数据融合及多源遥感数据与非遥感数据的融合，目的是通过对融合后的图像进行综合解译分析来提取区域地质矿产调查所需要的地层、构造、岩浆岩、矿产等专题信息。随着空间信息科学的不断发展和计算机水平的不断提高，多源数据融合技术用来处理地质矿产调查工作中的海量数据。能够有效消除数据中信息的不确定因素，提高对目标或环境的描述、解释分析和表示结果的准确性。获得比单一信息有更充分的融合结果。 [科]

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