中高植被区斑岩型铜矿床矿化蚀变提取

吴 艳，何政伟,2，赵银兵，高海洋

（1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都610059；2.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059；3.成都理工大学 旅游与城乡规划学院，四川 成都610059）

中高植被区斑岩型铜矿床矿化蚀变提取

吴 艳1，何政伟1,2，赵银兵2,3，高海洋1

（1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都610059；2.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059；3.成都理工大学 旅游与城乡规划学院，四川 成都610059）

遥感蚀变信息的提取是利用遥感手段找矿的一个重要环节，而地表植被覆盖度是蚀变信息提取过程中影响精确性的重要因素，因此如何在植被覆盖区域减少植被对蚀变信息提取精确性的影响是遥感找矿过程中一个难题。以普朗斑岩型铜矿为例，应用RS、GIS技术及地质等相关资料，进行植被覆盖度分级切割，通过对研究区域内蚀变信息的提取，进行多种方法对比研究，寻求研究区域综合遥感成矿信息提取的最佳方法。

植被覆盖度；斑岩型铜矿床；蚀变信息；ASTER数据

1 研究区概况

本文选择的研究区位于香格里拉县北部,东经99°57'58"~100°01'02"，北纬28°01'42"~28°04'55"。属高原寒冷山区，地势呈北高南低的走势，区内植被发育呈现垂直分布的特点，随着海拔的增加，植被覆盖度（VFC）减少。研究区位于义敦岛弧南段的香格里拉压性岛弧，总体呈北北西展布，位于甘孜-理塘结合带西侧。出露的主要地层有泥盆系、石炭系、二叠系中村组聂耳堂刀组和东坝组，早三叠系布伦组、中三叠系，中三叠系曲嘎寺组、北衙组、王吃卡组、哈工组、图姆沟组、拉纳山组和甲丕拉组，古近系美乐组，第四系等。斑（玢）岩体中蚀变带伴以钾化带、硅化带和黄铁绢英岩化带，伴有斑岩型矿化体存在，蚀变带常常呈现由内到外的环状分带特征[1]。研究区地质概况如图1所示。

2 遥感数据预处理

本文用ASTER影像进行遥感蚀变异常信息的提取，数据预处理主要包括几何校正、FLAASH大气校正[2]。蚀变信息提取过程中的影响因子主要包括：研究区内河流、湖泊、云、冰川、阴影及植被信息。采用一定的方法将这些干扰因子去除是提取蚀变信息的前提。

图1 普朗铜矿床地质图（据余海军，2009修改）

3 VFC分级及研究区蚀变信息提取

3.1 VFC分级

植被在研究区域内大量分布，直接影响遥感蚀变信息的提取效果，如何有效地去除植被干扰信息，提取出蚀变信息是研究的重点。植被去太少会提取出部分伪蚀变信息，去太多又会把本来存在的蚀变信息去掉。本文采用去不同比例植被再提取蚀变信息的方法，分别将研究区分为低VFC区域、中低VFC区域、中VFC区域以及高VFC区域。利用归一化植被指数（NDVI）对研究区ASTER影像进行VFC分析，通过VFC分级阈值的选取，利用掩膜生成不同级别VFC影像，在不同VFC下进行蚀变信息提取。综合考虑研究区VFC情况，将0.0～0.4定义为低VFC区域；0.0～0.5定义为中低VFC区域；0.0～0.6定义为中VFC区域；0.0～1.0定义为高VFC区域。根据各个区间的取值，分别对研究区影像进行切割，利用掩膜技术生成VFC分别为0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的遥感影像。

首先计算研究区NDVI，计算之前需将灰度值图像转换为反射率图像，同时去掉影像中的负值信息[3]。利用波段运算将负值部分全部赋值为1，其余部分的值不变。

B1=(foat(B2)lt0)*1+(foat(B2) ge 0)*B1(1)式中，B2为红光波段或近红外波段，主要目的是剔除原始影像中负值信息。如波段中无负值信息，可省去此步骤。

灰度值转换成反射率之后可以直接应用近红外及红光波段进行植被指数的计算，NDVI值的获取主要是为计算VFC。

利用NDVI可以直接进行VFC值的计算：

式中，NDVImin为计算植被指数最小值，即裸土或无植被覆盖区域的NDVI值；NDVImax为计算植被指数最大值，是完全被植被所覆盖像元的NDVI值，即纯植被像元的NDVI值[4]。

将计算出来的VFC灰度影像分别拉伸为0.0～0.4、0.0～0.5、0.0～0.6、0.0～1.0的范围，再将拉伸出来的影像分别建立不同VFC的掩膜。利用建立好的掩膜去不同比例的植被，形成不同VFC的研究区遥感影像，从而进行蚀变信息的提取。图2为不同VFC的研究区遥感影像。

图2 VFC分级切割去植被影像

3.2 研究区蚀变信息提取分析

矿区内典型的蚀变矿物石英和绢云母等矿物在ASTER影像上呈现4波段反射高峰值，6、8波段为该矿物的吸收谷区域[5]。因矿物在6波段为吸收谷，5、7波段为该矿物反射峰值特征，特应用反射峰与波段吸收谷的比值运算来突出该类矿物遥感异常信息。基于以上理论，运用（B5+B7）/B6方法提取该区典型绢英岩化蚀变异常信息[6]。

本文在完成对遥感数据处理的基础上，包括去除冰雪等干扰信息、辐射校正、大气校正等基础预处理。通过对区内典型斑岩型铜矿蚀变分带特征研究，应用比值法提取了典型矿区绢英岩化带蚀变信息，在对比矿区的成矿模式及围岩蚀变分带特征上，提出适合该区域蚀变特征研究方法。

针对3种图像作VFC分析。VFC分级，结合前人成果共分为4级，分别将VFC0.0～0.4定义为低植被覆盖区域；0.4～0.5定义为中低植被覆盖区域；0.5～0.6定义为中植被覆盖区域；0.6～1.0定义为高植被覆盖区域。根据各个区域的取值，分别对典型矿区影像进行切割，形成VFC为0.0～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～1.0值域的遥感影像。根据每个级别进行蚀变信息的提取，总结适合区域蚀变类型分布的VFC级别特征。

分别用比值法、比值-主成分分析综合法、光谱角匹配法和混合像元分解法对研究区不同VFC下进行绢英岩化蚀变信息提取，结果如表1所示。

对不同方法在不同VFC下提取出来的蚀变信息在ArcGIS中进行对比分析，并与研究区地质图叠加分析，可得到提取出来的绢英岩化蚀变信息的总面积（表2）和落在绢英岩化带上的蚀变信息面积（表3），可计算出落在绢英岩化带上的蚀变面积占总蚀变面积的百分比（表4）。利用此百分比作为标准，可选择出在去多少比例植被下用哪种提取方法的效果最好。

表1 基于ASTER影像普朗矿区绢英岩化提取异常图

表2 不同方法提取的绢英岩化像元面积比较

表3 不同方法提取的绢英岩化落在蚀变带上面积比较

表4 落在蚀变带上面积占总蚀变面积百分比

4 结 语

从表中可以看出，采用比值法提取蚀变时，蚀变总面积最大是在VFC值为0.0～0.6范围。落在绢英岩化带上的面积最大的是VFC值为0.0～0.4，用比值法提取。而落在绢英岩化带上的面积占总的蚀变面积百分比最大的是在VFC值为0.0～0.5，用混合像元分解法。提取矿化蚀变信息的时候，不仅要考虑提取出来的蚀变信息落在蚀变带上的面积大小，还要考虑其精确性。综合分析，在研究区提取绢英岩化蚀变信息时，采用混合像元分解法，且VFC范围为0.0～0.5的效果最好。

[1] 杨夕辉.三江成矿带中甸地区斑岩型铜矿成矿综合信息研究及资源预测[D].昆明:昆明理工大学，2002

[2] 胡滨,何政伟,张佳佳，等.多光谱数据矿化蚀变信息提取研究[J].地理空间信息,2013,11(4): 104-106

[3] 倪忠云,何政伟,赵银兵，等.汶川地震前后都江堰植被盖度变化的遥感研究[J].水土保持研究,2009,16(4):45-48

[4] 王宁,陈民,郝多虎，等. 基于NDVI估算VFC的研究:以滁州市为例[J].测绘与空间地理信息,2013,36(5):51-54

[5] 张船红,何政伟.基于ETM+和ASTER数据的矿化蚀变信息提取[J].地理空间信息,2013,11(4):64-66

[6] 高海洋,何政伟,赵银兵. 基于ASTER数据的江拉昂宗铜多金属矿床矿化蚀变信息提取与分析[J].测绘与空间地理信息,2014( 3):92-95

[7] 陈述彭,童庆禧,郭华东，等.遥感信息机理研究[M].北京：科学出版社，2000

[8] 陈小娟,陈健飞.基于ASTER遥感影像的亚热带VFC信息提取[J].测绘与空间地理信息,2008,31(5):63-65

P237.3

B

1672-4623（2015）03-0093-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.033

吴艳，硕士，主要从事遥感及3S集成技术应用研究。

2014-07-07。

项目来源：国家自然科学基金资助项目（40972225）；中国地调局资助项目（12120113095400、1212011086057)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（20095122110003）。