遙感專題資訊提取的思想方法,基於遙感技術的資訊提取

2021-03-03 21:58:48 字數 6300 閱讀 1142

1樓:中地數媒

遙感影像資訊集合(包括子集/元素)的概念之所以能夠成立,是由於決定影像模型特徵的地理實體的自然屬性,具有專屬性。專題資訊(地理實體屬性)的提取,即根據其專屬性(知識)運用影象處理技術輔助決策,逐步達到物件本質屬性的認識,並通過圖形、影象語言加以表述。因此,遙感專題資訊的提取是一個運用知識由表及裡、由此及彼的反演、推理和歸納過程。

1.探求因果聯絡的科學歸納法

從探求現象之間的因果聯絡入手,概括出一般性的結論,叫科學歸納法。在自然界及人類社會中,有許多現象都是與其他現象互相聯絡、相互制約的。如果某一現象必然存在,便引起另一現象的發生,這兩個現象間就具有因果聯絡。

因果在時間上具先後繼承性,在同樣條件下同樣的原因一定產生同樣的結果。因果聯絡又具有複雜性,有時事件的原因是由若干個現象組合構成,當尚未引起發現現象(或結果)時,並不意味著此現象的原因(或結果)不存在。

(1)契合規律是探求現象間因果聯絡的一種方法

當被研究現象出現的若干場合,如果惟一的情況是在這些場合共同有的,那麼這個惟一的情況是被調查現象的結論。

例如:在華北板塊南緣或秦嶺造山帶的影像中,分佈有許多穹形影像空間模型。地質解譯發現,這些臺穹區的影像結構、色率、水系型式、植被髮育程度等各具特色。

根據知識發現,盆嶺地貌的臺穹區是造山期後伸展機制下生成的變質核雜巖。那麼,推導的結果是:這些穹形影像空間模型分別代表不同結晶基底構成的變質雜巖核。

(2)差異規律是探求現象因果聯絡的另一種方法

如果被研究現象出現的場合與不出現的場合只有一種情況是不同的,而且這個惟一不同的情況在被研究場合是存在的,在研究現象不出現的場合不存在,那麼這個惟一不同的情況就是被研究現象的原因(或結果)。

例如:推理華北板塊南緣結晶基底是由華山、熊耳山-崤山古陸塊拼合而成。在穹形影像空間模型中,惟一不同的是地塹的阻隔。

當△z上延20 km後深部連線為一體,惟一不同地塹阻隔不存在物理量的差異。那麼,推導的結果是:華北板塊南緣結晶基底原為統一陸塊,後被中新生代斷陷盆地所分割。

(3)剩餘規律是探求現象因果聯絡的又一種方法

如果一個複合的現象被研究,已知這個複合現象的一部分是某種情況的結果,那麼這個複合現象的剩餘部分就是其他的情況的結果。

2.探求等同關係的模擬推理法

模擬推理,當兩個物件在一系列屬性上是相同的,而且已知其中一個物件還具有其他的屬性,由此推出另一個物件也具有同樣的其他屬性的結論。

模擬推理的表達如下:

如果a物件具有屬性a、b、c、d,b物件僅發現屬性a、b、c,推論b物件也應具有屬性d。

以土壤侵蝕遙感調查為例:已知區a影像模型為黃土溝壑區。其屬性:

a=馬蘭黃土;b=降雨量700~800 mm/a,且暴雨集中;c=地殼抬升1~2 mm/a;d=年侵蝕模數>2500t/a;e=強侵蝕區。

未知區b與已知區a影像模型具有高度一致性,其屬性a、b、c與已知區a具可比性,根據影像模型和知識可作如下推理:

即未知區b也為強侵蝕型別區,年侵蝕模數>2500t/a。

因為客觀存在的物件具有相似性也存在差異性,所以模擬的結論是或然的。如把某物件的特有(或偶然)屬性類推到其他物件,就會犯「機械模擬」錯誤。提高模擬推理結論的可靠性,必須在前提中的確認達到最多,使確認屬性最大限度接近本質。

而且兩個物件的相同屬性是本質的,那麼它們的其他屬性便具有相似性。這樣類推的屬性也就可能顯示兩者的共性(如a,b,c,為必備條件)。

3.探求真實性的科學論證法

論證法,是用一個(些)真實判斷確定另一個判斷真實性的思維過程。即引用某個(些)真實判斷作為根據,從這個(些)判斷中推出所要確定判斷的正確,這就是論證的過程。論證表示式如下:

如果有p,那麼有,或者q1,或者q2,或者q3。

如果q1,那麼有 r1。因有 r1,所以有q1。

如果q2,那麼有r2。因有r2,所以有q2。

如果q3,那麼有 r3。因有 r3,所以有q3。

……因有 q1、q2、q3……;所以有pn。

例:水文地質遙感調查

影像空間a,影像模型所有反映石灰岩、石英砂岩構成的峰叢峽谷地貌與山前洪積裙(影像空間b)毗鄰。

科學論證:

q1洪積裙造屬山前粗碎屑快速堆積,物質分選性差、空隙度高,具良好的富水性特徵 r1;

q2影像空間b反映洪積裙內凹,面積約2000 km2,說明全新世以來地殼大面積下沉,砂礫岩層深厚,有一定規模的儲水空間 r2;

q3影像空間a反映洪積裙上游對應數條深長的峽谷,匯水面積達5000 km2,充足的水源補給條件r3。

因有q1、q2、q3的真實推斷作為根據,因而可推論影像空間b可作為平原區大型地下水庫工程專案評價。

綜上所述,遙感資訊提取的過程實質是應用知識概念模型,對影像空間模型屬性進行邏輯推陳出新理論的過程。應用好邏輯規律(知識發現)構建「公理體系」,即可做到事半功倍的效果。

基於遙感技術的資訊提取

2樓:中地數媒

遙感影像以其巨集觀性、客觀性和地質資訊的豐富性、多層次性在地質研究和礦產**中取得了愈來愈明顯的效果。遙感影像中的線性、環形構造為研究控礦地質構造提供了許多資訊,且基於岩石、礦物波譜曲線的遙感蝕變資訊的提取,對於圈定蝕變帶,進行成礦靶區**有重要意義。

從研究區成礦模式來講,提取構造帶、蝕變帶是本區遙感資訊提取的主要目標。本次工作採取構造資訊和蝕變資訊提取兩種方法相結合策略,其基本思想是將提取出的構造資訊和蝕變資訊,結合工作區的化探和地質資訊進行多源資訊綜合分析,以圈定稀有金屬成礦遠景區。

(一)遙感影象的收集與預處理

應用遙感技術在新疆富蘊地區進行稀有金屬資源勘探的重點內容是提取工作區構造和蝕變資訊,在數字影象處理的方法上以卷積和定向濾波、比值變換、彩色合成處理為主。本次工作使用的遙感影象為landsatetm+及p142/r027多光譜資料,空間解析度為30m,影像獲取時間為2023年7月14日。

遙感是通過對反映地物電磁波輻射水平的灰度資訊的處理分析與解譯進行地物識別和專題研究。由於其成像過程中各種因素(如衛星速度、大氣與地物反射與發射電磁波的相互作用、隨機噪聲等)的影響,實際的影象灰度值不完全是地物輻射電磁波能量大小的反映,其中包含上述因素作用的影響。為有效地對影象上代表性地物樣區進行波譜分析和蝕變資訊的提取,在進行影象處理之前,對影象進行了幾何精糾正、大氣校正、裁剪、亮度值動態範圍拉伸等預處理。

預處理後研究區742假彩色合成影像如圖4—21所示。

圖4—21 工作區etm742彩色合成影象

(二)蝕變資訊的提取

遙感探測的是地表物質的光譜資訊,因此只要有一定面積的蝕變岩石出露,遙感就有可能測出。即使礦體是呈隱伏的狀態,只要有蝕變巖出露,就有可能在tm(etm+)影象上有所表現,尤其是為數眾多的熱液礦床。當然蝕變資訊的強弱、規模、型別等因素也很重要,目前認為中等強度和規模以上的蝕變帶對於tm(etm+)蝕變資訊提取是十分有利的。

有時儘管有蝕變巖存在,但不一定有礦。然而,劇烈且較大範圍的圍巖蝕變常常指示著大礦及富礦的存在。大型、特大型內生熱液礦床一般均有強烈且較大範圍的圍巖蝕變,並且具有分帶現象(如斑岩銅礦),這是以找礦(特別是大礦、富礦)為最終目的蝕變遙感異常提取的地質依據。

從hunt(1978)和他領導的實驗室的研究成果以及閻積惠等(1995)依據礦物反射波譜特徵吸收譜帶特點的定性分類研究中可以知道,主要造岩礦物在可見光—近紅外光譜(波長0.35~0.25μm)並不產生具有鑑定意義的反射譜帶,其光譜特徵主要由岩石中為數不多的次要礦物決定。

一是由含鐵(fe2+,fe3+)基團產生,含鐵礦物主要有角閃石、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、黃鉀鐵礬等,它們在tml~tm4波段有強吸收帶,若岩石中含多量的fe3+,而含fe2+較少,這類岩石的主要吸收譜帶位於tm4和tm1波段,反射波長相當於tm3波段的電磁波。若含大量的fe2+、含fe3+較少,則主要吸收譜帶位於tm1波段,對於波長相當於tm2波段的電磁波有某種程度的反射。

二是由含羥基(oh-)、水(h2o)或碳酸根(co3

2-)基團產生,羥基的吸收譜帶主要有2.2μm和2.3μm波長兩處,由於oh-在2.

2~2.3μm波長附近存在強吸收谷(稱為羥基譜帶),使得tm7產生低值、tm5產生高值,含輕基礦物大多為次級蝕變礦物,如高嶺土、葉蠟石、雲母類礦物、綠泥石、綠簾石等,水在1.4μm和1.

9μm波長處有特徵吸收帶。含碳酸根礦物主要有五個特徵吸收譜帶(波長1.9~2.

55μm),較強的兩個在2.35μm和2.55μm波長處(稱為碳酸根譜帶),相對較弱的在1.

9μm、2.0μm、2.16μm波長處。

蝕變資訊提取步驟:

首先,將遙感影象按研究區座標範圍進行裁剪。

第二,進行鐵染資訊的提取。為了不影響蝕變資訊的提取,首先將遙感影象上工作區內的植被、水體、鹽鹼地、雪進行掩膜。由於植被在etm4有強反射,而在etm3呈現吸收的特點,所以植被用etm4/3>1掩膜效果較好(圖4—22);水體用劃定感興趣區與確定臨界值相結合的方法進行掩模(圖4—23);雪地(圖4—24)和鹽鹼地(圖4—25)的掩膜通過確定臨界值的方法去除效果較好,其中,雪地的臨界值範圍為:

etm7:0~50、etm4:70~160、etm2:

70~145,鹽鹼地的臨界值範圍為:etm7:95~150、etm4:

70~160、etm2:70~145。去除干擾資訊後,用etm3/1來提取鐵染資訊。

並用均值與2倍標準差之和(μ+2σ,黃色)作為下限來提取鐵染資訊,將提取的鐵染資訊與etm3波段遙感影像疊加的效果如圖4—26所示。

圖4—22 植被掩膜區域

圖4—23 水體掩膜區域(換解析度高的圖,含後3幅)

圖4—24 雪地掩膜區域

圖4-25 鹽鹼地掩膜區域

圖4—26 鐵染蝕變資訊與工作區已知礦點疊加效果圖

第三,進行羥基異常資訊的提取。由於羥基資訊提取結果受植被和水體影響較大,因此在做羥基異常資訊提取的時候,需要將植被、水體、雪地掩膜掉,以去除干擾。干擾因素去除後,採用etm5/7提取羥基蝕變資訊,採用均值與1.

5倍標準差之和(μ+1.5σ,藍色)作為下限,得到的羥基提取結果與etm3波段遙感影象的疊加效果見圖4—27。

圖4—27 羥基蝕變資訊工作區已知礦點疊加效果圖

(三)構造資訊的提取

在對遙感影象中的構造資訊(線性構造和環形構造)進行解譯和分析之前,需對數字影象進行針對性的處理,以便於高質量影像的獲取和相關資訊的提取。在遙感影像上提取構造資訊的主要方法,有光譜資訊增強、空間變換、影像紋理分析等。在實際應用中,主要依據遙感影像的地質—地貌—景觀背景,選擇有效的處理方法和數學模型,針對區域構造影像要素的基本特徵進行資訊提取,從不同側面突出不同等級、不同層次、不同形態構造的空間分佈資訊。

1.線性構造資訊提取

對線性構造資訊進行提取時,主要採用了光譜資訊增強和空間資訊增強兩種方法相結合的方式。首先,將裁剪好的遙感影象其etm1、2、3、4、5、7波段進行主成分分析,得到的各分量特徵值和特徵向量值如表4—1所示。

表4—1 特徵向量表

從表4—1中可看到,pc3反映的主要是etm5、7波段的資訊,對識別地質構造資訊有很好的幫助,因此選取pc3作為提取區域較大線性構造的基礎影象。第二,對pc3進行3×3像元的低通卷積濾波,其作用是突出低頻資訊而壓縮高頻資訊,這種方法可以壓抑細微線性體,突出影像主幹構造。將etm7波段、pc1影象、經過低通濾波的pc3影象進行rgb彩色合成,得到的影象如圖4—28所示。

圖4—28 工作區主幹構造解譯圖

此外,對pc2進行5×5像元的高通濾波,其作用之讓高頻資訊通過,這種方法可以增強細微線性體的資訊。並將etm7波段、pc1影象、經過高通濾波的pc2影象進行rgb彩色合成,得到的影象如圖4—29所示。

圖4—29 工作區區域性(次級)構造解譯

2.環形構造資訊提取

環狀影像是指在遙感影象上由色調、水系、影紋結構等標誌顯示出的近圓形、空心的環形或未封閉的弧形等影像特徵。構成環狀影像的地表因素很多,其中與地質作用有關的環狀影像稱為環形構造,它往往反映了一定的地質含義,與地表地質構造具有一定的成因聯絡。環形構造與成礦作用關係較密切,尤其是那些由隱伏岩漿活動引起的環形構造。

本次工作所提取的環形構造,包括侵入岩體形成的侵入岩環塊構造、構造—岩漿活動形成的複合環塊構造以及礦床及含礦地質體形成的環塊構造。這類環形構造多以水系、地貌、構造線、色調等影像特徵為解譯標誌。

對環形構造的提取採取的是芒塞爾彩色空間變換的方法。在計算機內定量處理色彩時通常採用rgb表色系統,但在視覺上定性的描述色彩時,採用hsv顯色系統更直觀些。munsellhsv變換就是對標準處理彩色合成影象在rgb編碼賦色方面的一種彩色影象增強的方法,它是藉助改變彩色合成過程中的光學引數來擴充套件影象色調差異,將影象彩色座標系中紅、綠、藍三原色組成的彩色空間變換為由色度(hue)、飽和度(saturation)、純度(value)三個度量構成的色彩模型,其目的是為了更有效地抑制地形效應和增強岩石單元的波段差異,並通過彩色編碼增強處理達到最佳的影象顯示效果,擴充套件了色調的動態變化範圍,有利於細分。

對tm7(r)tm4(g)tm1(b)作假彩色合成影象,然後進行芒塞爾彩色空間變換,將rgb空間變換為hsv空間,獲取的彩色增強影象,進行環形構造資訊的提取。提取結果如圖4—30所示。

圖4—30 環形構造遙感解譯圖

高考中的數學思想方法

數學中的思想主要來自幾個重要概念 函式與方程 數形結合 不等式 變數代換 抽象推理等等 你如果想學好數學 必須要有一本好書在手 因為好書易得 好老師難找 所以推薦你買一本兩本質量上乘的數學輔導書 至於做題這塊 還是三年高考五年模擬這種書比較好些 有了好的思想還要會靈活運用 歷年考題還是要多做做的 做...

怎麼樣把Excel檔案裡的資訊提取到另Excel檔案裡

把檔案一的編號按升序排列,用vlookup 來作,可以直接輸入以檔案2裡,不會用這個函式,可以hi我。如果編號在a列,從a2開始,在檔案2中第二行b2中輸入 vlookup a2,檔案1路徑及檔案 檔案1名.xls sheet1 a 2 f 5000,2,0 下拉複製就行了。如果還要引用第3列資訊,...

數學思想方法的教學以什麼為主要特徵

一 對數學思想方法的認識 數學思想方法 一詞,在數學教育 數學教學領域已被廣泛使用。對於什麼是數學思想方法,數學家和數學教育工作者有諸多論述。概括起來,大家通常是從 數學思想 和 數學方法 兩個角度進行闡述的。數學思想是對數學物件的本質認識,是從某些具體的數學內容 如概念 命題 規律 和數學認識過程...