岩心高光谱数据的矿物填图方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义：

高光谱遥感技术自上世纪产生以来，经过不断地发展，已经成为对地观测遥感技术的前沿之一，其中高光谱技术应用最早也是目前应用成功的领域就是在地质找矿勘查方面。人们凭借高光谱遥感技术高光谱分辨率、高空间分辨率，高辐射分辨率等优势提取分析获得的光谱信息，进行矿物填图，用以开展大规模的矿物勘察工作。与此同时，钻探是目前地质勘查的重要技术手段之一，通过对获得的钻孔岩心进行矿物识别，可以达到矿物勘察的目的。但是传统的人工方法识别获得的钻孔岩心数据，不仅需要消耗大量的人力、物力和时间，而且容易出现失误。利用遥感高光谱技术获取钻孔岩心的高光谱影像，并根据在特定波段的光谱特征进行研究并识别鉴定矿物，这是目前钻孔岩心研究新的发展方向。但是，虽然高光谱矿物填图技术目前发展较为成熟，但是主要应用于地面遥感，在岩心高光谱矿物填图领域应用较少，所以大部分的填图方法都是相对于地面遥感而研究的。本文整理归纳了目前常见的高光谱矿物填图方法，并将其应用到钻孔岩心高光谱数据分析之中，对比分析结果，对矿物填图精度进行评价，从而探索出最适用于钻孔岩心高光谱数据的矿物填图方法。用以提高钻孔岩心高光谱矿物填图的精度，在矿物勘查方面可以更加准确的判断矿物，便于进一步的工作。

国内外研究现状：

高光谱技术产生于上世纪80年代，在90年代便开始了在岩心高光谱矿物领域的研究，但是并不常见，直到本世纪初高光谱技术才开始广泛应用到钻孔岩心的数据分析之中。相比较而言国外在岩心光谱矿物填图起步较早，发展较为成熟，澳大利亚、意大利等矿业较为发达的国家率先采用高光谱岩心扫描技术进行岩心的光谱数据研究，进行矿物勘察工作。早在上世纪90年代国外便有学者进行岩心编录和光谱识别岩心矿物方面的研究，不过进入21世纪之后国外才开始陆续出现岩心高光谱编录系统，高光谱技术开始大规模应用到岩心矿物勘查。其中最早的便是澳大利亚联合科工(csiro)开发的的hylogger系列岩心扫描仪，也是目前发展最成熟的，在澳大利亚多个州都配备有hylogger高光谱岩心扫描仪。之后的澳洲的spectra terra公司(后改名为corescan)也开始将高光谱技术应用于岩心，并开发了第一台高光谱岩心成像光谱仪（hci）, 紧随着芬兰specim公司开发了sisurock成像岩心光谱仪。在之后便是芬兰specim公司的sisurock成像岩心光谱仪。在2010年之后，加拿大的photonic knowledge也开发了一款高光谱岩心成像仪，有突出进展的是该扫描仪是通过面试采样的，获得的光谱数据本身就是岩心光谱数据。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容及目标：

本次研究主要针对岩心高光谱的矿物填图方法进行对比分析，目前较为常用的的矿物填图方法主要分为两种，一种是基于传统多光谱遥感线性统计模型，如波段比值法、主成分分析、mnf变换法、mtmf等对影像数据进行降维和识别；另一种是根据矿物的光谱形成特征，寻找矿物波谱吸收的波段。通过该方法分析矿物波谱形状进行分类：如光谱角匹配（sam）、光谱信息散度法（sidm）、监督分类法等。本文拟采用光谱角匹配（sam）、光谱特征拟合（sff）及混合调制匹配滤波（mtmf）三种方法，将这三种矿物填图方法应用到钻孔岩心矿物勘察上，分析对比三种方法得到的矿物填图结果，评价各自的结果的精度，从而得到较为适合钻孔岩心矿物填图的方法。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第3-4周：收集文献资料，了解研究内容的相关理论知识

第5周：制定研究内容和技术路线，提交开题报告

第6周：进行矿物端元提取，并进一步阅读文献，为下一步矿物填图做准备

4. 参考文献（12篇以上）

2.张杰林，黄艳菊，王俊虎，等. 铀矿勘查钻孔岩心高光谱编录及三维矿物填图技术研究[j].铀矿地质，2013，29（4）：249-255

3.孙卫东，陈建明，王润生，等. 阿尔金地区高光谱遥感矿物填图方法及应用研究[j].新疆地质，2010，28（2）：214-217

4.王润生，甘甫平，闫柏琨，等. 高光谱矿物填图技术与应用研究[j].国土资源遥感，2010