礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用對(duì)國民經(jīng)濟(jì)具有重要影響，科技的發(fā)展也為礦產(chǎn)資源的調(diào)查提供了更多的工具選擇。本文主要介紹了高光譜遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

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高光譜遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查的國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國于20世紀(jì)80年代中、后期也著手發(fā)展自己的高光譜系統(tǒng)，先后成功地研制了MAIS、OMIS，PHI和C-HRIS等成像光譜儀；一些單位開展了相應(yīng)的方法研究和應(yīng)用試驗(yàn)。由于受數(shù)據(jù)源的限制，國內(nèi)僅有中國科學(xué)院遙感所、中國國土資源航空物探遙感中心(下文簡稱“航遙中心”)等少數(shù)單位開展了較為系統(tǒng)的應(yīng)用研究工作。在高光譜礦物填圖方面，國內(nèi)的研究基本停留在礦物類型識(shí)別階段，能夠識(shí)別的礦物種類較少，發(fā)展的數(shù)據(jù)處理方法和初步建立的一些礦物識(shí)別規(guī)則尚需要在更多的實(shí)踐中加以驗(yàn)證、補(bǔ)充、優(yōu)化和修訂。盡管如此，還是有好些相對(duì)成功的應(yīng)用實(shí)例。

中科院上海技術(shù)物理所利用MAIS 在河北張家口地區(qū)的實(shí)驗(yàn)中地對(duì)該地區(qū)新生界全新統(tǒng)、更新統(tǒng)、中生界侏羅紀(jì)張家口群、下元古界紅旗營子群及花崗片麻巖、蛇綠巖脈、輝石類巖脈采用不同的圖像處理方法獲得了較為精確的巖石地層識(shí)別分類，證明了高光譜遙感在巖石出露較好區(qū)域進(jìn)行巖類定性識(shí)別和大比例尺填圖的可能；謝紅接等[17]運(yùn)用中國科學(xué)院上海技術(shù)物理所研制的模塊式航空71波段高光譜儀(MAIS)影像數(shù)據(jù)，在純凈像元提取、混合像元分解、光譜角制圖、匹配濾波、光譜特征擬合等方面做了試驗(yàn)性研究工作，提取了該區(qū)的鈾礦特征信息(如蝕變、礦化等)，為高光譜圖像的礦產(chǎn)資源調(diào)查應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

航遙中心也取得了相應(yīng)的進(jìn)展，他們利用美國Cuprite礦區(qū)的航空可見和紅外成像光譜儀AVIRIS數(shù)據(jù)和河北崇禮-赤城地區(qū)MAIS數(shù)據(jù)，開展了蝕變礦物提取和礦物填圖方法試驗(yàn)；在野外和實(shí)驗(yàn)室條件下，開展了巖礦光譜的影響因素和礦物混合光譜研究，測試了高嶺石、白云母、方解石、白云石、蒙托石、綠簾石等礦物光譜共300余條，初步總結(jié)了礦物光譜變異規(guī)律等。

此后，航遙中心還應(yīng)用EO-1衛(wèi)星的成像光譜Hyperion的視反射數(shù)據(jù)，對(duì)西藏驅(qū)龍地區(qū)的蝕變礦物進(jìn)行了初步識(shí)別，識(shí)別出高A1和低A1絹云母化礦物、高嶺石礦物以及綠泥石和孔雀石化礦物組合。

甘甫平等[18]利用成像光譜遙感技術(shù)識(shí)別和提取了礦化蝕變信息，其做法是首先利用低分辨率的遙感數(shù)據(jù)識(shí)別出地質(zhì)異常分布，圈出重點(diǎn)區(qū)段；然后利用高光譜MAIS數(shù)據(jù)在這些重點(diǎn)區(qū)段開展蝕變信息(主要是鉀化)提取與找礦預(yù)測。區(qū)內(nèi)鉀長石化帶主要礦物組合為鉀長石、微斜長石、石英、絹云母、黃鐵礦等。這些礦物除黃鐵礦外，均含Al-OH和Mg-OH鍵的化合物。尤其是隨著鉀化的減弱，Al-OH鍵化合物減少，光譜隨之發(fā)生變化，對(duì)識(shí)別和提取礦化蝕變信息十分有利。

王潤生、甘甫平等人在成像光譜礦物填圖技術(shù)與應(yīng)用示范課題中，對(duì)新疆東天山地區(qū)開展區(qū)域面積性礦物填圖和西藏驅(qū)龍地區(qū)開展礦化蝕變礦物填圖應(yīng)用示范，取得了與地面一致的應(yīng)用效果，礦物識(shí)別率和識(shí)別正確率均達(dá)到85%以上；王青華等[19]運(yùn)用MAIS影像數(shù)據(jù)，通過對(duì)研究區(qū)各巖類的野外光譜特征測試，對(duì)比分析圖像中巖石的光譜特征，根據(jù)訓(xùn)練區(qū)不同巖類的光譜特征，采用不同的圖像處理方法，較好地提取了巖石信息，達(dá)到較準(zhǔn)確識(shí)別巖礦類別的目的。

張宗貴等[20]利用機(jī)載可見光、近紅外及短波紅外成像光譜(HyMap)數(shù)據(jù)，開展了基于地物光譜特征成像光譜遙感礦物識(shí)別方法研究，結(jié)果認(rèn)為，根據(jù)研究區(qū)內(nèi)存在的主要Al-OH和Mg-OH的特征吸收峰礦物類型，通過對(duì)礦物光譜特征的綜合分析，分別建立了綠泥石、綠簾石、橄欖石、絹云母、滑石、石膏及黑云母等礦物組合的識(shí)別準(zhǔn)則，有效地填繪出了這些礦物在該航帶上的分布情況。

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高光譜遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查的應(yīng)用前景

目前高光譜遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用。這是光學(xué)、結(jié)晶學(xué)、光譜學(xué)、傳感器技術(shù)和圖像處理技術(shù)等學(xué)科共同發(fā)展的結(jié)果，由于它具有將高光譜分辨率的圖像與光譜合二為一的特點(diǎn)，不僅能有效地直接識(shí)別地表物質(zhì)，而且還能更深入地研究地表物質(zhì)的成分及結(jié)構(gòu)。

因此，通過巖石光譜信息模型，反演某些指示礦物的豐度分布，結(jié)合遙感專題圖件以及豐富的紋理信息，借助于相應(yīng)的成礦模式和理論，可以從全局、綜合的角度對(duì)研究區(qū)的礦產(chǎn)進(jìn)行可持續(xù)的勘探和開發(fā)，這在礦產(chǎn)資源調(diào)查應(yīng)用的成礦預(yù)測方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

為了使高光譜遙感技術(shù)在該項(xiàng)目中得到充分的應(yīng)用，需要進(jìn)一步開展以下工作：

(1) 深入分析和研究粘土礦及稀土礦（元素）的物化屬性與光譜特征的相關(guān)性。上文提到，礦物的光譜特征主要由組成成分、物質(zhì)內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、物化特征所制約。因此，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到巖礦光譜細(xì)微變化與其物質(zhì)內(nèi)部組分、內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)之間的信息關(guān)聯(lián)，是改善和提高高光譜遙感區(qū)分不同種類的粘土礦、粘土礦與稀土礦、以及提取是否附有稀土元素的粘土礦信息的關(guān)鍵。

(2) 進(jìn)一步分析、試驗(yàn)高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理與礦物填圖現(xiàn)有的各種技術(shù)方法。因?yàn)轭A(yù)處理及礦物填圖效果的好壞直接影響到礦物信息提取的精度，最終影響高光譜技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)及應(yīng)用處理系統(tǒng)的技術(shù)體系的設(shè)計(jì)。由于自然界礦物的共生組合波段變異，在實(shí)際應(yīng)用中，純單一礦物端元有時(shí)很難確定或不需要確定，在技術(shù)方法研究中應(yīng)當(dāng)考慮如何根據(jù)自然界礦物的共生組合規(guī)律和波段變異，選擇礦物或礦物組合作為端元。

(3) 探索在有植被覆蓋區(qū)提取巖礦信息的技術(shù)。利用高光譜遙感數(shù)據(jù)，若能識(shí)別和圈定由金屬礦化異常引起的植被光譜變異區(qū)域，將在國家礦產(chǎn)資源調(diào)查應(yīng)用研究中起到不可估量的作用。

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