热红外数据（TASI）预处理及矿物信息提取方法研究

【摘要】热红外发射光谱可以探测识别造岩矿物Si-O键振动光谱特征，可用于识别不含水造岩矿物，是对可见光-反射红外遥感地物识别的有效补充。TASI是加拿大研制的热红外高光谱机载传感器，在8-11.5um范围内有32个波段，本文主要研究TASI数据大气校正、温度与发射率信息分离的方法，并基于TASI发射率光谱提取SiO2和方解石的分布信息。在大气校正方面，运用MODTRAN模拟大气辐射传输模型计算了大气透过率、大气上行辐射和下行辐射，发现上行辐射值与下行辐射值的数量级相同，因此TASI大气校正必须同时消除上行辐射和下行辐射的影响。论文同时采用了AAC方法基于TASI数据本身来计算大气透过率和大气路径辐射，两种方法得到的透过率和路径辐射结果非常近似。但是，AAC方法经验方程的系数数量级达到105，算法的反演结果对参数Tr和Pd极为敏感，反演精度在很大程度上依赖于Ls与Lw的线性拟合效果。在温度与信息分离方面，修正了TES算法，利用JHU波谱库岩石、土壤、植被这三类地物中的167条波谱重采样至TASI的32个波段，重构针对TASI全波段的εmin-MMD经验关系式，拟合均方根误差RMSE仅0.0126。该预处理方法对于8-11.0um间的误差纠正和信息分离效果比较理想，分离后发射率波谱岩性的特征吸收峰与标准波谱高度吻合，形态上与标准发射率波谱基本一致，满足基于单个诊断性吸收特征参数方法对矿物填图数据的要求。但是，该方法对于11.0-11.5um间的误差纠正和发射率分离则不太理想，还有待改善。在矿物信息提取方面，本文基于多个诊断性吸收特征的方法，采用TASI发射率数据（ε8+ε9）/（2-ε14）作为二氧化硅指数，（ε31-ε14）/（ε31+ε14）为方解石归一化指数，提取了柳园部分地区的石英和方解石分布，对掌握热液活动区域与碳酸盐类矿物的分布区域、了解二者空间位置关系、帮助寻找热液蚀变带和矽卡岩型矿床有一定意义。
【作者】曾江维；
【导师】田淑芳；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），资源与环境遥感，2014，硕士
【关键词】热红外高光谱；大气校正；温度与发射率信息分离；矿物信息提取；

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