高光谱遥感地质作用建模及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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甘甫平 等 著

图书标签:

• 高光谱遥感
• 地质建模
• 地质作用
• 遥感地质
• 光谱分析
• 地球科学
• 矿物识别
• 地质调查
• 数据处理
• 应用研究

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030551658

版次：31

商品编码：12248227

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

页数：280

字数：435000

正文语种：中文

内容简介

《高光谱遥感地质作用建模及应用》以推动高光谱遥感精细应用为目的，在收集、整理国内外高光谱遥感地质应用代表性案例的基础上，介绍了（极）低级变质带划分、矿物成因与流体运移、矿床蚀变分带、区域找矿预测、矿山环境等五个方面的应用，希望能为推动高光谱遥感技术在地质领域的深入应用提供借鉴。

目录

目录
前言
第一章 概述 1
第一节 高光谱仪器研制发展现状 2
一、地面光谱仪 2
二、机载光谱仪 4
三、星载光谱仪 10
第二节 遥感地质勘查技术发展现状 11
一、校准和大气校正 12
二、光谱处理方法 13
三、处理过程——端元组分识别与特征选择 13
四、分类 14
五、光谱分解 15
六、新方法 17
第二章 高光谱地质作用建模与找矿预测的基础 20
第一节 地质基础——成矿作用、元素富集及矿物组合 20
一、矿床类型及成矿作用 20
二、元素富集的场所——地球化学界面 38
第二节 光谱基础——矿物光谱特征 40
一、矿物光谱特征 42
二、矿物成分与其光谱特征的对应分析 52
第三节 技术基础——矿物信息提取 70
一、高光谱矿物填图技术 70
二、在植被半覆盖区矿物吸收波长精确计算的方法——以白云母为例 76
三、数据及信息的真实性检验 84
第四节 方法基础——高光谱地质建模与找矿预测方法 88
一、基于特征谱带的地质反演分析模型 89
二、基于矿物集合体/矿物混合光谱的地质反演分析模型 90
三、基于单矿物共生组合的地质反演分析模型 92
四、高光谱找矿预测模式与流程 94
第三章 高光谱技术(极)低级变质分带建模 96
第一节 绿泥石类质同像信息探测及其在低级变质带划分中的应用 96
一、引言 96
二、光谱方法 97
三、XRD方法 98
四、结果 99
五、讨论 103
六、结论 107
第二节 绢云母类质同像信息探测及其在低级变质带划分中的应用 107
一、引言 107
二、SWIR方法 107
三、结果 108
四、讨论与结论 111
第三节 评述 112
第四章 高光谱技术矿物成因与流体运移建模 114
第一节 White Horse明矾石矿床的岩浆成分证据高光谱探测 114
一、地质背景与前人工作 115
二、方法 118
三、遥感结果的实验室验证 121
四、矿物识别与矿物分带填图验证 123
五、成矿分析 128
六、总结和结论 131
第二节 西澳大利亚Panorama地区VMS矿床热液流体运移建模 131
一、地质背景 131
二、高光谱图像分类 133
三、地球化学方法 134
四、结果 134
五、结论 142
第三节 评述 142
第五章 高光谱技术在矿床蚀变分带中的应用 145
第一节 菲律宾Mindanao的Co-O低硫型金矿蚀变分带 145
一、引言 145
二、地质背景 145
三、矿物光谱 147
四、样品和分析方法 148
五、结果 151
六、讨论 157
七、结论 161
第二节 西藏驱龙铜矿蚀变分带中的应用 162
一、矿区地质概况 162
二、卫星高光谱Hyperion获取与预处理 162
三、矿物识别 163
四、综合分析 167
第三节 评述 168
第六章 高光谱技术在区域找矿预测中的应用 169
第一节 基于ASTER数据的西澳大利亚Yilgarn克拉通Weld Range绿岩带条带状含铁建造中铁矿调查 169
一、引言 169
二、地质背景 170
三、方法 175
四、结果 177
五、讨论 180
六、结论 181
第二节 西澳大利亚Pilbara地区HyMap金矿化远景调查 181
一、引言 181
二、地质概况 181
三、数据获取与分析 183
四、HyMap矿物填图 183
五、结论 186
第三节 评述 187
一、“矿物-蚀变矿物”信息提取与筛选方法 188
二、“蚀变矿物-找矿异常”的信息提取与筛选方法 189
第七章 高光谱技术在矿山环境中的应用 191
第一节 西班牙西南伊比利亚黄铁矿带San Miguel矿山短波红外光谱分析与含铁水合硫酸盐矿物填图 191
一、引言 191
二、矿山地质与研究区概况 192
三、采样与分析步骤 196
四、结果与讨论 199
五、结论 212
第二节 利用光谱特征定量反演矿山pH 213
一、引言 213
二、数据与方法 214
三、结果 219
四、讨论 225
五、结论 229
第三节 西班牙东南部Rodalquilar采矿区河流沉积物重金属污染填图 229
一、引言 229
二、重金属在矿物中的结合机理 230
三、研究区简介 231
四、数据与方法 231
五、结果与讨论 234
六、结论 243
第四节 评述 243
主要参考文献 245
彩图

精彩书摘

　　《高光谱遥感地质作用建模及应用》：
　　第一章 概述
　　一般地，遥感可定义为在波长300 nm~1 m 内对反射或辐射电磁波(electro magnetic radiation，EMR)进行测量的一门科学技术。地球遥感科学家根据相互作用的物理现象，将波长划分为若干测量区间。可见光-近红外(visible-near infrared，VNIR)波段区间反射的电磁辐射以能够产生宽幅吸收的电子过程为主。短波红外(short-wave infrared，SWIR)波段反射的电磁辐射以产生强吸收的分子振荡为主。热红外(thermal infrared，TIR)波段向外发射热辐射能量，同时也能反射少量辐射能量，辐射以分子振荡为主，同时产生宽幅和强烈的吸收谱。这些测量都将太阳作为一个能量源(TIR 实际上也是地球热能的一部分)。太阳光属于非相干电磁波，只能测量其振幅，无法测量其相位。雷达波长范围为1 mm~1 m，它采用主动能量源，其振幅和相位均可测得。
　　在各种遥感测量过程中，人们关心的是地表物质反射出的能量有多少。朗伯反射体的反射率不随波长变化。所幸许多物体在特定波长时吸收能量，形成明显的光谱标志，并且可识别。这些有选择的吸收区称为吸收特征。采用高光谱分辨率仪器，如高光谱成像仪(hyperspectral imager，HSI)，可精确识别地表矿物。而光谱分辨率较低的多光谱成像仪(multispectral imager，MSI)可识别矿物或物体的大类。物体的光谱标志和颜色差不多，但可延伸到可见光之外的电磁波谱部分。正如地质学家根据颜色来识别矿物一样，人们也可利用极其精确测量的“颜色”来对矿物进行遥感识别。
　　在对矿化系统的遥感研究中，我们具有极为有利的条件：许多和热液蚀变有关的矿物都具有极为明显的光谱特征。因此，可利用遥感对裸露的热液蚀变矿物进行直接探测和填图。光学遥感的主要局限是地表穿透能力只有微米(μm)级，这就使得其主要适用于地球上的干旱和半干旱地区，因为那里的岩石和土壤都直接出露于地表。
　　因此，遥感成为地质在勘查过程中首先被使用的一种技术。现在已经很少有地质学家不先使用“Google-Earth”而直接到野外去工作的了。在勘查早期，只需要极低的成本，就可以通过ASTER 图像对暴露地区可能的蚀变和蚀变分带有一个大致的了解。遥感技术是的、可直接对大范围内与许多矿床有关的蚀变矿物进行填图的远距离勘查方法。从多方面来看，遥感等同于一个经验丰富的现代勘查家，它对蚀变和矿化的野外指示矿物具有良好的感知能力。更重要的是，遥感方法可以定量化蚀变矿物组成，并在这些矿物中识别出关键的标志矿物及化学成分变化，而即使最有经验的勘查地质学家也看不到这些。
　　……

深入探索地表变迁的奥秘：从岩石到文明的宏大叙事 本书并非聚焦于某一特定技术在某一特定领域的应用，而是旨在揭示地球表面物质构成与演化过程中，那些深刻影响自然景观塑造、资源分布乃至人类文明进程的宏观动力学。我们将穿越数亿年的地质时间长河，探寻地球物质循环的壮丽图景，理解地表形态的千变万化，并审视这些动态过程如何与生命、气候以及人类活动相互作用，共同谱写地球的故事。 第一篇：地球的脉搏——物质的循环与演化 我们的旅程始于地球最基本的组成单元——物质。本书将从岩石圈的宏观视角出发，深入剖析构成地壳的各种岩石类型（火成岩、沉积岩、变质岩）的形成机制。我们将不仅仅满足于对其化学成分和矿物组成的描述，更会追溯它们在地幔深处的高温高压环境下如何孕育，又如何通过火山喷发、构造运动等剧烈事件被推至地表，经历风化、侵蚀、搬运和沉积的洗礼，最终循环往复，成为下一代岩石的原材料。 岩石的诞生与轮回： 详细阐述地幔岩浆的上涌、冷却与结晶过程，区分不同岩浆成分对火成岩性质的影响，例如玄武岩与花岗岩的形成差异。探讨板块构造理论如何解释岩石圈的形成与毁灭，如俯冲带岩石的变质作用和地壳的拉张断裂。 沉积的艺术： 深入研究沉积环境的多样性，从深海盆地到河流三角洲，再到广阔的干旱沙漠，每一种环境都记录着独特的能量传递和物质堆积过程。我们将分析沉积物的粒度、成分、结构和层理等信息，揭示古气候、古水文、古地理的“密码”。水、风、冰等搬运介质的能量如何塑造出砂岩、页岩、石灰岩等不同类型的沉积岩，以及这些岩石中蕴藏的丰富信息。 变质的升华： 探索压力与温度在地壳深处如何重塑岩石的矿物成分与结构，形成千姿百态的变质岩，如大理岩、板岩、片麻岩。我们将分析不同变质相的形成条件，以及变质作用如何指示区域构造应力场的历史。 第二篇：地表的雕塑家——形塑景观的力量 在了解了地球物质的基本属性和循环之后，我们将目光投向那些塑造地表形态的强大力量。这些力量既有来自地球内部的构造能量，也有来自外部的地表改造过程。 构造的巨手： 板块构造理论是理解地球构造运动的基石。我们将深入探讨板块的碰撞、分离、俯冲和滑动所产生的各种地质构造，如褶皱、断层、山脉、海沟、裂谷。这些宏大的构造运动不仅塑造了 continents 的轮廓，也决定了高山高原、盆地平原的地形格局。我们还将研究不同类型的构造活动（如挤压、拉张、剪切）如何在地表形成与之对应的地貌特征。 侵蚀与搬运的精雕细琢： 风化作用是岩石在阳光、空气、水的长期作用下崩解破碎的过程，它为后续的侵蚀和搬运奠定了基础。水流（河流、冰川、海洋）、风和重力是地表形态塑造的最主要动力。我们将详细研究不同外动力地质作用的机制： 河流作用： 河流如何切割峡谷、形成冲积扇、塑造三角洲，以及河流侵蚀方式（下切、侧蚀）的演变。 冰川作用： 冰川如何雕刻U型谷、形成冰碛地貌，以及现代冰川退缩对地貌的影响。 风力作用： 沙丘的形成与演变，风蚀地貌（如雅丹地貌）的特征。 海岸作用： 海浪如何塑造海岸线，形成海蚀崖、海蚀平台、沙滩等。 重力作用： 滑坡、泥石流等重力失稳现象对地貌的改造。 火山与地震的瞬间爆发： 火山喷发和地震是地球内部能量释放的剧烈表现，它们瞬间就能改变地表形态，并对周边环境产生深远影响。我们将分析不同类型的火山（盾状火山、复式火山）及其喷发物对地貌的塑造，探讨地震震级、震源深度、断层类型与地表破坏的关联。 第三篇：生命的印记——地表与生物的共生演化 地球的地表形态并非孤立存在，它与孕育其中的生命形式以及生命的活动息息相关。生物的演化和活动反过来又深刻地影响着地表环境。 生物礁的构建： 从微小的珊瑚虫到大型的造礁生物，它们通过生物活动在地质时期建造了 massive 的碳酸盐岩体，例如壮观的珊瑚礁。这些生物礁不仅是重要的沉积构造，也为海洋生物提供了栖息地，并记录了古海洋环境的信息。 植被覆盖与土壤形成： 植物的根系能够固结土壤，减缓侵蚀；而植物的分解则为土壤提供有机质，改善土壤肥力。我们将探讨植被的分布如何受地貌和气候的影响，以及植被活动如何促进土壤的形成和演化。 生物活动的地质效应： 动物的挖掘、掘穴活动，微生物的代谢过程，甚至是大型动物的迁徙，都会对地表物质的搬运、混合和化学性质产生影响。例如，某些微生物能够参与岩石的风化过程。 化石记录的密码： 沉积岩中保存的化石是揭示过去生命形式和古环境的关键。我们将探讨如何从化石的种类、分布和埋藏条件中解读地质历史，重现古代的生态系统和气候状况。 第四篇：文明的基石——地质作用与人类社会 人类文明的诞生、发展和繁荣，无不与地球的物质基础和地质过程紧密相连。从早期文明的选址，到现代社会的资源开发和城市建设，地质作用始终扮演着至关重要的角色。 资源宝藏的形成： 矿产资源（金属矿、非金属矿）、能源资源（煤、石油、天然气）以及淡水资源，其形成都离不开漫长而复杂的地质过程。我们将探讨不同类型资源在地壳中的富集机制，例如，沉积盆地如何成为石油天然气的摇篮，岩浆活动如何形成金属矿床。 聚落的选址与发展： 早期人类选择聚落的地点，往往会考虑地势的平缓、水源的充足、土壤的肥沃以及是否有天然的防御屏障。这些都与河流的冲积平原、山麓的冲洪积扇、靠近地下水源的区域等相关。 工程建设的挑战与机遇： 宏大的工程建设，如大坝、隧道、桥梁、城市，都必须充分考虑地质条件。了解断层活动、土壤稳定性、地下水位等，是确保工程安全、减少地质灾害风险的关键。同时，地质环境也为工程建设提供了重要的建筑材料。 自然灾害的威胁与应对： 地震、火山爆发、滑坡、泥石流、洪水、海啸等自然灾害，是地球内部活动和地表过程的表现，它们对人类社会造成巨大的威胁。我们将探讨这些灾害的成因机制，以及人类如何通过地质勘探、监测和工程措施来减轻其影响。 人类活动的地质印记： 随着工业化进程的加速，人类活动对地表环境的影响日益显著。例如，大规模的水利工程改变了河流的形态，城市化进程改变了地表的覆盖，资源开采可能引发地质沉降，温室气体排放加剧了气候变化，进而影响了地表Processes。 结语：地球的未来，我们的选择 本书并非提供一个单一的技术解决方案，而是希望构建一个宏观的认识框架。通过对地球物质循环、地表形态演化、生命与地表相互作用以及地质作用与人类社会关系的全面审视，我们能够更深刻地理解地球作为一个复杂、动态、相互关联的系统。认识到这些地质过程的深远影响，是我们在可持续发展的道路上做出明智选择的基础。理解地球的过去，才能更好地应对地球的现在，并为地球的未来负责。这是一场跨越时空、融合学科的探索，是对我们赖以生存的这颗蓝色星球的深度对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“应用”层面的阐述，给我留下了极其深刻的印象。它没有停留在概念的层面，而是将高光谱遥感和地质作用的理论，与实际的行业需求紧密地联系在了一起。我尤其欣赏书中对于不同地质问题的具体解决方案的介绍。例如，在矿产勘探领域，高光谱数据是如何帮助科学家识别出具有潜在价值的矿物，从而大大提高勘探效率，降低成本。又或者，在环境地质方面，如何利用高光谱信息来监测土壤污染、评估水体质量，为环境保护提供科学依据。让我感到惊奇的是，书中还涉及到了对地质灾害的预警和评估，比如滑坡、泥石流等，通过分析地表物质的细微变化，来预测潜在的风险区域。这些案例的阐述，都显得十分具体和生动，让我能够清晰地看到高光谱遥感技术在现实世界中产生的巨大价值。这本书让我认识到，科学研究的最终目的，是为了服务于社会，解决实际问题，而这本书正是这一理念的绝佳体现，它不仅提供了知识，更传递了一种解决问题的力量。

评分☆☆☆☆☆

更让我感到惊喜的是，这本书在理论深度和实践广度之间，找到了一个绝佳的平衡点。它既不回避高光谱遥感和地质建模中的一些核心的科学原理和数学方法，又能够将这些理论知识，有效地落地到具体的应用场景中。我发现，作者在讲解每一个技术细节时，都会追溯其背后的科学逻辑，以及这些技术如何服务于最终的地质问题的解决。比如，在介绍某些光谱特征提取算法时，作者会详细解释该算法的原理，以及它为何能有效地识别出特定的矿物或地质现象。同时，书中也大量引用了不同地区、不同地质背景下的实际案例，这些案例的丰富性和多样性，让我能够更全面地理解高光谱遥感技术在不同条件下的适应性和有效性。读完这本书，我不仅对高光谱遥感地质作用有了更深入的理解，更重要的是，我获得了一种将理论知识转化为实践能力的启示，这对于任何一个希望在科学领域有所建树的人来说，都是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我最大的感受是这本书为我构建了一个关于“模型”的全新视角。它不是那种枯燥的理论堆砌，而是将“建模”这一过程，拆解成了一个充满创造性和逻辑性的探索过程。作者并没有直接给出“模型是什么”的定义，而是通过一系列的实例，展示了如何从原始的高光谱数据出发，一步步构建出能够反映地质过程的数学或物理模型。我尤其被书中对不同类型模型的比较和分析所吸引，每种模型都有其独特的优势和局限性，而选择哪种模型，则取决于具体的应用场景和研究目标。这让我意识到，建模并非是一个固定不变的程序，而是一个需要根据实际情况进行调整和优化的动态过程。书中对模型验证和优化的探讨，更是将这一过程推向了实践层面。如何评估一个模型的准确性？如何通过迭代和反馈来改进模型？这些问题在书中得到了清晰的解答。读到这里，我仿佛亲身参与了一场严谨的科学实验，从数据的收集、处理，到模型的构建、验证，每一步都充满了挑战与惊喜。这本书让我体会到，模型不仅仅是科学研究的工具，更是人类理解复杂现象、预测未来趋势的智慧结晶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格，我只能用“引人入胜”来形容。它避开了枯燥的学术术语堆砌，而是用一种更加亲切、更具启发性的方式，引导读者一步步深入了解高光谱遥感在地质领域的应用。我特别喜欢书中穿插的那些“为什么”和“怎么样”的提问式叙述，它们总能巧妙地引起我的好奇心，让我迫不及待地想知道答案。作者在讲解复杂的概念时，常常会借助生动的比喻或者形象的描述，让那些抽象的理论变得触手可及。例如，在解释光谱曲线的意义时，作者可能会将其比作地质物质的“指纹”，每一个“指纹”都独一无二，蕴含着丰富的物质信息。这种叙述方式，让我在阅读的过程中，始终保持着高度的专注和兴趣，仿佛在与一位经验丰富的向导一同探索未知的领域。即使我并不直接从事相关研究，也能在阅读中感受到科学探索的乐趣和魅力。这种将知识与趣味融为一体的写作手法，是这本书最让我称道的地方之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是一次引人入胜的探索之旅，虽然我并非地质学或遥感领域的专家，但作者用一种循序渐进、深入浅出的方式，将那些原本看起来无比复杂的技术和理论，呈现在我眼前，仿佛打开了一扇新的窗户。我尤其欣赏书中对“高光谱遥感”这一核心概念的细致解读，它不仅仅是简单地告诉你“是什么”，更是巧妙地勾勒出了“为什么”以及“如何”去理解。从光谱的细微差异如何揭示地表物质的化学组成，到这些信息如何被转化为我们能够理解的地质特征，这个过程被描述得如此生动。书中穿插的案例分析，更是让我惊叹不已。无论是对矿产资源的勘探，还是对地质灾害的监测，高光谱遥感都展现出了前所未有的潜力。读到这里，我开始想象，在遥远的戈壁荒漠，在崎岖的山脉之中，一束束肉眼看不见的光谱信息，是如何在科学家手中，化作了一张张揭示地下秘密的“地图”。这种将抽象的科学原理与实际应用紧密结合的叙述方式，让我觉得这本书不仅仅是一本学术著作，更像是一本关于如何用科技“看见”地球的奇妙故事集。它让我对我们脚下这片土地的认知，提升到了一个全新的维度。