一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法及系统与流程

本发明涉及成矿环境分析，具体涉及一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法及系统。

背景技术：

1、航空高光谱遥感技术是遥感领域的前沿技术，可以获取多个波段的地物，根据光谱曲线特征直接进行地物识别，在遥感地质应用中发挥了重要作用。航空高光谱遥感器能够同时获取目标区域的二维几何空间信息与一维光谱信息，是三维数据。因此，高光谱数据具有“图像立方体”的形式和结构，体现出“图谱合一”的特点和优势，可以很好地表征地物的光谱特性及空间纹理信息，在基岩裸露区对岩性、蚀变、铀矿化及地表构造等成矿要素具有很好的识别效果。然而，高光谱遥感数据与多光谱遥感数据一样也存在一些局限性：对地表的穿透深度能力有限；部分或完全覆盖的枯枝落叶层、植被覆盖增加其对矿物、岩石识别的难度；相似光谱特性的矿物不易区分。因此，直接进行高光谱数据提取地质信息的效果有时会受到地表覆盖的影响。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，所述方法包括：

2、步骤s1、采集已有的环境地层图进行预处理后提取成矿特征图；

3、步骤s2、基于深度学习架构构建成矿特征地层分析模型，使用成矿特征图对所述成矿特征地层分析模型进行训练；

4、步骤s3、使用待测区域的航空高光谱遥感sasi数据并进行预处理，将预处理后的数据输入训练好的所述成矿特征地层分析模型中，得到待测区的成矿特征，根据得到的成矿特征对成矿环境进行分析，得到成矿环境分析结果。

5、可选的，所述步骤s1中，所述环境地层图包括裂谷环境的地层图、海沟环境的地层图、岛弧环境的地层图、大陆边缘海环境的地层图、地缝合线型成矿环境的地层图以及板块内部环境的地层图。

6、可选的，所述步骤s2中，成矿特征地层分析模型包括：

7、步骤s21、使用pca算法对所述成矿特征图进行降维后，输入resnet网络中进行多尺度空间特征提取；

8、步骤s22、对于所述成矿特征图中的光谱特征，使用小波变换进行去噪后输入lstm中提取光谱特征；

9、步骤s23、基于所述光谱特征与所述多尺度空间特征得到每个地层图的成矿特征。

10、可选的，步骤s21、使用pca算法对所述成矿特征图进行降维后，输入res net网络中进行多尺度空间特征提取的方法具体包括：

11、s211、使用pca对所述成矿特征图进行降维，得到降维数据；

12、s212、将所述降维数据进行区域分割，使用高斯金字塔算法对分割数据进行下采样，得到多尺度多分辨率图像数据；

13、s213、将多尺度多分辨率图像数据输入所述resnet网络中进行特征求，得到对尺寸空间特征。

14、可选的，所述s212中，将所述降维数据进行区域分割，使用高斯金字塔算法对分割数据进行下采样，得到多尺度多分辨率图像数据的内容具体包括：

15、将分割图像作为金字塔最底层，对分割图像进行卷积后进行下采样得到上一层图像，重复卷积与下采样，得到高斯金字塔处理的多尺度多分辨率图像数据。

16、本发明还公开一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统系统包括：

17、特征提取模块，用于采集已有的环境地层图进行预处理后提取成矿特征图；

18、模型构建模块，用于基于深度学习架构构建成矿特征地层分析模型，使用成矿特征图对所述成矿特征地层分析模型进行训练；

19、成矿环境分析模块，用于使用待测区域的航空高光谱遥感sasi数据并进行预处理，将预处理后的数据输入训练好的所述成矿特征地层分析模型中，得到待测区的成矿特征，根据得到的成矿特征对成矿环境进行分析，得到成矿环境分析结果。

20、可选的，所述特征提取模块中，环境地层图包括裂谷环境的地层图、海沟环境的地层图、岛弧环境的地层图、大陆边缘海环境的地层图、地缝合线型成矿环境的地层图以及板块内部环境的地层图。

21、可选的，所述模型构建模块还包括空间特征提取子模块、光谱特征提取子模块和特征融合子模块；

22、所述空间特征提取子模块用于使用pca算法对所述成矿特征图进行降维后，输入resnet网络中进行多尺度空间特征提取；

23、所述光谱特征提取子模块用于对于所述成矿特征图中的光谱特征，使用小波变换进行去噪后输入lstm中提取光谱特征；

24、所述特征融合子模块用于基于所述光谱特征与所述多尺度空间特征得到每个地层图的成矿特征。

25、可选的，所述空间特征提取子模块的工作流程具体包括：

26、使用pca对所述成矿特征图进行降维，得到降维数据；

27、将所述降维数据进行区域分割，使用高斯金字塔算法对分割数据进行下采样，得到多尺度多分辨率图像数据；

28、将多尺度多分辨率图像数据输入所述resnet网络中进行特征求，得到对尺寸空间特征。

29、可选的，得到多尺度多分辨率图像数据的流程具体包括：

30、将分割图像作为金字塔最底层，对分割图像进行卷积后进行下采样得到上一层图像，重复卷积与下采样，得到高斯金字塔处理的多尺度多分辨率图像数据。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

32、本发明所使用的航空高光谱遥感能够在大范围内快速采集数据，覆盖面积广，有助于对整个成矿区或潜在成矿带进行系统性分析，效率远高于传统地面勘探方法。对于航空高光谱图像，波段数量多，相邻波段之间的相关性较大，存在较高的信息冗余，另外，航空高光谱图像数据量较大，需要大量的计算资源，且因为同类相邻像素点之间的相关性，分类也很困难，本发明将光谱特征与空间特征相结合，实现成矿光谱图像的特征提取，提高了成矿环境的检测准确度。

技术特征：

1.一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述环境地层图包括裂谷环境的地层图、海沟环境的地层图、岛弧环境的地层图、大陆边缘海环境的地层图、地缝合线型成矿环境的地层图以及板块内部环境的地层图。

3.根据权利要求1所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，其特征在于，所述步骤s2中，成矿特征地层分析模型包括：

4.根据权利要求3所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，其特征在于，步骤s21、使用pca算法对所述成矿特征图进行降维后，输入resnet网络中进行多尺度空间特征提取的方法具体包括：

5.根据权利要求4所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法，其特征在于，所述s212中，将所述降维数据进行区域分割，使用高斯金字塔算法对分割数据进行下采样，得到多尺度多分辨率图像数据的内容具体包括：

6.一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统，所述系统应用权利要求1-5任一项所述的环境分析方法，其特征在于，系统包括：

7.根据权利要求6所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统，其特征在于，所述特征提取模块中，环境地层图包括裂谷环境的地层图、海沟环境的地层图、岛弧环境的地层图、大陆边缘海环境的地层图、地缝合线型成矿环境的地层图以及板块内部环境的地层图。

8.根据权利要求6所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统，其特征在于，所述模型构建模块还包括空间特征提取子模块、光谱特征提取子模块和特征融合子模块；

9.根据权利要求8所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统，其特征在于，所述空间特征提取子模块的工作流程具体包括：

10.根据权利要求9所述的基于航空高光谱遥感的成矿环境分析系统，其特征在于，得到多尺度多分辨率图像数据的流程具体包括：

技术总结本发明公开了一种基于航空高光谱遥感的成矿环境分析方法及系统，方法包括：采集已有的裂谷环境的地层图、海沟环境的地层图、岛弧环境的地层图、大陆边缘海环境的地层图、地缝合线型成矿环境的地层图以及板块内部环境的地层图进行预处理后提取成矿特征图；基于深度学习架构构建成矿特征地层分析模型，使用成矿特征图对所述成矿特征地层分析模型进行训练；使用待测区域的航空高光谱遥感SASI数据并进行预处理，将预处理后的数据输入训练好的所述成矿特征地层分析模型中，得到待测区的成矿特征，根据得到的成矿特征对成矿环境进行分析，得到成矿环境分析结果。技术研发人员：边宇,杨永鹏,郭雅,贾伟洁,陈玲受保护的技术使用者：中国自然资源航空物探遥感中心技术研发日：技术公布日：2024/12/12