留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石

崔静月 董玉森 岳文丽 阿不都拉·阿布都卡地尔 张帮政

崔静月, 董玉森, 岳文丽, 阿不都拉·阿布都卡地尔, 张帮政. 基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石[J]. 地质科技通报, 2021, 40(1): 209-216. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0116
引用本文: 崔静月, 董玉森, 岳文丽, 阿不都拉·阿布都卡地尔, 张帮政. 基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石[J]. 地质科技通报, 2021, 40(1): 209-216. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0116
Cui Jingyue, Dong Yusen, Yue Wenli, Abudula-Abudukadier, Zhang Bangzheng. Extraction of iron meteorites from the Barringer Meteor Crater based on remote sensing alteration information[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(1): 209-216. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0116
Citation: Cui Jingyue, Dong Yusen, Yue Wenli, Abudula-Abudukadier, Zhang Bangzheng. Extraction of iron meteorites from the Barringer Meteor Crater based on remote sensing alteration information[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(1): 209-216. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0116

基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0116
详细信息
    作者简介:

    崔静月(1994- ), 女, 现正攻读地理学专业硕士学位, 主要从事遥感应用技术的研究工作。E-mail:1903724277@qq.com

    通讯作者:

    董玉森(1976-  ), 男, 副教授, 主要从事地学遥感及全球气候变化的理论与方法研究工作。E-mail:dongyusen@gmail.com

  • 中图分类号: P627

Extraction of iron meteorites from the Barringer Meteor Crater based on remote sensing alteration information

  • 摘要: 目前地球上已经得到确认的撞击坑有190余个,其中直径小于1 km的简单撞击坑绝大部分是由铁质撞击体撞击形成的。由铁质撞击体撞击而成的撞击坑周边存在大量的铁陨石物质,这些铁陨石物质的空间分布特征对研究撞击坑的撞击过程和机理具有重要意义。铁元素的异常富集也可作为探寻地球表面疑似撞击坑的重要信息。为了获取撞击坑周围的铁陨石残片,早期主要通过人工方式进行实地调查,但这种方法效率低下且需要投入大量人力物力。基于铁陨石独特的光谱特征,利用遥感蚀变信息提取手段可以很方便地获取撞击坑周边的铁陨石物质。根据铁陨石矿物的波谱特征,以美国亚利桑那州巴林格撞击坑(Barringer Meteor Crater)为研究对象,基于Landsat 8 OLI数据,采用目前提取蚀变信息的常用方法:波段比值(BandMath)—主成分分析法进行撞击坑周边铁陨石信息的提取。提取结果与前人实地调查获取的铁陨石分布情况契合程度较好。撞击坑东侧、东南侧、西南侧等处的铁陨石聚集区在提取结果图上均有较好的反映。表明利用波段比值-主成分分析方法提取巴林格撞击坑周边铁陨石信息是可行的,实验结果准确地获得了该撞击坑周围的铁陨石空间分布信息,为探寻地球表面撞击成因的环形构造提供了可行方案,同时为未来同类撞击坑信息提取提供了重要的方法参考。

     

  • 图 1  研究区遥感图像(Landsat-8 Band 4(红)、3(绿)、2(蓝)真彩色)

    数据编号:LC08_L1TP_036036_20130915_20170309_01_T1;获取时间:2018.04.15;投影方式:WGS-84;分辨率:30 m

    Figure 1.  Remote sensing image of the study area(Landsat-8 Band 4(Red), 3(Green), 2(Blue) true color)

    图 2  主要含铁蚀变矿物波谱曲线(USGS波谱库)重采样至Landsat 8波段

    Figure 2.  Resample the spectrum of the main iron-containing altered minerals(USGS Spectral Library) to the Landsat 8 band

    图 3  主要碳酸盐矿物波谱曲线(USGS)重采样至Landsat 8波段

    Figure 3.  Resample the spectrum of the main carbonate minerals(USGS) to the Landsat 8 band

    图 4  波段比值+主成分分析结果

    Figure 4.  Results of BandMath ratio and principal component analysis

    图 5  巴林格撞击坑铁陨石分布图

    Figure 5.  Distribution map of iron meteorites in Barringer Meteor Crater

    图 6  提取结果与铁陨石分布图叠加

    Figure 6.  Extraction result superimposed with the distribution map of iron meteorite

    表  1  Landsat 8卫星波段

    Table  1.   Landsat 8 satellite bands

    波段名称 波段范围/μm 空间分辨率/m
    Band1 Coastal 0.433~0.453 30
    Band 2 Blue 0.450~0.515 30
    Band 3 Green 0.525~0.600 30
    Band 4 Red 0.630~0.680 30
    Band 5 NIR 0.845~0.885 30
    Band 6 SWIR 1 1.560~1.660 30
    Band 7 SWIR 2 2.100~2.300 30
    Band 8 Pan 0.500~0.680 15
    Band 9 Cirrus 1.360~1.390 30
    下载: 导出CSV

    表  2  波段比值-主成分特征分量

    Table  2.   BandMath ratio and principal component feature subscales

    主成分 OLI2 OLI4 OLI5 OLI6/OLI5
    PC1 -0.252 946 -0.556 328 0.791 529 -0.000 123
    PC2 -0.182 423 -0.776 034 0.603 733 -0.000 282
    PC3 -0.950 126 0.297 105 0.094 807 -0.001 083
    PC4 -0.001 112 0.000 034 0.001 760 0.999 999
    下载: 导出CSV
  • [1] Kring D A.Guidebook to the geology of Barringer Crater, Arizona[M].Houston:Meteoritical Society Press, 2017.
    [2] Craddock R A, Maxwell T A, Howard A D.Crater morphometry and modification in the Sinus Sabaeus and Margaritifer Sinus regions on Mars[J].Journal of Geophysical Research, 1997, 102(E6):13321-13340. doi: 10.1029/97JE01084
    [3] Barlow N G, Bradley T L.Martian impact craters:Correlations of Ejecta and interior morphologies with diameter, latitude, and terrain[J].Icarus, 1990, 87(1):156-179. doi: 10.1016/0019-1035(90)90026-6
    [4] 陈鸣, 肖万生, 谢先德, 等.岫岩陨石撞击坑的证实[J].科学通报, 2009, 54(22):3507-3511. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB200922013.htm
    [5] Chao E C T.Shock effects in certain rock-forming minerals[J].Science, 1967, 156:192-202. doi: 10.1126/science.156.3772.192
    [6] French B M, Short N M.Shock Metamorphism of natural materials[J].Science, 1966, 153:903-906.
    [7] Stöffler D.Deformation and transformation of rock-forming minerals by natural and experimental shock processes:1.Behaviour of minerals under shock compression[J].Fortschr Mineral, 1972, 49:50-113.
    [8] Stöffler D.Deformation and transformation of rock-forming minerals by natural and experimental processes:2.Physical properties of shocked minerals[J].Fortschr Mineral, 1974, 51:256-289.
    [9] Grieve R A F, Langenhorst F, Stöffler D.Shock metamorphism in nature and experiment:Ⅱ.Significance in geoscience[J].Meteorit Planet Sci, 1996, 31(1):6-35. doi: 10.1111/j.1945-5100.1996.tb02049.x
    [10] Keoberl C.Mineralogical and geochemical aspects of impact craters[J].Mineral Mag., 2002, 66(5):745-768. doi: 10.1180/0026461026650059
    [11] D'oraziom, Folco L, et al.Gebel Kamil:The iron meteorite that formed the Kamil crater(Egypt)[J].Meteoritics & Planetary Science, 2011, 46(8):1179-1196.
    [12] Rowan L C, Goetz A F H, Ashley R P.Discrimination of hydrothemally altered and unaltered rocks in visible and near-infrared multispectral images[J].Geophysics, 1977, 42:522-535. doi: 10.1190/1.1440723
    [13] 成功, 曾令瑶, 陈松岭.OLI与ETM+数据在豫西沉积型铝土矿找矿中的对比研究[J].国轻金属, 2014(11):7-11. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QJSS201411004.htm
    [14] 杨长保, 姜琦刚, 刘万崧, 等.基于ASTER数据的内蒙古东乌珠穆沁北部地区遥感蚀变信息提取[J].吉林大学学报:地球科学版, 2009, 39(6):1163-1167. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ200906035.htm
    [15] 王爱云, 王安建, 李丽辉.基于最大噪声分量变换(MNF)和矿物标识的植被区蚀变信息提取[J].地质与勘探, 2011, 47(4):710-718. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKT201104022.htm
    [16] Abrams M J.Landsat-4 thermatic mapper and thematic mapper simulator data for a porphyry copper deposit[J].Photogrammet ric Engineering and Remote Sensing, 1984, 50(8):1171-1173.
    [17] Gabr S, Ghulan A, Kusky T.Detecting areas of high-potential copper mineralization using ASTER data[J].Ore Geology Reviews, 2010, 38(1/2):59-69.
    [18] 刘燕君.矿产信息的遥感地面模式[M].北京:地质出版社, 1993.
    [19] Jin M S, Wang H, Zhang W, el al.Method for extraction of ferric contamination anomly from high-resoulusensing data and its application[J].Remote Sensing for Land Resourses, 2015, 27(3):122-127.
    [20] Kusky T M, Talaat M R.Structural controls on Neoproterozoic min eralization in the South Eastern Desert, Egypt:An integrated field, Landsat TM, and SIR-C/X SAR approach[J].Journal of African Earth Sciences, 2002, 35(1):107-121. doi: 10.1016/S0899-5362(02)00029-5
    [21] Rajesh H M.Mapping Proterozoic unconformity-related uranium deposits in the Rockhole area, Northern Territory, Australia using Landsat ETM+[J].Ore Geology Reviews, 2008, 33(3/4):382-396.
    [22] Adiri Z, El Harti A, Jellouli A, et al.Lithological mapping using Landsat 8 OLI and Terra ASTER multispectral data in the Bas Draa in the lier, Moroccean Anti Atlas[J].Journal of Applied Remote Sensing, 2016, 10(1):016005. doi: 10.1117/1.JRS.10.016005
    [23] 赵元洪, 张福祥, 陈南峰.波段比值的主成份复合在热液蚀变信息提取中的应用[J].国土资源遥感, 1991, 9(3):12-18. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GTYG199103002.htm
    [24] 高景刚, 薛春纪, 吴淦国, 等.基于知识的蚀变遥感异常信息快速提取及找矿应用实践[J].遥感学报, 2008, 12(1):186-192. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YGXB200801024.htm
    [25] 王乐.西藏尼雄地区遥感成矿信息提取与找矿远景分析[D].成都: 成都理工大学, 2011.
    [26] 郭艳, 赵忠海, 曲晖, 等.黑龙江多宝山地区遥感找矿蚀变异常提取方法研究[J].地质科技情报, 2011, 30(2):117-121. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201102020.htm
    [27] 唐超, 周可法, 张楠楠, 等.基于Landsat-8 OLI和ASTER数据集成和融合和融合的矿化蚀变信息提取[J].地质科技情报, 2018, 37(6):211-217. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201806026.htm
    [28] Wright S P, Ramsey M S.Thermal infrared data analyses of Meteor Crater, Arizona:Implications for Mars spaceborne data from the thermal emission imaging system[J].Journal of Geophysical Research, 2006, 111(E2):1-16.
    [29] Ramsey M S.Ejecta distribution patterns at Meteor Crater, Arizona:On the applicability of lithologic end-member deconvolution for spaceborne thermal infrared data of Earth and Mars[J].Journal of Geophysical Research, 2002, 107(E8):3-1-3-14.
    [30] Garvin J B, Bufton J L, Campell B A, et al.Terrain analysis of Meteor Crater ejecta blanket[J].Lunar and Planetary Science Conference, 1989, 20:332-334.
    [31] A Myers S A, Cygan R T, Assink R A, et al.29Si MAS NMR relaxation study of shocked Coconino sandstone from Meteor Crater, Arizona[J].Phy.Chem.Minerals, 1988, 25:313-317.
    [32] 李旭文, 牛志春, 姜晟.Landsat 8卫星OLI遥感影像在生态环境监测中的应用研究[J].环境监控与预警, 2013, 5(6):1-5. doi: 10.3969/j.issn.1674-6732.2013.06.001
    [33] Moore F, Rastmanesh F, Asadi H, et al.Mapping mineralogical alteration using principal component analysis and matched filter processing in the Takab area, Northwest Iran, from ASTER Data[J].Internation Journal of Remote Sensing, 2008, 29(10):2851-2867. doi: 10.1080/01431160701418989
    [34] 张玉君, 杨建民.基岩裸露区蚀变岩遥感信息的提取方法[J].国土资源遥感, 1998, 38(2):46-53. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GTYG802.006.htm
    [35] 马威.基于多时相遥感数据融合的矿化蚀变信息提取研究[D].昆明: 昆明理工大学, 2016.
    [36] 薛云, 戴塔根, 邹艳红, 等.基于主成分分析的SVM矿化信息提取研究:以青海黄南州阿哇地区为例[J].遥感应用, 2007, 6(6):32-35. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YGXX200706007.htm
    [37] 张玉君, 曾朝铭, 陈微.ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用:方法选择和技术流程[J].国土资源遥感, 2003, 4(2):44-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-070X.2003.02.011
    [38] 梁丹迪, 周可法, 王珊珊, 等.不同空间分辨率高光谱遥感数据对蚀变矿物信息提取的影响[J].地质科技情报, 2019, 38(3):282-289. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201903031.htm
    [39] 荆凤, 陈建平.矿化蚀变信息的遥感提取方法综述[J].遥感信息, 2005, 6(2):62-65. doi: 10.3969/j.issn.1000-3177.2005.02.016
    [40] 徐凯, 袁良军, 杨炳南, 等.黔东北伴生-次生矿物遥感数据组合式挖掘与隐伏锰矿信息提取[J].地质科技通报, 2020, 39(4):37-43. http://dzkjqb.cug.edu.cn/CN/abstract/abstract9997.shtml
  • 加载中
图(6) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  705
  • PDF下载量:  5058
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-17

目录

    /

    返回文章
    返回