ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. №4. С. 23-36

Спектральные методы дистанционного зондирования в геологии. Обзор

А.А. Тронин , В.И. Горный , С.Г. Крицук , И.Ш. Латыпов 
Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, 197110, Санкт-Петербург, ул. Корпусная, 18
Спектральные методы в дистанционном зондировании, и, в первую очередь в геологии получили в последнее время широкое распространение. Разработано большое количество авиационной и спутниковой аппаратуры для многоспектральной и гиперспектральной съёмки. Физической основой для применения спектральной съёмки служат особенности спектров природных и антропогенных объектов на земной поверхности. Рассмотрены спектры минералов и горных пород, растительности, водных поверхностей, почв, антропогенных объектов в видимом, ближнем и тепловом ИК диапазонах. Анализ существующих алгоритмов картирования минералов-индикатров геологических обстановок, перспективных на выявление месторождений полезных ископаемых по данным видеоспектральной и гиперспектральной съемок выявил широкие возможности применения современных математических методов для решения задачи распознавания минералов. Обзор опыта применения спутниковых спектральных методов показал высокую эффективность метода в следующих направлениях: геологическое картирование горных пород по литологическим разностям; картирование минералов-индикаторов геологических обстановок, перспективных на выявление месторождений полезных ископаемых; картирование современных гидротермальных проявлений.
Ключевые слова: спектральные методы, дистанционное зондирование, геология, поиск месторождений полезных ископаемых
Полный текст

Список литературы:

  1. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры силикатов. М.: Изд. МГУ, 1967. 187 c.
  2. Abrams M.J., Brown D. Silver Bell, Arizona, porphyry copper test site // The Joint NASA-Geosat test case study, Section 4, American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, OK, 1985. 73 p.
  3. Baugh W. M., Kruse F. A., Atkinson Jr. W. W. Quantitative Geochemical Mapping of Ammonium Minerals in the Southern Cedar Mountains, Nevada, Using the Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) // Remote Sensing of Environment, 1998, Vol. 65. 3. P. 292-308.
  4. Bedini E. Mapping lithology of the Sarfartoq carbonatite complex, southern West Greenland, using HyMap imaging spectrometer data // Remote Sensing of Environment, 2009. Vol. 113. 6. P. 1208-1219.
  5. Bennett S.A., Atkinson W.W., Kruse F.A. Use of thematic mapper imagery to identify mineralization in the Santa Teresa District, Sonora, Mexico // Int. Geol. Rev., 1993. 35. P. 1009- 1029.
  6. Choe E., van der Meer F., van Ruitenbeek F., van der Werff H., de Smeth B., Kim K.W. Mapping of heavy metal pollution in stream sediments using combined geochemistry, field spectroscopy, and hyperspectral remote sensing: A case study of the Rodalquilar mining area, SE Spain // Remote Sensing of Environment, 2008. Vol. 112. 7. P. 3222-3233.
  7. Crosta A. P., Sabine C., Taranik J. V. Hydrothermal Alteration Mapping at Bodie, California, Using AVIRIS Hyperspectral Data // Remote Sensing of Environment, 1998, Vol. 65. 3. P. 309-319.
  8. Ellis R. J., Scott P. W. Evaluation of hyperspectral remote sensing as a means of environmental monitoring in the St. Austell China clay (kaolin) region, Cornwall, UK // Remote Sensing of Environment, 2004. Vol. 93. 1-2. P. 118-130.
  9. Hellman M. J., Ramsey M. S. Analysis of hot springs and associated deposits in Yellowstone National Park using ASTER and AVIRIS remote sensing // Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2004. Vol. 135. 1-2. P. 195-219.
  10. Hook S. J., Dmochowski J. E., Howard K. A., Rowan L. C., Karlstrom K. E., Stock J. M. Mapping variations in weight percent silica measured from multispectral thermal infrared imagery--Examples from the Hiller Mountains, Nevada, USA and Tres Virgenes-La Reforma, Baja California Sur, Mexico // Remote Sensing of Environment, 2005. Vol. 95. 3. P. 273-289.
  11. Hubbard E., Crowley J.K. Mineral mapping on the Chilean-Bolivian Altiplano using co-orbital ALI, ASTER and Hyperion imagery: Data dimensionality issues and solutions // Remote Sensing of Environment, 2005. Vol. 99. 1-2. P. 173-186.
  12. Khan S. D., Mahmood K. The application of remote sensing techniques to the study of ophiolites // Earth-Science Reviews, 2008. Vol. 89. 3-4. P. 135-143.
  13. Kratt C., Calvin W., Coolbaugh M. Geothermal exploration with Hymap hyperspectral data at Brady-Desert Peak, Nevada // Remote Sensing of Environment, 2006. Vol. 104. 3. P. 313-324.
  14. Moghtaderi A., Moore F., Mohammadzadeh A. The application of advanced space-borne thermal emission and reflection (ASTER) radiometer data in the detection of alteration in the Chadormalu paleocrater, Bafq region, Central Iran // Journal of Asian Earth Sciences, 2007. Vol. 30. 2. P. 238-252.
  15. Nash G. D., Johnson G. W., Johnson S. Hyperspectral detection of geothermal system-related soil mineralogy anomalies in Dixie Valley, Nevada: a tool for exploration // Geothermics, 2004. Vol. 33. 6. P. 695-711.
  16. Ninomiya Y., Fu B., Cudahy T. J. Detecting lithology with Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) multispectral thermal infrared 'radiance-at-sensor' data // Remote Sensing of Environment, 2005.Vol. 99. 1-2. P. 127-139.
  17. Patsayeva S., Varlamov V., Yuzhakov V., Barbini R., Fantoni R., Frassanito C., Palucci A. Laser spectroscopy of mineral oils on the water surface // EARSeL eProceedings, 2001. №. 1. P. 106-114.
  18. Petrovic A., Khan S.D., Chafetz H.S. Remote detection and geochemical studies for finding hydrocarbon-induced alterations in Lisbon Valley, Utah // Marine and Petroleum Geology, 2008. Vol. 25. 8. P. 696-705.
  19. Rajesh H.M. Mapping Proterozoic unconformity-related uranium deposits in the Rockhole area, Northern Territory, Australia using Landsat ETM+ // Ore Geology Reviews, 2008. Vol. 33. 3-4. P. 382-396.
  20. Roberts D. A., Bradley E. S., Cheung R., Leifer I., Dennison Ph. E., Margolis J. S. Mapping methane emissions from a marine geological seep source using imaging spectrometry // Remote Sensing of Environment, 2010. Vol. 114. 3. P. 592-606.
  21. Rowan L. C., Mars J. C. Lithologic mapping in the Mountain Pass, California area using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) data // Remote Sensing of Environment, 2003. Vol.84. 3. P. 350-366.
  22. Rowan L. C., Simpson C. J., Mars J. C. Hyperspectral analysis of the ultramafic complex and adjacent lithologies at Mordor, NT, Australia // Remote Sensing of Environment, 2004. Vol. 91. 3-4. P. 419-431.
  23. Ruitenbeek van F. J.A., Debba P., van der Meer F. D., Cudahy T., van der Meijde M., Hale M. Mapping white micas and their absorption wavelengths using hyperspectral band ratios // Remote Sensing of Environment, 2006. Vol. 102. 3-4. P. 211-222.
  24. Sabins F.F. Remote Sensing - Principles and Interpretation, 3rd edn. // W.H. Freeman, New York, NY, 1997. 494 p.
  25. Sabins F. F. Remote sensing for mineral exploration // Ore Geology Reviews, 1999. 14. P. 157-183.
  26. Spatz D.M., Wilson R.T. Exploration remote sensing for porphyry copper deposits, western America Cordillera // Proceedings Tenth Thematic Conference on Geologic Remote Sensing. Environmental Research Institute of Michigan, 1994. Ann Arbor, MI. P. 1227-1240.
  27. Tommaso I.D., Rubinstein N. N. Hydrothermal alteration mapping using ASTER data in the Infiernillo porphyry deposit, Argentina // Ore Geology Reviews, 2007. Vol. 32. 1-2. P. 275-290.
  28. Vaughan R. G., Calvin W. M., Taranik J. V. SEBASS hyperspectral thermal infrared data: surface emissivity measurement and mineral mapping // Remote Sensing of Environment, 2003. Vol. 85. 1. P. 48-63.
  29. Vaughan R. G., Hook S. J., Calvin W. M, Taranik J. V. Surface mineral mapping at Steamboat Springs, Nevada, USA, with multi-wavelength thermal infrared images // Remote Sensing of Environment, 2005. Vol. 99. 1-2. P. 140-158.
  30. Watson K., Kruse F.A., Hummer-Miller S. Thermal infrared exploration in the Carlin trend, northern Nevada // Geophysics, 1990. Vol. 55. P. 70-79.
  31. Xu D.Q., Ni G.Q., Jiang L.L., Shen Yu.T., Li T., Ge Sh.L., Shu X.B. Exploring for natural gas using reflectance spectra of surface soils // Advances in Space Research, 2008. Vol. 41. 11. P. 1800-1817.
  32. Zhang X., Pazner M., Duke N. Lithologic and mineral information extraction for gold exploration using ASTER data in the south Chocolate Mountains (California) // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2007. Vol. 62. 4. P. 271-282.