火成岩光谱吸收深度与矿物组分黑云母含量关系研究（英文） 被引量：6

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作者 杨长保 张晨曦 +1 位作者 刘舫 姜琦刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2583-2587,共5页

岩石的矿物组成成分是影响其反射光谱特征的主要因素之一,是产生各类岩石特征谱带的重要原因。本文选择美国喷气推进实验室提供的岩石样本（包括组成岩石样本的各类矿物百分含量和用Analytical Spectral Devices（ASD）地物光谱仪测得0.... 岩石的矿物组成成分是影响其反射光谱特征的主要因素之一,是产生各类岩石特征谱带的重要原因。本文选择美国喷气推进实验室提供的岩石样本（包括组成岩石样本的各类矿物百分含量和用Analytical Spectral Devices（ASD）地物光谱仪测得0.35~2.50μm波长范围内岩石样本光谱反射率）、岩石所包含的各类矿物的光谱反射率为基础数据,根据岩石和所含矿物的光谱线性混合模型,首先进行了岩石及其矿物成分线性混合模拟实验,实验结果表明基于线性混合光谱理论的岩石矿物模拟模型能够较好的模拟岩石光谱曲线,并且能够保留各个矿物组分的吸收特征。然后从火成岩的岩石光谱中选出含有黑云母矿物的八个样本,研究岩石样本中黑云母含量及其在2.332μm处反射光谱吸收深度的特征,用线性和非线性等多种常用统计模型拟合了岩石光谱吸收深度与矿物组分黑云母含量之间的响应关系,最后本文将增长型（Growth）和指数曲线型（Exponential）两个模型相结合获得新的拟合模型,利用该模型拟合了岩石光谱吸收深度与矿物组分黑云母含量之间的统计响应关系,拟合结果表明二者的相关系数达到0.998 4,标准偏差为0.57 2,虽然利用Growth和Exponential模型拟合的标准偏差小于两个模型结合后的新模型拟合的标准偏差,但新模型的相关系数有了显著提高,这说明新模型拟合效果更接近样本的实测值。 展开更多

关键词 岩石光谱 矿物光谱 线性混合模型 吸收深度

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基于孪生网络模型的岩石光谱自动分类方法

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作者 肖志强 贺金鑫 +2 位作者 陈德博 战晔 逯燕乐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期558-562,共5页

岩石光谱是岩石物理化学性质、成分和结构的综合体现,如今已经被广泛应用于岩石分类研究中。岩石光谱数据具有高维的特征数量,在样本数量有限的情况下训练时,往往会产生维数灾难现象。由于岩石光谱的数据收集困难,这在产生极大的人力成... 岩石光谱是岩石物理化学性质、成分和结构的综合体现,如今已经被广泛应用于岩石分类研究中。岩石光谱数据具有高维的特征数量,在样本数量有限的情况下训练时,往往会产生维数灾难现象。由于岩石光谱的数据收集困难,这在产生极大的人力成本的同时也导致收集到的岩石光谱数据往往十分有限。因此如何能够在样本数量较少时,对岩石光谱数据取得较为准确的分类效果成为了如今热门的研究课题。利用辽宁兴城地区的典型岩石光谱数据,基于Python编程语言在训练样本较少的情况下构建了孪生网络分类模型,并以Triplet Loss作为损失函数,实现了3-way-1-shot分类模型,在测试集上取得了97.8%的分类准确率。同时使用了决策树、随机森林、支持向量机和K-近邻四种传统机器学习方法在相同训练样本下建立分类模型与之对比,通过绘制学习曲线,验证了这四种传统机器学习方法在小样本的情况下不具备良好的分类功能。由于将原始光谱数据转化为图片数据之后并不会影响孪生网络模型的分类效果,因此可以将岩石光谱分类问题转化为图像分类的问题,进而使用图像分类的方法和手段。实验结果表明,孪生网络模型在岩石光谱样本数量较少的情况下仍然能够取得优秀的分类效果,有效弥补了传统机器学习模型在小样本情况下的不足之处,并且由于其数据的输入是成对的,可以有效减小因训练样本过少而导致的过拟合问题。 展开更多

关键词 岩石光谱 辽宁兴城 监督分类 小样本学习 孪生网络

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基于岩石光谱吸收特征的白云母含量反演 被引量：2

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作者 赵健铭 杨长保 +1 位作者 韩立国 朱梦瑶 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期220-224,共5页

岩石是由多种矿物组成,其反射率光谱吸收特征与矿物含量之间存在紧密联系,矿物光谱在特定波段处的光谱吸收特征是定量估算含量的重要指标之一。为提升岩石光谱吸收特征定量反演矿物含量的准确度与精度,以白云母为研究对象,分析岩石光谱... 岩石是由多种矿物组成,其反射率光谱吸收特征与矿物含量之间存在紧密联系,矿物光谱在特定波段处的光谱吸收特征是定量估算含量的重要指标之一。为提升岩石光谱吸收特征定量反演矿物含量的准确度与精度,以白云母为研究对象,分析岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征及其白云母含量,采用Savitzky-Golay平滑滤波和连续统去除法对岩石光谱反射率进行处理,进而提取光谱吸收特征参数(吸收深度、吸收宽度、吸收面积),分析岩石光谱在2.2μm附近吸收特征与白云母含量之间的相关性。研究中采用单一吸收特征建立统计模型、多维吸收特征建立偏最小二乘法(PLS)和多层感知器(MLP)模型,对岩石中白云母含量与光谱吸收特征参数进行分析,进而提出一种非线性预测岩石中矿物含量的方法。研究结果表明,岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征中,吸收深度与白云母含量之间的相关性最高。基于单一吸收特征的统计模型中,二次曲线模型对吸收深度拟合的效果最佳,R 2为0.9350,RMSE为0.0630,岩石光谱的吸收深度随白云母丰度满足二次曲线变化,岩石中白云母的含量越高,岩石光谱吸收深度值越大;基于多维光谱吸收特征的PLS模型相较于MLP模型拟合的效果更佳,其R 2为0.9477高于MLP的0.9012,RMSE为0.0027低于MLP的0.0051;整体上,多维模型优于单一维度模型,PLS模型反演能力最佳,该模型在预测白云母含量上具有运算量小、精度高的特点。通过分析岩石在诊断特征处的光谱吸收特征,为其矿物组分的含量等进行定量反演提供理论参考,为矿产资源监测与评估提供快速高效便捷的方法。 展开更多

关键词 岩石光谱 矿物含量 光谱吸收特征 统计分析 偏最小二乘法

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相山铀矿田碎斑熔岩岩石光谱与磁化率关系 被引量：3

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作者 吴志春 郭福生 +1 位作者 刘林清 姜勇彪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3282-3285,共4页

探索岩石光谱与岩石其他物性之间的联系具有重要意义。运用SVC HR-768便携式光谱仪对相山铀矿田内的36块5 cm×5 cm×5 cm大小的碎斑熔岩样品进行光谱测量,每测量一个样品之前测量一次白板进行校正,对测量后的光谱曲线进行5 nm... 探索岩石光谱与岩石其他物性之间的联系具有重要意义。运用SVC HR-768便携式光谱仪对相山铀矿田内的36块5 cm×5 cm×5 cm大小的碎斑熔岩样品进行光谱测量,每测量一个样品之前测量一次白板进行校正,对测量后的光谱曲线进行5 nm的平滑重采样消除由大气水及其他外界环境变化所引起的噪声。截取平滑重采样后1 112~1322 nm范围的岩石光谱,以波段值为横轴(X轴),反射率为纵轴(Y轴)进行线性方程拟合,求得各岩石样品在该光谱范围的直线方程。以直线方程的斜率为横轴(X轴),样品的体积磁化率为纵轴(Y轴)进行方程拟合,得到y=-0.256 3 ln(x)+0.913 7,相关系数高达0.78。结果表明,该岩石的体积磁化率主要由含Fe^(2+)矿物引起;1112~1 322 nm范围光谱斜率能够半定量测定岩石中的Fe^(2+)含量;该范围的岩石光谱与体积磁化率具有较好的相关性。 展开更多

关键词 岩石光谱 磁化率 相山铀矿田 碎斑熔岩

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岩石光谱在遥感解译中的应用

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作者 支根成 《海河水利》 北大核心 1996年第5期45-47,共3页

关键词 岩石光谱 光谱测定 遥感地质 地质解释标志

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基于地物光谱分析的WorldView-2数据岩性识别:以新疆乌鲁克萨依地区为例 被引量：29

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作者 金剑 田淑芳 +1 位作者 焦润成 高虎 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期489-496,共8页

针对新疆维吾尔自治区西昆仑乌鲁克萨依地区的岩性出露情况,采用WorldView-2遥感影像数据进行岩性识别研究。在分析研究区内不同岩性的实测光谱曲线特征的基础上,针对在岩性识别过程中出现的不同岩性色彩反差弱、异物同谱、岩层表层浅... 针对新疆维吾尔自治区西昆仑乌鲁克萨依地区的岩性出露情况,采用WorldView-2遥感影像数据进行岩性识别研究。在分析研究区内不同岩性的实测光谱曲线特征的基础上,针对在岩性识别过程中出现的不同岩性色彩反差弱、异物同谱、岩层表层浅覆盖等一系列问题,结合高空间分辨率WorldView-2数据波段特点和数据统计特征,确定了最佳波段组合,并采用主成分分析降低了波段间的高相关性。在此基础上进行反差增强、纹理增强等处理,提高了不同岩性对比度,去除了外界因素对光谱信息的干扰,为精确识别不同岩性提供了可靠依据。 展开更多

关键词 WorldView-2数据 岩石光谱曲线 最佳波段组合 岩性差异增强 纹理增强 新疆乌鲁克萨依地区

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融合学习模型的岩石光谱特征自动分类 被引量：6

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作者 贺金鑫 任小玉 +3 位作者 陈圣波 熊玥 肖志强 周孩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期141-144,共4页

岩石光谱综合反映了岩石的物理化学性质、成分及其结构构造。岩石光谱数据已被应用于岩石分类的研究,但是不同于矿物光谱,岩石光谱并无标准数据库,且受较多干扰因素影响,例如矿物组分、结构构造、化学成分、风化力度,测量仪器的误差等... 岩石光谱综合反映了岩石的物理化学性质、成分及其结构构造。岩石光谱数据已被应用于岩石分类的研究,但是不同于矿物光谱,岩石光谱并无标准数据库,且受较多干扰因素影响,例如矿物组分、结构构造、化学成分、风化力度,测量仪器的误差等。传统岩石光谱分类模型先是对岩石光谱进行预处理排除干扰,然后采用不同方法对部分光谱特征分析,以达到分类目的。但对光谱数据特征遗失较多,使得分类准确率低下且操作过程繁琐、效率不高。因此,建立一个简单、快速、准确的岩石光谱自动分类模型具有重要意义。机器学习能够对获得的所有数据进行学习,不存在遗漏,大大提高了分类精度,且是对原始数据直接操作,不需预处理,简化流程。为此,选取辽宁兴城地区作为研究区,采集了若干种典型岩石样本,利用美国ASD便携式光谱仪实测光谱,最终获得608条数据,依据岩石光谱特征分为三类进行研究。首先利用决策树(DT)及决策树的升级模型——随机森林(RF)对数据进行分类,但当数据噪音较大时随机森林容易陷入过拟合;因而利用对异常值不敏感的K-最近邻(KNN)建模,但KNN需要对每个样本都考虑,数据量大时计算量会很大,效率不高;所以通过支持向量机(SVM)来提升分类准确率。从实验结果可以看出,4种分类模型的准确率排序为:SVM>KNN>RF>DT。为进一步提高岩石光谱特征的自动分类精度,采取了融合多个不同模型的办法,即对不同模型的分类结果进行投票,选择投票最多的作为最后分类结果。由于硬投票可在一定程度上减少过拟合现象的发生,更加适合分类模型,所以利用硬投票法融合了RF、KNN与SVM三个机器学习模型,最终的分类准确率可达到99.17%。综上所述,基于融合学习模型进行岩石光谱特征自动分类是切实可行且准确高效的。 展开更多

关键词 岩石光谱分类 决策树 随机森林 K-最近邻 支持向量机 模型融合

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深度残差神经网络频率域下蚀变岩石光谱分类模型研究 被引量：5

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作者 满文婧 陈文龙 徐元进 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2021年第3期29-34,F0002,共7页

以往的蚀变岩石光谱分类方法包括机器学习模型和浅层神经网络模型,且均使用光谱波形特征作为模型分类依据。小波变换能够将光谱数据转换为频谱图进行奇异性探测,显示光谱瞬态突变信息。该文使用5种不同蚀变类型的石英闪长玢岩光谱数据,... 以往的蚀变岩石光谱分类方法包括机器学习模型和浅层神经网络模型,且均使用光谱波形特征作为模型分类依据。小波变换能够将光谱数据转换为频谱图进行奇异性探测,显示光谱瞬态突变信息。该文使用5种不同蚀变类型的石英闪长玢岩光谱数据,通过Symlets小波变换将光谱数据转换为频谱图,作为深度卷积分类模型的基础数据,再利用50层深度残差网络(ResNet50)模型对数据进行分类,并选取准确率、损失值、召回率、精确率以及F 1参数对结果进行评价。通过与传统的机器学习方法及其他方法进行比较,证明该模型的准确率和F 1参数均优于对比模型,测试集分类准确率达到99.67%,表明该模型对蚀变岩石光谱数据分类的适用性较强,且具有较好的鲁棒性和泛化性。 展开更多

关键词 蚀变岩石光谱 小波时频变换 深度残差网络

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塔河地区主要岩石金属元素含量、物性参数与光谱特征间的关系研究 被引量：3

9

作者 杨长保 刘娜 +3 位作者 周振超 李尚楠 张晨曦 宋江涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2569-2574,共6页

测试了采集自黑龙江省塔河地区的300块并进行抛光处理后的岩石样本350~2 500nm间光谱反射率、磁化率、密度、孔隙率和金属元素含量(Fe,Mn,Ti,Zr,V,Zn,Pb,Nb,Co,Bi),并计算了其光谱吸收深度。在此基础上,以相关性分析方法为依据,探讨了... 测试了采集自黑龙江省塔河地区的300块并进行抛光处理后的岩石样本350~2 500nm间光谱反射率、磁化率、密度、孔隙率和金属元素含量(Fe,Mn,Ti,Zr,V,Zn,Pb,Nb,Co,Bi),并计算了其光谱吸收深度。在此基础上,以相关性分析方法为依据,探讨了所采集岩石样本的金属元素含量、物性参数、反射光谱间的特征响应关系,计算了岩石样本金属元素和光谱吸收深度间的相关性系数、物性参数与光谱反射率的相关性系数,获得成果如下:(1)在410nm附近,闪长玢岩各金属元素与吸收深度间的相关系数都存在尖锐的波峰和波谷,相关系数达到极值。(2)岩石样本金属元素和吸收深度的相关性研究中,侵入岩的相关系数则显著高于其他岩石类型。(3)1 400nm附近,岩石样本金属元素与吸收深度、各物性参数与光谱反射率的相关性都存在尖锐的波峰和波谷。其中磁化率、密度、视孔隙率与光谱反射率的相关系数在可见光范围内波动变化较大。(4)在1 900~2 500nm范围内,金属元素与光谱吸收深度、各物性参数与光谱反射率间的相关系数波动较大,其中金属元素和光谱吸收深度呈显著相关,相关系数达到极值。进一步研究了岩石金属元素和物理特性与其光谱特征的关系,对于不同岩性的不同波段的反射率与不同金属元素间分布状态的探测,具有一定意义。 展开更多

关键词 岩石光谱反射率 吸收深度 磁化率 相关系数 金属元素

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辽西地质走廊带岩石物性在岩石成因研究中的应用 被引量：1

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作者 李阳 韩立国 +4 位作者 孟兆海 徐学纯 李凤婷 董思源 周帅 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1623-1634,共12页

本文对辽西地质走廊带不同地质单元的岩石标本进行物性参数测量,建立沉积岩和火成岩岩石密度、弹性波速度、磁化率、电阻率与光谱数据之间的定性和半定量关系,研究岩石物性与岩石特征之间的相关性,以此来研究岩石的成岩环境。根据不同... 本文对辽西地质走廊带不同地质单元的岩石标本进行物性参数测量,建立沉积岩和火成岩岩石密度、弹性波速度、磁化率、电阻率与光谱数据之间的定性和半定量关系,研究岩石物性与岩石特征之间的相关性,以此来研究岩石的成岩环境。根据不同岩石类型相关系数曲线的统计结果,总结了岩石光谱反射率与岩石密度、弹性波速度、磁化率、电阻率相关系数强弱特征和岩石类型之间的关系,从相关性强弱变化的特征分析出岩石成岩环境的差异会导致不同岩石具有不同的物性特征,其中,沉积岩的物理沉积环境导致其岩石光谱反射率与密度和弹性波速度具有较强的相关性,火成岩稳定的成岩环境导致其岩石光谱反射率与磁化率具有较强的相关性,沉积岩和火成岩的光谱反射率与岩石密度和弹性波速度均为正相关关系。 展开更多

关键词 辽西地质走廊带 岩石物性 岩石光谱反射率 相关性

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柴达木盆地南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩岩性识别研究

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作者 魏本赞 汪冰 +3 位作者 石海岗 付丽华 张策 揭文辉 《地质找矿论丛》 CAS CSCD 2016年第4期564-569,共6页

本文运用ASTER多光谱遥感数据识别柴达木南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩的岩性信息,分别采用光谱分析法和最小噪声变换法进行试验,可有效地识别与提取出研究区内的典型岩浆岩岩性信息;经已知地质资料和野外查证资料分析证明,用上述方法提... 本文运用ASTER多光谱遥感数据识别柴达木南缘玛兴大湾地区典型岩浆岩的岩性信息,分别采用光谱分析法和最小噪声变换法进行试验,可有效地识别与提取出研究区内的典型岩浆岩岩性信息;经已知地质资料和野外查证资料分析证明,用上述方法提取岩性信息的结果可靠,能为岩性填图及矿床勘查工作提供参考。 展开更多

关键词 ASTER 岩石光谱特征 最小噪声变换 岩性识别 玛兴大湾 青海省

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