Ψηφιακή επεξεργασία και χωρική ανάλυση δεδομένων του Landsat 7 ETM + για μεταλλευτική έρευνα, στη περιοχή Abidiya, στο Βόρειο Σουδάν.
Από RemoteSensing Wiki
Digital image processing and geospatial analysis of landsat 7 ETM+ for mineral exploration, Abidiya area, North Sudan.
Συγγραφείς : Sami O. El Khidir, Ibrahim A.A.Babikir
Πηγή: http://www.ipublishing.co.in/jggsvol1no12010/volthree/EIJGGS3153.pdf
Περίληψη –Σκοπός
Τα ψηφιακά δεδομένα του Landsat ( ETM +7 ) χρησιμοποιήθηκαν στις μεταλλευτικές έρευνες στην ευρύτερη περιοχή Abidiya, στο Βόρειο Σουδάν. Η περιοχή μελέτης αποτελείται από ένα κρυσταλλικό υπόβαθρο Προκαμβικής ηλικίας. Η παλαιότερη γεωλογικό μονάδα περιλαμβάνει βασικά και υπερβασικά πετρώματα, τα οποία σχετίζονται με τους υπερκείμενους μετα- κερατόλιθους, και οι οποίοι υπερκαλύφθηκαν από τις μετα-ιζηματογενείς ακολουθίες του νησιωτικού ηφαιστειακού τόξου. Στη συνέχεια, οι μονάδες αυτές υπερκαλύφθηκαν από υπερκρυσταλλικά μετα-ιζήματα, τα οποία παρεισφρήσαν από μαγματικές γρανιτικές διεισδύσεις. Αρκετές μέθοδοι ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας "DIP" εφαρμόστηκαν στα πολυφασματικά κανάλια (1, 2, 3, 4, 5 & 7) στα πλαίσια της γεωλογικής χαρτογράφησης και των μεταλλευτικών ερευνών. Δύο τεχνικές αναλύσεις εφαρμόστηκαν για την ενίσχυση και οριοθέτηση των ζωνών εξαλλοίωσης που σχετίζονται με μεταλλοφορία χρυσού. Οι ζώνες μεταλλοφορίας μπορούν να προσδιοριστούν από τις φασματικές υπογραφές των προϊόντων εξαλλοίωσης όπως οξείδια του σιδήρου, μέταλλα φέροντα υδροξύλιο, τα μέταλλα πλούσια σε ανθρακικά και χαλαζίο – αστριούχα ορυκτά. Ο χάρτης της εξαλλοίωσης παράχθηκε με βάση τους λόγους καναλιών που πρότεινε ο Sabin (5/7, 3/1 και 3/5 RGB). Άλλος ένας χάρτης εξαλλοίωσης παράχθηκε με τη χρήση της τεχνικής FPCS, όπως αλλιώς ονομάζεται η τεχνική Crosta. Η εικόνα Crosta βασίζεται σε μία επιλεκτική ανάλυση κύριων συνιστωσών για ορισμένα κανάλια. Η γεωχωρική ανάλυση των (διανυσματικών) στρωμάτων χρησιμοποιήθηκε για την οριοθέτηση των ζωνών μεταλλοφορίας. Οι ζώνες αυτές ευθυγραμμίζονται με το τεκτονισμένα και μεταμορφωμένα βασικά, υπερβασικά και μετα-κερατόλιθους, και ελέγχονται από τα ζώνες διάτμησης. Οι μετασωματώσεις που συνδέονται με τις δραστηριότητες της διάτμησης θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνες για την ενίσχυση της μεταλλοφορίας σε αυτόν τον τομέα, η οποία έδωσε υψηλά σήματα στην αλλαγή του χάρτη.
Τεχνικές Ενίσχυσης Εικόνων
Στη μελέτη αυτή, χρησιμοποιήθηκε η γραμμική ενίσχυση χρώματος στο έγχρωμο σύνθετο 7, 4, 1 RGB (Εικόνα 1). Το νέο ενισχυμένο σύνθετο έχει πολύ καλύτερη αντίθεση και φασματική ανάλυση για τις γεωλογικές πληροφορίες.
Λόγοι Καναλιών
Ο λόγος των καναλιών 3/1, χρησιμοποιήθηκε για να τονιστούν τα σιδηρούχα οξείδια της εξαλλοίωσης, ενώ ο λόγος των καναλιών 5/7, για να τονιστούν τα ορυκτά που έχουν υδροξύλια. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε το έγχρωμο σύνθετο του Sabin(1977) (R=5/7, G=3/1, B=3/5), το οποίο υποδεικνύει τις ζώνες της εξαλλοίωσης με κοκκινωπό χρώμα, λόγω των οξειδίων του σιδήρου και των αργιλικών ορυκτών (Εικόνα 2).
Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών
Αρχικά, χρησιμοποιήθηκαν τα κανάλια 1, 3, 4 και 7 , τα οποία μετασχηματίστηκαν για να ληφθούν τα PCs, τα οποία τονίζουν τα οξείδια του σιδήρου, η εικόνα που λαμβάνεται ονομάζεται F-εικόνα, Ενώ τα κανάλια 1, 4, 5 και 7 μετασχηματισμένα απεικονίζουν τα ορυκτά πλούσια σε υδροξύλια (H-εικόνα). Στη συνέχεια, κατασκευάστηκε το σύνθετο Crosta, το οποίο καθορίζει τις ζώνες εξαλλοίωσης συνήθως όσον αφορά τα οξείδια του σιδήρου και τα αργιλικά ορυκτά με κόκκινο- κίτρινες αποχρώσεις (Εικόνα 3).
Ταξινόμηση Μέγιστης Πιθανοφάνειας
Η ταξινόμηση μέγιστης πιθανοφάνειας χρησιμοποιήθηκε στα έγχρωμα σύνθετα του Sabin και Crosta, με σκοπό τη δημιουργία χαρτών των ζωνών της εξαλοίωσης. Η δυνατότητα διαχωρισμού μεταξύ των ζωνών είναι αρκετά καλή και δίνει αποτελέσματα μικρότερα από 2 και 1,5 κατά μέσο όρο, που υποδηλώνουν ότι η κάθε κατηγορία είναι καλά ορισμένη. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε φίλτρο για την απομάκρυνση των θορύβων (Εικόνα 4).
Χωρική Ανάλυση GIS
Οι χάρτες της εικόνας 4, χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή πολυγώνων για τις ζώνες εξαλλοίωσης, δίνοντας δύο νέα επίπεδα πληροφορίας ένα για κάθε χάρτη. Η τομή των δύο αυτών επιπέδων μας έδωσε τον τελικό χάρτη των εξαλλοιώσεων (Εικόνα 5).
Συμπεράσματα
Η μελέτη αυτή αναδεικνύει τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη γεωλογική χαρτογράφηση και στις μεταλλευτικές έρευνες. Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα του Landsat 7 ETM + για την περιοχή γύρω από την πόλη Abiydia , του ποταμού Νείλου, στο Βόρειο Σουδάν. Η τεχνική του λόγου των καναλιών χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση των περιοχών με οξείδια του σιδήρου και αργιλικά ορυκτά στις ζώνες εξαλλοίωσης. Το έγχρωμο σύνθετο Crosta κατασκευάστηκε με τον ίδιο σκοπό. Δύο χάρτες λιθολογιών, επιδεικνύοντας διαφορετικές λιθολογικές μονάδες που συνδέονται με ζώνες εξαλλοίωσης έχουν παραχθεί μετά από την επιβλεπόμενης ταξινόμησης. Η παραστατικότερη ζώνη εξαλλοίωσης έγινε με GIS γεωχωρική ανάλυση στους δύο χάρτες. Ο προκύπτον χάρτης δείχνει ότι οι εν λόγω ζώνες συνδέονται με τα βασικά και υπερβασικά πετρώματα και τους συναφείς μετα-κερατόλιθους.
