RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Βεργούλης Παναγιώτης

2012-02-02T17:19:16Z

Bergmet:

* [[Χαρτογράφηση των καλύψεων γης της Β. Κεφαλονιάς]]
* [[Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκευές μεγάλης διαμέτρου στην περιοχή της Ανατολικής Μακεδονίας, Ελλάδα]]
* [[Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού]]
* [[Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα) ]]

Βεργούλης Παναγιώτης

2012-02-02T13:08:11Z

Bergmet: Νέα σελίδα με '* Χαρτογράφηση των καλύψεων γης της Β. Κεφαλονιάς * [[Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκε...'

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T23:01:06Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

[[Αρχείο:pk101.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α),Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990)]]

[[Αρχείο:pk103.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 3:'''Εικόνα ASTER με υπερκάλυψη εικόνας από το φασματόμετρο HyMAP (126 κανάλια) και παραθύρου του θεματικού χαρτογράφου Landsat, που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη. Το σύστημα εξαλλοίωσης μπορεί να απεικονιστεί πάνω σε μια εικόνα HyMAP.]]

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

[[Αρχείο:pk102.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Απλοποιημένη επιφάνεια του συστήματος εξαλλοίωσης της καλντέρας του Rodalquilar, Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990).]]

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
[[Αρχείο:pk009.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 1:''' Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 1/5 σε red- green- blue.]]
[[Αρχείο:pk110.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 2:''' Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο κανονικοποιημένου λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 5 σε red- green- blue.]]

Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

[[Αρχείο:pk104.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 4:''' Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του θεματικού χαρτογράφου Landsat (από πάνω προς τα κάτω): 3/1 λόγος καναλιών, 5/7 λόγος καναλιών, PC 3 του TM 1-3-4-5, PC 3 του TM 1-4-5-7, PC 4 του TM 1-4-5-7.]]

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

[[Αρχείο:pk111.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 3:''' Κανάλια ASTER και χαρακτηριστικά των οργάνων.]]

[[Αρχείο:pk112.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 4:''' Οι λόγοι καναλιών του ASTER για την ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών, Πηγή: A selection from: http://www.ga.gov.au/image cache/GA7833.pdf]]

[[Αρχείο:pk113.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 5:''' Έγχρωμα σύνθετα ASTER για ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών, Πηγή: A selection from: http://www.ga.gov.au/image cache/GA7833.pdf.]]

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

[[Αρχείο:pk105.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 5:''' Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του ASTER για την περιοχή του Rodalquilar (από πάνω προς τα κάτω): 2/1 λόγος καναλιών, 4/3 λόγος καναλιών, (4+6)/5 λόγος καναλιών, 5/3 λόγος καναλιών, (5+7)/6 λόγος καναλιών.]]

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==

[[Αρχείο:pk114.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 6:''' Σύνοψη των κύριων φασματικά ενεργών ορυκτών στους διαφορετικά είδη εξαλλοίωσης και στα διαφορετικά περιβάλλοντα σχηματισμών.]]

Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==

[[Αρχείο:pk106.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 6:''' Η ύπαρξη ορυκτολογικών κοιτασμάτων και τα είδη εξαλλοίωσης που σχετίζονται με τα υποθαλάσσια ηφαιστειακά φαινόμενα στις σχετικές γρανιτικές συνθήκες και τα πορφυριτικά συστήματα χαλκού.]]

[[Αρχείο:pk107.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 7:''' Σύνοψη των κύριων τύπων κοιτασμάτων σε σχέση με τις περιοχές του φάσματος (υποδηλώνονται από τις ράβδους) όπου οι απορροφήσεις που συμβαίνουν σχετίζονται με την παρουσία των βασικών μεταμορφωμένων πετρωμάτων.]]

===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

[[Αρχείο:pk108.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 8:''' Ορυκτολογικοί χάρτες των βασικών μεταμορφωμένων ορυκτών στο Rodalquilar σχεδιασμένοι χρησιμοποιώντας το HyMAP (από πάνω προς τα κάτω): Ιαροσίτης, καολινίτης, ιλλίτης, αλουνίτης, χλωρίτης.]]

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Χαρτογράφηση των καλύψεων γης της Β. Κεφαλονιάς

2012-02-01T20:33:38Z

Bergmet:

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==

[[Αρχείο:pk301.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 1:''' Σύγκριση της φασματικής δειγματοληψίας του ASTER με τον θεματικό χαρτογράφο του δορυφόρου LANDSAT]]

Οι δορυφορικές εικόνες ASTER δημιουργήθηκαν από τη συνεργασία της NASA με το υπουργείο Έρευνας και Βιομηχανίας της Ιαπωνίας και διατίθενται κατόπιν παραγγελίας στο διαδίκτυο έναντι του ποσού των πενήντα πέντε δολαρίων ανά εικόνα. Ο δορυφόρος ASTER έχει πολύ μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητα, λόγω των δεκατεσσάρων καναλιών του από τα οποία μόνο δύο είναι στο ορατό φάσμα. Τα υπόλοιπα ανήκουν στο υπέρυθρο (ένα στο εγγύς υπέρυθρο, έξι στο μέσο υπέρυθρο και πέντε στο θερμικό υπέρυθρο). Γι αυτόν τον λόγο χαρακτηρίζεται συχνά σαν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο υπέρυθρο. Η χρονική διακριτική του ικανότητα είναι δεκαέξι μέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81,2ο Ν μέχρι 81,2ο Β. Μέσο του δορυφόρου δίνονται νέες δυνατότητες για την ερμηνεία είτε ποιοτικά είτε ποσοτικά καλύψεων γης και φυσικών καταστάσεων της γήινης επιφάνειας, αφού οι προηγούμενοι δορυφόροι είχαν ελάχιστο αριθμό καναλιών στο υπέρυθρο και τα κανάλια αυτά είχαν πολύ μεγάλο εύρος (π.χ. LANDSAT)

==ΣΚΟΠΟΣ==
Ο σκοπός της διπλωματικής ήταν η περιβαλλοντική χαρτογράφηση της Β. Κεφαλονιάς από δορυφορικές εικόνες ASTER προκειμένου να χαρτογραφηθούν οι καλύψεις γης (φυσικές και τεχνητές οντότητες που καλύπτουν μια εδαφική μονάδα) με απώτερο σκοπό την δυνατότητα αξιολόγησης των εφαρμογών που έχουν αυτά τα δεδομένα.

==ΕΙΚΟΝΑ ASTER==

[[Αρχείο:pk302.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Εδαφική κάλυψη καναλιού 01]]

Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η εικόνα “pg-PR1A0000-2001012301_001_056.met” από το ερευνητικό ινστιτούτο US. Geological Survey των ΗΠΑ. Η εικόνα έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες, καταγράφηκε στις 23/01/2001 και το επίπεδο επεξεργασίας της ήταν 1Α, δηλαδή η εικόνα δεν είχε υποστεί γεωμετρική και ραδιομετρική διόρθωση.
Η εδαφική κάλυψη σε γεωγραφικές συντεταγμένες των τεσσάρων γωνιών της εικόνας (σε δεκαδικές μοίρες) ήταν: Σημείο 1 (λ= 20,2829 και φ= 38,9071), Σημείο 2 (λ= 21,0040 και φ= 38,8105), Σημείο 3 (λ= 20,8423 και φ= 38,2567) και Σημείο 4 (λ= 20,1267 και φ= 38,3527) όπου λ το γεωγραφικό μήκος και όπου φ το γεωγραφικό πλάτος.
Τέλος, οι συνθήκες λειτουργίας των σαρωτών ανά κανάλι (από ραδιομετρική πλευρά) ήταν: Value= (“01 HGH, 02 HGH, 3N NOR, 3B NOR, 04 NOR, 05 NOR, 06 NOR, 07 NOR, 08 NOR, 09 NOR”). Δηλαδή κάθε σαρωτής στον ASTER καταγράφει πάντα ελάχιστη τιμή ενέργειας ίση με μηδέν και μέγιστη που μεταβάλλεται ανάλογα με την ευαισθησία με την οποία καταγράφει την εισερχόμενη ακτινοβολία.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Αρχικά πραγματοποιήθηκε μετατροπή της τυποποίησης hdf της εικόνας σε μορφή αρχείου tif μέσω του προγράμματος “hdfbrowse.exe” (στο DOS). Η εκτέλεση του προγράμματος έγινε με την βοήθεια ενός αρχείου batch (*.bat) στο οποίο δηλώθηκε το όνομα file name της εικόνας hdf και τα ονόματα των αρχείων tif (*.tif) για κάθε κανάλι της εικόνας.
Έτσι προέκυψαν τρείς εικόνες, μία για το κάθε κανάλι του καταγραφικού συστήματος vnir. Εφαρμόζοντας τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας μέσω της εντολής composite του προγράμματος idrisi κατασκευάστηκε ένα έγχρωμο σύνθετο, δηλαδή μια ψευδοχρωματική απεικόνιση στην οποία η βλάστηση απεικονίζεται κόκκινη, η αστική περιοχή μπλε και η θάλασσα μαύρη. Η εικόνα αυτή εμπεριέχει σχεδόν το σύνολο της πληροφορίας που είναι διαθέσιμη στα κανάλια του ASTER.

[[Αρχείο:pk303.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 3:''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο)
του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης]]

[[Αρχείο:pk304.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 4:''' O Θεματικός χάρτης map_14]]

Μετά τις ραδιομετρικές διορθώσεις (αποζωνοποίηση, μετατροπή σε τιμές ενέργειας, κ.α.) η ταξινόμηση της δορυφορικής εικόνας με το σύστημα γεωταξινόμησης της USGS (US Geological Survey των Η.Π.Α.) επέτρεψε την διάκριση των έντεκα θεματικών κατηγοριών (καλλιέργειες, ποώδη βλάστηση, δάσος κ.λ.π.) ώστε να κατασκευαστεί ένας θεματικός χάρτης. Η χαρτογράφηση των καλύψεων γης υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο των Κ-ΜΕΣΩΝ (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης) που στο πρόγραμμα Idrisi υλοποιείται με την εντολή K-means. Οι καλύψεις γης σε μια δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μιας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Οι ορισμοί των χρήσεων-κάλυψης γης για το σύστημα I της US Geological
Survey είναι:
1. Αστική γη: Η γη καλύπτεται κυρίως από κτίρια (πόλεις, κωμοπόλεις, χωριά, οικιστικές ζώνες γύρω από αυτοκινητοδρόμους, κ.α.)
2. Γεωργική Γη: η γη που χρησιμοποιείται για καλλιέργειες (αμπέλια, φυτώρια, ελαιώνες, θερμοκήπια, κ.α.).
3. Βοσκότοπος: η γη όπου η φυσική βλάστηση είναι χορτάρι, θάμνοι και ποώδη φυτά και προορίζεται κυρίως για φυσική βοσκή.
4. Δασική γη: περιλαμβάνει δένδρα με πυκνότητα της κόμης μεγαλύτερη του 10% και η οποία περιλαμβάνει δένδρα που παράγουν ξυλεία ή ασκούν επιρροή στο κλίμα ή στο υδατικό ισοζύγιο.
5. Υδάτινες μάζες: H κατηγορία αυτή περιλαμβάνει ποτάμια, κανάλια, λίμνες, εκβολές ποταμών, κόλπους.
6. Υγροβιότοποι: Περιοχές όπου ο υδροφόρος ορίζοντας είναι πολύ κοντά στην επιφάνεια ή για ένα σημαντικό χρονικό διάστημα πάνω από την επιφάνεια του εδάφους (εποχικά).
7. Άγονη γη (χέρσα): είναι γη με περιορισμένη δυνατότητα υποστήριξης της ζωής στην οποία το λιγότερο από το 1/3 της επιφάνειας καλύπτεται από βλάστηση.
8. Τούνδρα: αναφέρεται σε περιοχές χωρίς δένδρα πέρα από το όριο των βορείων κωνοφόρων δασών ή πάνω από το υψομετρικό όριο δενδροκάλυψης οροσειρών.
9. Περιοχές αιωνίου χιονιού: περιοχές που σκεπάζονται μόνιμα ή για μεγάλο χρονικό διάστημα από χιόνια.

==ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ==
Ο θεματικός χάρτης που δημιουργήθηκε έχει μόνο έντεκα θεματικές τάξεις αντί για δεκατέσσερις γιατί τρείς είχαν επιφανειακή εξάπλωση μικρότερη από ένα τις εκατό και ενώθηκαν με μία από τις υπόλοιπες. Για την εύρεση του είδους της κάλυψης που αντιστοιχεί σε κάθε κατηγορία πρέπει είτε να γίνει επίσκεψη στο ύπαιθρο, είτε να χρησιμοποιηθεί το έγχρωμο σύνθετο, είτε να γίνει αντιπαραβολή με χάρτη.
Εάν είχαν χρησιμοποιηθεί περισσότερα κανάλια και όχι μόνο τρία όπως στην παρούσα εργασία, τότε θα γινόταν δυνατή η χαρτογράφηση περισσότερων κατηγοριών. Βέβαια σε κάθε περίπτωση η ταυτοποίηση της κάθε κατηγορίας μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με εργασίες πεδίου στο ύπαιθρο. Τέλος μεγεθύνοντας τον θεματικό χάρτη παρατηρείται ζωνοποίηση στην θαλάσσια ζώνη και ύπαρξη ζώνης με αβαθή ύδατα στο Βαθύ της Ιθάκης.

[[category:Χαρτογραφία]]

Αρχείο:Pk304.2012.jpg

2012-02-01T20:26:59Z

Bergmet: O Θεματικός χάρτης map_14

O Θεματικός χάρτης map_14

Αρχείο:Pk303.2012.jpg

2012-02-01T20:25:54Z

Bergmet: Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης

Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο)
του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης

Αρχείο:Pk302.2012.jpg

2012-02-01T20:24:40Z

Bergmet: Εδαφική κάλυψη καναλιού 01

Εδαφική κάλυψη καναλιού 01

Αρχείο:Pk301.2012.jpg

2012-02-01T20:21:46Z

Bergmet: Σχήμα 1. Σύγκριση της φασματικής δειγματοληψίας του ASTER με τον θεματικό χαρτογράφο του δορυφόρου LANDSAT

Σχήμα 1. Σύγκριση της φασματικής δειγματοληψίας του ASTER με τον θεματικό χαρτογράφο του δορυφόρου LANDSAT

Χαρτογράφηση των καλύψεων γης της Β. Κεφαλονιάς

2012-02-01T20:10:43Z

Bergmet: Νέα σελίδα με '==ΕΙΣΑΓΩΓΗ== Οι δορυφορικές εικόνες ASTER δημιουργήθηκαν από τη συνεργασία της NASA με το υπουργεί...'

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Οι δορυφορικές εικόνες ASTER δημιουργήθηκαν από τη συνεργασία της NASA με το υπουργείο Έρευνας και Βιομηχανίας της Ιαπωνίας και διατίθενται κατόπιν παραγγελίας στο διαδίκτυο έναντι του ποσού των πενήντα πέντε δολαρίων ανά εικόνα. Ο δορυφόρος ASTER έχει πολύ μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητα, λόγω των δεκατεσσάρων καναλιών του από τα οποία μόνο δύο είναι στο ορατό φάσμα. Τα υπόλοιπα ανήκουν στο υπέρυθρο (ένα στο εγγύς υπέρυθρο, έξι στο μέσο υπέρυθρο και πέντε στο θερμικό υπέρυθρο). Γι αυτόν τον λόγο χαρακτηρίζεται συχνά σαν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο υπέρυθρο. Η χρονική διακριτική του ικανότητα είναι δεκαέξι μέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81,2ο Ν μέχρι 81,2ο Β. Μέσο του δορυφόρου δίνονται νέες δυνατότητες για την ερμηνεία είτε ποιοτικά είτε ποσοτικά καλύψεων γης και φυσικών καταστάσεων της γήινης επιφάνειας, αφού οι προηγούμενοι δορυφόροι είχαν ελάχιστο αριθμό καναλιών στο υπέρυθρο και τα κανάλια αυτά είχαν πολύ μεγάλο εύρος (π.χ. LANDSAT)

==ΣΚΟΠΟΣ==
Ο σκοπός της διπλωματικής ήταν η περιβαλλοντική χαρτογράφηση της Β. Κεφαλονιάς από δορυφορικές εικόνες ASTER προκειμένου να χαρτογραφηθούν οι καλύψεις γης (φυσικές και τεχνητές οντότητες που καλύπτουν μια εδαφική μονάδα) με απώτερο σκοπό την δυνατότητα αξιολόγησης των εφαρμογών που έχουν αυτά τα δεδομένα.

==ΕΙΚΟΝΑ ASTER==
Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η εικόνα “pg-PR1A0000-2001012301_001_056.met” από το ερευνητικό ινστιτούτο US. Geological Survey των ΗΠΑ. Η εικόνα έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες, καταγράφηκε στις 23/01/2001 και το επίπεδο επεξεργασίας της ήταν 1Α, δηλαδή η εικόνα δεν είχε υποστεί γεωμετρική και ραδιομετρική διόρθωση.
Η εδαφική κάλυψη σε γεωγραφικές συντεταγμένες των τεσσάρων γωνιών της εικόνας (σε δεκαδικές μοίρες) ήταν: Σημείο 1 (λ= 20,2829 και φ= 38,9071), Σημείο 2 (λ= 21,0040 και φ= 38,8105), Σημείο 3 (λ= 20,8423 και φ= 38,2567) και Σημείο 4 (λ= 20,1267 και φ= 38,3527) όπου λ το γεωγραφικό μήκος και όπου φ το γεωγραφικό πλάτος.
Τέλος, οι συνθήκες λειτουργίας των σαρωτών ανά κανάλι (από ραδιομετρική πλευρά) ήταν: Value= (“01 HGH, 02 HGH, 3N NOR, 3B NOR, 04 NOR, 05 NOR, 06 NOR, 07 NOR, 08 NOR, 09 NOR”). Δηλαδή κάθε σαρωτής στον ASTER καταγράφει πάντα ελάχιστη τιμή ενέργειας ίση με μηδέν και μέγιστη που μεταβάλλεται ανάλογα με την ευαισθησία με την οποία καταγράφει την εισερχόμενη ακτινοβολία.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Αρχικά πραγματοποιήθηκε μετατροπή της τυποποίησης hdf της εικόνας σε μορφή αρχείου tif μέσω του προγράμματος “hdfbrowse.exe” (στο DOS). Η εκτέλεση του προγράμματος έγινε με την βοήθεια ενός αρχείου batch (*.bat) στο οποίο δηλώθηκε το όνομα file name της εικόνας hdf και τα ονόματα των αρχείων tif (*.tif) για κάθε κανάλι της εικόνας.
Έτσι προέκυψαν τρείς εικόνες, μία για το κάθε κανάλι του καταγραφικού συστήματος vnir. Εφαρμόζοντας τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας μέσω της εντολής composite του προγράμματος idrisi κατασκευάστηκε ένα έγχρωμο σύνθετο, δηλαδή μια ψευδοχρωματική απεικόνιση στην οποία η βλάστηση απεικονίζεται κόκκινη, η αστική περιοχή μπλε και η θάλασσα μαύρη. Η εικόνα αυτή εμπεριέχει σχεδόν το σύνολο της πληροφορίας που είναι διαθέσιμη στα κανάλια του ASTER.
Μετά τις ραδιομετρικές διορθώσεις (αποζωνοποίηση, μετατροπή σε τιμές ενέργειας, κ.α.) η ταξινόμηση της δορυφορικής εικόνας με το σύστημα γεωταξινόμησης της USGS (US Geological Survey των Η.Π.Α.) επέτρεψε την διάκριση των έντεκα θεματικών κατηγοριών (καλλιέργειες, ποώδη βλάστηση, δάσος κ.λ.π.) ώστε να κατασκευαστεί ένας θεματικός χάρτης. Η χαρτογράφηση των καλύψεων γης υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο των Κ-ΜΕΣΩΝ (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης) που στο πρόγραμμα Idrisi υλοποιείται με την εντολή K-means. Οι καλύψεις γης σε μια δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μιας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Οι ορισμοί των χρήσεων-κάλυψης γης για το σύστημα I της US Geological
Survey είναι:
1. Αστική γη: Η γη καλύπτεται κυρίως από κτίρια (πόλεις, κωμοπόλεις, χωριά, οικιστικές ζώνες γύρω από αυτοκινητοδρόμους, κ.α.)
2. Γεωργική Γη: η γη που χρησιμοποιείται για καλλιέργειες (αμπέλια, φυτώρια, ελαιώνες, θερμοκήπια, κ.α.).
3. Βοσκότοπος: η γη όπου η φυσική βλάστηση είναι χορτάρι, θάμνοι και ποώδη φυτά και προορίζεται κυρίως για φυσική βοσκή.
4. Δασική γη: περιλαμβάνει δένδρα με πυκνότητα της κόμης μεγαλύτερη του 10% και η οποία περιλαμβάνει δένδρα που παράγουν ξυλεία ή ασκούν επιρροή στο κλίμα ή στο υδατικό ισοζύγιο.
5. Υδάτινες μάζες: H κατηγορία αυτή περιλαμβάνει ποτάμια, κανάλια, λίμνες, εκβολές ποταμών, κόλπους.
6. Υγροβιότοποι: Περιοχές όπου ο υδροφόρος ορίζοντας είναι πολύ κοντά στην επιφάνεια ή για ένα σημαντικό χρονικό διάστημα πάνω από την επιφάνεια του εδάφους (εποχικά).
7. Άγονη γη (χέρσα): είναι γη με περιορισμένη δυνατότητα υποστήριξης της ζωής στην οποία το λιγότερο από το 1/3 της επιφάνειας καλύπτεται από βλάστηση.
8. Τούνδρα: αναφέρεται σε περιοχές χωρίς δένδρα πέρα από το όριο των βορείων κωνοφόρων δασών ή πάνω από το υψομετρικό όριο δενδροκάλυψης οροσειρών.
9. Περιοχές αιωνίου χιονιού: περιοχές που σκεπάζονται μόνιμα ή για μεγάλο χρονικό διάστημα από χιόνια.

==ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ==
Ο θεματικός χάρτης που δημιουργήθηκε έχει μόνο έντεκα θεματικές τάξεις αντί για δεκατέσσερις γιατί τρείς είχαν επιφανειακή εξάπλωση μικρότερη από ένα τις εκατό και ενώθηκαν με μία από τις υπόλοιπες. Για την εύρεση του είδους της κάλυψης που αντιστοιχεί σε κάθε κατηγορία πρέπει είτε να γίνει επίσκεψη στο ύπαιθρο, είτε να χρησιμοποιηθεί το έγχρωμο σύνθετο, είτε να γίνει αντιπαραβολή με χάρτη.
Εάν είχαν χρησιμοποιηθεί περισσότερα κανάλια και όχι μόνο τρία όπως στην παρούσα εργασία, τότε θα γινόταν δυνατή η χαρτογράφηση περισσότερων κατηγοριών. Βέβαια σε κάθε περίπτωση η ταυτοποίηση της κάθε κατηγορίας μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με εργασίες πεδίου στο ύπαιθρο. Τέλος μεγεθύνοντας τον θεματικό χάρτη παρατηρείται ζωνοποίηση στην θαλάσσια ζώνη και ύπαρξη ζώνης με αβαθή ύδατα στο Βαθύ της Ιθάκης.

[[category:Χαρτογραφία]]

Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκευές μεγάλης διαμέτρου στην περιοχή της Ανατολικής Μακεδονίας, Ελλάδα

2012-02-01T20:05:59Z

Bergmet:

'''Συγγραφείς:''' Δ. Καϊμάρης

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2010

'''Πηγή:''' [http://geo.teiser.gr/ojs/index.php/Chorografies/article/view/9 ΧΩΡΟ-ΓΡΑΦΙΕΣ, Τομ.1, Αρ.1 (2010)]

----
[[Αρχείο:pk201.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Χάρτης της Ελλάδας και σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης.]]

[[Αρχείο:pk202.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Νότιο τμήμα της Ανατολικής Μακεδονίας. Σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης και σε μπλε πλαίσιο η περιοχή των διατηρημένων κυκλικών ιστορικών κατασκευών.]]

[[Αρχείο:pk203.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 3:''' Τομή του εδάφους. Έντονη βλάστηση εκατέρωθεν της σωζόμενης- διατηρημένης κατασκευής.]]

[[Αρχείο:pk204.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 4:''' Το ανάγλυφο της περιοχής (μεγάλα υψόμετρα = ανοιχτό γκρι, μικρά υψόμετρα = σκούρο γκρι) και η θέση του Αγγίτη ποταμού, των οικισμών και του Παγγαίου όρους. Με κίτρινο χρώμα οι θέσεις των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών, οι οποίες εμφανίζονται σε μια επιφάνεια 47 Km2.]]

[[Αρχείο:pk205.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 5:''' Αεροφωτογραφία του 1942, κλίμακας 1:42,000 με απόδοση των κυκλικών ιχνών των κατασκευών λόγω βλάστησης, με διάμετρο από 15 έως 40m.]]

[[Αρχείο:pk209.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 6:''' δορυφορική εικόνα QuickBird-2, 02/05/2005 (Datafusion, δίαυλοι: 1,2,3) με απόδοση κυκλικών και γραμμικών ιχνών κατασκευών.]]

Στην Ανατολική Μακεδονία η περιοχή που εκτείνεται από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλίππους αποτελεί μια γεωγραφική θέση μείζονος αρχαιολογικής σημασίας, λόγω της κατοίκησης που ξεκίνησε από την Παλαιολιθική εποχή και της ακμής που παρουσίασε στα Ελληνιστικά και Ρωμαϊκά χρόνια.

Η περιοχή αυτή καταλαμβάνει συνολική έκταση 500km2 και μελετήθηκε μέσω εναέριας και δορυφορικής αρχαιολογίας με αποτέλεσμα τον προσδιορισμό ιχνών της αρχαίας Εγνατίας οδού και δεκάδων άλλων, παράπλευρων, άγνωστων διατηρημένων και καλυμμένων κατασκευών.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε μια γεωγραφικά οριοθετημένη περιοχή επιφάνειας 47km2 εντός της οποίας παρατηρήθηκε το σύνολο των κυκλικών διατηρημένων κατασκευών με μεγάλη διάμετρο (από 13 έως 50m). Οι κατασκευές αυτές ανιχνεύτηκαν σε διαχρονικές αεροφωτογραφίες και σύγχρονες δορυφορικές εικόνες QuickBird-2. Στο εσωτερικό τους ανιχνεύτηκε φασματικά το συμπαγές υλικό κάλυψης (π.χ. πέτρα), ενώ περιμετρικά παρατηρήθηκε πυκνή βλάστηση, λόγω της συγκράτησης της υγρασίας. Δηλαδή στη συγκεκριμένη εργασία εντοπίστηκαν κυρίως ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης, που οφείλονται στη συγκράτηση περισσότερης υγρασίας εκατέρωθεν του μνημείου, με αποτέλεσμα τη διαφορά στο ύψος και στη ποιότητα της βλάστησης σε σχέση με το περιβάλλον (εντοπίστηκαν και ίχνη γυμνών κατασκευών τα οποία ανιχνεύονται λόγω της φασματικής τους διαφοράς με τα όμορα υλικά).

Για την παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν:
* 320 κατακόρυφες, ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες αρχείου από το 1945 έως το 1996 κλίμακας από 1:42000 έως 1:6000,
* 5 δορυφορικές εικόνες αρχείου,
* 1 νέα λήψη του οπτικού δορυφορικού συστήματος QuickBird-2,
* δεκάδες ιστορικοί χάρτες κλίμακας 1:20000 έως 1:200000 από το 1901 έως το 1945,
* 60 σύγχρονοι χάρτες,
* 6 γεωλογικοί χάρτες και
* 80 διαγράμματα διανομών της γης από το 1925 έως το 1987 κλίμακας 1:5000.
Για το σύνολο των δεδομένων αυτών πραγματοποιήθηκε ψηφιακή αρχειοθέτηση και γεωαναφορά στο σύγχρονο σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87.

Η ψηφιοποίηση των αναλογικών εικόνων (αεροφωτογραφιών) έγινε με τον σαρωτή EPSON GT-1200 ενώ η ψηφιακή τους επεξεργασία (Histogram Equalization, Brightness/contrast, Sarpen, Unsharp Mask, Convolution, Wallis Filter) στη συνέχεια βελτίωσε τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά τους. Τέλος πραγματοποιήθηκε γεωμετρική διόρθωση των ψηφιακών αεροφωτογραφιών και των δορυφορικών εικόνων (λογισμικό Erdas Imagine, διαδικασία ορθοαναγωγής με γνωστό Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους, ΕΓΣΑ 87), ενώ για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων εφαρμόστηκε η τεχνική σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας με μετασχηματισμό στις κύριες συνιστώσες.
Η φωτοερμηνευτική μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο οι αναλογικές εικόνες παρατηρήθηκαν μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (με χρήση του κατοπτρικού στερεοσκοπίου). Στο δεύτερο στάδιο οι μετασχηματισμένες αναλογικές εικόνες σε ψηφιακή μορφή και οι πρωτογενείς ψηφιακές παρατηρήθηκαν με χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή, μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (χρήση απλών γυαλιών ‘‘μπλε –κόκκινο’’ στο λογισμικό Erdas Imagine). Τα ίχνη αποδόθηκαν σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Διαχείρισης Ιχνών κατά την διάρκεια των δύο σταδίων της φωτοερμηνείας.

Οι κατασκευές αυτές χαρακτηρίστηκαν ως ιστορικές, ύστερα από μια πρώτη επιφανειακή έρευνα από διεπιστημονική ερευνητική ομάδα στις αντίστοιχες θέσεις και από τη συλλογή διάσπαρτης κεραμικής.
Συμπερασματικά, πρέπει να συλλέγονται ιστορικά τηλεπισκοπικά δεδομένα και να μελετώνται, συνδυαστικά με όλα τα εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Μακροπρόθεσμα, συστηματική επιφανειακή έρευνα, επίγειες αρχαιολογικές διασκοπήσεις και ανασκαφικές τομές, θα επιτρέψουν τη ακριβή χρονολόγηση των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών.

[[category:Αρχαιολογία]]

Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκευές μεγάλης διαμέτρου στην περιοχή της Ανατολικής Μακεδονίας, Ελλάδα

2012-02-01T20:00:51Z

Bergmet:

'''Συγγραφείς:''' Δ. Καϊμάρης

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2010

'''Πηγή:''' [http://geo.teiser.gr/ojs/index.php/Chorografies/article/view/9 ΧΩΡΟ-ΓΡΑΦΙΕΣ, Τομ.1, Αρ.1 (2010)]

----
[[Αρχείο:pk201.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Χάρτης της Ελλάδας και σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης.]]

[[Αρχείο:pk202.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Νότιο τμήμα της Ανατολικής Μακεδονίας. Σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης και σε μπλε πλαίσιο η περιοχή των διατηρημένων κυκλικών ιστορικών κατασκευών.]]

[[Αρχείο:pk203.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 3:''' Τομή του εδάφους. Έντονη βλάστηση εκατέρωθεν της σωζόμενης- διατηρημένης κατασκευής.]]

[[Αρχείο:pk204.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 4:''' Το ανάγλυφο της περιοχής (μεγάλα υψόμετρα = ανοιχτό γκρι, μικρά υψόμετρα = σκούρο γκρι) και η θέση του Αγγίτη ποταμού, των οικισμών και του Παγγαίου όρους. Με κίτρινο χρώμα οι θέσεις των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών, οι οποίες εμφανίζονται σε μια επιφάνεια 47 Km2.]]

Στην Ανατολική Μακεδονία η περιοχή που εκτείνεται από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλίππους αποτελεί μια γεωγραφική θέση μείζονος αρχαιολογικής σημασίας, λόγω της κατοίκησης που ξεκίνησε από την Παλαιολιθική εποχή και της ακμής που παρουσίασε στα Ελληνιστικά και Ρωμαϊκά χρόνια.

Η περιοχή αυτή καταλαμβάνει συνολική έκταση 500km2 και μελετήθηκε μέσω εναέριας και δορυφορικής αρχαιολογίας με αποτέλεσμα τον προσδιορισμό ιχνών της αρχαίας Εγνατίας οδού και δεκάδων άλλων, παράπλευρων, άγνωστων διατηρημένων και καλυμμένων κατασκευών.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε μια γεωγραφικά οριοθετημένη περιοχή επιφάνειας 47km2 εντός της οποίας παρατηρήθηκε το σύνολο των κυκλικών διατηρημένων κατασκευών με μεγάλη διάμετρο (από 13 έως 50m). Οι κατασκευές αυτές ανιχνεύτηκαν σε διαχρονικές αεροφωτογραφίες και σύγχρονες δορυφορικές εικόνες QuickBird-2. Στο εσωτερικό τους ανιχνεύτηκε φασματικά το συμπαγές υλικό κάλυψης (π.χ. πέτρα), ενώ περιμετρικά παρατηρήθηκε πυκνή βλάστηση, λόγω της συγκράτησης της υγρασίας. Δηλαδή στη συγκεκριμένη εργασία εντοπίστηκαν κυρίως ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης, που οφείλονται στη συγκράτηση περισσότερης υγρασίας εκατέρωθεν του μνημείου, με αποτέλεσμα τη διαφορά στο ύψος και στη ποιότητα της βλάστησης σε σχέση με το περιβάλλον (εντοπίστηκαν και ίχνη γυμνών κατασκευών τα οποία ανιχνεύονται λόγω της φασματικής τους διαφοράς με τα όμορα υλικά).

Για την παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν:
* 320 κατακόρυφες, ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες αρχείου από το 1945 έως το 1996 κλίμακας από 1:42000 έως 1:6000,
* 5 δορυφορικές εικόνες αρχείου,
* 1 νέα λήψη του οπτικού δορυφορικού συστήματος QuickBird-2,
* δεκάδες ιστορικοί χάρτες κλίμακας 1:20000 έως 1:200000 από το 1901 έως το 1945,
* 60 σύγχρονοι χάρτες,
* 6 γεωλογικοί χάρτες και
* 80 διαγράμματα διανομών της γης από το 1925 έως το 1987 κλίμακας 1:5000.
Για το σύνολο των δεδομένων αυτών πραγματοποιήθηκε ψηφιακή αρχειοθέτηση και γεωαναφορά στο σύγχρονο σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87.

Η ψηφιοποίηση των αναλογικών εικόνων (αεροφωτογραφιών) έγινε με τον σαρωτή EPSON GT-1200 ενώ η ψηφιακή τους επεξεργασία (Histogram Equalization, Brightness/contrast, Sarpen, Unsharp Mask, Convolution, Wallis Filter) στη συνέχεια βελτίωσε τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά τους. Τέλος πραγματοποιήθηκε γεωμετρική διόρθωση των ψηφιακών αεροφωτογραφιών και των δορυφορικών εικόνων (λογισμικό Erdas Imagine, διαδικασία ορθοαναγωγής με γνωστό Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους, ΕΓΣΑ 87), ενώ για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων εφαρμόστηκε η τεχνική σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας με μετασχηματισμό στις κύριες συνιστώσες.
Η φωτοερμηνευτική μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο οι αναλογικές εικόνες παρατηρήθηκαν μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (με χρήση του κατοπτρικού στερεοσκοπίου). Στο δεύτερο στάδιο οι μετασχηματισμένες αναλογικές εικόνες σε ψηφιακή μορφή και οι πρωτογενείς ψηφιακές παρατηρήθηκαν με χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή, μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (χρήση απλών γυαλιών ‘‘μπλε –κόκκινο’’ στο λογισμικό Erdas Imagine). Τα ίχνη αποδόθηκαν σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Διαχείρισης Ιχνών κατά την διάρκεια των δύο σταδίων της φωτοερμηνείας.

Οι κατασκευές αυτές χαρακτηρίστηκαν ως ιστορικές, ύστερα από μια πρώτη επιφανειακή έρευνα από διεπιστημονική ερευνητική ομάδα στις αντίστοιχες θέσεις και από τη συλλογή διάσπαρτης κεραμικής.
Συμπερασματικά, πρέπει να συλλέγονται ιστορικά τηλεπισκοπικά δεδομένα και να μελετώνται, συνδυαστικά με όλα τα εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Μακροπρόθεσμα, συστηματική επιφανειακή έρευνα, επίγειες αρχαιολογικές διασκοπήσεις και ανασκαφικές τομές, θα επιτρέψουν τη ακριβή χρονολόγηση των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών.

[[category:Αρχαιολογία]]

Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκευές μεγάλης διαμέτρου στην περιοχή της Ανατολικής Μακεδονίας, Ελλάδα

2012-02-01T19:58:10Z

Bergmet:

'''Συγγραφείς:''' Δ. Καϊμάρης

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2010

'''Πηγή:''' [http://geo.teiser.gr/ojs/index.php/Chorografies/article/view/9 ΧΩΡΟ-ΓΡΑΦΙΕΣ, Τομ.1, Αρ.1 (2010)]

----
[[Αρχείο:pk201.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Χάρτης της Ελλάδας και σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης.]]

[[Αρχείο:pk202.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Νότιο τμήμα της Ανατολικής Μακεδονίας. Σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης και σε μπλε πλαίσιο η περιοχή των διατηρημένων κυκλικών ιστορικών κατασκευών.]]

Στην Ανατολική Μακεδονία η περιοχή που εκτείνεται από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλίππους αποτελεί μια γεωγραφική θέση μείζονος αρχαιολογικής σημασίας, λόγω της κατοίκησης που ξεκίνησε από την Παλαιολιθική εποχή και της ακμής που παρουσίασε στα Ελληνιστικά και Ρωμαϊκά χρόνια.

Η περιοχή αυτή καταλαμβάνει συνολική έκταση 500km2 και μελετήθηκε μέσω εναέριας και δορυφορικής αρχαιολογίας με αποτέλεσμα τον προσδιορισμό ιχνών της αρχαίας Εγνατίας οδού και δεκάδων άλλων, παράπλευρων, άγνωστων διατηρημένων και καλυμμένων κατασκευών.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε μια γεωγραφικά οριοθετημένη περιοχή επιφάνειας 47km2 εντός της οποίας παρατηρήθηκε το σύνολο των κυκλικών διατηρημένων κατασκευών με μεγάλη διάμετρο (από 13 έως 50m). Οι κατασκευές αυτές ανιχνεύτηκαν σε διαχρονικές αεροφωτογραφίες και σύγχρονες δορυφορικές εικόνες QuickBird-2. Στο εσωτερικό τους ανιχνεύτηκε φασματικά το συμπαγές υλικό κάλυψης (π.χ. πέτρα), ενώ περιμετρικά παρατηρήθηκε πυκνή βλάστηση, λόγω της συγκράτησης της υγρασίας. Δηλαδή στη συγκεκριμένη εργασία εντοπίστηκαν κυρίως ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης, που οφείλονται στη συγκράτηση περισσότερης υγρασίας εκατέρωθεν του μνημείου, με αποτέλεσμα τη διαφορά στο ύψος και στη ποιότητα της βλάστησης σε σχέση με το περιβάλλον (εντοπίστηκαν και ίχνη γυμνών κατασκευών τα οποία ανιχνεύονται λόγω της φασματικής τους διαφοράς με τα όμορα υλικά).

Για την παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν:
* 320 κατακόρυφες, ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες αρχείου από το 1945 έως το 1996 κλίμακας από 1:42000 έως 1:6000,
* 5 δορυφορικές εικόνες αρχείου,
* 1 νέα λήψη του οπτικού δορυφορικού συστήματος QuickBird-2,
* δεκάδες ιστορικοί χάρτες κλίμακας 1:20000 έως 1:200000 από το 1901 έως το 1945,
* 60 σύγχρονοι χάρτες,
* 6 γεωλογικοί χάρτες και
* 80 διαγράμματα διανομών της γης από το 1925 έως το 1987 κλίμακας 1:5000.
Για το σύνολο των δεδομένων αυτών πραγματοποιήθηκε ψηφιακή αρχειοθέτηση και γεωαναφορά στο σύγχρονο σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87.

Η ψηφιοποίηση των αναλογικών εικόνων (αεροφωτογραφιών) έγινε με τον σαρωτή EPSON GT-1200 ενώ η ψηφιακή τους επεξεργασία (Histogram Equalization, Brightness/contrast, Sarpen, Unsharp Mask, Convolution, Wallis Filter) στη συνέχεια βελτίωσε τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά τους. Τέλος πραγματοποιήθηκε γεωμετρική διόρθωση των ψηφιακών αεροφωτογραφιών και των δορυφορικών εικόνων (λογισμικό Erdas Imagine, διαδικασία ορθοαναγωγής με γνωστό Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους, ΕΓΣΑ 87), ενώ για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων εφαρμόστηκε η τεχνική σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας με μετασχηματισμό στις κύριες συνιστώσες.
Η φωτοερμηνευτική μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο οι αναλογικές εικόνες παρατηρήθηκαν μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (με χρήση του κατοπτρικού στερεοσκοπίου). Στο δεύτερο στάδιο οι μετασχηματισμένες αναλογικές εικόνες σε ψηφιακή μορφή και οι πρωτογενείς ψηφιακές παρατηρήθηκαν με χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή, μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (χρήση απλών γυαλιών ‘‘μπλε –κόκκινο’’ στο λογισμικό Erdas Imagine). Τα ίχνη αποδόθηκαν σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Διαχείρισης Ιχνών κατά την διάρκεια των δύο σταδίων της φωτοερμηνείας.

Οι κατασκευές αυτές χαρακτηρίστηκαν ως ιστορικές, ύστερα από μια πρώτη επιφανειακή έρευνα από διεπιστημονική ερευνητική ομάδα στις αντίστοιχες θέσεις και από τη συλλογή διάσπαρτης κεραμικής.
Συμπερασματικά, πρέπει να συλλέγονται ιστορικά τηλεπισκοπικά δεδομένα και να μελετώνται, συνδυαστικά με όλα τα εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Μακροπρόθεσμα, συστηματική επιφανειακή έρευνα, επίγειες αρχαιολογικές διασκοπήσεις και ανασκαφικές τομές, θα επιτρέψουν τη ακριβή χρονολόγηση των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:Pk209.2012.jpg

2012-02-01T19:51:52Z

Bergmet: Εικόνα 8 (2) Αεροφωτογραφία του 1977, κλίμακας 1:20,000 και δορυφορική εικόνα QuickBird-2, 02/05/2005 (Datafusion, δίαυλοι: 1,2,3). Διατήρηση των κατασκευών.

Εικόνα 8 (2) Αεροφωτογραφία του 1977, κλίμακας 1:20,000 και δορυφορική εικόνα QuickBird-2, 02/05/2005 (Datafusion, δίαυλοι: 1,2,3). Διατήρηση των κατασκευών.

Αρχείο:Pk008.2012.jpg

2012-02-01T19:51:00Z

Bergmet: Εικόνα 8 (1) – Αεροφωτογραφία του 1945, κλίμακας 1:42,000. Απόδοση των κυκλικών και γραμμικών ιχνών των κατασκευών λόγω βλάστησης. Διάμετρος κυκλι�

Εικόνα 8 (1) – Αεροφωτογραφία του 1945, κλίμακας 1:42,000. Απόδοση των κυκλικών και γραμμικών ιχνών των κατασκευών λόγω βλάστησης. Διάμετρος κυκλικής κατασκευής περίπου 50m.

Αρχείο:Pk207.2012.jpg

2012-02-01T19:49:44Z

Bergmet: Εικόνα 7 (2) Δορυφορική εικόνα QuickBird-2, 02/05/2005 (Datafusion, δίαυλοι: 1,2,4). Γραμμικά και κυκλικά ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης. Διατήρηση των κατασκευ�

Εικόνα 7 (2) Δορυφορική εικόνα QuickBird-2, 02/05/2005 (Datafusion, δίαυλοι: 1,2,4). Γραμμικά και κυκλικά ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης. Διατήρηση των κατασκευών.

Αρχείο:Pk206.2012.jpg

2012-02-01T19:48:56Z

Bergmet: Εικόνα 7 (1) Αεροφωτογραφία του 1945, κλίμακας 1:42,000. Γραμμικά και κυκλικά ίχνη.

Εικόνα 7 (1) Αεροφωτογραφία του 1945, κλίμακας 1:42,000. Γραμμικά και κυκλικά ίχνη.

Αρχείο:Pk205.2012.jpg

2012-02-01T19:44:38Z

Bergmet: Αεροφωτογραφία του 1942, κλίμακας 1:42,000 με απόδοση των κυκλικών ιχνών των κατασκευών λόγω βλάστησης, με διάμετρο από 15 έως 40m.

Αεροφωτογραφία του 1942, κλίμακας 1:42,000 με απόδοση των κυκλικών ιχνών των κατασκευών λόγω βλάστησης, με διάμετρο από 15 έως 40m.

Αρχείο:Pk204.2012.jpg

2012-02-01T19:42:03Z

Bergmet: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Pk204.2012.jpg": Εικόνα 4 Το ανάγλυφο της περιοχής (μεγάλα υψόμετρα = ανοιχτό γκρι, μικρά υψόμετρα = σκούρο

Εικόνα 4 Το ανάγλυφο της περιοχής (μεγάλα υψόμετρα = ανοιχτό γκρι, μικρά υψόμετρα = σκούρο γκρι) και η θέση του Αγγίτη ποταμού, των οικισμών και του Παγγαίου όρους. Με κίτρινο χρώμα οι θέσεις των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών, οι οποίες εμφανίζονται σε μια επιφάνεια 47 Km2.

Αρχείο:Pk204.2012.jpg

2012-02-01T19:40:12Z

Bergmet: Εικόνα 4 Το ανάγλυφο της περιοχής (μεγάλα υψόμετρα = ανοιχτό γκρι, μικρά υψόμετρα = σκούρο γκρι) και η θέση του Αγγίτη ποταμού, των οικισμών κα

Αρχείο:Pk203.2012.jpg

2012-02-01T19:38:02Z

Bergmet: Εικόνα 3 Τομή του εδάφους. Έντονη βλάστηση εκατέρωθεν της σωζόμενης- διατηρημένης κατασκευής.

Εικόνα 3 Τομή του εδάφους. Έντονη βλάστηση εκατέρωθεν της σωζόμενης- διατηρημένης κατασκευής.

Αρχείο:Pk202.2012.jpg

2012-02-01T19:37:08Z

Bergmet: Εικόνα 2 Νότιο τμήμα της Ανατολικής Μακεδονίας. Σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης και σε μπλε πλαίσιο η περιοχή των διατηρημένω

Εικόνα 2 Νότιο τμήμα της Ανατολικής Μακεδονίας. Σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης και σε μπλε πλαίσιο η περιοχή των διατηρημένων κυκλικών ιστορικών κατασκευών.

Αρχείο:Pk201.2012.jpg

2012-02-01T19:36:23Z

Bergmet: Εικόνα 1 Χάρτης της Ελλάδας και σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης.

Εικόνα 1 Χάρτης της Ελλάδας και σε κόκκινο πλαίσιο η ευρύτερη περιοχή μελέτης.

Άγνωστες κυκλικές διατηρημένες κατασκευές μεγάλης διαμέτρου στην περιοχή της Ανατολικής Μακεδονίας, Ελλάδα

2012-02-01T19:12:43Z

Bergmet: Νέα σελίδα με ''''Συγγραφείς:''' Δ. Καϊμάρης '''Έτος δημοσίευσης:''' 2010 '''Πηγή:''' [http://geo.teiser.gr/ojs/index.php/Chorografies/article/vie...'

'''Συγγραφείς:''' Δ. Καϊμάρης

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2010

'''Πηγή:''' [http://geo.teiser.gr/ojs/index.php/Chorografies/article/view/9 ΧΩΡΟ-ΓΡΑΦΙΕΣ, Τομ.1, Αρ.1 (2010)]

----

Στην Ανατολική Μακεδονία η περιοχή που εκτείνεται από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλίππους αποτελεί μια γεωγραφική θέση μείζονος αρχαιολογικής σημασίας, λόγω της κατοίκησης που ξεκίνησε από την Παλαιολιθική εποχή και της ακμής που παρουσίασε στα Ελληνιστικά και Ρωμαϊκά χρόνια.

Η περιοχή αυτή καταλαμβάνει συνολική έκταση 500km2 και μελετήθηκε μέσω εναέριας και δορυφορικής αρχαιολογίας με αποτέλεσμα τον προσδιορισμό ιχνών της αρχαίας Εγνατίας οδού και δεκάδων άλλων, παράπλευρων, άγνωστων διατηρημένων και καλυμμένων κατασκευών.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε μια γεωγραφικά οριοθετημένη περιοχή επιφάνειας 47km2 εντός της οποίας παρατηρήθηκε το σύνολο των κυκλικών διατηρημένων κατασκευών με μεγάλη διάμετρο (από 13 έως 50m). Οι κατασκευές αυτές ανιχνεύτηκαν σε διαχρονικές αεροφωτογραφίες και σύγχρονες δορυφορικές εικόνες QuickBird-2. Στο εσωτερικό τους ανιχνεύτηκε φασματικά το συμπαγές υλικό κάλυψης (π.χ. πέτρα), ενώ περιμετρικά παρατηρήθηκε πυκνή βλάστηση, λόγω της συγκράτησης της υγρασίας. Δηλαδή στη συγκεκριμένη εργασία εντοπίστηκαν κυρίως ίχνη κατασκευών λόγω βλάστησης, που οφείλονται στη συγκράτηση περισσότερης υγρασίας εκατέρωθεν του μνημείου, με αποτέλεσμα τη διαφορά στο ύψος και στη ποιότητα της βλάστησης σε σχέση με το περιβάλλον (εντοπίστηκαν και ίχνη γυμνών κατασκευών τα οποία ανιχνεύονται λόγω της φασματικής τους διαφοράς με τα όμορα υλικά).

Για την παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν:
* 320 κατακόρυφες, ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες αρχείου από το 1945 έως το 1996 κλίμακας από 1:42000 έως 1:6000,
* 5 δορυφορικές εικόνες αρχείου,
* 1 νέα λήψη του οπτικού δορυφορικού συστήματος QuickBird-2,
* δεκάδες ιστορικοί χάρτες κλίμακας 1:20000 έως 1:200000 από το 1901 έως το 1945,
* 60 σύγχρονοι χάρτες,
* 6 γεωλογικοί χάρτες και
* 80 διαγράμματα διανομών της γης από το 1925 έως το 1987 κλίμακας 1:5000.
Για το σύνολο των δεδομένων αυτών πραγματοποιήθηκε ψηφιακή αρχειοθέτηση και γεωαναφορά στο σύγχρονο σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87.

Η ψηφιοποίηση των αναλογικών εικόνων (αεροφωτογραφιών) έγινε με τον σαρωτή EPSON GT-1200 ενώ η ψηφιακή τους επεξεργασία (Histogram Equalization, Brightness/contrast, Sarpen, Unsharp Mask, Convolution, Wallis Filter) στη συνέχεια βελτίωσε τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά τους. Τέλος πραγματοποιήθηκε γεωμετρική διόρθωση των ψηφιακών αεροφωτογραφιών και των δορυφορικών εικόνων (λογισμικό Erdas Imagine, διαδικασία ορθοαναγωγής με γνωστό Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους, ΕΓΣΑ 87), ενώ για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων εφαρμόστηκε η τεχνική σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας με μετασχηματισμό στις κύριες συνιστώσες.
Η φωτοερμηνευτική μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο οι αναλογικές εικόνες παρατηρήθηκαν μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (με χρήση του κατοπτρικού στερεοσκοπίου). Στο δεύτερο στάδιο οι μετασχηματισμένες αναλογικές εικόνες σε ψηφιακή μορφή και οι πρωτογενείς ψηφιακές παρατηρήθηκαν με χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή, μονοσκοπικά και στερεοσκοπικά (χρήση απλών γυαλιών ‘‘μπλε –κόκκινο’’ στο λογισμικό Erdas Imagine). Τα ίχνη αποδόθηκαν σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Διαχείρισης Ιχνών κατά την διάρκεια των δύο σταδίων της φωτοερμηνείας.

Οι κατασκευές αυτές χαρακτηρίστηκαν ως ιστορικές, ύστερα από μια πρώτη επιφανειακή έρευνα από διεπιστημονική ερευνητική ομάδα στις αντίστοιχες θέσεις και από τη συλλογή διάσπαρτης κεραμικής.
Συμπερασματικά, πρέπει να συλλέγονται ιστορικά τηλεπισκοπικά δεδομένα και να μελετώνται, συνδυαστικά με όλα τα εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Μακροπρόθεσμα, συστηματική επιφανειακή έρευνα, επίγειες αρχαιολογικές διασκοπήσεις και ανασκαφικές τομές, θα επιτρέψουν τη ακριβή χρονολόγηση των διατηρημένων κυκλικών κατασκευών.

[[category:Αρχαιολογία]]

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T18:54:37Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

[[Αρχείο:pk101.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α),Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990)]]

[[Αρχείο:pk103.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 3:'''Εικόνα ASTER με υπερκάλυψη εικόνας από το φασματόμετρο HyMAP (126 κανάλια) και παραθύρου του θεματικού χαρτογράφου Landsat, που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη. Το σύστημα εξαλλοίωσης μπορεί να απεικονιστεί πάνω σε μια εικόνα HyMAP.]]

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

[[Αρχείο:pk102.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Απλοποιημένη επιφάνεια του συστήματος εξαλλοίωσης της καλντέρας του Rodalquilar, Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990).]]

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
[[Αρχείο:pk009.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 1:''' Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 1/5 σε red- green- blue.]]
[[Αρχείο:pk110.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 2:''' Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο κανονικοποιημένου λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 5 σε red- green- blue.]]

Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

[[Αρχείο:pk104.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 4:''' Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του θεματικού χαρτογράφου Landsat (από πάνω προς τα κάτω): 3/1 λόγος καναλιών, 5/7 λόγος καναλιών, PC 3 του TM 1-3-4-5, PC 3 του TM 1-4-5-7, PC 4 του TM 1-4-5-7.]]

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

[[Αρχείο:pk111.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 3:''' Κανάλια ASTER και χαρακτηριστικά των οργάνων.]]

[[Αρχείο:pk112.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 4:''' Οι λόγοι καναλιών του ASTER για την ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών, Πηγή: A selection from: http://www.ga.gov.au/image cache/GA7833.pdf]]

[[Αρχείο:pk113.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 5:''' Έγχρωμα σύνθετα ASTER για ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών, Πηγή: A selection from: http://www.ga.gov.au/image cache/GA7833.pdf.]]

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

[[Αρχείο:pk105.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 5:''' Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του ASTER για την περιοχή του Rodalquilar (από πάνω προς τα κάτω): 2/1 λόγος καναλιών, 4/3 λόγος καναλιών, (4+6)/5 λόγος καναλιών, 5/3 λόγος καναλιών, (5+7)/6 λόγος καναλιών.]]

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==

[[Αρχείο:pk114.2012.jpg|thumb|right|'''Πίνακας 6:''' Σύνοψη των κύριων φασματικά ενεργών ορυκτών στους διαφορετικά είδη εξαλλοίωσης και στα διαφορετικά περιβάλλοντα σχηματισμών.]]

Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==

[[Αρχείο:pk106.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 6:''' Η ύπαρξη ορυκτολογικών κοιτασμάτων και τα είδη εξαλλοίωσης που σχετίζονται με τα υποθαλάσσια ηφαιστειακά φαινόμενα στις σχετικές γρανιτικές συνθήκες και τα πορφυριτικά συστήματα χαλκού.]]

[[Αρχείο:pk107.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 7:''' Σύνοψη των κύριων τύπων κοιτασμάτων σε σχέση με τις περιοχές του φάσματος (υποδηλώνονται από τις ράβδους) όπου οι απορροφήσεις που συμβαίνουν σχετίζονται με την παρουσία των βασικών μεταμορφωμένων πετρωμάτων.]]

===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

[[Αρχείο:pk108.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 8:''' Ορυκτολογικοί χάρτες των βασικών μεταμορφωμένων ορυκτών στο Rodalquilar σχεδιασμένοι χρησιμοποιώντας το HyMAP (από πάνω προς τα κάτω): Ιαροσίτης, καολινίτης, ιλλίτης, αλουνίτης, χλωρίτης.]]

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T18:27:32Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

[[Αρχείο:pk101.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α),Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990)]]

[[Αρχείο:pk103.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 3:'''Εικόνα ASTER με υπερκάλυψη εικόνας από το φασματόμετρο HyMAP (126 κανάλια) και παραθύρου του θεματικού χαρτογράφου Landsat, που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη. Το σύστημα εξαλλοίωσης μπορεί να απεικονιστεί πάνω σε μια εικόνα HyMAP.]]

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

[[Αρχείο:pk102.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Απλοποιημένη επιφάνεια του συστήματος εξαλλοίωσης της καλντέρας του Rodalquilar, Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990).]]

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==
Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==
===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T17:38:11Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

[[Αρχείο:pk101.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α),Πηγή: Modified after Rytuba et al. (1990)]]

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==
Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==
===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Αρχείο:Pk114.2012.jpg

2012-02-01T17:23:32Z

Bergmet: Πίνακας 6: Σύνοψη των κύριων φασματικά ενεργών ορυκτών στους διαφορετικά είδη εξαλλοίωσης και στα διαφορετικά περιβάλλοντα σχηματισμών

Πίνακας 6: Σύνοψη των κύριων φασματικά ενεργών ορυκτών στους διαφορετικά είδη εξαλλοίωσης και στα διαφορετικά περιβάλλοντα σχηματισμών

Αρχείο:Pk113.2012.jpg

2012-02-01T17:21:28Z

Bergmet: Πίνακας 5: Έγχρωμα σύνθετα ASTER για ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών

Πίνακας 5: Έγχρωμα σύνθετα ASTER για ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών

Αρχείο:Pk112.2012.jpg

2012-02-01T17:18:10Z

Bergmet: Πίνακας 4: Οι λόγοι καναλιών του ASTER για την ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών

Πίνακας 4: Οι λόγοι καναλιών του ASTER για την ενίσχυση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών

Αρχείο:Pk110.2012.jpg

2012-02-01T17:12:56Z

Bergmet:

Πίνακας 2: Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο κανονικοποιημένου λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 5 σε red- green- blue

Αρχείο:Pk111.2012.jpg

2012-02-01T17:09:15Z

Bergmet: Πίνακας 3: Κανάλια ASTER και χαρακτηριστικά των οργάνων

Πίνακας 3: Κανάλια ASTER και χαρακτηριστικά των οργάνων

Αρχείο:Pk110.2012.jpg

2012-02-01T17:08:02Z

Bergmet:

Αρχείο:Pk009.2012.jpg

2012-02-01T17:06:54Z

Bergmet: Πίνακας 1: Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 1/5 σε red- green- blue

Πίνακας 1: Ένα σχέδιο ποσοτικής ερμηνείας για ένα ψευδοχρωματικό σύνθετο λόγου εικόνας 5/7, 3/1, 1/5 σε red- green- blue

Αρχείο:Pk108.2012.jpg

2012-02-01T17:05:28Z

Bergmet: Εικόνα 8: Ορυκτολογικοί χάρτες των βασικών μεταμορφωμένων ορυκτών στο Rodalquilar σχεδιασμένοι χρησιμοποιώντας το HyMAP (από πάνω προς τα κάτω): Ια�

Εικόνα 8: Ορυκτολογικοί χάρτες των βασικών μεταμορφωμένων ορυκτών στο Rodalquilar σχεδιασμένοι χρησιμοποιώντας το HyMAP (από πάνω προς τα κάτω): Ιαροσίτης, καολινίτης, ιλλίτης, αλουνίτης, χλωρίτης.

Αρχείο:Pk107.2012.jpg

2012-02-01T17:04:11Z

Bergmet: Εικόνα 7: Σύνοψη των κύριων τύπων κοιτασμάτων σε σχέση με τις περιοχές του φάσματος (υποδηλώνονται από τις ράβδους) όπου οι απορροφήσεις που

Εικόνα 7: Σύνοψη των κύριων τύπων κοιτασμάτων σε σχέση με τις περιοχές του φάσματος (υποδηλώνονται από τις ράβδους) όπου οι απορροφήσεις που συμβαίνουν σχετίζονται με την παρουσία των βασικών μεταμορφωμένων πετρωμάτων.

Αρχείο:Pk106.2012.jpg

2012-02-01T17:03:14Z

Bergmet: Εικόνα 6: Η ύπαρξη ορυκτολογικών κοιτασμάτων και τα είδη εξαλλοίωσης που σχετίζονται με τα υποθαλάσσια ηφαιστειακά φαινόμενα στις σχετικέ�

Εικόνα 6: Η ύπαρξη ορυκτολογικών κοιτασμάτων και τα είδη εξαλλοίωσης που σχετίζονται με τα υποθαλάσσια ηφαιστειακά φαινόμενα στις σχετικές γρανιτικές συνθήκες και τα πορφυριτικά συστήματα χαλκού.

Αρχείο:Pk105.2012.jpg

2012-02-01T17:02:07Z

Bergmet: Εικόνα 5: Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του ASTER για την περιοχή του Rodalquilar (από πάνω προς τα κάτω): 2/1 λόγος καναλιών, 4/3 λόγος καναλιών, (4+6)

Εικόνα 5: Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του ASTER για την περιοχή του Rodalquilar (από πάνω προς τα κάτω): 2/1 λόγος καναλιών, 4/3 λόγος καναλιών, (4+6)/5 λόγος καναλιών, 5/3 λόγος καναλιών, (5+7)/6 λόγος καναλιών.

Αρχείο:Pk104.2012.jpg

2012-02-01T17:00:37Z

Bergmet: Εικόνα 4: Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του θεματικού χαρτογράφου Landsat (από πάνω προς τα κάτω): 3/1 λόγος καναλιών, 5/7 λόγος καναλιών, PC 3 το

Εικόνα 4: Παραδείγματα γεωλογικών προϊόντων του θεματικού χαρτογράφου Landsat (από πάνω προς τα κάτω): 3/1 λόγος καναλιών, 5/7 λόγος καναλιών, PC 3 του TM 1-3-4-5, PC 3 του TM 1-4-5-7, PC 4 του TM 1-4-5-7.

Αρχείο:Pk103.2012.jpg

2012-02-01T16:59:08Z

Bergmet: Εικόνα 3. Εικόνα ASTER με υπερκάλυψη εικόνας από το φασματόμετρο HyMAP (126 κανάλια) και παραθύρου του θεματικού χαρτογράφου Landsat, που χρησιμοποιήθ

Εικόνα 3. Εικόνα ASTER με υπερκάλυψη εικόνας από το φασματόμετρο HyMAP (126 κανάλια) και παραθύρου του θεματικού χαρτογράφου Landsat, που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη. Το σύστημα εξαλλοίωσης μπορεί να απεικονιστεί πάνω σε μια εικόνα HyMAP.

Αρχείο:Pk102.2012.jpg

2012-02-01T16:58:03Z

Bergmet: Εικόνα 2. Απλοποιημένη επιφάνεια του συστήματος εξαλλοίωσης της καλντέρας του Rodalquilar

Εικόνα 2. Απλοποιημένη επιφάνεια του συστήματος εξαλλοίωσης της καλντέρας του Rodalquilar

Αρχείο:Pk101.2012.jpg

2012-02-01T16:57:09Z

Bergmet: Εικόνα 1. Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α)

Εικόνα 1. Τοποθεσία του κοιτάσματος χρυσού Rodalquilar (ένθετος χάρτης Β) στην ηφαιστειακή ζώνη της νοτιοδυτικής Ισπανίας (χάρτης Α)

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T16:30:11Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==
Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==
===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T16:27:43Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' The application of ASTER remote sensing data to porphyry copper and epithermal gold deposits

'''Συγγραφείς:''' Amin Beiranvand Pour, Mazlan Hashim

'''Έτος δημιουργίας:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168 Ore Geology Reviews, Volume 44, February 2012, pages 1-9 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|right| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Πολυφασματική και υπερφασματική γεωλογική τηλεπισκόπηση, μια επισκόπηση

2012-02-01T16:26:05Z

Bergmet: Νέα σελίδα με ''''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review '''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der...'

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Multi- and hyperspectral geologic remote sensing: A review

'''Συγγραφείς:''' Freek D. van der Meer, Harald M.A. van der Werff, Frank J.A. van Ruitenbeek, Chris A. Hecker,
Wim H. Bakker, Marleen F. Noomen, Mark van der Meijde, E. John M. Carranza,
J. Boudewijn de Smeth, Tsehaie Woldai

'''Έτος δημοσίευσης:''' 2011

'''Πηγή:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303243411001103 International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 14, issue 1, February 2012, Pages 112-128 (Science Direct)

==ΣΥΝΟΨΗ==
Οι γεωλόγοι έχουν χρησιμοποιήσει στοιχεία τηλεπισκόπησης από την έλευση της τεχνολογίας για περιφερειακή χαρτογράφηση, διαρθρωτική ερμηνεία και για να βοηθήσουν στην αναζήτηση μεταλλευμάτων και υδρογονανθράκων. Η παρούσα εργασία παρέχει μια επισκόπηση πολυφασματικών και υπερφασματικών στοιχείων τηλεπισκόπησης, προϊόντων και εφαρμογών στη γεωλογία. Τις πρώτες ημέρες του πολυφασματικού σαρωτή Landsat και του θεματικού χαρτογράφου (Thematic Mapper), οι γεωλόγοι ανέπτυξαν τεχνικές λόγου καναλιών (band-ratio) και επιλεκτική ανάλυση των κυρίων συνιστωσών για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου και εικόνων υδροξυλίου που θα μπορούσαν να σχετίζονται με υδροθερμική μεταβολή.

Η έλευση του ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflectance Radiometer) με έξι κανάλια στο μέσο υπέρυθρο και πέντε κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο επέτρεψε την παραγωγή ορυκτολογικών χαρτών ποιότητας επιφάνειας αργιλικών ορυκτών (καολινίτη, ιλλίτη), θειικών ορυκτών (αλουνίτη), ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη), οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, γαιτίτη), και διοξειδίου του πυριτίου (χαλαζία), οι οποίοι έκαναν δυνατή την χαρτογράφηση των εξαλλοιωμένων φάσεων (προπυλιτικές, αργιλικές κλπ.). Το βήμα προς την ποσοτική και επικυρωμένη (subpixel) ορυκτολογική χαρτογράφηση επιφανειών έγινε με την έλευση της υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης.

Αυτό οδήγησε σε μια πληθώρα τεχνικών που αποσκοπούσαν στο να ταιριάζουν τα φάσματα των εικονοστοιχείων της εικόνας με τη βιβλιοθήκη και τα φάσματα πεδίου και να αποκαλύψουν φάσματα μικτών εικονοστοιχείων σε καθαρά endmember φάσματα ώστε να αντληθούν πληροφορίες σύνθεσης subpixel επιφανειών. Τα προϊόντα αυτά έχουν βρει το δρόμο τους προς τη βιομηχανία εξόρυξης και έχουν, σε μικρότερο βαθμό, ληφθεί από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Η κύρια απειλή για την γεωλογική τηλεπισκόπηση έγκειται στην έλλειψη συνέχειας (δορυφορικών) δεδομένων. Ωστόσο, υπάρχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων που θα οδηγήσει σε επικυρωμένα και ικανά να αναπαραχθούν προϊόντα από τη δορυφορική τηλεπισκόπηση για την γεωλογική κοινότητα. Εστιάζοντας στα προϊόντα της γεωλογικής χαρτογράφησης, όπως ορυκτολογικοί και λιθολογικοί χάρτες, γεωχημεία, P-T paths, fluid pathways κ.λ.π. η κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που την χωρίζει από την κοινότητα των γεωεπιστημών. Όλο και περισσότερο, τα workflows (ροές εργασίας) πρέπει να είναι διεπιστημονικά και τα στοιχεία της τηλεπισκόπησης πρέπει να ενσωματώνονται με παρατηρήσεις πεδίου (στο ύπαιθρο) και με γεωφυσικά δεδομένα υπεδάφους ώστε να επιτευχθεί παρακολούθηση και κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών.

==ΕΙΣΑΓΩΓΗ==
Η γεωλογική τηλεπισκόπηση ήταν ασαφώς καθορισμένη στη βιβλιογραφία. Το όνομα υποδηλώνει ότι δεδομένα τηλεπισκόπησης (τα οποία μπορεί να είναι γεωφυσικές μετρήσεις εδάφους, αέρος ή διαστημικές) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογίας. Παραδοσιακά, η γεωλογία ασχολείται με τη σύσταση,
τη δομή, και την ιστορία της Γης. Ωστόσο, όλο και περισσότερο η γεωλογία ασχολείται με τις διεργασίες που δημιούργησαν την Γη και τους άλλους πλανήτες, γεγονός που δείχνει ότι η γεωλογία γίνεται όλο και πιο διαεπιστημονική και τοποθετείται όλο και περισσότερο σε θέματα που σχετίζονται με την κοινωνία.

Υπάρχουν αρκετά συγγράμματα σχετικά με γεωλογική τηλεπισκόπηση. Ωστόσο, τα βιβλία αυτά είναι πρωτίστως εισαγωγικά στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας παραδείγματα στον τομέα των γεωεπιστημών. Ο Floyd Sabins έγραψε πιθανώς το εγχειρίδιο που αναφέρεται στην τηλεπισκόπηση με τις περισσότερες πωλήσεις. Αν και είναι γεωλόγος τηλεπισκόπησης, το βιβλίο του είναι γραμμένο για το ευρύ κοινό της τηλεπισκόπησης σε αντίθεση με το βιβλίο του Steven Drury, ενός άλλου γεωλόγου τηλεπισκόπησης, που αφιέρωσε ένα βιβλίο στην ερμηνεία της γεωλογικής εικόνας. Ο Ravi Gupta, καθηγητής από το Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Roorkee (Ινδία), έγραψε ένα βιβλίο σχετικά με τη γεωλογική τηλεπισκόπηση. Επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άρθρα επισκόπησης σχετικά με τις πτυχές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, που συμπεριλαμβάνει την τηλεπισκόπηση για εξερεύνηση ορυκτών, τις εφαρμογές της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης στη γεωλογία, καθώς και τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στη χαρτογράφηση ορυκτών πόρων. Μερικές από τις πρώτες ιδρυτικές εργασίες δημοσιεύθηκαν από τον Gregg Vane και τον Alexander Goetz όταν και οι δύο εργάζονταν στο NASA Jet Propulsion Laboratory.

Μεγάλο μέρος της γεωλογικής τηλεπισκόπησης στο ορατό-εγγύς υπέρυθρο (VNIR), στο υπέρυθρο (SWIR), στο μέσο υπέρυθρο (MIR) και στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) τμήμα του φάσματος προέκυψε από την πρωτοποριακή εργασία του Hunt και του Salisbury, οι οποίοι σχολαστικά μέτρησαν τα φάσματα ορυκτών και πετρωμάτων δημιουργώντας τη βάση για τα αερομεταφερόμενα και διαστημικά όργανα.

Γεωλόγοι τηλεπισκόπησης συνέβαλαν ενεργά στην ανάπτυξη του ενεργού δέκτη τεχνολογίας (κυρίως SAR και InSAR) και του παθητικού δέκτη τεχνολογίας (πολυφασματική και υπερφασματική τηλεπισκόπηση στα VNIR, SWIR και TIR τμήματα του φάσματος). Το τελευταίο αποτελεί το αντικείμενο αυτής της επισκόπησης. Ο στόχος είναι να παρουσιαστεί μια γενική εικόνα των σχεδόν 30 χρόνων της επιστήμης στον τομέα της γεωλογίας και της τηλεπισκόπησης. Αυτή η εργασία γράφτηκε για να γίνει ένας απολογισμός των εξελίξεων, μια επισκόπηση των εργασιών που είχαν κάποιο αντίκτυπο, οι αξιοσημείωτες τάσεις και να παρουσιαστούν κάποιες από τις ελλείψεις και τις μελλοντικές προκλήσεις.

Σε αυτήν την εργασία, παραδείγματα από την περιοχή εξόρυξης χρυσού Rodalquilar (Εικ. 1) που βρίσκεται στην Sierra del Cabo de Gata (Εθνικό Πάρκο Cabo de Gata) στη νοτιο-ανατολική γωνιά της Ισπανίας θα παρουσιαστούν ως ενδεικτικά προϊόντα που παράχθηκαν από διάφορους πολυφασματικούς και υπερφασματικούς δέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης που περιγράφονται στο κείμενο. Η περιοχή αποτελείται από αλατο-αλκαλικά ηφαιστειακά πετρώματα (ανδεσίτες και ρυόλιθοι) της Ύστερης Τριτογενούς Περιόδου τα οποία έχουν εξαλλοιωθεί σε μεγάλο βαθμό με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας μάζας μεταμορφωμένων ορυκτών από υψηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, όπως: διοξείδιο του πυριτίου, αλουνίτης, καολινίτης, μοντμοριλλονίτης και χλωρίτης. Οι παρακάτω φάσεις εξαλλοίωσης (Εικ. 2) διακρίνονται σε: πυριτική, ανώτερα αργιλικά, ενδιάμεσα αργιλικά και φυλλοπυριτική. Αυτές σχετίζονται με τα μεγάλα κοιτάσματα θειούχου χρυσού που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου. Η γεωλογία, η γεωχημεία και η μεταλλοφορία της περιοχής περιγράφεται καλά και διάφορες μελέτες γεωλογικής τηλεπισκόπησης έχουν διεξαχθεί στο Rodalquilar, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως ένα καλό παράδειγμα για να επεξηγηθούν οι διάφορες τεχνικές και τα σύνολα δεδομένων του δέκτη. Τα δεδομένα εικόνας που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στο σχήμα 3.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ LANDSAT===
Οι τεχνικές λόγου και γεωλογικής ερμηνείας εικόνας χρονολογούνται από τις πρώτες ημέρες της γεωλογίας με αεροφωτογραφίες και του πρώιμου πολυφασματικού σαρωτή Landsat (MSS), όπου τα σύνολα δεδομένων ήταν τα κανάλια VNIR, τα οποία αρχικά αναπτύχθηκαν για την παραγωγή ratio εικόνων οξειδίου του σιδήρου.

Ο γαλλικός δορυφόρος SPOT (“Satellite Pour l’ Observation de la Terre”, δηλαδή “Δορυφόρος για την παρατήρηση της γης”) χρησιμοποιούταν από την γεωλογική κοινότητα λόγω της πρωτοφανούς για την εποχή του χωρικής διακριτικής ικανότητας και λόγω της στερεοσκοπικής ικανότητάς του. Πολλές μελέτες δείχνουν την χρησιμότητα των δεδομένων του SPOT στη λιθολογική χαρτογράφηση και στην (ημι)αυτόματη ανίχνευση και οριοθέτηση ρηγμάτων.
Μολονότι άλλα εργαλεία όπως το IRS-1A χρησιμοποιούνταν επίσης από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης, η απορρόφηση της τηλεπισκόπισης στην γεωλογία επιταχύνθηκε με την έλευση του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM). Οι εικόνες του Landsat TM χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπισης για την χαρτογράφηση της λιθολογίας και την οριοθέτηση των φωτογραμμώσεων ειδικά για τον καθορισμό των ορυκτολογικών μεταβολών. Ο λόγος καναλιών του Landsat TM «κανάλι 7/ κανάλι 5» χρησιμοποιείται γενικά για να διαχωριστούν τα αργιλικά από τα μη αργιλικά υλικά. Για τον καθορισμό της ύπαρξης ή μη του Fe-O χρησιμοποιείται ο λόγος «κανάλι 3/ κανάλι 1».

Για την βέλτιστη εμφάνιση των δεδομένων του Landsat (MSS και TM) στις σύνθετες εικόνες τριών χρωμάτων, χρησιμοποιήθηκε για κάποιο διάστημα το OIF (Optimum index factor). Το OIF υπολογίζεται για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των τριών καναλιών ως ο λόγος του αθροίσματος των τυπικών αποκλίσεων προς το άθροισμα των συσχετίσεων. Η ιδέα πίσω από αυτόν τον λόγο είναι ότι ο συνδυασμός των τριών καναλιών ο οποίος κατατάσσεται υψηλότερα ως προς το OIF θεωρητικά συνδυάζει το μεγαλύτερο ποσό «πληροφορίας» με το ελάχιστο ποσό «επικάλυψης». Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εφαρμογής της τεχνικής OIF για την ενίσχυση των γεωλογικών χαρακτηριστικών στα δεδομένα του Landsat και πιο πρόσφατα σε αυτά του ASTER.

Η φασματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση της επιφανειακής ορυκτολογίας μέσω της ανάλυσης των ιδιοτιμών των εικόνων PC, η τεχνική αυτή ονομάστηκε “Crosta technique” από το όνομα του δημιουργού της. Η επιλεκτική ανάλυση PC χρησιμοποιώντας δύο φασματικά κανάλια οδηγεί σε εικόνες τρισθενούς σιδήρου (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 1 και 3 του Landsat TM) και εικόνες υδροξυλίων (χρησιμοποιώντας PC2 στα κανάλια 5 και 7 του Landsat TM).

Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat (TM) χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από την κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, στις οποίες περιλαμβάνονται: η γεωλογική, λιθολογική και οικοδομική χαρτογράφηση, η παρακολούθηση ηφαιστειακών αποθέσεων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η χαρτογράφηση κοραλλιογενών υφάλων, η ανίχνευση διαρροών αργού πετρελαίου, η χαρτογράφηση κατολισθήσεων και θέματα που σχετίζονται με ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δεδομένα του Landsat (TM) έχουν επίσης ενσωματωθεί με άλλα αερομεταφερόμενα γεωφυσικά (βαρυτικά, μαγνητικά, ακτίνων γ) και διαστημικά (SAR, SIR-C) δεδομένα τηλεπισκόπησης για την προώθηση ολοκληρωμένων χωρικών χαρτογραφικών προσεγγίσεων.

===Η ΕΠΟΧΗ ΤΟΥ ASTER===
Τα τελευταία χρόνια, ο ASTER ,ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου του 1999 από την πλατφόρμα “Terra”, παρέχει στη κοινότητα της γεωλογικής τηλεπισκόπησης ενισχυμένες δυνατότητες ορυκτολογικής χαρτογράφησης. Ο ASTER κατασκευάστηκε με: τρία κανάλια στο VNIR με 15m χωρική διακριτική ικανότητα, έξι κανάλια στο SWIR με 30m χωρική διακριτική ικανότητα, και πέντε κανάλια στο TIR με 90m χωρική διακριτική ικανότητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει και ένα κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο, το οποίο προσφέρεται για στερεοσκοπική δυνατότητα κατά μήκος της τροχιάς. Το πλάτος σάρωσης (swath width) είναι 60km και η χρονική διακριτική ικανότητα είναι μικρότερη των δεκαέξι ημερών. Τα βαθμονομημένα προϊόντα ASTER (ακτινοβολία, ανάκλαση, εκπομπή, θερμοκρασία) μπορούν να ρυθμιστούν κατευθείαν.

Δυστυχώς, ο ASTER δεν έχει κανάλι στο μπλε μήκος κύματος, ενώ ο Landsat TM έχει, με αποτέλεσμα να μην έχει την δυνατότητα παραγωγής σύνθετων εικόνων με φυσικά χρώματα. Ωστόσο, ο ASTER έχει στερεοσκοπική ικανότητα που του επιτρέπει την παραγωγή των DEM’s, καθώς επίσης έχει και τα κανάλια στο SWIR που του επιτρέπουν τον υπολογισμό ενός πλήθους ορυκτολογικών δεικτών. Προπαντός τα στενά κανάλια στο SWIR αλλά και τα επιπρόσθετα κανάλια στο TIR επιτρέπουν το βήμα από τον καθορισμό των δεικτών μεταβολών (με τον Landsat TM) στον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών.

Διάφοροι λόγοι καναλιών έχουν προταθεί για τον καθορισμό των ορυκτολογικών δεικτών:
* δείκτης χαλαζία: κανάλι 11/κανάλι 10, κανάλι 11/κανάλι 12, κανάλι 13/κανάλι 10
* δείκτης βιοτίτη- επίδοτου- χλωρίτη- αμφιβολίτη: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης ανθρακικών τύπου σκαρν- επίδοτου: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8), κανάλι 13/ κανάλι 14
* δείκτης γρανατών- πυρόξενων: κανάλι 12/ κανάλι 13
* δείκτης οξειδίου του σιδήρου: κανάλι 2/ κανάλι 1
* δείκτης λευκού μαρμαρυγία σε βάθος Al-OH: (κανάλι 5+ κανάλι 7)/ κανάλι 6
* δείκτης ανθρακικών σε βάθος Mg OH: (κανάλι 6+ κανάλι 9)/ (κανάλι 7+ κανάλι 8)
* δείκτης αφθονίας ανθρακικών: κανάλι 13/ κανάλι 14

Τα κανάλια του ASTER SWIR επιτρέπουν σε κάποιο βαθμό την χαρτογράφηση της επιφανειακής ορυκτολογίας (υπό τον όρο ότι τα δεδομένα είναι δυνατό να μετατραπούν σε επιφανειακή ανάκλαση και υπό τον όρο ότι οι ορυκτολογικές εμφανίσεις είναι σχετικά μεγάλες ώστε να μπορούν να φανούν στο φασματικό αποτύπωμα του ASTER). Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι μέσω του ASTER είναι δυνατός ο διαχωρισμός ορυκτολογικών ομάδων, όπως αυτές των αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, αλουνίτης, dickite), των φυλλοπυριτικών εξαλλοιωμένων ορυκτών (σερικίτης) και των προπυλιτικών ορυκτών (ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης). Παρόλα αυτά, η ίδια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι λεπτομερής χαρτογράφηση με διαχωρισμένο του καολινίτη από τον αλουνίτη δεν είναι εφικτή.

Οι εφαρμογές του ASTER στην γεωλογία είναι πάμπολλες. Έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην λιθολογική χαρτογράφηση. Επίσης, υπάρχουν αρκετές μελέτες πάνω στους γρανίτες, στις οφιολιθικές ακολουθίες και στα υποκείμενα πετρώματα. Παρόλο που ο ASTER χρησιμοποιείται ευρέως από την βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, υπάρχουν λίγα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την εφαρμογή του. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στην χρησιμότητα του ASTER στην ορυκτολογική εξερεύνηση, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στα γεωθερμικά, υδροθερμικά, ανθρακικά, βαρυτικά και εβαποριτικά συστήματα. Κάποιες εργασίες εστιάζουν σε πιο γενική λιθολογική χαρτογράφηση (έχει χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση γρανιτοειδών στο δυτικό Νεπάλ). Μια καινούρια εφαρμογή του ASTER σχετίζεται με την χαρτογράφηση της ορυκτολογικής σύστασης των πεδίων που αποτελούνται από αμμόλοφους, αποκαλύπτοντας έτσι τα «μονοπάτια» μεταφοράς της άμμου. Τέλος, μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι και η μέτρηση μετακινήσεων επιφανειών στο πέρασμα του χρόνου, μέσω της μεθόδου “COSI-Corr”.

==ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ==
Το πρώτο φασματόμετρο σάρωσης εικόνας ήταν το SIS (Scanning Imaging Spectroradiometer) και κατασκευάστηκε κατά τις αρχές του 1970 για το διαστημικό κέντρο της NASA “Johnson Space Centre”. Έπειτα, το 1981 τα δεδομένα συλλέγονταν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μονοδιάστατου προφίλ σχεδιασμένο από την “Geophysical Environmental Research Company”. Το φασματόμετρο αυτό αποκτούσε δεδομένα από 576 κανάλια καλύπτοντας μήκη κύματος 0,4-2,5μm και ακολουθήθηκε από το SMIRR (Shuttle Multispectral Infrared Radiometer) το 1981. Η πρώτη συσκευή απεικόνισης ήταν η FLI (Fluorescence Line Imager), η οποία κατασκευάστηκε από το υπουργείο αλιείας και ωκεανών του Καναδά το 1981. Το εργαστήριο αεριοπροώθησης της NASA ανέπτυξε το AIS (Airborne Imaging Spectrometer), του οποίου η πρώτη έκδοση λειτούργησε το 1983 (128 φασματικά κανάλια, 1,2-1,4μm, 32 εικονοστοιχεία για το AIS-1 και 64 για το AES-2). Από το 1987 μέχρι σήμερα, η NASA λειτουργεί τον AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), ο οποίος έχει 224 κανάλια, 0,4 έως 2,5μm φασματική περιοχή, διάστημα δειγματοληψίας και διακριτική ικανότητα μικρότερη από 10nm, FOV 30o, 614 pixel swath).

Πολλές εταιρείες αναπτύσσουν υπερφασματικούς αισθητήρες. Η Φιλανδική φασματική απεικόνιση (SPECIM) κατασκεύασε τον AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications). Στον Καναδά, η ITRES ανέπτυξε τον CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) που λειτουργεί από το 1989. Η GER (Geophysical Environmental Research Corporation) δημιούργησε τον GERIS (GER Imaging Spectrometer). Η Αυστραλιανή εταιρεία “Integrated Spectronics” σχεδίασε τον HyMAP (HYperspectral MAPper).

Ο πρώτος φασματογράφος απεικόνισης δορυφορικών εικόνων ήταν ο LEWIS Hyperspectral Imager (HIS) από την εταιρεία TRW. Ο φασματογράφος αυτός ξεκίνησε το 1997 αλλά απέτυχε. Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την νέα χιλιετία δημιουργήθηκε ο Hyperion, που βασίστηκε στην γενική ιδέα του LEWIS. Η ευρωπαϊκή διαστημική εταιρεία λειτουργεί τον CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) επί του Proba-1 (9 χρόνια λειτουργίας).

Σήμερα οι GFZ και DLR αναπτύσσουν έναν υπερφασματικό διαστημικό αισθητήρα στο πλαίσιο του ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme), του οποίου δοκιμαστική η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2015. Ένας άλλος αισθητήρας με την ονομασία PRISMA mission σχεδιάζεται να ξεκινήσει την λειτουργία του το 2012 από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Επίσης η ESA εργάζεται στον Sentinel-2 mission (που θα φέρει ένα MultiSpectral Imager) και η NASA προγραμματίζει δοκιμαστική λειτουργία του HyspIRI το 2020. Ο Ιαπωνικός αισθητήρας HISUI (Hyperspectral Imager SUIte) επί του δορυφόρου ALOS-3 προγραμματίζεται να τεθεί σε δοκιμαστική λειτουργία το 2014.

Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν δύο υπερφασματικοί αισθητήρες οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη Άρη: ο CRISM και ο OMEGA.

==ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ==
===Το VIS-SWIR μήκος κύματος:===
Ο κύριος σκοπός των εφαρμογών της τηλεπισκόπησης στην γεωλογία ήταν και εξακολουθεί να είναι η ορυκτολογική εξερεύνηση. Συχνά αυτή σχετίζεται με υδροθερμικά συστήματα, καθώς αυτά περιέχουν πάρα πολλές φασματικά ενεργές ορυκτολογικές ομάδες όπως υδροξυλιούχα ορυκτά (υδροθερμικοί άργιλοι, θειικά), αμμωνιούχα ορυκτά, φυλλοπυριτικά, οξείδια του σιδήρου και ανθρακικά. Ένα κλασικό και καλομελετημένο υδροθερμικό σύστημα είναι ο χώρος δοκιμών NASA-JPL στα ορυχεία κυπρίτη της Νεβάδας. Στην βιβλιογραφία σχετικά με την υπερφασματική τηλεπισκόπηση κυριαρχούν μελέτες για επιθερμικά συστήματα χρυσού. Υπάρχουν λίγες έρευνες και για άλλα είδη κοιτασμάτων όπως: συστήματα τύπου Calril, Archean lode, skarns, Calcic skarn, και ηφαιστειακές μάζες θειούχου μεταλλεύματος (VMS).

Υπάρχουν κάποιες μελέτες που συνδέουν την φασματοσκοπία με την χημεία των ορυκτών ώστε να ανασκευάσουν τα «μονοπάτια» των ρευστών, αλλά και μερικές μελέτες της χρήσης υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για λιθολογική χαρτογράφηση σε αρκτικές συνθήκες σε ένα γρανιτικό έδαφος, σε μια οφιολιθική ακολουθία και σε περιδοτίτες.

Επίσης η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται συχνά για την μελέτη μεταλλευτικών απορριμμάτων. Οι περισσότερες εργασίες επικεντρώνονται στα όξινα (acid-generating) ορυκτά των απορριμμάτων, όπως το πυρίτιο, και χαρτογραφούν την χωροταξική κατανομή του προϊόντος της οξείδωσης χρησιμοποιώντας το ως ένα δείκτη του επιπέδου της περιβαλλοντικής ρύπανσης.

Υπάρχουν λίγες απόπειρες σύνδεσης της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι περισσότερες από αυτές μελετάν τις διαρροές πετρελαίου και φυσικού αερίου και χαρτογραφούν τις πετρελαιοφόρες άμμους και εκτιμούν την συνολική πίσσα που περιέχεται σε αυτές.

Ενδιαφέρουσες εφαρμογές της υπερφασματικής τεχνολογίας με λίγες μελέτες σχετικά με αυτές είναι η τεχνική drill core imaging και η wall rock imaging.

Οι περισσότερες από τις παραπάνω μελέτες χρησιμοποιούν υπερφασματακά δεδομένα από αεροφωτογραφίες προερχόμενα κυρίως από τα AVIRIS και HyMAP. Εντούτοις κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν την χρήση των δορυφορικών υπερφασματικών αισθητήρων ALI, ASTER και Hyperion για ορυκτολογική χαρτογράφηση και χρησιμοποιούν τα δεδομένα του Hyperion για τον εντοπισμό υδροθερμικών μεταβολών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η υπερφασματική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε και στην πλανητική γεωλογία για την χαρτογράφηση και κατανόηση της σύστασης της επιφάνειας του Άρη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αρκετές μελέτες της γεωλογίας του Άρη που προέρχονται από την χρήση των CRISM και OMEGA. Οι πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία σουλφιδίων, ένυδρων πυριτικών και φυλλοπυριτικών ορυκτών στον Άρη υποστηρίζοντας την ιδέα της ύπαρξης υδροθερμικών διεργασιών στον πλανήτη.

===Το TIR μήκος κύματος:===
Με τον πολυφασματικό σαρωτή TIR προκύπτουν πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτές του VNIR-SWIR, καθώς μέσω του TIR αναγνωρίζονται ορυκτά τα οποία δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν στο VNIR-SWIR τμήμα του φάσματος επειδή η διαγνωστικά χαρακτηριστική απορρόφησή τους είναι στο TIR φάσμα. Τέτοια ορυκτά είναι ο χαλαζίας, οι άστριοι, οι ολιβίνες και οι πυρόξενοι. Οι διαστημικές αποστολές που παρέχουν εικόνες στο TIR μήκος κύματος είναι ο ASTER, ο MODIS, ο SEVIRI/MSG και ο AVHRR-3/METOP. Αν και δίνουν την δυνατότητα λήψης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους, η χωρική και φασματική διακριτική τους ικανότητα είναι πολύ μικρή. Τέλος, δεδομένα από τον SEBASS χρησιμοποιούνται για γεωλογική χαρτογράφηση και δεδομένα από τον TES (Thermal Emission Spectrometer) για ορυκτολογική χαρτογράφηση του Άρη.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Ο Alexander Goetz, ένας από τους ιδρυτές της γεωλογικής τηλεπισκόπησης, αναγνώρισε τέσσερις τάσεις (και ανάγκες) αυτής: 1. ανάγκη για πιο ακριβείς μετρήσεις, όπου τα υπερφασματικά δεδομένα που προέρχονται από αεροφωτογραφίες θα προστίθενται στα υψηλής φασματικής διακριτικής ικανότητας και χοντρού αποτυπώματος αισθητήρες όπως MODIS και MERIS, 2. ανάγκη εκπαίδευσης πάνω στην τηλεπισκόπηση και υπερφασματική RS, ώστε να πραγματοποιηθεί συνειδητοποίηση της τεχνικής, 3. ανάγκη να διερευνηθεί η πρόοδος της τεχνολογίας των αισθητήρων και της υπολογιστικής δυναμικής ώστε να προωθηθούν οι ικανότητες των αισθητήρων και 4. ανάγκη για ένα υπερφασματικό όργανο σε τροχιά.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:56:07Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' The application of ASTER remote sensing data to porphyry copper and epithermal gold deposits

'''Συγγραφείς:''' Amin Beiranvand Pour, Mazlan Hashim

'''Έτος δημιουργίας''' 2011

'''Πηγή''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168 Ore Geology Reviews, Volume 44, February 2012, pages 1-9 (Science Direct)]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|right| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:43:50Z

Bergmet:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' The application of ASTER remote sensing data to porphyry copper and epithermal gold deposits

'''Συγγραφείς:''' Amin Beiranvand Pour, Mazlan Hashim

'''Έτος δημιουργίας''' 2011

'''Πηγή''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|right| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:37:34Z

Bergmet:

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|left|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|right| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:31:06Z

Bergmet: /* ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ */

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|left| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

==ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ==
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:30:47Z

Bergmet: /* ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ */

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

==ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ==
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|left| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

=ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ=
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:30:24Z

Bergmet: /* ΜΕΘΟΔΟΣ */

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

==ΜΕΘΟΔΟΣ==
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

=ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ=
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|left| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

=ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ=
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]

Εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων ASTER σε κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού

2012-02-01T15:29:57Z

Bergmet: /* ΣΥΝΟΨΗ */

==ΣΥΝΟΨΗ==
Η παρούσα εργασία αναλύει τα χαρακτηριστικά της απόδοσης του προηγμένου διαστημικού τηλεπισκοπικού δέκτη θερμικής εκπομπής και ραδιομετρικής ανάκλασης ASTER, τα στάνταρ προϊόντα δεδομένων ASTER και τις εφαρμογές των πρόσφατα ανεπτυγμένων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζονται σε δεδομένα ASTER ως εργαλείο για την χαρτογράφηση υδροθερμικών ζωνών εξαλλοίωσης, που σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού και της σχετικής λιθολογίας των περιβάλλοντων πετρωμάτων.

Οι υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης, που συνδέονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, όπως φυλλοπυριτικές (σερικιτικές), αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές, μπορούν να διακριθούν η μία από την άλλη χάρη στις χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις των κυρίαρχων ορυκτών τους, οι οποίες είναι ανιχνεύσιμες από τα φασματικά κανάλια του ASTER που ανήκουν στο μέσο υπέρυθρο (SWIR). Η αναγνώριση της φυλλοπυριτικής ζώνης είναι σημαντική στα αρχικά στάδια της εξερεύνησης για πορφυριτικό χαλκό καθώς η ύπαρξή της λειτουργεί σαν ένας δείκτης υψηλής πιθανότητας ύπαρξης οικονομικά εκμεταλλεύσιμης μεταλλοφορίας χαλκού.

=ΜΕΘΟΔΟΣ=
Η εφαρμογή των διάφορων μεθόδων επεξεργασίας εικόνας σε δεδομένα ASTER επιτρέπει την γρήγορη εξαγωγή χρήσιμης πληροφορίας, όπως οι τύποι και οι αφθονίες μεταμορφωμένων ορυκτών. Επίσης, η διαθεσιμότητα και ποικιλία των στάνταρ προϊόντων ASTER κάνει τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης κατάλληλα για ορυκτολογική εξερεύνηση. Τα δύο νέα προϊόντα ανάκλασης του ASTER SWIR: AST-07XT και RefL1b είναι πιο αξιόπιστα για ορυκτολογική χαρτογράφηση χωρίς την χρήση επιπλέον φασματικών δεδομένων από την τοποθεσία για ρύθμισή τους. Ειδικά τα δεδομένα του RefL1b είναι πιο κατάλληλα για περιφερειακή ορυκτολογική χαρτογράφηση.

Για την εξαγωγή φασματικής πληροφορίας από δεδομένα ASTER υπάρχουν τέσσερις αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται: 1) μέθοδοι βασισμένες στους λόγους καναλιών (band-ratio), δείκτες και λογικούς τελεστές, 2) μέθοδοι βασισμένες στις κύριες συνιστώσες και την ενίσχυση, όπως η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) και η Minimum Noise Fraction (MNF), 3) αλγόριθμοι που βασίζονται στην μορφοποίηση-προσαρμογή (shape-fitting) όπως Spectral Angle Mapper (SAM), Matched-Filtering (MF) και Mixture-Tuned Matched-Filtering (MTMF) και 4) μέθοδοι partial unmixing όπως Linear Spectral Unmixing (LSU) και Constrained Energy Minimization (CEM).

Η εργασία τονίζει ότι οι αλγόριθμοι των λογικών τελεστών χρησιμοποιούνται καλύτερα για υδροθερμική ορυκτολογική χαρτογράφηση, περιλαμβάνοντας φυλλοπυριτικές και αργιλικές ζώνες, που συνδέονται με μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού σε περιφερειακή κλίμακα. Οι αλγόριθμοι που βασίζονται σε μορφοποίηση-προσαρμογή και partial unmixing είναι ισχυροί και αξιόπιστοι για την ανίχνευση ορυκτών και ορυκτολογικών μαζών σε υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης σε τοπική κλίμακα. Κατά συνέπεια η ενσωμάτωση των αποτελεσμάτων που προέρχονται από τους αλγόριθμους του λογικού τελεστή, της μορφοποίησης-προσαρμογής και της partial unmixing, μπορεί να παράξει περιεκτική και ακριβής πληροφορία για τα αναγνωριστικά στάδια της εξερεύνησης χαλκού και χρυσού σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα. Όλες οι μέθοδοι και οι εφαρμογές που αναλύονται σε αυτήν την εργασία αποδεικνύουν την χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση κοιτασμάτων πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού σε ολόκληρο τον κόσμο.

=ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ=
Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού δημιουργήθηκαν από υδροθερμικές διεργασίες υγρών που μετέβαλαν την ορυκτολογική και χημική ανάλυση των πετρωμάτων που τα περιέβαλαν. Η εξαλλοίωση δημιούργησε διακριτές ορυκτολογικές μάζες με διαγνωστικά χαρακτηριστική φασματική απορρόφηση στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο (VNIR) μέσω των υπέρυθρων συχνοτήτων μήκους κύματος (SWIR) (0,4-2,5μm) και/ ή του θερμικού υπέρυθρου (TIR) (8,0-14,0μm).

Τα κοιτάσματα του πορφυριτικού χαλκού συνήθως απαντώνται σε συνδυασμό με υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, όπως φυλλοπυριτικές , αργιλικές, καλιούχες και προπυλιτικές . Ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες που περιλαμβάνουν άργιλο και άλλα υδροξυλιούχα ορυκτά, τα οποία έχουν ιδιότητες φασματικής απορρόφησης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο χαρακτηριστικά αναγνωρίσιμες μέσω των υπέρυθρων τμημάτων μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk001.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 1:''' Υδροθερμικές ζώνες εξαλλοίωσης που σχετίζονται με κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού, τροποποιημένες από τους Lowell και Guilbert (1970), και τους Mars και Rowan (2006). (Α) Σχηματική διατομή των υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, δηλαδή των προπυλιτικών, των φυλλοπυριτικών και των καλιούχων ζωνών εξαλλοίωσης. (Β) Σχηματική διατομή των ορυκτών που σχετίζονται με την κάθε ζώνη εξαλλοίωσης.,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Οι υπεργενετικές διεργασίες εξαλλοίωσης στις μάζες του πορφυριτικού χαλκού παρήγαγαν μια ζώνη οξειδίων με κυρίαρχα ορυκτά οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου (κιτρινωπά έως κοκκινωπά μεταμορφωμένα πετρώματα), τα οποία μετατράπηκαν όλα σε σιδηρούν κάλυμμα (gossan). Τα οξείδια/υδροξείδια του σιδήρου όπως ο λιμονίτης, ο ιαροσίτης και ο αιματίτης τείνουν να έχουν μικρή ανάκλαση στο ορατό και στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (0,4 έως 1,1 μm), λόγω της παρουσίας στοιχείων μετάπτωσης όπως Fe2+, Fe3+ και συχνά υποκαθίστανται από Mn, Cr και Ni στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.

Τα υδροξυλιούχα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου της αργίλου, της ομάδας των σουλφιδίων και των ανθρακικών ορυκτών, εμφανίζουν διαγνωστικά χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις λόγω των παλμικών διεργασιών των θεμελιωδών απορροφήσεων του Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H και του CO3 στο υπέρυθρο μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα του υπέρυθρου μήκους κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση υδροθερμικών μεταμορφωμένων ορυκτολογικών μαζών. Τέτοιες ορυκτολογικές μάζες είναι: 1) ορυκτά που παράγονται από το πέρασμα υγρών χαμηλού pH (αλουνίτης και πυροφυλίτης), 2) ορυκτά που περιέχουν Al-Si-(OH) και Mg-Si-(OH), συμπεριλαμβανομένου των ομάδων του καολινίτη, του μαρμαρυγία και του χλωρίτη, και 3) ορυκτά που περιέχουν Ca-Al-Si-(OH) όπως η ομάδα του επίδοτου και η ανθρακική ομάδα (ασβεστίτης και δολομίτης).

Τα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά έχουν χαρακτηριστικές φασματικές απορροφήσεις στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο και έτσι μπορούν να αναγνωριστούν από πολυφασματικά και υπερφασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα ως εργαλείο για τα αρχικά στάδια της εξερεύνησης πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Σήμερα, τα κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού προμηθεύουν σχεδόν τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου Cu, το 50% του παγκόσμιου Mo, ίσως το ένα πέμπτο του παγκόσμιου Au, τον περισσότερο παγκοσμίως Re, και μικρότερο ποσοστό άλλων μετάλλων, όπως Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn και Pb.

Ο ASTER έχει επαρκή φασματική διακριτική ικανότητα στα υπέρυθρα κανάλια για χαρτογράφηση υδροθερμικών ορυκτολογικών ζωνών εξαλλοίωσης, οι οποίες σχετίζονται με την μεταλλοφορία πορφυριτικού χαλκού και επιθερμικού χρυσού. Το σχήμα 2 δείχνει τις θέσεις των φασματικών καναλιών του ASTER στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτομαγνητικού φάσματος.

[[Αρχείο:pk002.2012.jpg|thumb|right|'''Εικόνα 2:''' Τα φασματικά κανάλια του ASTER στα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τους Pieri και Abrams, 2004).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

Τα ιδανικά κοιτάσματα πορφυριτικού χαλκού τυπικά χαρακτηρίζονται από υδροθερμικές ορυκτολογικές ζώνες εξαλλοίωσης, εκ των οποίων ο πυρήνας του χαλαζία και των καλιούχων ορυκτών περιβάλλεται από πολλαπλές ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Η ευρύτερη '''φυλλοπυριτική ζώνη''' χαρακτηρίζεται από '''ιλλίτη/ μοσχοβίτη''' (σερικίτη) που παράγει μια έντονη χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση κεντραρισμένη στα '''2,20 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 6''' του ASTER. Η στενότερη '''αργιλική ζώνη''' περιλαμβάνει τον '''καολινίτη''' και τον '''αλουνίτη''', οι οποίοι παρουσιάζουν μια δευτερεύουσα χαρακτηριστική Al-OH απορρόφηση στα '''2,17 μm''', που αντιστοιχεί με το '''κανάλι 5''' του ASTER. Οι ορυκτολογικές μάζες της εξωτερικής '''προπυλιτικής ζώνης''' περιλαμβάνουν '''επίδοτο''', '''χλωρίτη''' και '''ασβεστίτη''', που όλοι παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις τοποθετημένες στα '''2,35 μm''', που συμπίπτει με το '''κανάλι 8''' του ASTER.

[[Αρχείο:pk003.2012.jpg|thumb|left| Εικόνα 3: Εργαστηριακά φάσματα του μοσχοβίτη, καολινίτη, αλουνίτη, επίδοτου, ασβεστίτη και χλωρίτη που έχουν επαναδειγματοληπτηθεί για τις διελεύσεις των καναλιών ASTER. Στα φάσματα περιλαμβάνεται:
*_Ο μοσχοβίτης, ο οποίος είναι χαρακτηριστικό ορυκτό της φυλλοπυριτικής ζώνης εξαλλοίωσης, με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 2,20μm,
*_Ο καολινίτης και ο αλουνίτης, οι οποίοι είναι χαρακτηριστικά ορυκτά της αργιλικής ζώνης εξαλλοίωσης, με δευτερεύουσες χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,17μm, και
*_Το επίδοτο, ο ασβεστίτης και ο χλωρίτης, που είναι χαρακτηριστικά ορυκτά σχετιζόμενα με προπυλιτικές ζώνες εξαλλοίωσης και παρουσιάζουν χαρακτηριστικές απορροφήσεις στα 2,35μm (Clark et., 1993, τροποποιημένο από τους Mars και Rowan, 2006).,Πηγή:[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136811001168]]]

=ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ=
Η χρήση των δεδομένων ASTER στην εξερεύνηση ορυκτών και στην λιθολογική χαρτογράφηση έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω: 1) των φασματικών χαρακτηριστικών των καναλιών του ASTER, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στα υδροθερμικά μεταμορφωμένα ορυκτά, ειδικά στα υπέρυθρα μήκη κύματος της ακτινοβολίας, 2) της δυνατότητας εφαρμογής διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, 3) του μικρού κόστους διάθεσης των ζητούμενων δεδομένων (περίπου $60 US ή Yen ισότιμα) και 4) του εύρους κάλυψης που είναι 60x60 km για περιφερειακή κλίμακα χαρτογράφησης. Λόγω αυτής της ενισχυμένης διακριτικής ικανότητας του ASTER στα μήκη κύματος SWIR γίνεται εφικτή η ορυκτολογική εξερεύνηση από μία διαστημική πλατφόρμα.

Έτσι από το 2000, τα δεδομένα του ASTER χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και επιτυχώς στην λιθολογική χαρτογράφηση και στην ορυκτολογική εξερεύνηση.

[[category:Εξερεύνηση ορυκτών πόρων]]