氧化铁和铁帽的遥感信息提取
1.氧化铁光谱曲线的特征
根据美国Jpl实验室的研究结果(图5-5)，含铁氧化物矿物的反射光谱曲线具有以下特征:
氧化铁矿物的光谱曲线在0.4 ~ 2.0μ m范围内平缓单调上升，但褐铁矿在TM1和4波段有强吸收带，而在TM3的反射率略高于TM1和2波段，在2.35μm有强吸收带，硅化和褐铁矿1.7 ~ 1。根据上述曲线的特点，采用波段比值法提取铁帽等信息。
2.采用比值、主成分变换和组合比值处理提取铁帽遥感信息。
采用TM5/2、TM7/1、TM4/3方法突出上述波段的氧化铁信息，其中TM7/1能有效抑制TM7中绿泥石蚀变矿物的信息。从上述三幅比值图像(图版7a)的RGB假彩色合成可以看出，图中浅绿松石色反映了氧化铁的信息，已知的2号、3号、7号、8号、9号矿体除已知的4号、5号、6号矿体与此色调关系不密切外，其余均为异常绿松石色。图像中棕红色调图像区域主要与植被有关，而蓝绿色调区域植被不发育。可见，吐拉苏断陷盆地的氧化铁蚀变矿物与气候影响引起的风化作用密切相关。此外，在图版7a中具有典型青色色调的氧化铁异常色调区上叠加有Cu-Pb-Cd地球化学异常晕。作者认为，该氧化铁蚀变区位于吐拉苏断陷盆地南缘大断裂附近，矿化蚀变类型复杂，应是寻找多类型金属矿床的重点靶区。
图5-5氧化铁矿物的反射光谱曲线
(根据Jp11.lib)
上述图像处理虽然可以提取氧化铁蚀变的信息，但是氧化铁蚀变反映的异常色调并不是很明显。因此，为了反映更多的氧化铁蚀变信息，根据图5-5、表5-2中氧化铁的反射光谱曲线和主成分变换的特征向量矩阵，TM5波段是氧化铁矿物强反射的峰区，TM1是其强吸收谷所在的区域。类似地，PC2和PC6是氧化铁矿物的主要成分具有大负载系数的区域。此外，将TM(5/1)、PC6(负值)和PC2(负值)结合起来，突出了上述波段中铁帽和氧化铁的光谱反射信息(图版7b)。有三种图像色调，即红色、青色和青色。红色对应的是地形起伏引起的阴影区的暗色调区域，青色对应的是岩层顶面的出露区域，在吐拉苏断陷盆地内，青色多对应的是不同时期岩层的断层错动部位。除2、4、5号矿体外，其余矿体均分布在以绿松石色调为主的分布区。表明大部分已发现的矿体与铁氧化物矿物的蚀变(氧化)密切相关。
表5-2研究区TM1，3，4，5主成分变换的特征向量矩阵
3.比率特征主成分选择法提取综合遥感信息。
面向特征的主成分选择(FPCS)是指根据地物的光谱特征和主成分分析生成的特征向量矩阵中各波段的载荷因子提取目标地物信息的方法。这种方法最早是由Crosta和MCM提出的。摩尔在1989。在1991中，龙六成功利用该方法填写了美国西部内华达州等州的蚀变信息。具体方法如下:当用于变换的波段较多时，可以按照一定的标准将波段分成若干组，分别对每组的图像进行变换(Chavez，1989)。通常将TM数据按波段分为两组，即1，3，4，5和1，4，5，7，分别为主要分量变换。即TM1、3、4、5波段用于绘制氧化铁，TM1、4、5、7波段用于绘制含羟基矿物。其实质是通过主成分变换扩展TM 5与TM1、TM5与TM4之间的光谱对比度来提取氧化铁信息，通过扩展TM5与TM7之间的光谱对比度来提取含羟基矿物的光谱信息(刘志杰，1995；刘庆生，1999)。
(1)铁氧矿物光谱信息图像(简称F图像)的测定
首先，将TM1，3，4，5作为一组进行主成分变换。这个主成分变换图像必须满足以下要求:TM1和TM3具有相反的贡献标记，或者TM5和TM4具有相反的贡献标记，并且TM3和TM5中至少有一个具有很强的载荷，才能找到含铁矿物的图像。结果表明PC4满足上述条件，可以作为F像使用(表5-2和图5-6)。在同一个含铁矿物图像中，含羟基矿物的信息会被屏蔽。
图5-6研究区TM1，3，4，5主成分变换的特征向量矩阵图。
(2)含羟基矿物光谱信息图像(简称H图像)的确定。
在另一组中，TM5/7和TM4/3作为一组使用，而不是TM1，4，5和7。在主分量变换之后，提取H图像，类似于F图像确定的方法。相反，确定第二分量是H图像，然后对所确定的H图像进行直方图平衡，并且将增强的TM7图像与RGB假色的两个图像组合。图像中淡蓝色区域为第三纪风沙土分布区，混有橙色和棕色的异常淡蓝色调为羟基蚀变信息，红色区域为铁染色区，黄色和橙色区域为蚀变信息(图版8)。如上所述，对阿希矿位置的实地调查表明，阿希金矿床贫硫化物，金属硫化物含量低，一般小于5%。主要金属硫化物为黄铁矿、白铁矿和毒砂，其次为含银自然金、自然金、黝铜矿、黄铜矿、方铅矿和深红色银矿石。一些赤铁矿和褐铁矿可能是热液产物。由于多期构造活动，阿希矿的主体——1号含金石英脉——应时脉破碎严重，其出露带矿化蚀变明显，应时脉上方有残留铁帽。在此特征主成分选择比图像上，具有橙色褐铁矿化等蚀变特征(图版8)。
在该图像上，色调特征明显的红色铁染区为盘锦布拉克东北部北西向延伸的大哈拉军山组分布区，铁染区还具有以下特征:
1)无论是航拍还是卫星遥感图像，铁染区的中北部都有显著的环状结构。从卫星图像上可以进一步看出，这张环图像具有放射状水系的特征，环的中心是正地貌。
2)结构粗糙，呈不规则块状，与大哈拉军山组第五岩性段相似。
3)色调异常区位于吐拉苏断陷盆地南缘，与Cu、Pb、Cd的地球化学异常晕范围相吻合；
4)发现位于吐拉苏断陷盆地南缘大断裂带内的铜金矿化点(潘京西克铜金矿化点)，地理坐标为东经81° 32 ' 12 "，北纬44° 23 ' 08 "。如前所述，矿化点清晰地显示在孟塞尔图像处理提取的含金石英脉信息图上(图版1b)。
5)红色铁染区图像异常在吐拉苏断陷盆地南缘边界断裂带附近，色调明显加深，沿断裂北缘呈条带状分布。
从以上分析可以看出，该铁染区热(液)蚀变强烈，受吐拉苏断陷盆地南缘边界断裂活动控制，有环状影像和已发现的矿化点。不难看出，这个红色铁染区具有良好的找矿前景。
研究区内具有典型黄铁矿化和褐铁矿化的已知矿化体与比率特征主成分法(图版9b)图像中的异常蚀变色调之间的关系证明了该方法在提取氧化铁和其他含羟基蚀变矿物的蚀变信息方面的有效性。
可以看出，上述三种与氧化铁信息提取相关的遥感图像处理都取得了较好的效果，尤其是比值-特征主成分选择法得到的氧化铁遥感信息丰富逼真，更具有实际应用价值。这是一个很好的方法，我们应该在今后进一步发展和完善。