Phương pháp phân tích thành phần chính trong xác định sự phân bố khoáng vật sét, oxit sắt bằng tư liệu ảnh vệ tinh LANDSAT

Bài báo trình bày nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chính trong phát hiện khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt bằng dữ liệu ảnh vệ tinh đa phổ LANDSAT 7 ETM+. Trong bài báo cũng sử dụng kĩ thuật Crosta nhằm làm nổi bật sự tương phản giữa đất sét, oxit sắt với các đối tượng khác trên ảnh. Kết quả nhận được có thể sử dụng để thành lập bản đồ phân bố khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt, phục vụ công tác thăm dò, khai thác khoáng sản.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp phân tích thành phần chính trong xác định sự phân bố khoáng vật sét, oxit sắt bằng tư liệu ảnh vệ tinh LANDSATTạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 51 năm 2013_____________________________________________________________________________________________________________ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ KHOÁNG VẬT SÉT, OXIT SẮT BẰNG TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT TRỊNH LÊ HÙNG* TÓM TẮT Bài báo trình bày nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chínhtrong phát hiện khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt bằng dữ liệu ảnh vệ tinh đa phổLANDSAT 7 ETM+. Trong bài báo cũng sử dụng kĩ thuật Crosta nhằm làm nổi bật sựtương phản giữa đất sét, oxit sắt với các đối tượng khác trên ảnh. Kết quả nhận được cóthể sử dụng để thành lập bản đồ phân bố khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt, phục vụ côngtác thăm dò, khai thác khoáng sản. Từ khóa: viễn thám, ảnh LANDSAT, phương pháp phân tích thành phần chính,khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt. ABSTRACT The method of analyzing the principal components to detect clay minerals and iron oxides distribution using images from Landsat satellite This article presents a study on the application of the method of analyzing theprincipal components in detecting clay minerals and iron oxides using the multispectralimage data from LANDSAT 7 ETM+. This article also uses Crosta technique to highlightthe contrast between clay minerals, iron oxides with other objects on the images. Theresults which are obtained in this study can be used to create a distribution map of clayminerals and iron oxides, and to serve in mineral mining and exploration. Keywords: remote sensing, LANDSAT image, principal component analysis, claymineral, iron oxide1. Mở đầu Tài nguyên khoáng sản là một trong những nguồn tài nguyên quan trọng nhất củamỗi quốc gia. Khoáng sản là nguồn nguyên liệu cho rất nhiều ngành kinh tế như sảnxuất năng lượng, vật liệu xây dựng, kim loại, phục vụ cho nông nghiệp, công nghiệp,…Việc thăm dò, phát hiện các mỏ khoáng sản là một bài toán phức tạp và cấp bách trongnghiên cứu, giám sát tài nguyên thiên nhiên. Các phương pháp truyền thống dựa trênkết quả điều tra thực địa chỉ giải quyết được bài toán ở quy mô nhỏ và rất tốn kém.Công nghệ viễn thám với những ưu điểm vượt trội như diện tích vùng phủ rộng, có khảnăng chụp lặp lại tại cùng một địa điểm trong thời gian ngắn,… đã được sử dụng hiệuquả trong dự đoán, thăm dò các khoáng vật.* TS, Học viện Kĩ thuật Quân sự, Hà Nội148Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Trịnh Lê Hùng_____________________________________________________________________________________________________________ Cho đến nay đã có một số nghiên cứu trên thế giới về sử dụng dữ liệu ảnh viễnthám đa phổ LANDSAT, Aster trong thành lập bản đồ phân bố một số loại khoáng vật(Abdelsalam et al. 2000; Ramadan et al. 2001; Madani et al. 2003; Ramadan andKontny 2004). Trong nghiên cứu này sử dụng một số phương pháp như: phương pháptổ hợp màu, phương pháp tỉ số ảnh để phát hiện các vùng chứa khoáng vật sét và oxitsắt. Các phương pháp trên có ưu điểm là rất đơn giản, dễ thực hiện, tuy nhiên độ chínhxác trong phát hiện các khoáng vật còn chưa cao. Các nghiên cứu này cũng đã đề cậpđến việc ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chính trong xác định sự phân bốcủa các khoáng vật. Bài báo này phân tích đặc trưng phản xạ phổ của khoáng vật sét vàcác khoáng vật chứa sắt đồng thời nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích thànhphần chính trong xây dựng bản đồ dự báo vị trí phân bố của các khoáng vật trên.2. Phương pháp nghiên cứu2.1. Đặc trưng phản xạ phổ của khoáng vật sét, khoáng vật oxit sắt Trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại gần (0,4 - 1µm) các kim loại chuyển tiếpnhư Fe, Mn, Cu, Ni, Cr đặc trưng bởi sự thay đổi mức năng lượng điện tử. Oxit sắt bịhấp thụ phổ ở dải sóng ngắn bởi hiệu ứng điện tích. Các hợp phần chứa sắt bị hấp thụmạnh nhất ở các bước sóng 0,4µm, 0,5µm, 0,7µm, 0,87µm (oxit Fe); 1µm (amphibol,olivin); 0,7µm, 1,8µm (pyroxen). [1] Khoáng chất sét gồm một nhóm các khoáng chất phyllosilicat (nhôm ngậm nước),thông thường có đường kính hạt nhỏ hơn 2µm. Khoáng chất sét giàu các oxit vàhidroxit của sillic, nhôm cũng như một lượng lớn nước tham gia vào việc tạo cấu trúcvà thay đổi theo từng loại đất sét. Khoáng vật sét bị hấp thụ mạnh nhất ở dải sóng cậnhồng ngoại (VNIR) do chứa nước, ở dải sóng hồng ngoại sóng ngắn (SWIR) do chứaion hydroxyl, AL-OH, Mg-OH và ở dải sóng hồng ngoại giữa (MIR) do chứa silicate[1]. Đường cong phản xạ phổ của một số hợp ph ...