实验三十四 遥感、物探和化探综合信息制图

Answer 1

一、实验目的

对卫星遥感影像数据与物探、化探异常信息叠加，制作成以遥感图像为背景的物探与化探综合地学信息图，以供遥感、物化探综合信息找矿勘查之用。

二、实验内容

①预备知识的学习；②图像投影变换；③图像几何校正；④遥感影像与物探和化探异常叠加；⑤综合信息制图。

三、实验要求

预习遥感与多源地学信息综合图像处理的相关知识，明确遥感与多源地学信息综合的作用与意义。由于涉及多种不同来源图像资料利用，数据管理必须清晰。多来源数据的严格空间配准是本实验成功的关键，参加综合的数据必须满足这一条件。输出遥感与物探、化探多元数据融合图。编写实验报告。

四、技术条件

①微型计算机；②遥感影像数据；③物探、化探矢量数据；④ENVI软件；⑤MapGIS软件（ver.6.6以上）和ACDSee软件（ver.4.0以上）。

五、实验步骤

1.预备知识

遥感与多源地学信息综合图像处理是遥感信息地质找矿应用的高级形式。该方法通过将多源地学信息如矿产地质、物探异常和化探异常等信息叠加到遥感影像上，对遥感与多源地学信息集成显示反映，增加了发现和确定找矿目标的约束条件自由度，从而能够比单一只依靠一种信息找矿预测更有效，并能够更充分和有效地利用地质找矿信息资源。由于该技术方法的这些巨大优点，自从其20世纪70年代末在加拿大等国开发使用以来，已经越来越多地在不同的地质找矿阶段中得到应用，受到地质工作者的重视。

现在，该技术比较通用的名称是遥感综合地学信息找矿技术。顾名思义，遥感综合地学信息找矿的技术核心是综合处理。综合处理内容很丰富，本次实验所作的图像信息叠加即Overlay处理只是一种最简单的多元信息显示综合处理。具体如何综合，要根据实际拥有资料情况和找矿需要制订具体的综合方案。然而，不管采用哪种方案，必须包括遥感影像数据。

遥感与地质、物探和化探数据的Overlay综合方案如：遥感＋地质＋物探＋化探数据资料的综合、遥感＋地质＋物探资料的综合、遥感＋地质＋化探数据资料的综合、遥感＋物探＋化探数据资料的综合、遥感＋物探数据资料的综合和遥感＋化探数据资料的综合等。

实现遥感地质信息与物探、化探多元信息综合的技术关键，在于遥感与多元地学信息的严格空间配准，即把参加Overlay综合显示的遥感地质信息、物探信息与化探数据，统一到同一个坐标的同一数字图像栅格网中。

在ENVI中，通过图像投影变换、图像几何校正、输入物化探矢量文件和遥感影像图与物探和化探异常叠加四个操作环节来实现遥感综合地学信息的Overlay处理，即如下的步骤2～步骤5的技术操作步骤。

2.图像投影变换

（1） ENVI中自定义坐标系。由于我们使用的大部分地球物理、地球化学数据都是依据我国北京54坐标系或者西安80坐标系地形图来完成，而常用的图像处理软件的坐标系常为标准坐标系或自定义坐标系。因此，首先需要自定义坐标系，ENVI中的坐标定义文件存放在安装文件目录下的Pro agm\rITT\IDL\IDL80\products\envi4.8\map proj文件夹下，三个文件记录了坐标信息：

ellipse.txt：椭球体参数文件；

datum.txt：基准面参数文件；

map_proj.txt：坐标系参数文件。

在ENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定义坐标参数。

第一步，添加椭球体。

椭球体描述语法为：（椭球体名称），（长半轴），（短半轴）。

用记事本打开ellipse.ttx，将“Krasovsky,6378245.0,6356863.0”和“IAG -75, 6378140.0,6356755.3”加入ellipse.txt末端，这两个参数分别是北京54坐标系和西安80坐标系使用的椭球体参数。

第二步，添加基准面。

基准面描述语法为：（基准面名称），（椭球体名称），（平移三参数）。

用记事本打开datum.txt，将“D_Beijing-54,Krasovsky,－12,－113,－41”和“D_Xi’an-80,IAG-75,0,0,0”加入datum.txt末端。

添加完椭球体和基准面后，需要关闭ENVI软件，待下一次ENVI软件被打开后，新添加的椭球体和基准面才会在ENVI软件中显示。

第三步，定义坐标。

在ENVI主菜单中选择“Map>Customize Map Projection”，打开“Customize Map Projection Definition”对话框，如图34-1所示。

图34-1 自定义坐标系

在“Customize Map Projection Definition”对话框中，设置以下参数：

Projection Name：填上投影坐标系名称，一般需要加入所在区域带号以示区别；

Projection Type：选择投影类型，选择“Transverse Mercator”；

Projection Datum：选择基准面类型，例如基准面D_Beijing54;

False easting：东偏距离500000;

False northing:0;

Latitude（中央纬度）：0;

Longitude（中央经度）：填写待处理影像中央经度，例如110;

Scale factor：中央经线长度比，填写0.9996，精度与Gauss-Kruger等同。

填写好以上参数后，选择“Projection>Add New Projection”，将投影添加到ENVI所用的投影列表中。然后选择“File>Save Projections”，存储新的或者更改过的投影信息，完成自定义投影坐标。

（2）图像投影转换。在ENVI主菜单中选择“Map>ConvertMap Projection”，选择需投影转换的影像，在“Convert Map Projection Parameters”对话框中（图34-2），选择【Change Proj…】按钮，弹出“Projection Selection”对话框，选择上面步骤中已经完成的自定义投影系统，例如beijing54（18）。

回到“ConvertMap Projection Parameters”对话框中（图34-2），转换方法（Method）一般选择多项式（Polynomial），多项式次数（Polynomial Degree）选择2次，选择合适的重采样方法进行重采样。最后，选择影像输出路径及输出文件名，点击【OK】按钮，执行投影转换。

图34-2 转换地图投影参数对话框

3.图像几何校正

利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统因素产生的误差，同时也将地图投影到平面上，具体操作步骤见实验十一和实验十二。

4.打开物探、化探矢量文件

完成遥感影像投影变换和几何精校正后，打开化探和物探矢量数据，为下一步多元信息融合做准备，具体操作步骤为：

（1）矢量文件转换。通常用MapGIS软件做出的物探、化探矢量图都是以wl、wp及wt文件格式存在的，需要将上述格式转换成SHP格式，才能在ENVI中使用，文件转换可以利用MapGIS软件中“图像处理＞文件转换”功能实现。

打开MapGIS软件“图像处理＞文件转换”，出现“无标题－W60 Conv”对话框，点击“文件—装入区”，选择物探、化探区文件装入，然后选择“输出一输出SHAPE文件”，选择保存路径及文件名，完成矢量文件转换。

（2）打开矢量文件。在ENVI主菜单栏中，选择“File>Open Vector File”，选择上一步中转换的Shapeflie矢量文件，打开“Import Vector Files Parameters”对话框（图34-3），投影参数不变，选择存储路径及文件名，将SHP格式转换成ENVI特定的evf格式，打开的矢量文件将会自动出现在“Available Vectors List”（可用矢量文件列表）中（图34-4）。

5.遥感影像与物探和化探异常叠加

打开遥感数据，并使之显示在“Display”窗口中，在遥感图像主窗口中选择“Overlay>Vector…”，由于在上一步中已经打开物探或化探矢量文件，因此直接在“Available Vectors List”对话框（图34-4）中选中所需打开的矢量文件，然后点击【Load Selected】按钮，这样，打开的矢量数据将会自动覆盖到遥感图像上。

图34-3 输入矢量文件参数对话框

图34-4 可用矢量列表对话框

6.遥感、物探、化探综合信息叠加制图

可以根据需要使用主图像窗口Overlay功能，对综合图地图信息进行标注，详细操作见本书实验十三，完成遥感与物探、化探信息融合，保存综合信息图到自己的作业文件夹中。

六、实验报告

（1）简述实验过程。

（2）回答问题：①成功实现遥感、物探和化探综合地学信息Overlay制图的技术关键是什么？②有哪些遥感综合地学信息Overlay方案？③遥感综合地学信息图像处理技术对地质找矿有何优势？

实验报告格式见附录一。