区域地质调查填图单元遥感解译图的分形分析与识别

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:guohaoyan
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分形是对没有特征长度但具有一定意义下的自相似图形和结构的总称。分形理论自建立之日起就与地学紧密结合,它在沙粒的粒径分布、航磁异常场中的分析、地球化学元素的分布规律、水系结构的分维等很多方面得到广泛的应用。区域地质调查填图是一项基础性地质工作。航空遥感技术的飞速发展也为区域地质调查工作提供了丰富的遥感图像信息。在遥感图像中各种岩石类型及其组合的水系具有分形的特性。本文尝试通过分析各种区域地质调查填图单元水系结构的分形维数对其进行定量的描述,以达到利用遥感图像在不同比例尺的区域地质调查填图中识别填图单元的目的。根据地层出露情况选择如下七个沉积岩、两个火山喷出岩和一个侵入岩填图单元。在确定了填图单元和所在图幅后,对1:25万遥感图像进行了线性解译。两幅地质图内不同地质填图单元由于岩性及其组合不同,形成的水系也具有各自的特征。地质填图单元与其遥感图像的水系标志解译图有着相当程度的内在联系。在计算机软件下对遥感图像进行水系和山脊线的识别提取,并手工线性解译图绘制,应用GIS中的ArcView软件对绘制的线性解译图进行网格分析,使用数学软件Matlab对取得的数据进行拟和并计算分形维数。应用网格法得到的九个地质填图单元解译图的分维介于1到1.1之间。相关系数平方(R~2)在0.9998以上,表明各个单元的解译图具有良好的统计自相似性和分形特征。不同地质填图单元的线性解译图具有不同的分维数。当填图单元为单一岩性的侵入岩时,分维数作为这一单元的特征标志,其指示性更加可靠。本文涉及的几种填图单元中,玄武岩的分维数最小,而晚古生代二叠系地层则具有相对较大的分维数,这从新生代喷发玄武岩及二叠系地层单元各自的岩性(组合)特征可以得到解释。论文工作建立了遥感图像的水系和山脊线等线性标志的解译方法和计算机中绘制ArcView软件可接受格式的解译图的方法,用计算机程序完成了网格法分形维数的计算,并对获得的分维数进行了分析,初步建立了填图单元遥感图像的线性解译和分维计算方法。本论文工作由于遥感图像等资料的局限,所获的结论仅为初步成果。如果能在1:10万或更大比例尺的遥感图上应用这种方法,相信会获得更加稳定而可靠的分维数值,并能在实际地质调查填图工作中得到应用。
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