本發(fā)明屬于油氣微滲漏信息提取
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種油氣微滲漏高光譜遙感識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
：已有的研究認(rèn)為油氣微滲漏會(huì)引起地表發(fā)生異常，包括烴異常、粘土礦化和碳酸鹽化蝕變、二價(jià)鐵增高、植被異常等，遙感技術(shù)通常是探測(cè)這些異常來反映油氣微滲漏信息。然而，能引起上述異常變化的原因很多，比如粘土礦化可以是風(fēng)化作用或熱液作用形成，碳酸鹽化也可以是熱液作用形成，礦化熱液也可使二價(jià)鐵增高，氣候條件也能使植被發(fā)生異常等。所以，如何排除其它原因的可能性，而真正提取出與油氣微滲漏有關(guān)的異常信息是一個(gè)難題。已有研究認(rèn)為與油氣有關(guān)烴的光譜在波長(zhǎng)1730nm處有一個(gè)吸收峰，在2310nm和2340nm處有一個(gè)“W”型吸收峰，其中1730nm處為診斷性吸收峰。但是，按照這種特征提取油氣滲漏的烴信息卻存在很多干擾因素，比如塑料薄膜、一些植被、油氈屋頂、柏油路等，這些干擾因素同樣具有在1730nm附近的診斷性吸收峰，從而影響對(duì)油氣滲漏信息的判斷。所以，利用高光譜遙感技術(shù)提取油氣微滲漏信息，有必要先建立油氣微滲漏獨(dú)有的高光譜遙感識(shí)別模型。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種油氣微滲漏高光譜遙感識(shí)別方法，該方法能夠?qū)⒕哂蓄愃朴蜌鉄N光譜吸收特征的干擾地物剔除，直接提取出油氣微滲漏信息。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種油氣微滲漏高光譜遙感識(shí)別方法，該方法具體包括如下步驟：步驟(1)選擇地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域；步驟(2)選擇具有油氣微滲漏異?，F(xiàn)象的地區(qū)作為測(cè)量對(duì)象，利用地面波譜儀，獲取光譜數(shù)據(jù)；步驟(3)對(duì)上述步驟(2)中獲取的地面原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜平均、水汽去除、噪聲去除處理；步驟(4)將上述步驟(3)處理后的地面原始光譜數(shù)據(jù)曲線建立微滲漏光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得油氣微滲漏光譜曲線；步驟(5)對(duì)上述步驟(4)中得到的油氣微滲漏光譜曲線進(jìn)行分析，得到油氣微滲漏光譜曲線特征；步驟(6)對(duì)上述步驟(5)中得到的油氣微滲漏光譜曲線進(jìn)行包絡(luò)線去除，并進(jìn)行吸收峰特征參數(shù)的提??；步驟(7)利用掩膜提取烴及其蝕變的粘土化信息，即提取油氣異常信息；步驟(8)根據(jù)據(jù)步驟(4)中獲取的油氣微滲漏光譜曲線所構(gòu)建的光譜庫(kù)，對(duì)掩膜后的影像進(jìn)行全波段匹配分類識(shí)別，提取出最終的油氣微滲漏異常信息。所述的步驟(2)中測(cè)量上述步驟(1)中地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)微滲漏地段的斷裂發(fā)育處、地層不整合面處的巖石、土壤地物光譜，共測(cè)量樣本201個(gè)；同時(shí)測(cè)量該區(qū)域內(nèi)的植被、屋頂油氈、農(nóng)田的塑料薄膜、柏油路等干擾地物光譜，測(cè)量樣本60個(gè)。所述的步驟(3)中光譜平均處理具體方法：每個(gè)測(cè)量對(duì)象均測(cè)量三次地物光譜，以三條光譜數(shù)據(jù)的平均值作為最終光譜數(shù)據(jù)。所述的步驟(3)的噪聲去除處理中對(duì)1450-1830nm、1886-2500nm范圍進(jìn)行小波去噪。所述的步驟(6)中首吸收峰特征參數(shù)包括吸收位置、吸收深度、吸收面積、 寬度、斜率、對(duì)稱度。所述的步驟(7)中采用掩膜技術(shù)提取在1730nm和2210nm處具有吸收指示特性的像元，在1730nm處的掩膜為：R1730-r>R1730且R1730<R1730+r；在2210nm處的掩膜為：R2210-r>R2210且R2210<R2210+r。所述的步驟(8)中光譜信息散度SID(A,B)＝D(A||B)+D(B||A)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：傳統(tǒng)的遙感技術(shù)方法探測(cè)油氣滲漏是分別提取油氣滲漏的烴及其引起的蝕變礦物等，而該方法是利用烴及其蝕變礦物的混合模型來直接提取油氣微滲漏信息。對(duì)于干擾地物較多的覆蓋區(qū)，利用油氣微滲漏高光譜模型可以對(duì)干擾因素進(jìn)行剔除，從而使提取的油氣滲漏異常信息更加可靠。附圖說明圖1為本發(fā)明所提供的一種油氣微滲漏高光譜遙感特征曲線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的一種干擾地物與油氣滲漏光譜曲線對(duì)比圖；圖3為本發(fā)明所提供的一種油氣弱信息提取野外驗(yàn)證效果圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明所提供的一種油氣微滲漏高光譜遙感識(shí)別方法，該方法具體包括如下步驟：步驟(1)選擇地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域。選擇具有油氣微滲漏異常并且已證實(shí)地下有油氣藏的地區(qū)作為獲取地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域，如新疆克拉瑪依地區(qū)和吉木薩爾地區(qū)作為獲取地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域。步驟(2)選擇具有油氣微滲漏異?，F(xiàn)象的地區(qū)作為測(cè)量對(duì)象，利用地面波 譜儀，獲取光譜數(shù)據(jù)。選擇斷裂發(fā)育處、地層不整合面等易于導(dǎo)致油氣微滲漏的構(gòu)造環(huán)境附近的地層、巖石、風(fēng)化物、土壤等地物，測(cè)量其地面光譜，同時(shí)測(cè)量有干擾因素地區(qū)內(nèi)植被、屋頂油氈、農(nóng)田塑料薄膜、柏油路等地物的光譜。測(cè)量上述步驟(1)中地面高光譜數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)微滲漏地段的斷裂發(fā)育處、地層不整合面處的巖石、土壤地物光譜，共測(cè)量樣本201個(gè)。同時(shí)測(cè)量該區(qū)域內(nèi)的植被、屋頂油氈、農(nóng)田的塑料薄膜、柏油路等干擾地物光譜，測(cè)量樣本60個(gè)。測(cè)量?jī)x器選用美國(guó)SVC公司生產(chǎn)的SVCHR-1024地物波譜儀，光譜范圍350—2500nm，光譜分辨率在350—1000nm波段小于3.5nm，在1000—1850nm波段小于9.5nm，在1850—2500nm波段小于6.5nm。步驟(3)對(duì)上述步驟(2)中獲取的地面原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜平均、水汽去除、噪聲去除處理。光譜平均處理具體方法：每個(gè)測(cè)量對(duì)象均測(cè)量三次地物光譜，以三條光譜數(shù)據(jù)的平均值作為最終光譜數(shù)據(jù)，光譜數(shù)據(jù)平均使用ENVI軟件中SpectralMath工具完成。水汽去除處理具體方法：野外利用太陽(yáng)光直接測(cè)量地物光譜，容易受天氣和水汽影響，獲得的光譜曲線在水汽吸收波段具有明顯噪聲，在光譜1850nm—2000nm區(qū)間，數(shù)據(jù)可靠性基本為零，2500nm以后的光譜曲線基本無(wú)法使用，這些波段因?yàn)椴皇欠从秤蜌庑畔⒌闹饕ǘ?，所以直接截?cái)唷Ｔ肼暼コ幚砭唧w方法：為了保留油氣滲漏的一些弱信息，使用分段小波去噪的方法，對(duì)實(shí)測(cè)光譜曲線噪聲較大，或者主要反映油氣信息的吸收波段進(jìn)行小波去噪，而且不同吸收峰波段選用不同的小波參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)吸收峰特征最大限度的保留真實(shí)光譜信息和細(xì)節(jié)特征，對(duì)其它噪聲少、無(wú)吸收特征、質(zhì) 量較好的波段范圍不做處理。本發(fā)明中對(duì)光譜350-1450nm范圍不做處理，對(duì)光譜1450-1830nm、1886-2500nm范圍分別進(jìn)行小波去噪。步驟(4)將上述步驟(3)處理后的地面原始光譜數(shù)據(jù)曲線建立微滲漏光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得油氣微滲漏光譜曲線。在ENVI軟件中，將處理后的地面原始光譜數(shù)據(jù)曲線按照微滲漏和干擾信息分別建庫(kù)。步驟(5)對(duì)上述步驟(4)中得到的油氣微滲漏光譜曲線進(jìn)行分析，得到即油氣微滲漏光譜曲線烴及其蝕變礦物組合特征，油氣微滲漏高光譜模型。對(duì)上述步驟(4)中得到的油氣微滲漏光譜曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，歸納總結(jié)油氣微滲漏光譜曲線烴及其蝕變礦物組合特征，即該特征即為油氣微滲漏高光譜模型。例如如圖1所示，油氣微滲漏光譜曲線特征如下：在波長(zhǎng)1731nm附近有一個(gè)極微弱的單吸收峰；在波長(zhǎng)2210附近有明顯的粘土化吸收特征(高嶺土化或伊利石化)；部分碳酸鹽化較明顯，曲線在波長(zhǎng)2345nm附近有明顯吸收峰；相對(duì)宏滲漏光譜曲線，微滲漏在2310nm和2340nm處的“W”型雙吸收峰不明顯。步驟(6)對(duì)上述步驟(5)中得到的油氣微滲漏光譜曲線進(jìn)行包絡(luò)線去除，并進(jìn)行吸收峰特征參數(shù)的提取。首先對(duì)上述光譜曲線進(jìn)行包絡(luò)線去除，然后通過IDL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)微滲漏光譜曲線在波長(zhǎng)1730nm附近吸收峰特征參數(shù)的提取，包括吸收位置、吸收深度、吸收面積、寬度、斜率、對(duì)稱度6個(gè)參數(shù)，提取結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下：參數(shù)吸收峰位置吸收深度吸收面積吸收寬度吸收面積斜率對(duì)稱度最大值1757.5nm0.6168307.37594.29990.03941.0208最小值1721.2nm0.0623108.92243.50.00002440.9184平均值1731.48nm0.2285183.995256.22030.0050.9774步驟(7)利用掩膜提取烴及其蝕變的粘土化信息，即提取油氣異常信息。用掩膜技術(shù)構(gòu)建掩膜，提取在1730nm和2210nm處具有吸收指示特性的像元，在1730nm處的掩膜為：R1730-r>R1730且R1730<R1730+r；在2210nm處的掩膜為：R2210-r>R2210且R2210<R2210+rR代表在相應(yīng)波長(zhǎng)的光譜反射率，r代表探測(cè)器的光譜分辨率，如對(duì)于SASI，即短波紅外數(shù)據(jù)的光譜分辨率為15nm。經(jīng)掩膜處理后的影像實(shí)現(xiàn)了烴及其蝕變的粘土化信息提取，即主要的油氣異常信息。步驟(8)根據(jù)步驟(4)中獲取的油氣微滲漏光譜曲線所構(gòu)建的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，利用SID全波段匹配方法，對(duì)掩膜后的影像進(jìn)行全波段匹配分類識(shí)別，提取出最終的油氣微滲漏異常信息。其中SID的計(jì)算公式如下：假設(shè)高光譜影像兩個(gè)像元N個(gè)波段的光譜分別為A＝(A1，A2，…AN),B＝(B1,B2,…BN),則光譜信息散度SID定義為：SID(A,B)＝D(A||B)+D(B||A)其中：D(A||B)表示B關(guān)于A的相對(duì)熵，Pi、qi表示第i個(gè)波段反射率出現(xiàn)的概率如圖2所示，雖然紅柳莖稈、柏油路、屋頂油氈、塑料薄膜等干擾地物與油氣滲漏光譜曲線在1730nm附近均有一個(gè)單獨(dú)的吸收峰，但干擾地物在2210nm處明顯沒有粘土吸收特征，2345nm處也沒有碳酸鹽吸收特征。因此，可以利用油氣滲漏光譜烴和相關(guān)蝕變礦物的組合特征在高光譜影像中將上述干擾地物排除，并提取出油氣微滲漏信息。采用本發(fā)明的油氣微滲漏方法，能夠在高光譜油氣信息填圖中將地面塑料薄膜、油氈屋頂、柏油路、植被等干擾因素剔除，從而突出油氣微滲漏信息。剔除干擾因素后的異常更好的顯示了油氣滲漏異常，經(jīng)野外驗(yàn)證，驗(yàn)證區(qū)表層土壤有明顯的油跡，且表層和深層土壤的光譜曲線均顯示出油氣微滲漏的特征。上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3