Спектральные методы дистанционного зондирования в геологии. Обзор (Лекция)

Спектральные методы в дистанционном зондировании, и, в первую очередь в геологии получили в последнее время широкое распространение. В настоящее время существует широкий набор авиационной и спутниковой аппаратуры для многоспектральной и гиперспектральной съёмки. Физической основой для применения спектральной съёмки служат особенности спектров природных и антропогенных объектов на земной поверхности. Рассмотрены спектры минералов и горных пород, растительности, водных поверхностей, почв, антропогенных объектов в видимом, ближнем и тепловом ИК диапазонах. Анализ существующих алгоритмов картирования минералов-индикатров геологических обстановок, перспективных на выявление месторождений полезных ископаемых по данным видеоспектральной и гиперспектральной съемок выявил широкие возможности применения современных математических методов для решения задачи распознавания минералов. Рассмотрены различные методы решения обратной геофизической задачи, такие как двоичное кодирование, волновая характеристика, заполнение спектральными образцами, картирование спектрального угла, спектральное разделение, итеративное спектральное разделение, условная минимизация энергии, проекция на искомое подпространство, классификация, спектральная кросс-корреляция. Отдельной проблемой является решение обратной задачи для теплового ИК диапазона. Для этого диапазона также разработано несколько методов определения минерального состава подстилающей поверхности. Обзор опыта применения спутниковых спектральных методов показал высокую эффективность метода в следующих направлениях: геологическое картирование горных пород по литологическим разностям; картирование минералов-индикаторов геологических обстановок, перспективных на выявление месторождений полезных ископаемых; картирование современных гидротермальных проявлений.