مقارنة بيانات التصوير الطيفي الفائق للأقمار الصناعية في رسم الخرائط الجيولوجية (تحليل النتائج)

تطبيقات التصوير الطيفي الفائق

في السلسلة السابقة التي قارنت بيانات التصوير الطيفي الفائق للأقمار الصناعية في رسم الخرائط الجيولوجية، تم استعراض بيانات البحث وأساليبه وتقنياته. سيتناول هذا القسم نتائج البحث ذات الصلة.

1. تحليل النتائج

1) التحليل المقارن النوعي

تحليل العينات الميدانية: حدد فريق البحث قمم امتصاص معادن معينة من خلال التحليل الطيفي للعينات الميدانية، مثل قمة امتصاص النيوديميوم في نطاق 450-1350 نانومتر، وقمة امتصاص الكربونات عند 2337 نانومتر.

مقارنة بيانات الأقمار الصناعية والبيانات الطيفية الفائقة المحمولة جواً: عند فترات أخذ العينات الأرضية الأكبر (30 مترًا و5 أمتار)، لا تستطيع بيانات الأقمار الصناعية والبيانات الطيفية الفائقة المحمولة جواً التقاط ميزات امتصاص المعادن الدقيقة، مثل قمم امتصاص النيوديميوم، ولكن يمكنها تحديد ميزات امتصاص الكربونات.

(أ): مقارنة طيفية لـ HyMap و EnMAP و PRISMA و EMIT مع العينات المقاسة.

(ب): مقارنة طيفية لـ HyMap و EnMAP و PRISMA و EMIT في المكونات الطيفية النهائية (الكالسيت والدولوميت والصخور المحيطة).

 2) تقييم الاتساق المطلق والنسبي 

من خلال مقارنة تقديرات الانعكاس من أجهزة استشعار مختلفة، تم العثور على درجة معينة من الاتساق بين EnMAP و EMIT و HyMap، في حين اختلفت البيانات من مستشعر PRISMA اختلافًا كبيرًا عن تلك من أجهزة الاستشعار الأخرى، وخاصة في النطاق الطيفي SWIR.

 3) تحليل اتساق الميزات 

تحليل المؤشر الطيفي: من خلال تطبيق مؤشرات طيفية محددة، يتمكن الباحثون من تحديد المعادن المرتبطة بالخصائص الجيولوجية، مثل كربونات الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم، وقد حصلوا على نتائج متسقة عبر بيانات أجهزة الاستشعار المختلفة.

الشكل: رسم بياني ثلاثي الألوان مُركّب يُظهر نتائج المؤشر الطيفي لموقع إيبيمبي. يُحدد المؤشر الطيفي للكالسيت (باللون الأحمر) بوضوح نتوءات الصخور الكربوناتية الغنية بالكالسيت في كل مجموعة بيانات.

 4) تحليل اتساق السمات الكامنة 

تُظهر مقارنة خرائط وفرة المعادن التي تم إنشاؤها باستخدام تقنيات الفصل الخطي مع الخرائط الجيولوجية أنه على الرغم من وجود مشكلات في البيانات الطيفية من مستشعر PRISMA ضمن نطاق SWIR، فإن البيانات من جميع أجهزة الاستشعار قادرة على عكس التوزيع المكاني للسمات الجيولوجية، وتُظهر البيانات من أجهزة الاستشعار المختلفة ارتباطًا جيدًا في اتساق السمات المحتملة (مثل وفرة المعادن).

يوضح الشكل (أ) مخططات الوفرة الطيفية لـ HyMap، و(ب) EnMAP، و(ج) EMIT، و(د) PRIMSA. يمثل المحور السيني الطول الموجي، بينما يمثل المحور الصادي الانعكاسية. ترتبط كل قناة من قنوات مخطط الوفرة الطيفية بطيف العنصر النهائي اللوني المقابل في الأطياف المجاورة.

ختاماً

توجد اختلافات كبيرة بين بيانات HyMap وEnMap وPRISMA وEMIT. تُظهر بيانات الأقمار الصناعية اتساقًا جيدًا ضمن نطاق الطيف المرئي القريب من الأشعة تحت الحمراء (VNIR)، ولكن اتساقًا ضعيفًا ضمن نطاق الطيف القصير الموجة من الأشعة تحت الحمراء (SWIR). توفر مستشعرات EnMAP وEMIT خصائص امتصاص معدني أوضح ضمن نطاق الطيف القصير الموجة من الأشعة تحت الحمراء، مما يُساعد في رسم الخرائط الجيولوجية. ومع ذلك، فبينما تتميز بيانات الطيف المرئي القريب من الأشعة تحت الحمراء من مستشعر PRISMA بجودة أفضل من بيانات الطيف القصير الموجة من الأشعة تحت الحمراء، فإنها تُظهر تشويشًا وتشوهات كبيرة ضمن نطاق الطيف القصير الموجة من الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى عدم اتساق بين المؤشرات الطيفية والخرائط الجيولوجية مقارنةً بنتائج EnMap وEMIT.

[1]: تشاكرابورتي، ر.؛ راشدي، إ.؛ ثيل، س.؛ بويسن، ر.؛ كيرش، م.؛ لورنز، س.؛ غلوغين، ر.؛ سيباري، إ. مقارنة طيفية ومكانية لبيانات طيفية فائقة مستمدة من الأقمار الصناعية لرسم الخرائط الجيولوجية. الاستشعار عن بعد 2024، 16، 2089. https://doi.org/10.3390/rs16122089