التركيز الإعلامي للرؤية العالمية
ظهرت الشركة على شاشة التلفزيون المركزي 15 مرة، ووصلت تغطيتها عبر وسائل الإعلام الحزبية والإعلام المركزي ووسائل الإعلام الرسمية المحلية إلى ما مجموعه 50 مليون شخص.
تطبيقات الاستشعار عن بعد بالأقمار الصناعية المتكاملة لاستكشاف المعادن في منطقة توكسون
مقدمة معلومات أساسية
منذ عام 1981، حين تمكن غوتز وزملاؤه من تحديد معادن الحجر الجيري والطين لأول مرة من مدار فضائي باستخدام جهاز SMIRR (مقياس الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء متعدد الأطياف لمكوك الفضاء) ذي العشرة نطاقات، أحدثت تقنية الاستشعار عن بُعد ثورة في نطاق وحجم ومحتوى وأساليب البحث الجيولوجي البشري. ومع التطور الناجح لسلسلة من أجهزة الاستشعار عن بُعد ذات الدقة الطيفية الفائقة (مثل جهاز GF5 AHSI الصيني، وجهاز AVIRIS الأمريكي، وجهاز PRISMA الإيطالي)، والتطور السريع لتكنولوجيا الأقمار الصناعية، حققت تقنية الاستشعار عن بُعد فائقة الطيف تقدمًا ملحوظًا في جمع البيانات، والمعايرة الإشعاعية، وإعادة بناء الأطياف، ومعالجة البيانات، وتحديد معالم الأرض. وتتزايد أعداد الدول والمناطق التي تُطبّق تقنية الاستشعار عن بُعد فائقة الطيف على نطاق واسع لتحديد ورسم خرائط الأطياف المعدنية. ستُحلل هذه المقالة تقنية استكشاف المعادن باستخدام الاستشعار عن بُعد فائق الطيف من خلال دراسة حالة.
البيانات والأساليب
1. البيانات
من خلال تحليل خصائص الصخور والمعادن في منطقة الدراسة، تم استخدام بيانات متعددة الأطياف مثل بيانات Landsat9 OLI وASTER. ولتحسين الدقة المكانية للبيانات، تم اختيار صور من شركة Airbus CNES أيضًا.
(1) الأرضرقم SAT 9 OLIوفق
تتضمن بيانات القمر الصناعي لاندسات 9 OLI نطاقات متعددة الأطياف (VNIR-SWIR، بدقة مكانية 30 مترًا) ونطاقًا واحدًا أحادي اللون (بدقة مكانية 15 مترًا). وقد تم استخدام بيانات OLI في تفسير البيانات الجيولوجية عن بُعد واستخراج معلومات التمعدن/التغيرات بناءً على تحليل المكونات الرئيسية.
(2) بيانات ASTER
يحتوي جهاز ASTER، وهو مستشعر عن بُعد محمول على متن القمر الصناعي Terra الذي أطلقته الولايات المتحدة واليابان بشكل مشترك في ديسمبر 1999، على 14 نطاقًا طيفيًا في نطاقات الضوء المرئي/الأشعة تحت الحمراء القريبة (VNIR، بدقة مكانية 15 مترًا)، والأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة (SWIR، بدقة 30 مترًا)، والأشعة تحت الحمراء الحرارية (TIR، بدقة 90 مترًا)، مما يُحسّن الدقة الطيفية بشكل ملحوظ. بالمقارنة مع بيانات Landsat 9 OLI متعددة الأطياف، يحتوي نطاق VNIR على نطاق أقل، ولكن نطاق SWIR، المناسب لدراسة "خصائص الامتصاص الطيفي التشخيصية" للمعادن المتغيرة، قد تم توسيعه بأربعة نطاقات (1.60-2.43 ميكرومتر)، ليصل المجموع إلى ستة نطاقات (بينما تحتوي بيانات Landsat على نطاقين فقط). ويمكن اختيار تركيبات ألوان زائفة متنوعة للتفسير بناءً على الخصائص الطيفية للصخور والمعادن.
(3) بيانات الطيف الفائق
تتميز صور GF-5 فائقة الطيف بـ 330 نطاقًا في نطاق الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة (400-2500 نانومتر) بدقة مكانية تبلغ 30 مترًا. وهي مناسبة لرسم خرائط تفصيلية للصخور والمعادن. قبل الاستخدام، تتطلب هذه الصور تصحيحًا جويًا وهندسيًا وتصحيحًا هندسيًا باستخدام تقنية RPC.
2- طرق
(1) تحليل المكونات الرئيسية
تحليل المكونات الرئيسية (PCA) هو أسلوب لاستخلاص معلومات التغيرات الجيولوجية من البيانات متعددة الأطياف. يقوم هذا الأسلوب على إجراء تحويل خطي على المتغيرات مع الحفاظ على إجمالي كمية المعلومات، وذلك بضغط عدة متغيرات إلى عدد قليل من المتغيرات المستقلة. لكل مكون رئيسي دلالة جيولوجية مختلفة، وتتناقص كمية المعلومات تدريجيًا مع كل مكون رئيسي. تقلل هذه العملية من التكرار والتداخل، مما يجعل البيانات أكثر ثراءً وتركيزًا، ويُبرز المعلومات المفيدة بشكل أفضل، ويُحسّن دقة استخلاص المعلومات.
(2) طريقة رسم خرائط الزاوية الطيفية
تقوم تقنية رسم الخرائط الزاوية الطيفية بتقدير التشابه بين طيف الاختبار (طيف البكسل) وطيف مرجعي (طيف المختبر، وما إلى ذلك) عن طريق حساب الزاوية بينهما (الشكل 1).
الشكل 1. رسم تخطيطي لمطابقة الزاوية الطيفية
بافتراض تحويل بيانات الصورة إلى انعكاس ظاهري بعد إزالة الإشعاع المظلم أو إشعاع المسار، فإن البعد الطيفي يساوي عدد النطاقات. يحسب برنامج SAM التشابه بين طيف الاختبار *ti* وطيف المرجع *ri* باستخدام الصيغة التالية:
حيث: nb يساوي عدد النطاقات. لا تتأثر درجة التشابه بين طيفين بطول المتجه أو الكسب، مما يقلل من تأثير التباين الطبوغرافي. تتراوح قيمة a من 0 إلى 90 درجة.
يمكن لطريقة رسم الخرائط المعدنية SAM تحديد جميع المعادن المعروفة في مكتبة طيفية وعرضها بسرعة باستخدام صور ملونة مصنفة، مما يسهل ملاحظة نطاق توزيع المعادن ذات الأهمية مباشرة بالعين المجردة.
تحليل نتائج الاستخلاص
تم تقسيم النتائج المستخرجة باستخدام طريقة العتبة "المتوسط ± N * الانحراف المعياري". تحديدًا، بالنسبة لتشوهات التغيرات الناتجة عن تلطيخ الحديد، تم ضبط N على 1.5 و2 و2.5؛ وبالنسبة لتشوهات التغيرات الطينية، تم ضبط N على 2 و2.5 و3، مما يصنفها إلى ثلاثة مستويات: المستوى 1، والمستوى 2، والمستوى 3. ثم طُبِّق مرشح تمرير منخفض غاوسي 3×3 على تشوهات التغيرات المصنفة للتخلص من التشويش الناتج عن نمط الملح والفلفل. تُظهر الشكل 2 النتائج النهائية لمعلومات تشوهات التغيرات المستخرجة لمنطقة الدراسة.
الشكل 2. نتائج استخراج معلومات التغيير.
تم تقسيم الكوارتز والسيريسيت والكلوريت والإيبيدوت باستخدام عتبة "المتوسط ± N * الانحراف المعياري". بالنسبة لشذوذات التغيرات غير الحديدية، تم ضبط N على 2، وتم تراكب النتائج بعد ترشيحها بواسطة مرشح تمرير منخفض غاوسي 3×3 للحصول على نتيجة استخلاص معلومات التغيرات 1، مما أدى إلى نتيجة استخلاص معلومات التغيرات 2 لمنطقة الدراسة (الشكل 3).
الشكل 3. نتائج استخراج معلومات التغيير في منطقة الدراسة.
رسم الخرائط الطيفية الفائقة
بالإضافة إلى استخدام رسم الخرائط متعددة الأطياف، تستخدم هذه الورقة أيضًا بيانات GF5 لرسم الخرائط فائقة الطيف، مما يؤكد نتائج رسم الخرائط متعددة الأطياف (الشكل 4).
الشكل 4. نتائج رسم الخرائط الطيفية الفائقة
باختصار، استنادًا إلى البيانات المتوفرة والأعمال المنجزة، حصلنا على خريطة معلومات شاملة للتنقيب عن التغيرات باستخدام الاستشعار عن بُعد (الشكل 3) وخريطة نتائج المسح الطيفي الفائق (الشكل 4) لهذه المنطقة. تُظهر النتائج أن المنطقة تتمتع بإمكانات تنقيب كبيرة وظروف هيكلية جيدة للمواد المصدرية وتوجيه الخامات وتكوين خزانات الخامات.