بخشی از مقاله
چکیده
شناسایی و اکتشاف کانیهای یک منطقه به روش سنتی، از طریق عملیات زمینی و کارهای میدانی انجام می شود که این کار زمان، هزینه و نیروی انسانی زیادی را میطلبد. اما امروزه، علم سنجش از دور با بهره گیری از رفتارهای طیفی منحصر به فرد کانی ها، به عنوان یک روش نوین در اکتشاف معدن و زمین شناسی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، سعی شده است با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای سنجنده ی لندست و به کارگیری روش هایی چون نسبت باندی1، ترکیب رنگی کاذب2 و تجزیه ی مؤلفه ی اصلی - 3 - PCA به شناسایی مناطق حاوی مواد معدنی آهن بپردازیم. پس از اعمال روش های فوق و پس از مقایسه ی نتایج بدست آمده مشاهده شد که روش تجزیه ی مؤلفه های اصلی به خوبی قادر به شناسایی نواحی دگرسان شده در محدوده ی مورد مطالعه می باشد و دقت و کارایی این روش به نحو چشمگیری بهتر از روش نسبت باندی است.
-1 مقدمه
یکی از نکات مهمی که باعث بکارگیری تکنیکهای سنجش از دور در اکتشاف مواد معدنی شده است، این است که با این علم می توان کانیها و عناصر خاصی که با مواد معدنی ویژه ای همراه هستند- نه خود ماده ی معدنی- را شناسایی کرد، که این کار کمک بزرگی به اکتشاف کانیها می کند. با توجه به اینکه کشور ایران غنی از کانی های مختلف و معادن آنهاست که بسیاری از آنها هنوز کشف نشده اند اهمیت این موضوع چند برابر می شود. در این مقاله، سعی شده است از سنجش از دور به عنوان یک ابزار، که با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر، برای تشخیص رسوبات آهن، بر اساس تفاوت انعکاس طیفی مواد استفاده شود.
امروزه، سنجش از دور به یک ابزار خوب در اکتشاف معادن مختلف تبدیل شده است. صخره ها، مجموعه هایی از مواد معدنی هستند که قابلیت انعکاس طیفی آنها، مرکب شده از طیفهای منحصر بفرد اجزاء تشکیل دهنده ی مواد معدنی است. طیفهای مواد معدنی، ویژگی های شناسایی را در طول موج های مختلف ارائه می دهند که این موضوع باعث می شود که از طریق سنجش از دور بتوان این مواد را شناسایی کرد. به همین دلیل داده های سنجش از دور، از توان زیادی برای شناخت نواحی دگرسان شده ی مربوط به توده های کانسار و در نتیجه اکتشاف ذخایر معدنی بویژه در نواحی خشک برخوردار است.
فلزهایی مانند آهن، اغلب بطور نامنظم در سطح زمین ظاهر می شوند. که شایع ترین نشانه ی وجود کانی آهن"gossan "نامیده می شود. که در حقیقت ترکیبی از چندین نوع اکسیدهای آهن آبدار است که زمانی که مواد معدنی آهن با آب و دیگر مواد شیمیایی، در طول هوازدگی طبیعی یا فرآیندهای دگرگونی واکنش می دهد، به طور شایع گسترش می یابد.[9] لذا از تصاویر ماهواره ای به خاطر پوشش منطقه ای وسیع، چند طیفی و چند زمانی می توان در شناسایی مکان های کانی زایی مثل معادن آهن استفاده کرد.
-2 منطقه ی مورد مطالعه
معدن چغارت در 12 کیلومتری شمال شرقی شهر بافق و در 125 کیلومتری جنوب شرقی شهر یزد و 75 کیلومتری جنوب غربی شهر بهاباد و در حاشیه کویر ایران واقع شده و دارای مختصات جغرافیایی 31 درجه و 41 دقیقه و55 ثانیه ی شمالی و 55 درجه و 27 دقیقه و 9 ثانیه ی شرقی و نیز آب و هوای بسیار گرم و رطوبت خیلی کم میباشد. که در شکل 1 موقعیت آن و همچنین نمایی از این منطقه را مشاهده می کنید. ارتفاع اولیه توده چغارت 1286 متر از سطح دریا و حدود 150 متر از سطح منطقه اطراف بوده است این معدن از طریق راه آهن سراسری به طول 1000 کیلومتر با تهران، 470 کیلومتر با ذوب آهن اصفهان و 610 کیلومتر از طریق سیرجان به بندرعباس ارتباط دارد.
معدن چغارت بعنوان بهترین معدن از نظر کمیت و کیفیت سنگ آهن تشخیص داده شده است. کانسار چغارت در سازندهای پره کامبرین ایران مرکزی قرار دارد. سنگهای در بر گیرنده کانسار مجموعه ای از سنگهای رسوبی، آتشفشانی، فیلیت، شیستهای متبلور، مرمر و گنیس می باشد که در فرهنگ چینه شناسی ایران بعنوان سری مراد شناخته شده اند. این مجموعه تحت تاثیر دگرگونی مجاورتی، ناحیه ای و متاسوماتیسم قرار گرفته و باعث گردیده تنوع عظیمی از سنگها و کانیها در اطراف چغارت بوجود بیاید.
کانسار آهن چغارت از نوع ماگنتیت - هماتیت می باشد که بصورت توده ای تبر مانند با روند شمال غرب، جنوب شرق تشکیل گردیده است و تعداد زیادی دایک کانسار و سازندهای اطراف را قطع نموده است. ذخیره زمین شناسی کانسار بر اساس گزارشات اکتشاف تکمیلی دفتر طراحی معدن - 1374 - معادل 207 میلیون تن بر آورد شده است. طبق آخرین طرح نهایی استخراجی، ذخیره قابل استخراج معادل 177 میلیون تن 107 - میلیون تن BF و 70 میلیون تن سنگ آهن پر فسفر و کم عیار - می باشد.[11] در این تحقیق از داده های سنجنده ی TM ماهواره ی لندست 4 به شماره گذر 161 و ردیف 38، اخذ شده در تاریخ 10 ژولای 2001 استفاده گردید. که دارای 7 باند طیفی می باشد. باند های 1 تا 5 و باند 7 دارای قدرت تفکیک 30 متر و باند 6 دارای قدرت تفکیک 120 متر می باشد.
-4 روش های پردازش تصویر
پردازش تصاویر ماهواره ای با روش های مختلفی صورت می گیرد. روش هایی چون نسبت باندی، ترکیب رنگی کاذب، تجزیه ی مؤلفه ی اصلی و تجزیه ی مؤلفه ی اصلی انتخابی - کروستا - ، از جمله روش هایی هستند که در پردازش تصاویر ماهواره ای به کار می روند. لازم به ذکر است که پیش از به کار گیری هر یک از روش های نامبرده شده بر روی داده های ماهواره ای، باید یک سری تصحیحات هندسی و رادیومتری بر روی آنها انجام گیرد که در این مطالعه، پردازش ها، به کمک نرم افزار صورت گرفته است.
1-4 روش نسبت باندی
یکی از روش های رایج در پردازش تصویر، روش نسبت باندی می باشد. این روش، شامل تقسیم کردن دو باند بر همدیگر است، باندی که میزان بازتابش از هدف مورد بررسی در آن بیشتر است، در صورت و باند دیگر که پدیده ی جذب برای همان هدف در آن بالاتر است در مخرج قرار میگیرد. توجه شود که ویژگیهای بازتابی پدیده های مختلف، از روی نمودار طیفی آنها در کتاب های مرجع، موجود و قابل بررسی می باشد و ما با توجه به ویژگی های طیفی پدیده های مورد نظر، می توانیم تصمیم به استفاده یا عدم استفاده از این روش را بگیریم.
