بخشی از مقاله
چکیده :
منطقه حسن کوه در برگه 1:100000 فرمهین در استان مرکزی واقع شده است. این منطقه بخشی از پهنه ایران مرکزی در کمربند متالوژنیک ارومیه-دختر می باشد که در این کمربند پتانسیل های بسیار خوب فلزی وجود دارد. برای معرفی نواحی امیدبخش فلزی در این منطقه به شناسایی آلتراسیون ها و گسل های محدوده مورد مطالعه با استفاده از پردازش تصویر ماهواره ای ASTER و DEM منطقه پرداخته شد. برای نیل به این هدف پس از پیش پردازش تصویر، روش های ترکیب رنگی کاذب، روش کروستا، روش SAM و روش MF استفاده شده و آلتراسیون های آرژیلیک، فیلیک، پروپیلیتیک و اکسیدآهن شناسایی شدند.
همچنین گسل ها و خطواره های محدوده مورد مطالعه نیز با روش Shaded relief بر روی DEM استخراج شدند. پس از تلفیق لایه های حاصل شده از گسل ها و آلتراسیون ها در نرم افزار Arc GIS ، محدوده ها مشخص و نتایج بدست آمده توس انجام عملیات صحرایی کنترل و صحت نتایج تایید گردید. در این مطالعه مشاهده شد که وجود سیستم پورفیری باعث ایجاد آلتراسیون های حلقوی شکل در منطقه شده است. لازم بذکر است مقداری از این آلتراسیون ها بر اثر فرسایش از بین رفته اند، ولی با این وجود، ساختار یک سیستم پورفیری بر روی تصاویر ماهواره ای شاخص می باشد. این سیستم باعث ایجاد کانه زایی مس به صورت پراکنده شده است.
مقدمه :
محدوده مورد مطالعه در برگه زمین شناسی1:100000 فرمهین در استان مرکزی قرار دارد. این منطقه در بخشی از پهنه ایران مرکزی در کمربند متالوژنیک ارومیه-دختر واقع شده است. در این کمربند پتانسیلهای بسیار خوب طلا، مس و دیگر فلزات وجود دارد که این مسئله به اهمیت موقعیت محدوده مورد مطالعه میافزاید. پردازش تصاویر ماهواره ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - ابزار مهمی در شناسایی پتانسیل ها و دخایر معدنی می باشند، از این رو در این مقاله سعی شده است که از این ابزارها جهت شناسایی نقاط پتانسیل دار معدنی استفاده شود.
زمین شناسی منطقه مورد مطالعه :
محدوده مورد مطالعه بین طول جغرافیایی 43 و 49 تا 54 و 49 و عرض جغرافیایی 38 و 34 تا 50 و 34، در برگه 1:100000 فرمهین در استان مرکزی واقع شده است. راه های دسترسی به منطقه شامل جادههای آسفالته سلفچگان-تفرش، تفرش-آشتیان- فرمهین، اراک-تفرش، تفرش-روستای فرک و جاده در حال احداث تفرش-نوبران میباشد.
بر مبنای نقشه 1:100000 فرمهین، واحدهای سنگی محدوده مورد مطالعه سنگ های ولکانیمی از جمله آندزیت، آندزیت-بازالت، اینگنمبریت، میکرومونزودیوریت، گدازه های آندزی-پورفیری، داسیت-پورفیری، دایک های دیابازی و آندزی بازالتی می باشند. در شمال شرقی محدوده، ماسه سنگ، کنگلومرا،مارن، میکرومونزودیوریت، آبرفت و سنگ آهک وجود دارد. در بخش جنوب غربی محدوده نیز واحدهای آبرفتی و کنگلومرا مشاهده می شود - شکل . - 1
پیش پردازش داده ها :
به منظور دریافت اطلاعات از تصاویر ماهواره ای لازم است پیش از استفاده از آن ها پیش پردازش های رادیومتری و هندسی بر روی تصاویر خام صورت گیرد. برای تصحیح رادیومتری تصاویر در این مطالعه از روش Log Residuals استفاده شد که این روش برای حذف تابندگی خورشید، پراکنش اتمسفری، اثرات توپوگرافی و اثرات آلبدو از میزان انعکاس تصاویر ماهواره ای طراحی شده است. این انتقال، تصویر انعکاس کاذبی تولید می کند که برای تجزیه و تحلیل عوارض معدنی و کاربردهای زمین شناسی مفید می باشد. تصاویر مورد استفاده در این مطالعه نیازی به تصحیح هندسی نداشتند.
پردازش تصویر ماهواره ای به منظور شناسایی آلتراسیون ها : روش ترکیب رنگی کاذب : - FCC -
نمایش داده های تصویری بصورت رنگی در شناخت پدیده های مختلف به طور بصری دارای کارایی زیاد است. از تلفیق سه باند تصویر با فیلترهای رنگی قرمز، سبز و آبی - رنگهای اصلی - می توان یک تصویر رنگی بدست آورد. با تغییر کانال های تصویر می توان تصاویر رنگی مختلف ایجاد کرد که هر کدام پدیده ویژه ای را با مشخصه بهتر و با رنگ واضح تر نمایش دهد.
با توجه به منحنی های USGS نمونه گیری مجدد شده - Resampling - با باندهای سنجنده ASTER - شکل - 2، مشاهده می شود که، کانیهای دارای پیوند AL-OH مانند کائولینیت، موسکویت، مونتموریونیت و ایلیت - کانیهای شاخص زونهای آلتراسیون فیلیک و آرژیلیک - دارای حداکثر انعکاس در باند 4 ناحیه SWIR سنجنده ASTER و کانیهای دارای پیوند Mg-OH مانند کلریت و اپیدوت - شاخص زون آلتراسیون پروپیلیتیک - در باند 8 محدوده طیفی SWIR سنجنده ASTER دارای جذب بالا می باشند. لذا در ترکیب رنگی کاذب - RGB - 4,6,8 ناحیه SWIR زون های آلتراسیون فیلیک و آرژیلیک به رنگ قرمزتا صورتی و زون آلتراسیون پروپلیتیک به رنگ سبز نمایان خواهد شد - - Feizi,Mansouri, 2013 - شکل . - 3
روش تحلیل مؤلفه اصلی انتخابی - روش کروستا - :
تحلیل مؤلفه های اصلی تبدیلی در فضای برداری است که غالبا برای کاهش حجم داده ها، کاهش اطلاعات تکراری و یا پدیده های مزاحم مانندسایه، اثرات توپوگرافی و زاویه تابش خورشید بکار برده می شود. این تحلیل شامل تجزیه مقدارهای ویژه ماتریس کوواریانس و یا ماتریس ضرایب همبستگی است. تحلیل مؤلفه های اصلی در تعریف ریاضی یک تبدیل خطی متعامد است که داده ها را به دستگاه مختصات جدید می برد، به طوری که بزرگترین واریانس داده ها بر روی اولین محور مختصات، دومین واریانس به روی دو.مین محور مختصات قرار می گیرد و به همین ترتیب بقیه واریانس ها به ترتیب حول محورهایی با مقادیر ویژه کمتر قرار می گیرند. تحلیل مؤلفه های اصلی می تواند برای کاهش ابعاد داده به کار گرفته شود.
به این ترتیب مؤلفه هایی از مجموعه داده که بیشترین تاثیر را در واریانس دارند، حفظ می شوند. روش آنالیز مؤلفه های اصلی انتخابی - روش کروستا - حالت خاصی از آنالیز مؤلفه های اصلی می باشد که در آن به جای همه باندها تنها از باندهایی استفاده می شود که اطلاعات خاصی را به ما می دهد و از بقیه باندها برای جلوگیری از اشتباه صرفه نظر می شود.
در این مطالعه با توجه به ویژگی های کانی های شاخص دگرسانی های مورد نظر از PC - 1,2,3,4 - جهت بارزسازی اکسیدآهن، PC - 1,6,7,9 - جهت بارزسازی آلتراسیون آرژیلیک، PC - 1,4,6,7 - جهت بارزسازی آلتراسیون فیلیک و از PC - 2,5,8,9 - جهت بارزسازی آلتراسیون پروپیلیتیک استفاده شد و مقادیر ویژه آن ها در جداول 1تا 4 آورده شد.
با توجه به جداول مقادیر ویژه و رفتار طیفی باندهای کانی های شاخص هر کدام از آلتراسیون های مورد مطالعه، مقدار منفی مؤلفه چهارم جدول 1 جهت بارزسازی اکسیدآهن، مقدار مؤلفه چهارم جدول 2 جهت بارزسازی آلتراسیون آرژیلیک، مقدار مؤلفه سوم جدول 3 جهت بارزسازی آلتراسیون فیلیک و مؤلفه چهارم جدول 4 جهت بارزسازی آلتراسیون پروپیلیتیک استفاده می شود - شکل . - 4
روش فیلترگذاری انطباقی : Matched Filtering - MF -
در روش فیلترگذاری انطباقی پس از اعمال تصحیحات اتمسفری بر روی داده های خام هر یک از فریم ها و Resample نمودن منحنی طیفی هر یک از کانی های شاخص با اعمال الگوریتم موجود تصویری به وجود می آید که در آن مکان های هدف به رنگ روشن نمایان می شوند. هیستوگرام تصویر حاصل معیاری برای تعیین میزان آستانه جهت مشخص نمودن اهداف ها مورد نظر می باشند. برای افزایش دقت در مشخص کردن مناطق حاوی کانی های مورد نظر حد آستانه را افزایش داده تا پیکسل هایی که بیشترین احتمال را دارند نمایش داده شود.
در این مطالعه با توجه به کانی های شاخص هر کدام از دگرسانی ها، از رفتار طیفی کانی های کائولینیت، دیکیت، مونتموریلونیت و هالویسیت برای بارزسازی دگرسانی آرژیلیک، از رفتار طیفی کانی های موسکوویت، ایلیت و پیریت برای بارزسازی دگرسانی فیلیک، از رفتار طیفی کانی های کلریت و اپیدوت برای بارزسازی دگرسانی پروپیلیتیک و از رفتار طیفی کانی های ژاروسیت، هماتیت و گوتیت برای بارزسازی دگرسانی اکسیدآهن استفاده شد. رفتار طیفی تمامی این کانی ها با کتابخانه طیفی USGS بررسی شدند و مشاهده شد که تمامی کانی های شاخص هر کدام از دگرسانی های مورد نظر با هم همپوشانی داشتند - شکل . - 5
نقشه برداری زاویه طیفی : Spectral Angel Mapper - SAM -
نقشه برداری زاویه طیفی یک روش طبقه بندی است این روش از شباهت طیفی بین طیف بازتابندگی هر پیکسل با طیف بازتابندگی مرجع برای طبقه بندی استفاده می کند. شباهت بین طیف مرجع و طیف پیکسل، به وسیله محاسبه زاویه بین طیف ها ارزیابی می شود. طیف ها به شکل بردارهایی در یک فضای چند بعدی - که ابعاد فضا بستگی به تعداد باندها دارد - در نظر گرفته می شوند.
زاویه بین طیف بازتابی مرجع و طیف بازتابنده از سطح پیکسل ها به عنوان معیار مشابهت ارائه می شود. این تکنیک نسبت به اثرات سپیدایی و روشنایی متفاوت خواهد بوده و تحت تاثیر فاکتورهای روشنایی خورشید نیست زیرا زاویه بین دو بردار مستقل از طول آن هاست. در تصویر از روش نقشه برداری زاویه طیفی، هر پیکسل نمایش دهنده میزان اختلاف بازتاب در طیف های تفکیکی الگوی طیفی بازتابیده از سطحش با الگوی طیفی مرجع می باشد. خروجی روش نقشه برداری زاویه طیفی تخمینی کیفی از مشابهت طیف مورد نظر با هر طیف مرجع ارائه می دهد.
در خروجی حاصل از روش نقشه بردار زاویه طیفی، پیکسل روشن تر معادل زاویه بزرگتر و نشان از اختلاف بیشتر طیف مورد مطالعه با طیف مرجع و پیکسل تاریکتر معادل زاویه کوچکتر نماد مشابهت بیشتر طیف ها می باشد. در روش نمایشگر زاویه طیفی پس از اعمال تصحیحات اتمسفری بر تصویر خام هریک از فریم ها و Resample نمودن منحنی طیفی هر یک از کانی های شاخص با اعمال الگوریتم موجود تصویری حاصل میگردد.
