[发明专利]基于ASTER卫星数据的斑岩铜典型蚀变带矿物信息提取方法

权利要求书

1.一种基于ASTER卫星数据的斑岩铜典型蚀变带矿物信息提取方法，即泥化-似千枚岩化蚀变带矿物组合信息提取方法，其特征在于它包含以下步骤：

第一步：ASTER数据的读入；

第二步：数据质量分析与控制；

第三步：数据预处理；

第四步：构建4波段(B1，B4，B6，B7)主成分分析模型，获取特征向量矩阵；

第五步：特征向量分析，确定蚀变矿物信息所在主分量；

第六步：统计出蚀变矿物信息所在主分量象元灰度值的平均值和标准离差(σ)；

第七步：根据第六步的统计结果，确定阈值，提取蚀变矿物组合信息。

2.根据权利要求1所述的基于ASTER卫星数据的斑岩铜矿典型蚀变带矿物信息提取方法，其特征在于：步骤四中所述的构建4波段(B1，B4，B6，B7)主成分分析模型，获取特征向量矩阵，具体流程是：

(1)计算每一波段的均值、方差

①各波段的均值为：

第一主成分波段(B1)均值：

其中，n为第一波段影像的行列号，n²即为影像所包含的元素总数；表示所有元素的总和；第二主成分波段(B4)均值第三主成分波段(B6)均值第四主成分波段(B7)均值依次类推；

②按照样本方差计算公式：

σi2=1n2-1Σj=1n2(xj-x‾i)2,i=1,2,3,4]]>

计算各波段的方差值，其中n为该波段影像的行列号，n²即为影像所包含的元素总数；由此得到4个波段分别对应的方差值：σ₁²、σ₂²、σ₃²、σ₄²；

(2)计算协方差矩阵：

首先，逐一计算协方差矩阵的元素，随机试验的自协方差函数为：

C(i,j)=E{(xi(k,l)-x‾i)(xj(k,l)-x‾j)}]]>

其中x_i(k，l)为像素点(k，l)在i波段的值，为i波段的平均值，x_j(k，l)为像素点(k，l)在j波段的值，为j波段的平均值；上述公式也可以表示为：

C(i,j)=142-1Σk=1nΣl=1n(xi(k,l)-x‾i)(xj(k,l)-x‾j)]]>

由此可以求出4个波段对应的协方差值，分别是对应第一主成分波段B1的C(1，1)，C(1，2)，C(1，3)，C(1，4)；对应第二主成分波段B4的C(2，1)，C(2，2)，C(2，3)，C(2，4)；对应第三主成分波段B6的C(3，1)，C(3，2)，C(3，3)，C(3，4)；对应第四主成分波段B7的C(4，1)，C(4，2)，C(4，3)，C(4，4)；从而得到协方差矩阵为：

C=C(1,1),C(1,2),C(1,3),C(1,4)C(2,1),C(2,2),C(2,3),C(2,4)C(3,1),C(3,2),C(3,3),C(3,4)C(4,1),C(4,2),C(4,3),C(4,4);]]>

(3)计算协方差矩阵C的特征值与特征向量

协方差矩阵C的特征方程是|λE-C|＝0，它的根就是C的全部特征根，对每个特征值λ₀，其次方程组(λ₀E-C)x＝0的每一个非零解都是C的对应于λ₀的特征向量；求出C的特征值为λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，要求λ₁＞λ₂＞λ₃＞λ₄；相应的特征向量为μ₁，μ₂，μ₃，μ₄；

(4)计算图像的主分量

用相应的特征向量作为行，就得到变换矩阵A，根据主成分变换的数学原理，A是X空间的协方差矩阵C的转置矩阵(T)，即

A＝C^T

用该矩阵对每个像素进行变换，可求得图像的主分量，变换后，用4维向量表示像素的第一个元素组成了原图像的第一主分量，第二个元素组成了原图像的第二主分量，同样，第三、四个元素组成了原图像的第三、四主分量，即得到4个主成分分量PC1，PC2，PC3，PC4。