شماره مدرك :
18208
شماره راهنما :
2015 دكتري
پديد آورنده :
يوسفي، مستوره
عنوان :

بررسي ويژگي هاي طيفي و مكاني-بافتي تصاوير فراطيفي و چند طيفي جهت شناسايي آلتراسيون هاي مرتبط با كانسارهاي مس پورفيري

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
اكتشاف
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1401
صفحه شمار :
چهارده، 116ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
مدل آميخته فرآيند ديريكله , خوشه بندي مدل مبنا , زون هاي دگرساني , سنجش از دور , هايپريون , سيستم¬هاي مس پورفيري , SAM , SVM
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/11/17
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي معدن
دانشكده :
مهندسي معدن
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/11/17
كد ايرانداك :
2901827
چكيده فارسي :
معادن در هر كشور جزء مهمترين ثروت¬هاي آن كشور محسوب مي¬شوند. معرفي روش¬هاي نوين و توسعه روش¬هاي كاربردي كه منجر به شناسايي مواد معدني شود، در دهه¬هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. در اين ميان استفاده از فن سنجش از دور در زمينه پردازش تصاوير ماهواره¬اي، جهت تشخيص و تفكيك سنگ¬هاي مستعد مواد معدني، جايگاه ويژه¬اي دارد. هدف اصلي اين تحقيق، پيشنهاد الگوريتمي است كه بتواند داده¬هاي تصاوير ماهواره¬اي برداشت شده از دگرساني¬هاي مس پورفيري را به بهترين شكل به گونه¬اي مدل¬سازي كند كه فرآيند خوشه-بندي اين داده¬ها را با دقت و صحت بالا انجام دهد. در اين مطالعه از داده¬هاي هايپريون كانسار مس پورفيري كوه پنج و داده¬هاي استر انديس مس پورفيري زفره استفاده شده است. دليل اين انتخاب، قرارگيري اين دو محدوده بر روي كمربند ماگمايي اروميه-دختر است كه از نظر كاني¬سازي حائز اهميت است. در اين تحقيق، الگوريتم خوشه‌بندي مدل آميخته فرآيند ديريكله (DPMM) بر مبناي فرآيند شكست چوب (DPSB)، جهت خوشه¬بندي استفاده شده است. با وجود اينكه تمركز اين پژوهش بر روي تصاوير ماهواره¬اي فراطيفي و چند طيفي، جهت خوشه¬بندي كانسارهاي مس پورفيري بوده است، اما جهت بررسي عملكرد اين روش از تصاوير ديگري نيز بهره گرفته شده است. همچنين جهت بررسي كارايي روش، نتايج آن با چند الگوريتم خوشه¬بندي مقايسه شد. الگوريتم DPSB، بر روي تصوير سنتز شده، داده‌هاي اويريس، هايپريون و داده استر مورد آزمايش قرار گرفت. سپس نتايج به دست آمده از DPSB با نتايج حاصل از خوشه‌بندي K-means، خوشه‌بندي مدل آميخته گوسي متناهي (GFMM)، مدل گوسي براي داده¬هاي با ابعاد بالا (GMHD)، خوشه‌بندي CLARA، خوشه‌بندي سلسه¬مراتبي (HC) و خوشه‌بندي طيفي (SC) مقايسه شد. در انتخاب اين روش¬ها جهت مقايسه، دو معيار در نظر گرفته شده است. يكي مشابهت در عملكرد آن¬ها با روش DPSB است كه دو روش مدل مبنا GFMM و GMHD استفاده شد و دوم كارايي روش¬ها در داده¬هاي با ابعاد بالا، مد نظر قرار گرفت. جهت اعتبارسنجي نتايج، سه شاخص، شامل فاصله اطلاعات نرمال شده (NID)، شاخص اطلاعات متقابل نرمال شده (NMI) و شاخص رند تعديل شده (MRI) براي روش پيشنهاد شده در اين رساله مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده بر روي تصاوير هايپريون به ترتيب مقادير 821/0، 1799/. و 2253/. بوده است كه نشان مي¬دهد روش DPSB نتايج بهتري را نسبت به ساير روش¬هاي خوشه¬بندي ارائه داده است. از روش¬هاي مختلف خوشه¬بندي داده¬هاي مورد استفاده در اين مطالعه از نظر عملكرد، روش SC نتايج تقريباً مشابهي با روش DPSB نسبت به ساير روش هاي خوشه بندي دارد. K-means از نظر عملكرد خوشه بندي در رتبه سوم قرار دارد و روش CLARA نسبت به ساير روش¬هاي خوشه بندي ضعيف تر كرده است. پس از پيمايش صحرائي محدوده كوه¬پنج و آناليز نمونه¬هاي برداشت شده از آن مقدار دقت كلي و ضريب كاپا به ترتيب برابر 6/88 درصد و 85/0 به دست آمد كه در مقايسه با ديگر روش¬هاي انطباق بيشتري با واقعيت را نشان مي¬دهد. در ادامه، بر روي تصوير استر مس پورفيري زفره، مناطق دگرساني با روش‌هاي نسبت باندي (BR)، عمق باند نسبي (RBD)، عدم اختلاط طيفي خطي (LSU)، برازش ويژگي¬هاي طيفي (SFF) و پيش¬بيني زيرفضاهاي متعامد (OSP) بارزسازي شدند. از اين فاكتورها به عنوان ورودي روش DP استفاده شد. با خوشه بندي اين فاكتورها گسترش دگرساني¬ها مشخص شد و از آن به عنوان داده آموزشي جهت استفاده در الگوريتم¬هاي طبقه¬بندي استفاده شد. نتايج خوشه بندي DP با توجه به بررسي صحرائي و تجزيه و تحليل آزمايشگاهي واقع بينانه بود. با انجام روش‌هاي SVM و SAM بر روي داده‌هاي ASTER، نواحي شامل تغييرات فيليك، آرژيليك، پروپيليتيك و اكسيد آهن در تصوير ASTER شناسايي شدند. با بررسي ميداني اين مناطق، انطباق خوبي بين نتايج به‌دست‌آمده از روش SVM و مشاهدات صحرائي مشاهده شد. مناطق دگرساني مشابه با نتايج حاصل از SVM در بيشتر نقاط بررسي شده در پيمايش¬هاي صحرائي مشاهده شد. با روش SAM، بيشتر اكسيدهاي آهن و دگرساني هاي پروپيليتي شناسايي شد و در برخي مناطق دگرساني¬هاي مشاهده شده نسبت به روش SVM سازگاري كمتري با مطالعات صحرائي داشت. پيمايش¬هاي صحرائي و مطالعات آزمايشگاهي نشان مي¬دهد، نتايج به دست آمده از تلفيق روش نظارت نشده و روش نظارت شده سبب شناسايي بهتر دگرساني¬ها شده است. در اين مطالعه نتايج روش SVM انطباق بيشتري با پيمايش¬هاي صحرائي و مطالعات آزمايشگاهي نسبت به روش SAM نشان داد. مقدار دقت كلي براي SVM و SAM به ترتيب 4/84 و 2/67 درصد را نشان مي-دهد. ضريب كاپا محاسبه شده براي اين دو روش به ترتيب 74/0 و 52/0 درصد به دست آمد.
چكيده انگليسي :
In this research, the Dirichlet Process Mixture Model (DPMM) clustering algorithm based on the Stick-Breaking process (DPSB) is used for clustering. Although the focus of this research was on hyperspectral and multispectral satellite images for the clustering of porphyry copper deposits, other images were also used to check the performance of this method. Also, to check the effectiveness of the method, its results were compared with several clustering algorithms. The DPSB algorithm was applied on the synthesized image, AVIRIS, Hyperion, and ASTER data. Then the results obtained from DPSB were compared with the results of K-means clustering, finite Gaussian mixed model (GFMM) clustering, Gaussian model for high dimensional data (GMHD), CLARA clustering, hierarchical clustering (HC), and clustering spectra (SC). In choosing these methods, two criteria have been considered. One is the similarity in their performance with the DPSB method, the GFMM and GMHD based models were used, and secondly, the effectiveness of the methods in high-dimensional data was also considered. In order to validate the results, three indices, including the normalized information distance (NID), the normalized mutual information index (NMI) and the modified Rand index (MRI) were examined for the method proposed in this thesis. The results obtained on Hyperion images are are 0.821, 0.1799, and 0.2253, respectively. The DP method shows better results than other clustering methods. Among the various data clustering methods used in this study in terms of performance, the SC method has almost similar results to the DP method compared to other clustering methods. K-means ranks third in terms of clustering performance, and the CLARA method is poor than other clustering methods. After field survey of the Kuh-Panj area and analysis of the samples taken from it, the total accuracy and kappa coefficient were 88.6% and 0.85, respectively, which shows more coincidence with filed data compared to other methods. Fieldwork, petrographic study, XRD analysis and ASD field portable spectroradiometer were verified the presence of alteration minerals and zones in the study area. The fusion of DP clustering map and SAM spectral classification map helped to generate an accurate and updated alteration map for the study area. Next, initially, using ASTER data, different alteration zones of the Zefreh porphyry copper deposit were detected by Band Ratio, Relative Band Depth (RBD), Linear Spectral Unmixing (LSU), Spectral Feature Fitting (SFF), and Orthogonal Subspace Projection (OSP) techniques. These factors were used as input to the DP method. By clustering these, the expansion of alterations was determined and used as training data for use in classification algorithms. The results of DP clustering were consistent with field study and laboratory analysis. By performing the SVM and SAM methods on the ASTER data, areas including phyllic, argillic, propylitic, and iron oxide alterations in the ASTER scene were identified. By field study of these areas, a good agreement was observed between the results obtained from the SVM method and field observations. Alteration regions similar to the SVM results were observed in most of the study areas. By SAM method, most iron oxides and propylitic alterations were detected and in some areas, the observed alterations were less compatible with field studies than SVM method. Field surveys and laboratory studies show that the results obtained from the combination of the unsupervised method and the proposed method have led to better identification of alterations. In this study, the results of the SVM method showed more adaptation to field surveys and laboratory studies than the SAM method. The overall accuracy values for SVM and SAM are 84.4% and 67.2%, respectively. The kappa coefficient calculated for these two methods was 0.74 and 0.52%, respectively.
استاد راهنما :
نادر فتحيان پور
استاد مشاور :
نادر فتحيان پور
استاد داور :
نادر فتحيان پور , رضا جعفري , بيسواجت پارادهان , امين بيرانوندپور
لينک به اين مدرک :

بازگشت