پردازش تصویر و مقایسه نتایج

دانلود پایان نامه

5-1-نتایج حاصل از مطالعات طیف‌سنجی و مقاطع میکروسکوپی نمونه سنگ‌های گنبد سیاه‌تاق
با بررسی منحنی‌های طیفی 37 نمونه از سنگ‌های گنبد و با توجه به مطالعه مقاطع میکروسکوپی، 5 نوع گروه سنگی شناسایی شد. این گروهها عبارتند از: تبخیری نوع انیدریت-هالیت، تبخیری نوع کربناتی (آهک، دولومیت، آهک لامینه‌ای دولومیتی)، آواری (انواع ماسه‌سنگ وسیلت‌سنگ توفزاد)، آذرین بیرونی (آندزیت و بازالت) و آذرآورای (انواع توف و برش آتشفشانی).
در مطالعه طیف‌سنجی نمونه‌های صحرائی مشخص شد که منحنی‌های طیفی حاصل از سطح تازه و هوازده در اکثر نمونه‌ها مشابه بوده و باندهای جذبی و بازتابی اصلی مشترک دارند و تنها در مواردی نسبت به هم اندکی جابجایی نشان می‌دهند؛ اما تفاوتهای عمیق میان منحنی سطح تازه و هوازده در برخی از نمونه‌ها بخصوص در محدوده VNIR (برای مثال نمونه‌های S12 و S37) ناشی از پوشیده شدن سطح خارجی نمونه توسط ترکیبات اکسیدآهن سه ظرفیتی (لیمونیت، گوتیت و …) و منگنز و همچنین آثار هوازدگی و فرسایشی و یا حتی خطای ایجاد شده به هنگام طیف‌سنجی نمونه (برای مثال لرزش دست و یا نبود شرایط یکسان از نظر زاویه تابش نور خورشید و فاصله حسگر تا نمونه) است. در هر صورت منحنی نمونه‌های تیپیک گنبد با منحنی نمونه‌های کتابخانه طیفی شباهت دارد.
5-2-نتایج حاصل از پردازش تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA)
با اجرای الگوریتم تصویر پایه تحلیل مولفه‌های اصلی به روی داده‌های بازتابی منطقه، گنبدنمکی سیاه‌تاق به 5 واحد مجزا تفکیک شد. بررسی‌ها نشان داد که ترکیب رنگی به صورت RGB از PC1، PC2 و PC3 نسبت به سایر مولفه‌ها، رخنمون‌های گنبد (اعم از انیدریت، هالیت، ماسه‌سنگ و سیلت‌سنگ با سیمان کربناتی، آهک و گلسنگ کربناتی) را بهتر بارز و تفکیک می‌کند. در تصویر این خروجی پراکندگی و وسعت واحدهای انیدریت و تا حدی گلسنگ‌های آهکی با واقعیت میدانی سازگاری دارد اما رخنمون‌های سنگ نمک، آهک و ماسه‌سنگ‌ها با اغراق نشان داده شده‌است.
5-3-نتایج حاصل از پردازش انطباق سیمای طیفی (SFF)
با مقیاسه تصاویر خروجی الگوریتم SFF که با استفاده از طیف‌های حاصل از PPI، Z-Profile و طیف‌های ASD نمونه‌های صحرائی بدست آمد، مشخص شد که خروجی این الگوریتم با استفاده از طیف تصویر، نسبت به سایر طیف‌ها، نتایج بهتری بدست می‌دهد. همچنین با مقایسه تصویر حاصل از طیف‌های PPI با مشاهدات میدانی، معلوم شد که رخنمون‌های بارز شده در این خروجی، از نظر وسعت و موقعیت مکانی سازگاری و انطباق بیشتری با واقعیت میدانی دارند. در نهایت فیلتر میانگین 5×5 به روی تصویر خروجی حاصل از طیف‌های PPI اجرا شد تا پیکسل‌های تکی و دور افتاده حذف شوند. بنابراین از این خروجی می‌توان به عنوان یک نقشه زمین‌شناسی شماتیک استفاده کرد و حتی در شناسایی واحدهای دور از دسترس و صعبالعبور از نظر سنگ‌شناسی و یا پیجوییهای اقتصادی به آن استناد نمود.
5-4-ارزیابی کیفیت و صحت نتایج
به منظور ارزیابی میزان درستی نتایج حاصل از خروجی الگوریتم SFF، یک بازدید میدانی از گنبد صورت گرفت که در آن واحدهای بارز شده در تصویر شناسایی و کنترل شدند. در این مرحله، از هر واحد چندین نقطه و در مجموع 70 نقطه مشخص و با مشاهدات میدانی کنترل شد. مختصات جغرافیایی و نوع ردهبندی میدانی آنها در پیوست 2 آمده است. علاوه بر کنترل میدانی رخنمون‌های بارز شده در تصویر خروجی SFF، از دیگر عواملی که صحت کار را تایید می‌کند اینست که رفتارهای طیفی این رخنمون‌ها در بخشهای مختلف تصویر گنبد با لیتولوژیهای مشاهده شده سازگاری و مطابقت دارد، به این معنی که منحنی طیفی واحدهای سبزرنگ که به عنوان انیدریت بارز شده‌اند، جذب باند 6 را در همه جای تصویر به خوبی نشان می‌دهند که با جذب شاخص انیدریت کاملا همخوانی دارد؛ همچنین در جاهایی علاوه بر جذب باند 6 در باند 3 نیز دارای جذب هستند که ناشی از آلودگی‌های اکسیدآهن است. واحدهای زردرنگ که نماینده سنگ نمک هستند و در همه جا همراه با رخنمون‌های انیدریتی و در مساحت اندک بارز شدهاند نیز جذب باند 6 را نشان می‌دهند. پهنههایی که به رنگ قرمز و به عنوان گلسنگ کربناتی بارز شدهاند در اکثر مناطق در باند 2، 4، 6، 7 و 8 جذب نشان می‌دهند؛ این سیماهای جذبی به ترتیب با اکسیدآهن دو ظرفیتی ( علت جذب در باند 2 و 4)، عامل Al-OH حاصل از دگرسانی (علت جذب در باند 6) و کربناتها و بنیان های Mg-OH و Fe-OH (علت جذب در باند 7 و 8) موجود در این گلسنگ‌ها مطابقت دارد. همانطور که قبلا گفته شد، پهنههای آبی رنگ نماینده رخنمون‌های آهکی و ماسه و سیلت‌سنگ با سیمان کربناتی است که سطح آنها در مواردی سبزرنگ (به دلیل آهن دو ظرفیتی) و در مواردی قهوهای رنگ (به دلیل آهن سه ظرفیتی) است که بر روی واحدهای انیدریتی قرار دارند. در این جور مواقع این رخنمون‌ها صرف نظر از نوع سنگ‌شناسی (آهک یا ماسه‌سنگ) به دلیل جلای بیابانی یکسان، رفتارهای طیفی مشابهی نشان می‌دهند، لذا نرمافزار قادر به تفکیک آنها نخواهد بود. به همین دلیل است که پیکسل‌های آبی در بعضی نقاط باندهای جذبی 2، 4، 6 نشان می‌دهند که مربوط به ماسه‌سنگ‌های سبز است و در نقاط دیگر دارای باندهای جذبی 2، 3، 4، 6 و 8 است که مربوط به ماسه کربناتی و آهک‌های قهوهای می‌باشد؛ بدین صورت که اکسیدآهن دو ظرفیتی باعث جذب در باند 2 و 4 و آهن سه ظرفیتی موجب جذب در باند 3 می شود و بنیان Al-OH و انیدریت موجود در زیر سایر رخنمون‌ها جذب باند 6 و کلسیت هم جذب در باند 8 را بوجود میآورند. پهنههای با رنگ فیروزهای جذب اصلی را در باند 5 نشان می‌دهند و در بعضی مناطق علاوه بر باند 5، در باند 6 و 7 نیز دارای جذب هستند. این پیکسل‌ها بیشتر در بخشهای میانی گنبد که دسترسی به آنها مشکل است، بارز شدهاند و تنها جایی که امکان نمونه برداری از آن وجود داشت، رخنمونی واقع در جنوب شرقی گنبد بود. با توجه به مشاهدات میدانی و با مطالعه مقطع میکروسکوپی نمونه این رخنمون، مشخص شد که واحدهای فیروزهای (سبزآبی) در واقع مخلوط انیدریت و سنگ نمک حاوی خرده سنگ‌هایی از جنس آهک و ماسه هستند که در گنبد به دلیل آهن فریک فراوان با رنگ قرمز ظاهر شدهاند. با توجه به اینکه منحنی طیفی یکی از نمونه‌های انیدریتی (S23) که با دستگاه ASD طیف‌سنجی شد و با توجه به آنالیز XRD مشخص شد که انیدریت خالص است، جذب قوی در باند 5 نشان می‌دهد و همچنین برخی از نمونه‌های کربناتی (مانند S28، S42 و S60) علاوه بر باند 8 در باند 5 نیز دارای جذب عمیق هستند، بنابراین ترکیب این رخنمون که در تصویر SFF با رنگ فیروزهای بارز شده، رفتارهای جذبی در باندهای 5، 6 و 7 را توجیه می‌کند.
5-5-بررسی پتانسیلهای اقتصادی گنبد
پس از بازدیدها و بررسی‌های میدانی از گنبد سیاه‌تاق، می‌توان رخدادهای زیر را به عنوان پتانسیلهای احتمالی اقتصادی در نظر گرفت که در عین حال جستجو و بررسی‌های بیشتری را نیز می طلبد.
اولین مورد وجود آبراهه‌های نمکی فصلی است که میشود از آن برای استحصال نمک استفاده کرد. آب باران در فصول بارندگی نمک را از میان واحدهای تبخیری شسته و در آبراهه‌ها برجای می گذارد. اما رخنمون‌های سنگ نمک بیرونزدگی کمی داشته و در اکثر مناطق گنبد توسط انیدریت پوشیده شده‌اند.
واحدهای انیدریتی در بخشهای حاشیه گنبد از گستردگی خوبی برخوردارند و قابل دسترس می‌باشند، بنابراین برای تولید سنگ گچ و سایر مواد ساختمانی پتانسیل اقتصادی خوبی محسوب می‌شوند.
رخدادهای ضعیفی از مس (مالاکیت)، آهن (اسپکیولاریت و ژاسپیلیت) و گوگرد نیز مشاهده شده که می‌توان از آنها به عنوان اندیسهایی جهت مطالعات اکتشافی بیشتر نام برد.
5-6-نتیجهگیری
این تحقیق با هدف شناسایی نوع کانی‌ها و سنگ‌های گنبدنمکی سیاه‌تاق و رفتارهای طیفی آنها در محدوده بازتابی طیف الکترومغناطیس و در نهایت تفکیک واحدهای سنگی صورت گرفت. طی 3 مرحله بازدید صحرائی تعداد 82 نمونه از انواع رخنمون‌های موجود گردآوری شد. منحنی‌های طیفی برخی از این نمونه‌ها در مقیاس توان تفکیک بالا و بازنویسی به 9 باند استر بررسی و علت رفتارهای جذب و بازتاب در آنها مشخص شد. با مطالعه مقاطع میکروسکوپی و منحنی‌های طیفی، نمونه‌ها به 5 گروه کلی تقسیمبندی شدند که شامل تبخیری (هالیت و انیدریت)، کربناتی (انواع آهک و دولومیت)، آواری (انواع ماسه و سیلت‌سنگ)، آذرآواری (انواع توف، برش و آگلومرا) و آذرین بیرونی (آندزیت و دیاباز) می‌باشند. با مشاهدات میدانی مشخص شد که رخنمون‌های انیدریت، آهک و ماسه‌سنگ از گستردگی خوبی برخوردار بوده، بطوریکه در پردازش‌های تصویر ماهواره‌ای منطقه بارز شده و قابل نقشه‌برداری می‌باشند. اما رخنمون آذرآواری مشاهده نشد و تنها نمونه‌های متعددی از این نوع سنگ‌ها بصورت پراکنده در آبراهه‌ها و حواشی گنبد وجود داشت. رخنمون‌های آندزیت و دیاباز نیز تنها در بخش جنوب غربی گنبد بیرونزدگی دارند. به منظور بارزسازی واحدهای سنگی دو نوع پردازش تصویرپایه تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) و طیف پایه انطباق سیمای طیفی (SFF) بر روی داده‌های بازتابی منطقه انجام شد. نتایج PCA نشان داد که ترکیب رنگی مولفه‌های 1، 2 و 3 به صورت RGB بهترین بارزسازی واحدهای گنبد را ارائه می‌دهد. با بررسی خروجیهای SFF مشخص شد که اجرای این الگوریتم با استفاده از طیف‌های تصویر استخراج شده به روش PPI بهتر از طیف‌های Z-Profile و ASD نمونه‌های صحرائی، واحدهای سنگی گنبد را بارز و تفکیک می‌کند و انطباق بیشتری نیز با واقعیت میدانی دارد. به منظور ارزیابی صحت این نتیجه، یک بازدید نهایی از گنبد با هدف شناسایی و کنترل واحدها به عمل آمد. در نهایت با اجرای فیلتر میانگین به روی تصویر خروجی SFF به منظور حذف پیکسل‌های تک و دور افتاده و یکپارچهسازی واحدهای بارز شده، یک نقشه زمین‌شناسی شماتیک از گنبد تهیه گردید (شکل 5-1). با توجه به مشاهدات میدانی، رخنمون‌های انیدریتی و سنگ نمک به عنوان پتانسیلهای احتمالی اقتصادی معرفی شده و رخدادهای ضعیف آهن، گوگرد و مس هم به مطالعه و بررسی‌های بیشتر نیاز دارند.
شکل 5-1- نقشه زمین‌شناسی شماتیک تهیه شده از گنبدنمکی سیاه‌تاق.
5-7-پیشنهادها
– استفاده از داده‌های ابر طیفی در تفکیک بهتر واحدهای سنگی مختلف.
– اجرای پردازش‌های زیر پیکسلی جهت تفکیک جزئی تر واحدهای سنگی.
– اجرای پردازش‌های پیشرفته بر روی داده‌های گسیلشی (TIR) منطقه.
– اجرای روش‌های به کار رفته اعم از پردازش‌های تصویری و ارزیابی صحت در این پژوهش به روی سایر گنبدهای نمکی و مقایسه نتایج با یکدیگر.
– بررسی دقیقتر و بیشتر در زمینه پتانسیلهای احتمالی اقتصادی.
منابع و مأخذ