[논문 리뷰] Applying Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) spectral indices for geological mapping and mineral identification on the Tibetan Plateau

Robert Corrie, Yoshiki Ninomiya외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 07. 18.

Geochemistry and Geologic Mapping참고 문헌 17인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 서중부 티베트 고원에서 옥신산성 멜랑주 및 분쇄대 암석을 포함한 암석류를 지ap하고 광물 종류를 식별하기 위해 ASTER 열복사 적외선 스펙트럼 인덱스를 적용한다. 이 방법은 퇴적물, 탄산염 및 규소산염을 다량 함유한 암석을 효과적으로 구분하며, 결과는 기존 지질도 및 현장 데이터와 매우 유사하여, 원격 탐사 데이터가 고립된, 반건조 지역에서 지질도 작성에 유용함을 보여준다.

ABSTRACT

The Tibetan Plateau holds clues to understanding the dynamics and mechanisms associated with continental growth. Part of the region is characterized by zones of ophiolitic melange believed to represent the remnants of ancient oceanic crust and underlying upper mantle emplaced during oceanic closures. However, due to the remoteness of the region and the inhospitable terrain many areas have not received detailed investigation. Increased spatial and spectral resolution of satellite sensors have made it possible to map in greater detail the mineralogy and lithology than in the past. Recent work by Yoshiki Ninomiya of the Geological Survey of Japan has pioneered the use of several spectral indices for the mapping of quartzose, carbonate, and silicate rocks using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) thermal infrared (TIR) data. In this study, ASTER TIR indices have been applied to a region in western-central Tibet for the purposes of assessing their effectiveness for differentiating ophiolites and other lithologies. The results agree well with existing geological maps and other published data. The study area was chosen due to its diverse range of rock types, including an ophiolitic melange, associated with the Bangong-Nujiang suture (BNS) that crops out on the northern shores of Lagkor Tso and Dong Tso ("Tso" is Tibetan for lake). The techniques highlighted in this paper could be applied to other geographical regions where similar geological questions need to be resolved. The results of this study aim to show the utility of ASTER TIR imagery for geological mapping in semi-arid and sparsely vegetated areas on the Tibetan Plateau.

연구 동기 및 목표

• 원격 고산 지역에서 ASTER 열복사 적외선(TIR) 스펙트럼 인덱스의 지질도 작성 효과성을 평가하는 것.
• ASTER TIR 자료를 활용해 옥신산성 멜랑주, 퇴적물, 탄산염 및 규소산염 암석과 같은 암석류를 식별하고 구분하는 것.
• 반도성 구조인 방곤누장 분쇄대와 관련된 광물 조성의 변화를 탐지하기 위해 스펙트럼 인덱스의 유용성을 평가하는 것.
• 장기적으로 접근이 어려운 지역에서 적용 가능한 원격 탐사 방법론을 제공하는 것.

제안 방법

• 니노미야 요시키가 개발한 ASTER 열복사 적외선(TIR) 자료를 위한 스펙트럼 인덱스를 활용해 퇴적물, 탄산염 및 규소산염 광물을 탐지하는 것.
• ASTER의 열복사 영역(8.12–11.65 μm) 내 14개 스펙트럼 대역을 활용해 광물 특화 인덱스를 유도하는 것.
• 서중부 티베트 지역의 연구 영역에서 암석 경계 및 광물 분포를 지ap하기 위해 ASTER TIR 인덱스의 공간 분석을 수행하는 것.
• 결과의 타당성을 검증하기 위해 ASTER로 유도된 광물 지도를 기존 지질도 및 출판된 현장 데이터와 비교하는 것.
• 옥신산성 멜랑주가 노출된 라크르초 및 동초 근처의 방곤누장 분쇄대에 초점을 맞추는 것.
• 스펙트럼 대비를 향상시키고 암석 유형의 구분을 향상시키기 위해 영상 처리 기법을 적용하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ASTER TIR 스펙트럼 인덱스는 티베트 고원에서 옥신산성 멜랑주를 주변 암석과 효과적으로 구분할 수 있는가?
• RQ2 ASTER로 유도된 광물 지도는 기존 지질도 및 현장 관측과 얼마나 정확하게 일치하는가?
• RQ3 스펙트럼 인덱스는 접근이 어려운 반건조 지역에서 퇴적물, 탄산염 및 규소산염 함량의 변화를 어느 정도 탐지할 수 있는가?
• RQ4 ASTER TIR 자료는 지질학적으로 복잡하고 접근이 어려운 지역에서 지역 규모의 지질도 작성 잠재력을 얼마나 지니는가?

주요 결과

• ASTER TIR 스펙트럼 인덱스는 서중부 티베트 지역의 연구 영역에서 퇴적물, 탄산염 및 규소산염 다량 함유 암석을 성공적으로 구분하였다.
• ASTER 인덱스로부터 유도된 광물 지도는 기존 지질도 및 출판된 현장 데이터와 강한 공간적 상관관계를 보였다.
• 특히 올리빈 및 페록시드를 감지하는 데 민감한 인덱스를 활용해 방곤누장 분쇄대와 관련된 옥신산성 멜랑주가 명확히 묘사되었다.
• 이 방법은 스펙트럼 대비가 높고Atmospheric 간섭이 적은 반건조, 식생이 흐린 지역에서 효과적으로 작동하였다.
• 결과는 현장 접근이 어려우거나 비현실적인 지역에서 ASTER TIR 자료가 지역 규모의 지질도 작성에 기여할 수 있음을 입증한다.