Hyperspectral remote sensing and mud volcanism in Azerbaijan
Klaas Scholte,
German Aerospace Center (DLR)
p 28 juni 2005 promoveerde aan
de TU Delft de auteur op een
proefschrift over dit onderwerp.
In Azerbaijan zijn moddervullcanen ge
relateerd aan olie en gas en daarom is
het bestuderen en identificeren van de
de, werd de relatie onderzocht tussen
moddervulkaan-reflectiespectra en de
fysische en chemische eigenschappen natuurlijke radioactiviteit. De gege-
ervan belangrijk. De samenstelling van vens van Alctharma-Pashaly, Balchar,
de vulkaan oppervlakten is altijd direct
gekoppeld aan de aanwezigheid van
Bozdag-Kobijsky en Cheildag corre
leerden natuurlijke radioactiviteit
koolwaterstoffen en lithologie (met na- aan de aanwezigheid van diverse mi
me zand en klei) van de gemobiliseerde
sedimenten of moedermateriaal. Er be
neralen die invloed hebben op de
vorm en absorptieverschijnselen in de
stond behoefte aan snelle en betrekke- reflectiespectra. Voor de multivariate
lijk goedkope methoden die gebruik
maken van technieken die hun oor-
lcalibratiemethode zijn verschillende
spectrale voorbewerkingsmethoden
sprong hebben in de geofysica, remote vergeleken die verstorende effecten
sensing (radar- en reflectiespectrosco-
pie) en radioactiviteit. In dit onderzoek
uit reflectiespectra kunnen filteren.
De beste kalibratieresultaten werden
is hiervan gebruik gemaakt van data behaald met eerste afgeleide spectra
die is verzameld op een aantal modder
vullcanen: Alchtarma-Pashaly, Balchar,
Bozdag-Kobijsky, Cheildag, Dashgil, en
Lolcbatan. Hierbij zijn voor het eerst
geofysische en radar remote sensing
(interferometrie) technieken gebruikt
om de dynamiek van moddervullcanen
te bepalen. Dwarsdoorsneden van spe
cifieke moddervullcanen, verkregen
door geofysische analyse, verschaffen
inzicht in ondergrondse processen. De
resultaten tonen duidelijk waarneem
bare modderlcamers op een diepte van
ongeveer acht meter. Tevens zijn de
gangen zichtbaar van ongeveer 0,5 m
doorsnede waarlangs de modder om
hoog beweegt.
J* t;
Regionale analyse van moddervul-
met de HyMap spectrale configuratie
waarbij total counts en kaliumconcen-
traties in moddervullcaan-mengsels
nauwkeurig konden worden voor
speld. Deze methode lean dus worden
aan hoge en lage activiteit van lekken
de koolwaterstoffen. Door nu bijvoor
beeld radioactiviteitsklassen te ont-
lcaan-activiteit met SAR-interferome- toegepast voor een snelle bepaling van
trie laat geen grootschalige bewegin- hoge of lage radioactiviteit-anomalie
gen zien tussen 1996 en 1999. Atmos- ën aan het moddervullcaan-oppervlalc.
ferische verstoringen, en in mindere De premisse is dat hoge en lage na-
mate temporele decorrelatie, maken tuurlijke radioactiviteit is gerelateerd
het praktisch onmogelijk eenduidige
vulkaanbewegingen uit de beelden te
verkrijgen. De toepassing van reflec-
tie-spectroscopie voor moddervullca- wikkelen, kunnen PLS-analyseresulta-
nen was succesvol door de herkenning ten worden gebruikt om met GIS-kaar-
van typische absorptiebanden voor ij- ten van lcoolwaterstof-leklcageacti-
zeroxiden en hydroxiden, carbonaten, viteit te vervaardigen. Onderzocht is
lcleimineralen, en koolwaterstoffen, voorts het probleem om karakteristie-
Vervolgens laten XRD-resultaten zien lce spectrale informatie uit modder
vullcaan-mengsels te krijgen. Er is ana
lyse verricht met multiresolutie AS
TER- beelden met daarnaast een hyper-
spectraal Hyperion-beeld. De correc
tiemethoden hiervoor zijn:
dat de mineralogische samenstelling
van Cheildag-breccia verschillend is
van die van de andere vulkanen. Met
een Partial Least Squares (PLS) regres
sie, een multivariate calibratie-metho-
transformatie van L1R Hyperion-data
naar gekalibreerde radiance (W m-2
sr-1 |jm-l) met kalibratie, 'bad pixel
fixing', 'VNIR/SWIR alignment','smi
le' and 'destrealcing';
transformatie van gekalibreerde radi
ance naar oppervlaktereflectie met
het ACORN atmosferisch correctie
programma (Hyperion);
co-registratie op basis van de cross-cor
relatie van nabij infrarode eigenschap
pen in ASTER band 3 om verschillende
ASTER tijdseries en geassocieerde
Hyperion te kunnen vergelijken;
herstellen van het 'crosstalk' pro
bleem van de ASTER-sensor waarbij
licht lekt vanuit de optische band 4
naar andere banden in het lcortegolf-
bereilc.
De ontmengingsmethode, die oorspron
kelijk voor hyperspectrale data is ont
wikkeld, biedt grote flexibiliteit in ont
mengingsstrategieën waardoor de me
thode ook goed toepasbaar is op multire
solutie ASTER-data. De 'multiple end-
member' benadering verbetert de
stabiliteit van modellen met 2, 3, of 4
endmembers waarbij de combinatie
met de strategische endmemberselectie
en standaardisatie van de reflectiespec
tra, nauwkeurige reconstructie (model
lering) van de pixelreflectie mogelijk
maakt. De in de olie-industrie veelge-
bruike analysemethode om mineraal-al
teraties te karteren met Landsatbeelden
(Principal Component Analyse) leverde
goede invoergegevens op voor de ont
menging van de multispectrale ASTER-
beelden. De resultaten van de analyses
geven de verspreiding van lcleiminera
len, gips en calciet weer in zogeheten
'abundance' kaarten. Hierop is dieper in
gegaan door met de Hyperion-data de ge
mengde mineralogische assemblages
uit ASTER correct te interpreteren. Feite
lijk kunnen deze kaarten gebruikt wor
den in het veld als 'gidskaart' voor explo
ratie-activiteiten. Oolc lean met de Hype
rion-sensor direct olie worden herkend,
hetgeen niet mogelijk is met ASTER
door zijn te brede golfbandbreedte in
het kortegolf-infr arood.
Het proefschrift is als PDF beschikbaar op
www.library.tudelft.nl/dissertations/2940/
f 292678 true EN.html
GEO-INFO 2006-2
?--T.
li J
