Detección de minerales utilizando clasificando por "Arboles de Decisión" en imágenes Aster, Jose...
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Esri LAUC13
Conferencia Latinoamericana de Usuarios Esri – LAUC 2013 16 al 18 de Octubre, 2013 | Lima, Perú
Exploración de Minerales
utilizando “Arboles de Decisión”
en imágenes ASTER
José Manuel Lattus
Universidad de Chile – SRGIS Ltda.
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
General • Desarrollar una metodología para el procesamiento de
imágenes ASTER que genere una detección más precisa de
los elementos (minerales) a mapear.
Específicos • Identificar las características de las curvas espectrales de
diferentes minerales que están comúnmente asociados en las
clasificaciones, para identificarlas como elementos distintos.
• Generar las condiciones lógicas necesarias para asociar un
pixel a una clase (mineral).
• Validar la técnica en una zona de estudio conocida.
OBJETIVOS
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
Subsistema Nº Banda Rango Espectral (µm) Resolución
Espacial (m)
Niveles de
Cuantización
VNIR
1 0.52-0.60
15
8 bits 2 0.63-0.69
3N 0.78-0.86
3B 0.78-0.86
SWIR
4 1.60-1.70
30
8 bits
5 2.145-2.185
6 2.185-2.225
7 2.235-2.285
8 2.295-2.365
9 2.360-2.430
TIR
10 8.125-8.475
90
12 bits 11 8.475-8.825
12 8.925-9.275
13 10.25-10.95
14 10.95-11.65
ASTER
Características de los 3 sistemas del sensors ASTER
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
Comparación de la resolución espectral de los sensores ASTER y LANDSAT ETM +
ASTER v/s LANDSAT
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
Curvas espectrales de laboratorio ajustadas a la resolución de la imagen ASTER (VNIR+SWIR)
ESPECTROMETRÍA DE IMÁGENES
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
ASOCIACIONES DE MINERALES
Asociación de Minerales Minerales Rango de Estudio
Óxidos de Fierro Hematita
VISIBLE Goetita
Jarosita
Alteración Argílica
Ilita
SWIR Muscovita
Kaolinita
Alunita
Pirofilita
Alteración Propilítica Clorita
SWIR Epidota
Calcita
Silicatos Cuarzo
TIR Granates
Albita
Rango de estudio de la espectrometría de algunos minerales
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
CLASIFICACIÓN POR ÁRBOLES DE DECISIÓN
Ejemplo de un árbol de decisión en ENVI
“El clasificador por árboles de decisión genera clasificaciones utilizando series de pasos de decisión binaria para seleccionar un pixel en una clase”
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
ABSORCIÓN ABSOLUTA Y RELATIVA
Absorción Relativa v/s Absorción Absoluta
Una de las características más importantes para la identificación de minerales son las absorciones en la curva espectral en distintas longitudes de onda. En algunos casos, una absorción absoluta pequeña, se transforma en una absorción relativa cuando se pasa de una curva fina a una curva basada en datos multiespectrales.
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
CURVAS ESPECTRALES
Curvas espectrales de laboratorio de algunos minerales de interés
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
CURVAS ESPECTRALES EN ASTER
Curvas espectrales de laboratorio ajustadas al sensor SWIR de la imagen ASTER
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ARBOL DE DELCISIÓN PARA MINERALES
ABS-BX : Absorción Absoluta de la Banda X RBD-X : Absorción Relativa de la Banda X
Árbol de desición para clasificación de minerales
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
DISTRITO CUPRITA Para evaluar esta técnica, el proceso se realizará en un distrito geológico de
interés conocidoest llamado "Cuprita" en Nevada, USA.
Alunita Kaolinita Dickite Buddingtonite Ilita/Esmectita Opalo Calcita Muscovita Muscovita+Clorita Tufitas no alteradas Depósito de Playa
Mapeo de minerales en Cuprite con una imagen hiperespectral (AVIRIS)
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
RESULTADOS INICIALES
Clasificación generada a partir del árbol de decisión inicial
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
ARBOL DE DELCISIÓN MODIFICADO
Árbol de decisión final para el procesamiento de la imagen ASTER en Cuprita
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
RESULTADOS FINALES
Clasificación final utilizando un árbol de decisión en una imagen ASTER en el distrito Cuprita
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
Mapeo de imagen ASTER (izq) v/s Mapeo de image AVIRIS (der)
RESULTADOS FINALES
Alunita Kaolinita Calcita Muscovita
Esri LAUC13 Exploración de minerales utilizando "árboles de decisión" en imágenes ASTER
CONCLUSIONES
• La clasificación por árboles de decisión es una herramienta muy útil
para clasificar elementos en imágenes multiespectrales, permite
detectar pequeñas variaciones de las curvas espectrales de los pixeles,
que a su vez, marcan la diferencia entre un mineral y otro.
• Esta metodología el aplicable para cualquier área de las geociencias, la
construcción del árbol de decisión va de la mano del conocimiento
espectral que se tenga sobre los elementos que se quieren mapear, y
de las posibilidades que nos da la curva de ser diferenciable de otros
elementos.
• En la clasificación no sólo se pueden usar distintas bandas, también
podemos incluir en el procesamiento modelos de elevación, que nos
nutren con condiciones como altura, pendiente y aspecto. Por otro lado
podemos incorporar bandas de otros sensores, imágenes de
clasificación previamente hechas, etc.
Esri LAUC13
José Manuel Lattus
Exploración de
Minerales utilizando
“Árboles de Decisión”
en imágenes ASTER
Alunita
Muscovita
Kaolinita
Calcita