基于GeoProbe平台的能谱网格数据三元色成像技术研究及实现.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW552基于 GeoProbe 平台的能谱网格数据三元色成像技术研究及实现一杨漫坪，王林飞，何辉，李兆亮，李行素，林童，郑金鑫，滕德亮中国自然资源航空物探遥感中心，北京，100000注：本文为中国地质调查局三级项目“航空地球物理数据智能处理与应用”（编号：DD20230246）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.243作者简介：杨漫坪，女，1995 年生，硕士，助理工程师，地球探测与信息技术专业；Email：。通讯作者：王林飞，女，1977年生，博士，高级工程师，地球探测与信息技术专业；Email：。关键词：关键词：GeoProbe 平台；放射性元素；RGB 原理；三元成像技术在开展航空伽马能谱测量过程中，获取的参数量包括钾、钍、铀等放射性元素，在以往数据处理过程中，仅分别对钾、钍、铀网格进行单一可视化，没有进行联合成像显示。为了丰富数据可视化手段，提高数据解释精度，本文针对三元放射性元素成像技术及应用展开研究，利用插件技术，通过多个网格组合成像、区域数据可视化不失真等技术，分别应用混合法、叠加法、单一成像法等模型对三元网格进行成像显示，实现 GeoProbe 平台三元放射性元素合成图像功能。1研究概况随着探测技术的提高，航空放射性技术在地质、勘探等领域中得到日益广泛的应用（袁桂琴，2011），在能谱测量得到放射性元素后，对钾、钍、铀网格进行联合显示，可从更多维度解决多元素综合解释需要，如何在现有基础上进行改进，将成像显示提升到国际先进水平势在必行。红色、绿色、蓝色也称为三原色，任何颜色都可由它们按比例任意混合得到。这也是 RGB 的基本原理。通常我们也将极小 RGB 值 0 默认为黑色，极大 RGB 值 255 默认为白色（郑连弟，2016）。基于此，利用 RGB 模式在均匀区间内展现属性获得了较大认可。三元放射性合成图像的研究与应用以 RGB 模型为理论基础，结合网格平面可视化技术，对多网格数据进行可视化表达化，分别形成单一的图像，再辅以不同的处理方法对多网格图像进行融合（王梅，2021），可实现多网格可视化结果，对放射性元素成像而言，具有重要意义。基于 RGB 原理的多元素网格联合显示，合成图像可以呈现出更强的色彩表达，对局部放射性元素异常识别显示提供更有效的手段，丰富数据可视化内容，为解释人员提供多角度、多维度复合解释信息，提升数据解释精度。本文将对三元放射性元素合成图像开展研究。2三元网格成像技术2.1多模型以单网格成像技术为基础，分别应用混合法、叠加法、单一成像法等模型对三元网格进行成像，形成最终的单一可视化图像。2.1.1混合法混合法即将多个单一网格的RGB值进行混合，形成最终的 RGB 值图像，其中混合方法采用的均值法，即将图像中颜色的RGB进行相加，然后取平均值，将取值后的RGB值设置为新图像的颜色值。R=（R1+R2+R3）/3G=（G1+G2+G3）/3B=（B1+B2+B3）/3式中：R1，R2，R3；G1，G2，G3；B1，B2，B3分别表示钍、铀、钾元素形成单一网格的 RGB 颜色值，下同。2.1.2叠加法(ADD)叠加法即将多个单一网格的RGB值进行相加，形成最终的 RGB 值图像，在叠加法过程中分别取地质论评 2023 年 69 卷增刊553RGB 的各项值，如果都为 255，则该项值为 255，否则为 0。R=max（R1，R2，R3）G=max（G1，G2，G3）B=max（B1，B2，B3）2.1.3单一成像法单一成像法先将每个网格形成单一的RGB值，然后对照每个网格属性取相应 RGB值，即分别从第一、第二、第三个网格中取出 R、G、B 的颜色值，然后将该值赋给新网格的颜色值，最终形成新的图像。令 R=R1，G=G2，B=B3。2.2区域数据可视化不失真技术方法网格数据可视化以图像作为最终载体进行显示，如何做到无极缩放图像不失真显示也是研究的难点，并确保图像在显示过程不出现马赛克显示，提高视觉效果。在对局部细节进行显示时，需对网格数据进行放大，若仅以位图显示，在一定程度上会出现失真情况，达不到较高清的显示效果。因此此次使用插值方式，利用颜色的线性关系，计算色系索引，并确定色系设置（何辉，2013）。我们选定某个二维数组 k，假设对于任意一个浮点数 i,k(a,i)到 k(a+1,i)之间是线性变化的,k(i,b)到k(i,b+1)之间也是线性变化的(a,b 都是整数)。那 么 对 于 浮 点 数 的 坐 标(x,y)满 足(a=xa+1,b=yb+1)，先 分 别 求 出 k(x,b)和k(x,b+1)。k(x,b)=ka+1b*(x-a)+kab*(1+a-x)k(x,b+1)=ka+1b+1*(x-a)+kab+1*(1+a-x)根据假设 k(x,b)到 k(x,b+1)也是线性变化的，所以:k(x,y)=k(x,b+1)*(y-b)+k(x,b)*(1+b-y)。3应用效果应用上述研究成果，针对某实验区进行三元放射性元素网格成像，分别得到叠加法、混合法、单一成像法成果图（图 1图 3）。三色图色彩清晰、对比明显，更加清晰的显示了放射性元素属性异常，同时提升了 GeoProbe 放射性成图模块性能。4结论利用插件技术，通过多个网格组合成像、区域数据可视化不失真等技术研究，分别应用混合法、叠加法、单一成像法等模型对三元网格进行成像，在 GeoProbe 中实现了三元放射性元素合成图像功能。合成图像呈现出更强的色彩表达，对局部放射性元素异常识别显示提供更有效的手段，丰富数据可视化内容，为解释人员提供多角度、多维度复合解释信息，提升数据解释精度。本次研究进一步丰富 GeoProbe 中放射性模块成图显示功能，该方法也可以应用于其他相类似多参数地球物理解释中，在利用 GeoProbe 进行矿产勘查处理解释方面也有相应的作用。参考文献/References何辉,薛典军,张洪瑞,王林飞,骆遥.2013.航空物探平面立体阴影图的绘制.物探与化探,37(5):937941.王梅,薛成龙,张强.2021.基于秩空间差异的多核组合方法.山东大学学报(工学版),51(1):108113.袁桂琴,熊盛青,孟庆敏,周锡华,林品荣,王书民,高文利,徐明才,史大年,李秋生.2011.地球物理勘查技术与应用研究.地质学报,85(11):17441805.郑连弟,袁联生,杨强,杨江峰,马永强,张薇.2016.Gabor 变换与三原色融合技术在碳酸盐岩缝洞储层识别中的应用.物探化探计算技术,38(5):631636.YANG Manping,WANG Linfei,HE Hui,LI Zhaoliang,LIXingsu,LIN Tong,ZHENG Jinxin,TENG Deliang:Research on three-dimensional radioactive element gridimaging technology based on RGB principleKeywords:GeoProbe;radioactive element;RGB principle;ternary imaging technology地质论评 2023 年 69 卷增刊554图 1 叠加法成像成果图图 2 混合法成像成果图图 3 单一成像法成像成果图