C5 · 出版卷 15

Regolith、Vegetation 和 Anthropogenic Effects

Masking、false anomalies、mine disturbance

学习目标

本章明确遥感观测的是出露与近地表系统，而不是无遮挡基岩图。学习者应能建立覆盖层模型，区分直接矿物响应与间接风化层、植被或形态表达，在不删除证据的前提下设计掩膜，识别水分、火烧、农业、道路和开挖等混淆因素，使用负对照，并设计检验异常背后表面过程的野外工作。

覆盖层不只是噪声。风化层记录风化、搬运与沉积；植被可响应基质、水分或扰动；人为改造有自己的光谱和几何格局。正确解释要确定是哪种地表过程把测量连接到地质问题。

残积风化层大体在原地形成，却可因风化、淋滤、氧化与硬壳形成而垂向分异。坡积、冲积、风成与其他搬运覆盖会使颗粒及其地球化学或光谱表达偏离源区。地表砾幕可富集抗风化颗粒，同时遮蔽细粒材料。

光学与热观测主要由表面光学层控制。即使底部基质不同，一层薄涂层也能主导反射。遥感制图到的表面矿物可能是风化产物、搬运颗粒、沉淀物或污染物，而不是原生基岩。

从光谱类别外推前应建立风化层域图，包括地貌、搬运方向、表面年龄、侵蚀沉积、排水、土壤水分与出露。预测必须说明所寻响应属于直接基岩、残积风化代理、搬运分散还是地貌关联。

植被在可见光、近红外与短波红外具有强烈光谱结构，并随物种、冠层结构、水分、物候、胁迫和阴影变化。稀疏植被与土壤混合，密集冠层则可几乎完全遮蔽矿物光谱。生物土壤结皮和有机质也会改变地表颜色与纹理。

植被可通过营养、水分、酸碱度或根系差异间接表达基质，但这种关系非唯一。火烧、放牧、干旱、病害与土地管理可形成类似响应。在独立检验因果链前，植被异常应视为生态观测，而不是地质结论。

应使用季节性观测和野外覆盖度估计，记录植被分数、适用时的冠层高度、物种或功能群、枯落物、生物结皮和阴影。不经验证不得跨生态系统、季节和传感器应用一个植被阈值。

水在多个光谱区强吸收，并改变散射、暗度、热响应和土壤—矿物对比。降雨可使某些吸收加深、掩盖另一些特征并改变排水格局。湿表面可能被误分为暗材料或阴影，蒸发盐也可形成短暂亮表面。

地形照明、粗糙度与观测方向会同覆盖作用。阴影降低信号，使比值不稳定。尘、烟、霾与薄云即使被一般质量掩膜标为晴空，也可能改变光谱。采集时的表面状态属于观测本身。

建立条件表，记录前期降雨、季节、太阳几何、云与气溶胶质量、火烧历史和地表扰动。数据缺失时应扩大不确定度或放弃强因果声称。

道路、屋顶、废料、坑槽、路堤、排水沟、清理区、农业和车辙可模拟岩性或蚀变格局。新鲜开挖暴露的材料与周围风化表面不同，可能揭示地质，也可能混入填料、粉尘和搬运岩石。直线边界、规则间距与网络关联很有用，却不是决定证据。

人为扰动随时间变化，可通过形态、光谱混合和背景地图识别。不要自动把扰动像元全部掩膜，而应把扰动作为独立假设；有些决策需排除它，另一些则需判断它是否暴露或搬运材料。

方法无需任何具名地块或运营方。教学案例只使用合成扰动类别与一般基础设施记录。真实场地解释必须使用经授权且当前有效的地面信息，不得仅凭影像推断活动、所有权或合规状态。

掩膜声明分析在哪些区域无效，或哪种竞争表面占主导。云、阴影、雪、水、植被、饱和、低照度、扰动与大气质量差应分别保留掩膜。组合有效掩膜便于使用，但若没有组成掩膜就会丢失原因。

掩膜阈值必须校准并进行敏感性检验。云周围膨胀可减少污染，却会删除有效窄目标。植被掩膜可消除通过稀疏冠层表达的地质响应。与其用一个通用分类器，不如按覆盖域建立分层模型。

负对照可包括目标外同类风化地貌、没有预期地质的扰动区、相似植被下不同地质和跨日期稳定表面，用于检验特异性。若模型同时高亮所有道路、排水线或湿斑，就没有隔离出地质证据。

一个合成短波红外比值异常沿宽缓下坡扇分布。干旱期裸地斑块最强，稀疏植被区较弱。假设 A 是来自坡上源区的搬运蚀变颗粒；B 是扇体内水分与粒度效应；C 是邻近道路粉尘。

异常沿流路而不是基岩构造排列，降雨后减弱，支持表面状态敏感性。具有相似纹理但无坡上源区的控制扇不显示该特征，道路粉尘则形成更窄线性响应。证据偏向搬运材料，却不能确认原始源区或矿物身份。野外样带必须覆盖坡上出露、扇体不同位置、控制扇和道路粉尘。

解释与决策。 光谱观测必须同时说明地表域和搬运背景，区分直接、间接与位移证据。目标仍可用于侦察，但位置和材料归属可能不确定。覆盖阻止结论的区域要明确标示，而不是插值出基岩地质。

建立包含残积土、搬运扇、植被梯度、湿排水、道路与开挖的合成场景，创建分项掩膜，比较单一全局模型与分域模型，并检验负对照。设计能区分源区、搬运、水分与扰动假设的野外样带。

审计问题：实际观测的是哪种表面？信号是残积还是搬运？植被与水分日期是否已知？掩膜是否分别保留？是否把扰动作为备选解释？控制是否检验特异性？野外计划是否覆盖混合物与表观阴性？缺口是否显示未知而不是填补地质？