home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space Science Sampler 2 / NASASpaceScienceSamplerV2.cdr / land / plds / plds.txt < prev    next >
Text File  |  1987-04-08  |  10KB  |  183 lines

  1. NJPL1I00PDS000000000
  2. FILE_TYPE = TEXT
  3. RECORD_TYPE = STREAM
  4. END
  5. The  Deadman Butte area of Wyoming is one of several locations in 
  6. the  Wind River and Bighorn Basins of Wyoming being  studied  for 
  7. the  NASA  Code EEL Multispectral Analysis of Sedimentary  Basins 
  8. Project  at  JPL (Lang,  1985).  The purpose of the study  is  to 
  9. develop  quantitative  models of the formation and  evolution  of 
  10. sedimentary  basins  through   stratigraphic,   structural,   and 
  11. tectonic   analysis  of  conventional  geologic/geophysical   and 
  12. remotely sensed multispectral data.
  13.  
  14. The Deadman Butte area in each of the following scenes encompases 
  15. approximately  15 x 15 kilometers on the Eastern edge of the Wind 
  16. River  Basin.  The  stratigraphic sequence exposed in  this  area 
  17. ranges  from  Permian  to Late Cretaceous  in  age  and  includes 
  18. limestones,   dolostones,  siltstones,  shales,  sandstones,  and 
  19. conglomerates  (Lang et al.,  1986).  The following coregistered, 
  20. 512  x  512 pixel data sets (including  Landsat  Thematic  Mapper 
  21. [TM],  Airborne  Imaging  Spectrometer  [AIS],  Thermal  Infrared 
  22. Multispectral Scanner [TIMS], Quad-pole synthetic aperature radar 
  23. [SAR],  and  Digital  Terrain Data) are examples of the  remotely 
  24. sensed types of data being used in the study.
  25.  
  26. The  TM,  and NASA experimental aircraft instrumemts such as  the 
  27. AIS and TIMS are new sensor systems available since  1982.  These 
  28. sensors  span a region of the electromagnetic spectrum (0.4 to 12 
  29. micrometers)  which  contains diagnostic  spectral  features  for 
  30. characterizing  many  geologic  materials.  The  SAR  is  a  NASA 
  31. experimental  system that actively senses the microwave region of 
  32. the electromagnetic spectrum. These new sensors have high spatial 
  33. and spectral resolutions for accurate photogeologic mapping. Used 
  34. independently or in combination, data from these sensors not only 
  35. allow  delineation  of geologic units and  structures,  but  also 
  36. determination  of mineralogy based on  spectral  properties.  The 
  37. following discussion briefly describes TM, AIS, TIMS and SAR data 
  38. in the context of geologic applications; examples of each type of 
  39. data, and processing and analysis functions are provided in Evans 
  40. et al. (1985), Lang et al. (1986) and Paylor et al. (1985).
  41.  
  42. Thematic Mapper (see Paylor et al. 1985)
  43.  
  44. The  TM  has six spectral bands in the visible and near  infrared 
  45. (0.4  - 2.5 un) and one band in the mid-infrared (10.4  - 12.5um) 
  46. region  of  the  electromagnetic spectrum.  Bands  5  and  7  are 
  47. particularly useful for geologic applications because they span a 
  48. spectral  region  that is important for  characterizing  geologic 
  49. surface materials such as clay and carbonate minerals.  Limonitic 
  50. (iron oxide) materials have diagnostic absorption features in the 
  51. 0.45 to 0.85 um wavelength range.  This interval is sampled by TM 
  52. channels 1 thru 4. No other specific mineral identifications have 
  53. been  demonstrated using TM data alone.  The system provides 30-m 
  54. picture  elements (pixels) in the visible and near  infrared  and 
  55. 120-m  pixels  in  the thermal infrared region of  the  spectrum. 
  56. Thirty-meter  pixels in the visible and near infrared  allow  for 
  57. detection of small ground targets and thus accurate reconaissance 
  58. photogeologic  mapping  of stratigraphic units and structures  is 
  59. possible.  Image processing techniques useful for TM data can  be 
  60. found in Williams (1983),  Abrams et al.  (1985), and Lang et al. 
  61. (1986).
  62.  
  63. Photogeologic  interpretation of TM images can also be  used,  in 
  64. combination   with   topographic   information,    for   detailed 
  65. stratigraphic and structural studies (Lang et al.,  1986;  Paylor 
  66. et al.,  1985).  The 30 meter spatial resolution and cartographic 
  67. fidelity of TM data are sufficient to allow images to be enlarged 
  68. to  1:24,000  scale to match 7 1/2' topographic maps without  any 
  69. rectification.   Thus,  standard  photogeologic  methods  can  be 
  70. employed  to  calculate  the  attitudes  of  geologic  units  and 
  71. determine  stratigraphic thickness.  Such information allows  the 
  72. construction   of   conventional  geologic   diagrams   including 
  73. stratigraphic  columns,  structural cross  sections,  down-plunge 
  74. projections, stereographic projections, and panel diagrams.
  75.  
  76. TM images are useful for discriminating among geologic structures 
  77. and a variety of lithologic and stratigraphic units; however, the 
  78. data   lack   specific  spectral  information   for   unambiguous 
  79. identification  of  most  minerals.  This is due  mainly  to  the 
  80. relatively  broad  bandpasses of each TM  channel.  For  example, 
  81. carbonate minerals have a spectral feature at 2.33 um, within the 
  82. range  of TM channel 7.  Thus,  carbonate-bearing rocks  are  not 
  83. likely  to  be separable from OH-bearing rocks in the TM  images. 
  84. Narrower bandpasses or some additional information are needed  in 
  85. order to accomplish this separation.
  86.  
  87. Airborne Imaging Spectrometer (see Vane et al., 1983)
  88.  
  89. The  AIS  was designed to make remote identification  of  surface 
  90. materials possible.  The 32 AIS channels are contiguous,  and are 
  91. each  approximately 9 nm wide (compared to several hundred nm for 
  92. TM  channels).  This  sampling of the 1.9 to  2.4  um  wavelength 
  93. region  resolves  most diagnostic absorption features  associated 
  94. with rock forming minerals. This is especially true for materials 
  95. containing OH (clays),  CO3 (carbonates),  SO4 (evaporites),  and 
  96. H2O ions and molecules.  Standard image processing techniques are 
  97. not  useful for analysis of AIS data.  One of the most  effective 
  98. means  of data analysis is to sample individual picture  elements 
  99. (pixels) and construct spectral reflectance curves.  Thus, direct 
  100. identification  of  surface materials is  possible  by  comparing 
  101. image   spectra   to   laboratory  or  field  spectra   of   well 
  102. characterized materials. AIS data have a ground swath of only 320 
  103. meters  which  makes regional studies impossible using  AIS  data 
  104. alone. 
  105.  
  106. Thermal  Infrared  Multispectral Scanner (see  Kahle  and  Goetz, 
  107. 1983)
  108.  
  109. The   TIMS  sensor  measures  spectral  radiance  or   brightness 
  110. temperature  of the Earth's surface in the 8 to 12 um  wavelength 
  111. region,  in six channels.  Spectral emittance information derived 
  112. from  these measurements contain diagnostic spectral features for 
  113. many Earth materials.  These features are particularly useful for 
  114. detecting  the  abundance  of  silica  in  rocks.   Bulk  thermal 
  115. properties,   such  as  thermal  inertia,  thermal  conductivity, 
  116. thermal diffusivity,  and density may also be derived from ground 
  117. temperatures  acquired  from  TIMS.   TIMS  data  are  very  high 
  118. correlated from one channel to the next because of a dominance of 
  119. ground temperature (Kahle and Goetz,  1983). For this reason TIMS 
  120. data  have been processed using a modified  principal  components 
  121. technique  called  "decorrelation stretching" (Kahle  and  Goetz, 
  122. 1983),  which  displays  spectral emittance information as  image 
  123. color,  and temperature information as  intensities.  Silica-rich 
  124. rocks are portrayed in red to red-orange image colors,  clay-rich 
  125. rocks  in bluish-red to purple,  carbonate rocks in blue to blue-
  126. green, and sulfate materials (mainly evaporites) in yellow. 
  127.  
  128. Synthetic Aperature Radar (see Evans et al., 1985)
  129.  
  130. The SAR instrument collects information about surface features at 
  131. 24.6  cm  (L-band)  simultaneously in four  polarizations  (HH  - 
  132. Horizontal   transmit,   Horizontal  receive;   HV   - Horizontal 
  133. transmit,  Vertical receive;  VH;  and VV).  The sensor  measures 
  134. backscatter  intensity which is controlled by surface  roughness, 
  135. topography,  and dialectric constant. Each channel (polarization) 
  136. may  be  used  independantly or in combination to  form  a  color 
  137. composite image for photogeologic mapping.
  138.  
  139. REFERENCES
  140.  
  141. Abrams,  M.J.,  Conel,  J.E.,  and Lang,  H.R.,  1985,  The Joint 
  142. NASA/Geosat Test Case Project Final Report:  American Association 
  143. of  Petroleum Geologists Special Publication,  Tulsa Oklahoma,  2 
  144. volumes.
  145.  
  146. Evans, D. E., Farr, T.G., Ford, J.P., Thompson, T.W., and Werner, 
  147. C.L.,  1985,  Multipolarization Radar Images for Geologic Mapping 
  148. and  Vegetation Discrimination:  IEEE Transactions on  Geoscience 
  149. and Remote Sensing, Vol. GE-24, no. 2, p. 246-257.
  150.  
  151. Kahle,  A.B.,  and Goetz,  A.F.H.,  1983, Mineralogic Information 
  152. From  a  New  Airborne Thermal  Infrared  Multispectral  Scanner: 
  153. Science, Vol. 222, no. 4619, p. 24-27.
  154.  
  155. Lang,  H.  R.(ed.),  1985,  Report  of the Workshop  on  Geologic 
  156. Applications  of Remote Sensing Data to the Study of  Sedimentary 
  157. Basins: Jet Propulsion Laboratory Publication 85-44, 89p.
  158.  
  159. Lang,  H.R.,  Adams,  S.A.,  Conel, J.E., McGuffie, B.A., Paylor, 
  160. E.D.,  and Walker,  R.E., 1986, Multispectral Remote Sensing as a 
  161. Stratigraphic and Structural tool, Wind River/Bighorn Basin Area, 
  162. Wyoming: American Association of Petroleum Geologists Bulletin in 
  163. press.
  164.  
  165. Paylor,  E.D.,  Lang, H.R., Abrams, M.J., Conel, J.E., and Kahle, 
  166. 1985,  Performance  Evaluation and Geologic Utility of  Landsat-4 
  167. Thematic Mapper Data:  Jet Propulsion Laboratory Publication, 85-
  168. 66, 68p.
  169.  
  170. Paylor,  E.  D.,  1987,  Remote  Sensing,  in,  McGraw-Hill  1987 
  171. Yearbook of Science and Technology: McGraw-Hill Book Company, New 
  172. York, New York, p. 400-403.
  173.  
  174. Vane, G, Goetz, A.F.H., and Wellman, J.B., 1983, Airborne Imaging 
  175. Spectrometer:   A  New  Tool  For  Remote  Sensing:   Proc.  1983 
  176. International  Geoscience  and Remote  Sensing  Symposiumm,  IEEE 
  177. Catalog #83CH1837-4.
  178.  
  179. Williams,  Jr.,  R.S.  (ed.),  1983, Geological Applications, in, 
  180. Manual  of Remote Sensing,  Second Edition (Colwell,  R.N,  ed.): 
  181. American Society of Photogrammetry,  Falls  Church,  Virginia,  2 
  182. Volumes, 2440 p.
  183.