Inhaltszusammenfassung:
Eine der Herausforderungen in der geologischen Fernerkundung ist die direkte Identifizierung von Mineralen und Gesteinen der Erdoberfläche und ihrer räumlichen Verteilung. Im Verlauf des vergangenen Jahrzehnts wurden in der optischen Fernerkundung durch hyperspektrale Sensoren neue Anwendungsgebiete erschlossen, die auch zu neuen Ansätzen in der Datenanalyse wie z.B. der direkten Identifizierung von Oberflächenmaterialien geführt haben.
In der vorliegenden Untersuchung wurden Bilddaten des AVIRIS-Sensors, spektroskopische Labormessungen und spektrale Bibliotheken für die Charakterisierung hydrothermaler Systeme eingesetzt. Dabei wurde die Eignung verschiedener Verfahren für die spektrale Datenverarbeitung und -auswertung untersucht. Die Grundlage der Auswertungen bildet eine Auswahl hydrothermaler Minerale, die für eine direkte Identifizierung aus hyperspektralen Datensätzen geeignet sind. Zur Verarbeitung und Auswertung der spektroskopischen Labormessungen wurde ein spezielles Software-Werkzeug entwickelt. Dieses wurde eingesetzt zum Aufbau einer spektralen Datenbank, die Parameter der Absorptionsmerkmale enthält. Ein Modell der Datenprozessierung veranschaulicht die integrierte Auswertung von spektroskopischen Messungen und Fernerkundungsdaten.
Zur Untersuchung einer automatisierten Identifizierung von Mineralsignaturen aus spektroskopischen Messungen und hyperspektralen Bilddaten wurden vier unterschiedlichen Auswerteverfahren anhand einer Bewertung ihrer Sensitivität verglichen. Darauf aufbauend wurde eine Strategie zur optimalen Auswertung der hyperspektralen AVIRIS-Daten entwickelt, welche die Auswahl des besten Verfahrens und die Definition von geeigneten Wellenlängenbereichen mit dem höchsten spektralem Informationsgehalt umfaßt.
Abschließend wurden Auswertungen der hyperspektralen Datensätze des AVIRIS-Sensors für zwei hydrothermale Untersuchungsgebiete in den USA (Goldfield/Cuprite Mining District, Yellowstone National Park) durchgeführt. Diese Auswertungen wurden durch zusätzliche Untersuchungen im Gelände und spektroskopische Probenmessungen überprüft. Die aus den AVIRIS-Daten gewonnenen detaillierten Mineralkartierungen konnten in beiden Untersuchungsgebieten die typischen Mineralparagenesen und hydrothermalen Alterationszonen klassifizieren. Darüber hinaus konnten Abschätzungen des vorherrschenden Alterationstyps und der Temperaturbereiche der hydrothermalen Systeme vorgenommen werden. Ein abschließender Vergleich eines fossilen und eines rezenten hydrothermalen Systems zeigte die Möglichkeiten und Grenzen der Erfassung von Mineralisationen an der Erdoberfläche mit modernen Fernerkundungsmethoden.
