俯冲边界成矿作用研究进展及若干问题
第２１卷第５期
２０
１４年９月地学前缘（中国地质大学（北京）
；北京大学）Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）；Ｐｅｋｉｎｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．５
Ｓｅｐ
．２０１４ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）收稿日期：２０１４－０２－１０；修回日期：２０１４－０５－
０５基金项目：国家重点基础研究计划“９７
３”项目“新疆北部古弧盆体系成矿机理”（２０１４ＣＢ４４０８０２）作者简介：陈华勇（１９７６—），男，研究员，主要从事板块汇聚边缘金属矿产成矿模式研究及找矿勘探应用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｙｏｎｇｃｈｅｎ＠ｇｉｇ
．ａｃ．ｃｎｄｏｉ：１０．１３７４５／ｊ
．ｅｓｆ．２０１４．０５．００２俯冲边界成矿作用研究进展及若干问题
陈华勇， 肖 兵
中国科学院矿物学与成矿学重点实验室；中国科学院广州地球化学研究所，广东广州５１
０６４０ＣＨＥＮ Ｈｕａｙｏｎｇ， ＸＩＡＯ Ｂｉｎｇ
Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ；Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，ＣｈｉｎａＣＨＥＮ Ｈｕａｙｏｎｇ，ＸＩＡＯ Ｂｉｎｇ．Ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅ：Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ．Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ，２０１４，２１（５）：０１３－
０２２Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｖｏｌｃａｎｉｃａｒｃ－ｂａｃｋ ｂａｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｏｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ａｒｃ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｏｒｐｈｙｒｙ Ｃｕ ａｎｄ ｂａｃｋ ｂａｓｉｎ－ｒｅｌａｔｅｄＶＭＳ ｄｅｐｏｓｉｔｓ．Ｔｈｅｓｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｈａｖｅ ｌａｒｇｅ ｓｉｚｅ，ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｓｉｌｙ ｔｏ ｂｅ ｍｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｕｓｍａｋｅ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｅｔａｌｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ ｄｅｃａｄｅｓ，ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ，ｅ．ｇ．，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｐｏｒｐｈｙｒｙ ａｎｄ ｅｐｉｔｈｅｒｍａｌ Ｃｕ－Ａｕ ｄｅｐｏｓｉｔｓ；ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ ａｎｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｍｏｄｅｒｎ ｓｅａｆｌｏｏｒ ＶＭＳ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ｍｏｄｅｌｓ；ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ ｏｆｓｏｍｅ ｎｅｗ－ｄｅｆｉｎｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ｔｙｐｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｓｓｕｅｓ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｈｏｔｌｙ ａｒｇｕｅｄ，ｅ．ｇ．，ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｐｏｒｐｈｙｒｙ Ｃｕ ｄｅｐｏｓｉｔｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｂａｒｒｅｎ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓ，ｍｅｔａｌ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ ｍｅｔａｌｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｖｅｍｅｎｔ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｒｇｉｎｓ（ｅ．ｇ．，Ａｎｄｅｓ，ＳＷ Ｐａｃｉｆｉｃ，Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａａｎｄ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｂｅｌｔｓ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ Ｐａｃｉｆｉｃ ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｒｇｉｎｓ）；ａｎｄ ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｃｉｅｎｔ ａｒｃ－ｂａｃｋ ｂａｓｉｎ ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｓｅ ａｒｇｕｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｉｎｄｅｅｄ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ“ｈｏｔｐｏｔｓ”ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｒｇ
ｉｎｓ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅ；ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｓｉｓ；ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｅｐｏｓｉｔ ｍｏｄｅｌ摘 要：板块俯冲作用是板块运动的重要形式，其在板块边缘产生以弧盆体系为特征的地质构造单元及相关的成矿作用，如火山弧及相关的斑岩型铜矿床、弧后盆地及相关的火山岩赋存块状硫化物矿床等。板块俯冲边界形成的矿床多具有规模大、带状聚集分布，金属种类多样和易开采等特点，对全球铜、金、铁等资源储量贡献巨大。近些年来俯冲边界成矿作用取得了很多进展，如：基本建立了斑岩及浅成低温成矿模式和勘查模型；确认了古今ＶＭＳ型成矿系统并建立相应的成矿模式；重新确立了一些与俯冲作用相关的新矿床类型等。但是，俯冲边界成矿作用仍然存在较多的科学问题，如：斑岩铜矿的成矿机制，特别是成矿背景、成矿岩浆作用的特点、金属来源和萃取机理等方面争议较大；不同俯冲边界（如环太平洋安第斯、西南太平洋、北美西部、中国东部等成矿带）成矿差异性机制以及古弧盆体系后期改造的过程与影响等。这些尚未解决的科学问题正引领着俯冲边界成矿作用研究的前沿。
关键词：俯冲板块边界；成矿作用；成矿系统；成矿模式
中图分类号：Ｐ５４１；Ｐ６１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５－２３２１（２０１４）０５－００１３－
１０
１４ 陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５）ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）１ 俯冲边界成矿作用研究进展
由于板块俯冲边界成矿作用的重要性，自现代矿床学诞生１００多年来，以“俯冲边界成矿作用”为主题的科学研究始终是矿床学研究的重点。目前国际公认的较为成熟的成矿模式也多来自于俯冲边界所形成的弧盆体系，如斑岩铜矿模式、浅成低温金矿
模式、ＶＭＳ成矿模式（
图１）［１］
等。自２０世纪７０年代以来，以美国西南及安第斯陆缘弧斑岩铜矿成矿模式提出和现代弧后盆地的确认为标志，对俯冲边界及其相关弧盆体系成矿作用的现代科学研究进入了高峰期，并持续至今。近半个世纪的科研积累已经取得丰硕的研究成果，确立了俯冲边界成岩成矿系列并建立区域及矿床成矿模式，主要进展体现在以下几个方面。
图１ 板块俯冲边界主要成矿类型
（据文献［１
］）Ｆｉｇ．１ Ｍａｊｏｒ ｏｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ａｌｏｎｇ
ｔｈｅ ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｒｇｉｎ１．１ 斑岩及浅成低温成矿模式和勘查模型的建立
环太平洋构造带和显生宙古弧盆体系（如中生代特提斯构造带、古生代中亚构造带）的研究表明，斑岩型及其相关的浅成低温型铜、金、钼等矿床代表了板块俯冲边界最重要、最显著和最典型的成矿作用。其中仅斑岩型铜矿占全球大型－超大型铜矿总
储量近８０％［２］
。斑岩型矿床包括斑岩铜矿、斑岩铜钼矿床、斑岩铜金矿床和斑岩钼矿等［
１］
，其中与俯冲边界最为密切相关的是前３类。分别以美国西南
部、安第斯和西南太平洋为成矿代表区域。浅成低
温型矿床可以大致分为高硫和低硫两种类型［
３］
，均与俯冲边界密切相关，而其中高硫型浅成低温金（铜）矿与深部的斑岩铜（金）成矿系统有着紧密的成因联系。
俯冲边界斑岩矿床的形成主要与侵位于浅成环境（一般＜３ｋｍ）的中酸性斑岩体相关，这些斑岩体起源于洋壳俯冲所产生的钙碱性岩浆作用。斑岩矿床的成矿深度对矿化赋存形式有直接影响，成矿深度较大的矿化多产于围岩中，而深度较浅的则主要赋存在斑岩体中。在斑岩成矿系统的顶部或边部接近地表位置，则常出现以石英脉型金－铜为主的高硫型浅成低温矿化，普遍认为它们与深部斑岩成矿系统均主要来自于钙碱性岩浆热液作用，但浅成低温成矿作用有明显的浅部流体（如大气降水等）参与。位于俯冲边界的斑岩铜矿总体形成于由于洋壳俯冲产生的挤压环境，但有利于斑岩铜矿成矿的构造环
境并不是单纯的挤压［
４］
。斑岩矿床具有非常显著的蚀变分带特征，从深部（一般位于斑岩体顶部）钾化带，到中部围岩黄铁绢英岩化带，再到外围青磐岩化带和泥岩化带，形成具有“钟罩”状的圈层结构。其中矿化主要分布于钾化带和绢英岩化带中。斑岩铜矿的蚀变和矿化分带体现了单一岩浆热液成矿过程，主要与成矿流体外移过程中温度降低导致的矿物分阶段沉淀密切相
陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５） １５
ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）关［
５］
。与斑岩矿床密切相关的高硫型浅成低温矿床也具有较为明显的蚀变分带，从内部到外部一般依次发育筛状残留石英带，石英－明矾石带和黏土蚀变带，这些分带主要与成矿流体外移过程中ｐＨ值升高相关，金（铜）矿化主要位于中部石英以及石英－明矾石带中。这些蚀变矿化模式的确认对斑岩－浅成低温矿床勘查起到至关重要的作用。
１．
２ 古今ＶＭＳ型成矿系统的确认和成矿模式建立在拉张背景下形成的弧后（或弧间）盆地是板块俯冲边界弧盆体系的重要组成部分，虽然并非所有弧盆体系都发育与岛弧并存的海相弧后盆地（如安
第斯仅有陆缘弧发育）。弧间盆地的产生及闭合与洋壳俯冲作用直接相关，而弧后盆地虽然并非洋壳俯冲直接形成，但也与俯冲作用导致的弧后拉张紧密相关（图１）；因此，弧后／弧间盆地与陆缘弧或岛弧都是板块俯冲边界重要地质组成单元。弧后／弧间盆地最重要的成矿作用体现为火山岩赋存的块状硫化物铜多金属（ＶＭＳ）矿床。ＶＭＳ矿床是全球重要的铜、金、银、铅、锌成矿类型。
ＶＭＳ矿床多形成于海底拉张环境，与弧后／弧间盆地火山岩喷发密切相关，属于同生型矿床。ＶＭＳ矿床也是目前唯一能在现代海底直接观测成
矿过程的重要矿化类型［６］
。在西南太平洋Ｌａｕ盆地、巴布亚新几内亚Ｍａ
ｎｕｓ盆地和冲绳海槽等现代弧后盆地中均已发现强烈的海底热液成矿作用。目前全球已发现的高温海底喷流中心（即“黑烟囱”）及硫化物聚集地达３０
０多个。以弧后盆地为主，部分位于洋中脊和板内洋岛［７］
。热液成分以海水为主，受海底岩浆作用影响显著者含铜铁金铅锌银等大量金属元素。与大陆内部古老的同类矿床相比，海底热液成矿系统更为富集铜和锌；弧后盆地的海底硫化物比大洋中脊含有更高的铅锌砷锑钡等。陆上古弧后盆地中的矿床与现代弧后盆地成矿系统有一定相似性，如日本冲绳海槽中的成矿系统与日
本Ｋｕ
ｒｏｋｏ型（黑矿）铅锌矿相似［８］
。ＶＭＳ矿床的形成主要与盆地裂谷期间岩浆作用相关。现代海底观测表明，弧后盆地热液活动一般具有高温特点，自大洋中脊或弧后盆地拉张中心通道口喷流出的热液温度可达３５０℃以上。热液循环主要是由岩浆作用驱动，弧后盆地拉张中心的岩浆房一般位于海底以下１～３ｋｍ。岩浆热活动可促使岩浆热液和海水通过同生断层等流体通道，淋滤
并卸载海底地层中的金属成矿物质，从而形成ＶＭＳ矿床。这些特征与陆地古ＶＭＳ成矿系统研究结果
基本一致［
６］
。由于ＶＭＳ成矿系统与火山围岩的同生性质，以古ＶＭＳ成矿系统为主体的ＶＭＳ型铜多金属矿床按赋存火山岩一般可分为双峰式和镁铁质两大类。虽然赋矿围岩种类较多，但ＶＭＳ成矿系
统的成矿模型较为类似，在蚀变和硫化物分布上均表现出较为一致的分带性，从内侧绿泥石蚀变带，过渡到外部的绢云母－绿泥石化带，
顶部常有以石英－黄铁矿－赤铁矿为主的气成岩层或重晶石层；硫化物则从下部黄铜矿－黄铁矿－磁黄铁矿过渡到上部的闪锌矿－方铅矿－黄铁矿带。
１．３ 其他与俯冲边界相关的成矿类型的确认
虽然斑岩－浅成低温型与ＶＭＳ型矿床分别代表了板块俯冲边界弧及弧后（弧间）盆地最为典型的成矿类型，还有一些重要的成矿作用也发生在弧盆体系中，但这些成矿类型常以富含铜铁等多金属为特征，如夕卡岩型和近年来被逐渐认识的铁氧化物铜金（ＩＯＣＧ）矿床。除此之外，一些长期被认为与被动陆缘环境相关的沉积型矿床，如沉积喷流型
（ＳＥＤＥＸ）铅锌矿等，也被发现可能形成于弧后盆地的远侧外缘环境。一些产于火山沉积地层中的层状铁矿、铜－银多金属矿（Ｍａｎｔｏ型）也在弧盆体系中被发现。由此可见，板块俯冲边界的成矿作用十分复杂，其成矿环境、成矿类型、赋存金属种类等都具有明显的多样性。
在板块俯冲边界，夕卡岩型矿床多与斑岩矿床密切伴生，主要与弧环境产生的钙碱质岩浆相关（图
１），属于典型的岩浆－热液矿床。典型的夕卡岩型矿
床多发生于岩体与碳酸盐地层的接触边缘，成矿元
素包括铁、铜、金、银、铅、锌等，矿物蚀变和金属元素分布都具有明显的温控分带性，其中以石榴子石－辉石为代表的“干夕卡岩”高温蚀变阶段是区别于其他
主要成矿类型（如斑岩型）的关键矿物组合［
９］
。ＩＯＣＧ矿床类型１９
９２年被正式提出［１０］，经过２０年的发展，正与斑岩型、ＶＭＳ、ＳＥＤＥＸ等矿床类型一样被大家广为所知。ＩＯＣＧ的定义比较宽泛而且饱受争议，主要是指一组含大量原生磁铁矿或赤
铁矿的铜金（－银－铀等）矿床，其关键鉴定特征包括以下几点：（１）含大量低钛铁氧化物；（２）为贫硫铜金成矿系统；（３）
热液成因———角砾、脉体及交代结构发育；（４
）受局部断裂控制，与岩体关系不明确［１１］
。尽管很多研究者认为ＩＯＣＧ成矿与斑岩及夕卡岩矿
床类似，均属于岩浆热液直接成矿产物［
１２］
，也有很
１６ 陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５）ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）多学者认识到外部流体对ＩＯＣＧ成矿系统有至关重要的作用，甚至是提供矿物质及硫的主要来源［１３］
。这与很多ＩＯ
ＣＧ矿床形成于拉张环境（如安第斯中生代弧间盆地）的地质特征是符合的。全球ＩＯＣＧ矿床的成矿构造背景较为多样，包括陆内拉张区（如奥林匹克坝）、俯冲陆缘盆地闭合区（安第斯）和非俯冲造山带盆地闭合区（澳大利亚Ｃｌｏｎｃｕｒｒｙ地区）
。其中形成于弧间盆地闭合期的中安第斯（智利北部—秘鲁南部）中生代ＩＯＣＧ矿床是全球显生宙俯冲边界该类型矿床最典型的代表。与安第斯中生代ＩＯ
ＣＧ矿床在时空上具有密切联系的还有海相火山岩型铁矿（如智利铁矿带）以及Ｍａｎｔｏ型层状铜－银矿等，这些矿床有可能与安第斯ＩＯ
ＣＧ类似，均形成于中生代弧间盆地的闭合期［
１２］
。２ 俯冲边界成矿作用需解决的重要
科学问题
虽然俯冲边界普遍强烈的岩浆作用和重要成矿模式已得到较深入的认识，但伴随这些科研进展不断涌现出新的科学问题，这些科学问题的解决对于准确认识俯冲边界成岩成矿特殊性和专属性，合理解释区域及局部成矿作用的差异，并为矿产勘查提供精确的科技导向具有重要意义。目前俯冲边界成矿作用研究中尚未解决的问题还很多，有一些科学问题直接影响到之前已建立的矿床成因模式。本文总结了以下几个当前亟待解决的与俯冲边界成矿作用相关的重要科学问题。这些科学问题也指明了今后俯冲边界成矿作用研究的主要趋势和方向。２．
１ 斑岩铜矿成因机制虽然斑岩铜矿是俯冲边界各种成矿作用中研究最为深入和广泛的类型，依然有很多成因机制上的科学问题存在很大争议，集中体现在成矿背景、成矿岩浆作用的特点、金属来源和萃取机理等方面。
研究表明，斑岩铜矿多在板块俯冲环境下形成。目前，对该背景下斑岩铜矿床成因的认识也最清楚。但近年来研究表明，大陆碰撞造山带也具有产出斑岩型矿床的巨大潜力［
１４］
，冈底斯斑岩铜矿带是其典型代表［１５］
。Ｍｉｔｃｈｅｌｌ［１６］认为，大洋板块俯冲的角度对斑岩铜矿的形成存在明显制约。Ｃｏ
ｏｋｅ等［１７］
进一步认为洋壳俯冲角度由陡变缓有利于斑岩铜矿的形成。近几年来，对安第斯和西南太平洋成矿带年轻（＜２
０Ｍａ）斑岩铜矿的成矿历史与板块俯冲历史的研究发现，大规模的成矿事件与洋壳高浮力块体
的俯冲在时间上相吻合。这种“洋脊俯冲”（ｒｉｄｇ
ｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ）对斑岩铜矿的特殊构造制约也在新生代以前的成矿系统中有所发现［１８］
。具备一定特征的斑岩体是形成斑岩铜矿最重要
的条件之一。Ｓｉ
ｌｌｉｔｏｅ［１９］
在总结斑岩铜矿的分布规律和岩浆岩地球化学特征后认为，斑岩铜矿主要与俯冲背景下产出的钙碱质中酸性火成岩有关。但是，很显然的是，并非所有的钙碱质中酸性斑岩体都可形成斑岩铜矿，含矿与无矿斑岩体在岩浆氧逸度、岩浆水含量和岩体微量元素特征等方面都有差别。研究表明，含矿岩体母岩浆的氧逸度比无矿岩体母岩浆高，而Ｃｕ更容易出现在氧化型中酸性侵入岩
中［２０］
。在氧逸度高的岩浆体系中，硫主要以ＳＯ２－４
形式存在，结晶过程中无金属硫化物结晶分离，因
而，铜可以保存在岩浆中，并在岩浆分异出的流体中富集。但最新的一些研究成果表明，斑岩铜矿化也
可以形成于相对还原的岩浆环境中［
２１］
。岩浆含水量则影响流体形成，过低会导致对矿化不利［
２２］
。此外，岩浆含水量还可影响斑岩铜矿伴生金属组分的
含量［２３］
。近年来，有学者指出埃达克岩对斑岩型矿
化的重要性，并开始对其成岩成矿机制进行研究。有人认为，在埃达克岩的源区，地壳物质与地幔的相
互作用会导致Ｃｕ等成矿元素的活化［２
４］
。俯冲板片的熔融则可以导致含矿岩体同时具有埃达克岩和高
氧逸度的特征［２５］
。很多学者认为，埃达克岩可能与斑岩铜矿化有着直接的成因联系［
２６－
２７］。然而，无论是南美安第斯，还是西南太平洋等重要斑岩成矿带中，都存在大量没有斑岩矿化的埃达克岩组合，这使得埃达克岩是否为斑岩铜矿化的充要条件存在很大
疑问［
２８］
。金属来源是斑岩铜矿成矿作用的关键问题之一。尽管部分斑岩铜矿中存在铜来源于地层的证
据［
２９］，但岩浆来源的观点则长期以来占据着统治地位［
１９，３０］
。近年来的流体包裹体研究工作为斑岩铜矿金属来自岩浆提供了新的证据［３１］
。Ｃｕ、Ａｕ和
Ｍｏ是斑岩铜矿中最主要的成矿元素，但其物质背景来源一直存在较多争议。Ｓｉ
ｌｌｉｔｏｅ［１９］
认为，斑岩铜矿的成矿金属主要来自俯冲洋壳，地幔也可以提供少量金属，但地幔楔之上的陆壳对Ｃｕ、Ａ
ｕ和Ｍｏ金属的贡献可以忽略不计。近年来，很多学者认为，地
幔可能是Ｃｕ，Ａ
ｕ和Ｍｏ的重要来源［２５］
，但仍有学者在部分地区找到了Ｃｕ、Ｍ
ｏ和岩浆共同来源于下
陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５） １７
ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）地壳的证据［３２］
。也有研究者曾提出，Ｍｏ的来源与
Ｃｕ、Ａ
ｕ并不相同，地壳混染对斑岩铜矿中Ｍｏ的含量起决定作用［３３］
。Ｃｕ、Ａｕ等成矿元素从岩浆中的萃取富集过程也一直是争议的焦点。气相组分对铜、金元素的优势富集虽然已被流体包裹体研究发
现［
３４］
，但其萃取机制却一直没有定论。目前，这些争论还在继续，并直接影响到对斑岩铜金矿床和相
关高硫型浅成低温金矿的成因认识［
３５］
。２．２ 不同俯冲边界成矿差异性
环太平洋构造带是全球最大的与俯冲作用相关的成矿域，太平洋板块（及其衍生板块）沿亚欧板块、印度洋板块、美洲板块的俯冲作用分别形成了日本—中国东部、西南太平洋岛链以及北美西部和安第斯等多个巨型成矿带，成矿作用多集中于中生代及新生代。然而，虽然同属于环太平洋构造带，这些不同区域的俯冲过程与相应的成矿作用却有着较为明显的差异，造成差异的原因至今仍存在较多争议。（１
）安第斯成矿带。该成矿带因为产出超大型斑岩铜矿而闻名于世。全球最大的２５个斑岩铜矿有近一半分布于智利—秘鲁的中安第斯成矿带
中［１７］
。安第斯山属于典型的俯冲边界陆缘弧，沿南
美大陆西缘发育大量以安山质岩石为代表的钙碱性岩浆岩系列，矿床分布与陆缘弧一致呈南北向展布，并显示一定的金属元素分带，从西（近海岸）向东（远海岸）呈现从Ｆｅ－Ｃｕ到Ｃｕ、Ｃｕ－Ａｕ、Ａｇ
－Ｐｂ－Ｚｎ再到Ｓｎ－Ｗ的变化。然而，在安第斯成矿带存在几个重要科学问题尚未解决：①为何在该俯冲边界只有陆缘弧发育，而未形成弧后盆地？这是否与纳斯卡板
块（古太平洋板块一部分）后期俯冲角度变缓相关？研究表明，在１８０Ｍａ左右，太平洋板块呈高角度向南美西缘俯冲，从而在中生代陆缘弧形成了海相弧间盆地，该盆地在１１０～１２０Ｍａ左右闭合，太平洋板块俯冲角度变缓，使得陆缘弧东移，但未再产生弧
间或弧后拉张盆地［
３６］
，从而使得安第斯成矿带缺少ＶＭＳ等弧后盆地成矿类型。②虽然安第斯成矿带
中的金属元素显示一定的分带性，但最西侧临近海岸的Ｆｅ（－Ｃｕ）形成于中生代，远早于东侧的高安第斯斑岩铜矿带（图２），而且西侧的Ｆｅ（－Ｃｕ）被认为与中生代弧间盆地形成及闭合密切相关，与之后新生
代的斑岩铜矿属于两期完全不同的成矿过程［
３８］
。这表明金属的分带特征可能不是由于同一俯冲过程导致。③安第斯斑岩型矿床多以铜钼为主，而富金的斑岩系统仅出现于陆缘弧内侧（东侧）的智利—
阿
图２ 安第斯中新生代铜矿带分布图
（据文献［３７
］修改）Ｆｉｇ．２ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｓｏ－Ｃｅｎｏｚｏｉｃ ｃｏｐｐ
ｅｒ ｂｅｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｎｄｅｓ根廷以
Ｍａｒｉｃｕｎｇ
ａ成矿带为代表的狭长地带。这些富金斑岩系统的出现是否代表了深部岩浆作用的急剧变化？如加厚地壳拆沉作用导致的地幔上涌［
３９］
抑或俯冲角度变缓导致下地壳直接熔融而产生的超
临界流体［
４０］
？（２
）西南太平洋成矿带。该成矿带的形成主要与太平洋板块与印度洋板块之间的俯冲作用密切相关，与安第斯构造带不同，西南太平洋俯冲边界多以洋壳弧（岛链）为主，岩浆岩系列也比安第斯陆缘弧更偏基性，多以玄武质－闪长质岩石为主，
成矿作用多以新生代为主［３０］
。与安第斯陆缘弧不同的是，西
南太平洋地区同时发育了岛弧和弧后盆地，很多弧
后盆地正在形成，并产出大量的金属硫化物，如巴布
亚新几内亚的Ｍａｎｕｓ盆地，新西兰东侧的Ｌａ
ｕ盆地等。岛弧的成矿作用则以富金的斑岩铜矿系统为主
１８ 陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５）ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）要特色，部分斑岩矿床甚至形成于第四纪［
４１］
。该成矿带也存在一些长期争议的科学问题，如：①为何该地区同时广泛发育岛弧和弧后盆地，这是否与西南太平洋常存在的双向俯冲作用和俯冲极性反转相
关［
４２］
？②该地区的斑岩成矿系统明显比安第斯斑岩系统富金，多以铜金为主，而且普遍存在浅部的浅成低温金矿系统，金的来源是受洋壳基底性质控制还是与深部地幔物质的参与相关？
图３ 北美西部中生代地体拼贴示意图（Ａ）及相关造山型金矿带（Ｂ）
（据文献［４４
］修改）Ｆｉｇ．
３ Ｍｅｓｏｚｏｉｃ ｔｅｒｒａｎｅ ａｃｃｒｅｔｉｏｎ ｏｆ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ（Ａ）ａｎｄ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｙｎｏｒｏｇｅｎｉｃ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ（Ｂ）（３
）北美西部成矿带。在北美板块西缘分布着一系列的微地体，自１８０Ｍａ开始，随着太平洋板块向北美西缘的俯冲作用，这些地体依次拼贴在板块边界，尤其形成了与安第斯陆缘弧和西南太平洋岛链均不相同的增生边界（图３）。北美西部成矿域在时空上存在较大差异，如大量产出中生代造山型金
矿［４４］，这些矿床在中、新生代的安第斯和西南太平
洋俯冲边界未发现。中生代造山型金矿主要沿地体拼贴边界分布于阿拉斯加至美国中部，而美国西南部和墨西哥西部沿岸（即加利福尼亚半岛）则无明显地体拼贴作用，也无造山型金矿床产出，而是以新生代斑岩型矿床（美国西南部）和晚白垩世铁铜金矿床（加利福尼亚半岛）为主。北美西部成矿带长期存在的争议问题主要有：①为何在环太平洋构造带只是在阿拉斯加—加拿大—美国中部区域的板块边界出
现大量微地体？②中生代大量出现的造山型金矿显然与这段时期微地体沿板块边界的拼贴紧密相关，而全球造山型金矿的研究表明，该类型矿床的成矿流体多为变质流体，成矿深度较深，与俯冲板块边界常见的斑岩型矿床有很大区别，这是否表明有地体拼贴的俯冲作用与其他俯冲过程有本质区别？③在美国西南部，洋中脊在新生代已俯冲至北美板块以下，从而形成大量斑岩铜钼矿床，而且在内侧形成盆岭省（对应Ｌａｒａｍｉｄｅ运动），相应产出大量世界级的斑岩钼矿床（如Ｃｌｉｍａｘ、Ｈｅｎｄｓｏｎ等）和内华达卡林型金矿带，而这些矿化类型在环太平洋其他俯冲边界成矿带中均未出现，这是否代表洋中脊俯冲至板块以下将会产生与洋壳俯冲不同的构造岩浆成矿作用？④墨西哥西缘（加利福尼亚半岛）的矿化类型显然与北部北美西缘成矿带有显著区别，这些中生代的富铁氧化物铜（金）矿床与南美安第斯中生代ＩＯ
ＣＧ矿床表现出较多的一致性。这是否代表导致加利福尼亚半岛与北美大陆分离的太平洋板块俯冲作用与安第斯中生代纳兹卡板块高角度俯冲作用相似？但为何在墨西哥西缘产生的中生代弧后盆地未能完全闭合，也未出现安第斯中生代大量的铁矿床？
（４
）中国东部—日本成矿带。太平洋板块（以及后期的菲律宾板块）沿欧亚大陆的西向俯冲与中国
陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５） １９
ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）东部以及日本—中国台湾成矿带的形成直接相关。中国东部成矿作用以中生代为主，而日本—中国台湾成矿带则多为新生代形成。太平洋西缘俯冲边界的成矿作用相对于环太平洋其他成矿域更为复杂，中国东部中生代的成矿作用始于１８０Ｍａ左右，与伊扎拉基（Ｉｚａｎａｇｉ）板块（古太平洋板块一部分）的西向俯冲相关。位于扬子和华夏地块之间的钦杭构造带重新活化，并形成以德兴斑岩铜矿（１７０Ｍａ左右）为代表的钦杭成矿带（图４）。而在钦杭带以南的华夏板块内部（如南岭地区）则形成了大量年龄稍轻的（１６
０Ｍａ左右）花岗岩及与之相关的世界级钨－锡矿床。随着板块俯冲作用的角度变化，中国东部的成矿作用也随之产生变迁，１４５～１３０Ｍａ期间成矿作用主要集中于长江中下游地区，以斑岩型－夕卡岩型－玢岩型铁－铜－金矿床为主，而在此期间，钦杭成矿
带及其以南无明显矿化事件［４８
］。由于１２０Ｍａ左右太平洋板块俯冲方向的剧烈变动［
４６］
，中国东部的成矿作用又产生明显变化，长江中下游成矿带停止发育，成矿作用主要表现为山东半岛（沿郯庐断裂）的造山型金矿以及沿东南沿海一带分布的斑岩及浅成低温铜－金矿床，如紫金山地区。进入新生代，太平洋板块俯冲作用的前缘已经移至日本—中国台湾—菲律宾一线，产生了日本—中国台湾陆缘火山弧及日本海弧后盆地和台湾海峡（大陆架），成矿作用则以高硫型浅成低温金矿为主要特征，如日本菱刈金矿和中国台湾金瓜石金矿。在日本岛弧南侧的海相拉张区域（如冲绳海槽）则出现了以Ｋｕｒｏｋｏ型黑矿为代表的ＶＭＳ矿床。这些新生代成矿作用在中国东部均未产生。
复杂的板块俯冲过程和成矿作用使得太平洋西
缘俯冲边界的研究存在很多争论的科学问题，如：①为何在中生代中国东部未产生类似新生代日本—中国台湾的陆缘弧和弧后盆地构造带？或者类似安第斯平行于板块边缘的陆缘弧？中国东部的钦杭成矿带以及长江中下游成矿带均为近东西向，斜交或几乎垂直于太平洋板块俯冲方向。②德兴斑岩铜矿以及长江中下游的斑岩－夕卡岩型矿床是否与安第斯斑岩矿床形成背景类似，均属于典型的陆缘弧环
境［
４９］，还是属于较为特殊的板内环境［５０］
？③长江中下游成矿带的形成究竟是洋中脊俯冲作用导致［
５１］，还是由于上覆板块不均一性（扬子与华北板块之间）导致［４５］
？④１２０Ｍａ左右的造山型金矿为何只在山
东半岛产出，
而东南沿海则产出年龄类似或稍年轻
图４ 中国东部中生代主要成矿带
（据文献［４５－
４７］修改）Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ Ｍｅｓｏｚｏｉｃ ｍｅｔａｌｌｏｇ
ｅｎｉｃ ｂｅｌｔｓ ｏｆ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ的斑岩－浅成低温热液矿床？⑤为何日本—中国台湾构造带只产出与斑岩铜矿有成因联系的高硫型浅
成低温金矿床，
而没有斑岩铜矿发现？是由于斑岩矿床位于深部未被发现，还是独特的成矿环境导致斑岩系统发育较弱［
５２］
？⑥虽然环太平洋俯冲边界成矿作用差异巨大，但总体成矿作用均开始于１８０Ｍａ左右，这与现代太平洋板块开始形成的时间基本一致
（１８０～１６０Ｍａ）［５３
］。１２０Ｍａ左右，由于Ｏｎｔｏｎｇ
Ｊａｖａ等地幔柱的产生，太平洋板块进入了最活跃的形成
期，伴随剧烈的板块运移方向转变，并导致南美板块
和非洲板块的彻底分离［５４
］，而正是在１２
０～１１０Ｍａ，环太平洋构造带产生了强烈的成矿作用，如中国东部造山型金矿与东南沿海斑岩－浅成低温成矿带的形成、安第斯ＩＯＣＧ铜金成矿带以及智利铁矿带的形成和北美西海岸以Ｍｏ
ｔｈｅｒｌｏｄｅ为代表的造山
２０ 陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５）ｈｔｔｐ
：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ 地学前缘，２０１４，２１（５）型金矿带的形成（图５）。所有这些特点是否证明环太平洋成矿域均与现代太平洋板块的形成直接相关？而各区域俯冲边界成矿作用的差异则可能是由于俯冲类型的不同（如俯冲角度、上覆板块性质等）造成的？
我们必须明确的是，环太平洋构造带是全球最大的现代俯冲边界，其发育时间始于侏罗纪，仅经历了１８０Ｍａ左右的成矿时间，但成矿作用却如此复杂多样。由此可见，对于我国广泛分布的古弧盆体系（俯冲边界），如古生代中亚造山带、中生代特提斯造山带等，想详细解析其俯冲边界构造单元及其成矿过程，将更加困难和存在多解性，需要借鉴现代俯冲边界的研究成果和更为细致的综合研究
。
图５ 太平洋晚白垩世大规模扩张作用与
环太平洋成矿策应示意图
Ｆｉｇ．５ Ｐａｃｉｆｉｃ Ｌａｔｅ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｅｘｐ
ａｎｓｉｏｎ ａｎｄｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｃｉｒｃｕｍ－ｐ
ａｃｉｆｉｃ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ２．３ 古弧盆体系成矿系统的后期改造
我国陆区主要由三大构造域构成，即北部古亚洲构造域（中亚造山带等）、西南部特提斯构造域（喜
马拉雅—三江构造带等）以及东部的太平洋构造域。除东部太平洋构造域之外，其他地区主要以大量分布中生代及其以前的古造山带（即古弧盆体系）为特点。这些古弧盆体系代表了古俯冲边界并记录了与俯冲边界相关的成矿作用，在环太平洋构造带中广泛分布的斑岩－浅成低温型矿床以及ＶＭＳ型矿床等，在古俯冲边界的形成过程也会出现，如东天山古生代土屋—延东斑岩铜矿带，西天山浅成低温金矿带以及阿尔泰南缘ＶＭＳ型铜矿带。但与现代俯冲边界不同的是，古弧盆体系均已闭合，在板块俯冲过程形成的矿床可能受到后期地质作用的影响，如剥蚀破坏和成矿作用叠加改造等。这些地质事实也影响到对古俯冲边界成矿作用科学问题的认识：（１）与板块俯冲密切相关的斑岩－浅成低温型矿床成矿深
度一般小于３ｋｍ，在大多数的古俯冲边界可能应被剥蚀，因为安第斯和西南太平洋十分年轻（＜１０Ｍａ）的斑岩系统已经多位于地表，表明俯冲边界火山弧
的抬升速度是很快的［
１］
。已知地质历史时期的斑岩铜矿和浅成低温成矿系统的成矿时代多为新生代，
中生代及古生代较少，可能与快速剥蚀相关［
５］
。然而，在中亚造山带广泛发育古生代的斑岩铜矿，如我国新疆东天山土屋—延东、阿尔泰哈腊苏、西准噶尔包古图等大型矿床，以及哈萨克斯坦科翁腊德、蒙古南戈壁奥云陶勒盖等超大型矿床，均保存完好，很多矿床位于地表较深部位；而新疆天山地区，尤其是西天山，保存着大量古生代的浅成低温型金矿床，如阿希、伊尔曼德等，这些古生代的浅成矿床为何在中亚造山带保存较完整而未被剥蚀？是否有特殊的构造活动导致了良好的后期保存条件？（２）形成于古弧后盆地体系的ＶＭＳ型铜多金属矿床，经常出现多期成矿作用，从而表现出与典型同生ＶＭＳ型矿床不同的
特点，如阿尔泰南缘的可可塔勒铜锌矿［
５５
］，这些后期热液蚀变和成矿作用的叠加是否指示后期碰撞造山过程对已有弧盆体系成矿系统的改造？
３ 结语
全球金属矿床最为重要的类型无疑是热液矿床，而汇聚板块边缘则是热液矿床最为理想的聚集区。俯冲边界作为汇聚板块边缘最为重要的组成部分，其成矿作用一直是全球矿床学研究的热点，也是创新点的发源地。虽然已经建立了众多的成矿模式，但许多重要的科学问题尚未解决，成矿作用模式
一直在不断更新和完善之中，这也为我们在矿床学尤其是汇聚板块边缘热液矿床研究的持续创新提供了空间和机遇。我国独有的地质环境和成矿作用特征也为我们进行相关研究提供了得天独厚的条件。因此，我们理应在俯冲边界成矿作用的研究上走在世界的前列。
感谢刘家军和顾雪祥教授的邀请，十分荣幸能为备受尊敬的郑明华教授８０寿辰活动贡献微薄之力。参考文献
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陈华勇，肖 兵／地学前缘（Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１４，２１（５） ２１
ｈｔｔｐ
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Ｒｅｖｉｅｗｓ，２０１３，５４：１６７－１８０．
边缘提取不同算子方法的分析比较
目录 摘要....................................................................... I 1简介. (1) 1.1MATLAB 简介 (1) 1.2数字图像处理简介 (1) 2边缘检测 (3) 2.1边缘的含义 (3) 2.2边缘检测的含义 (3) 2.3边缘检测的步骤 (3) 3常用的边缘检测算子 (5) 3.1微分算子 (5) 3.1.1 Sobel算子 (5) 3.1.2 robert算子 (6) 3.1.3 prewitt算子 (6) 3.2 Laplacian算子 (6) 3.3 Log算法 (7) 3.4 Canny边缘检测法 (7) 4程序设计 (8) 5运行结果 (10) 6边缘检测结果比较 (12) 7心得体会 (13) 参考文献 (14)
摘要 边缘检测是利用边缘增强算子，突出图像中的局部边缘，然后定义象素的“边缘强度”，通过设置阈值的方法提取边缘点集。本设计利用MATLAB软件分析几种应用于数字图像处理中的边缘检测算子,根据它们在实践中的应用结果进行研究,主要包括:Robert 边缘算子、Prewitt 边缘算子、Sobel 边缘算子、LoG边缘算子以及Laplacian 算子等对图像边缘检测,根据实验处理结果对几种算子进行比较。 关键词：Matlab边缘检测算子
1简介 1.1MATLAB简介 Matlab是国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，它起源于矩阵运算，已经发展成一种高度集成的计算机语言。有人称它为“第四代”计算机语言，它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化界面设计、便捷的与其它程序和语言接口的功能。随着Matlab语言功能越来越强大，不断适应新的要求并提出新的解决方法，可以预见，在科学运算，自动控制与科学绘图领域，Matlab语言将长期保持其独一无二的地位。 Matlab 的特点如下： (1) 高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来; (2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化; (3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握; (4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具. Matlab的优势如下： （1）友好的工作平台和编程环境 （2）简单易用的程序语言 （3）强大的科学计算机数据处理能力 （4）出色的图形处理功能 （5）应用广泛的模块集合工具箱 （6）实用的程序接口和发布平台 （7）应用软件开发（包括用户界面） 1.2数字图像处理简介 数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，以提高图像的实用性，达到人们所要求的预期结果。从处理的目的来讲主要有：
无线电测向原理
无线电测向原理 一、无线电波的发射 随着科学技术的不断发展，人们与“无线电”的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台，是通过发射到空间的无线电波把声音和图象神奇地传诵到千家万户的，这个道理已成为人们的常识。让我们再来简单地回顾一下发射和接收过程：广播电台（电视台）首先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号，然后用一中频率很高、功率很强的交流电做为“运载工具”，将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用，把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波（或称电磁波），推向空间，并象水波一样，不断向四周扩散传播，其传播的速度在大气中为每秒30 万公里。在电波所能到达的范围内，只要我们将收音机、电视机打开，通过接收天线将这种无线电波接收下来，再经过接收机大放大、解调等各种处理，把原来的电信号从“运载工具”中分离出来，逼真地还原成发射时的声音和图像，我们就能在远隔千里的地方收听（收看）到广播电台（电视台）播出的节目。 无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的，只是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电台的发射功率小，信号能到达的距离也极为有限。一般在10公里以内。下面，我们紧密结合无线电测向，介绍一些有关的无线电波的基础知识。 1. 无线电波的传播途径 无线电波按传播途径可分为以下四种：天波——由空间电离层反射而传播；地波——沿地球表面传播；直射波——由发射台到接收台直线传播；地面反射波——经地面反射而传播。 无线电测向竞赛的距离通常都在10公里以内，所以，除用于远距离通信的天波外，其它传播方式都与测向有关，160米和80米波段测向，主要使用地波；2米波段测向，主要使用直射波和地面发射波。 2. 无线电波在传播中的主要特性 无线电波离开天线后，既在媒介质中传播，也沿各种媒介质的交界面（如地面）传播，其传播的情况是非常复杂的。它虽具有一定的规律性，但对它产生影响的因素却很多。无线电波在传播中的主要特性如下：（1）直线传播均匀媒介质（如空气）中，电波沿直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。 （2）反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时，在两种介质的分界面上，传播方向要发生变化。图2-1所示的射线由第一种介质射向第二中介质，在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质，叫做反射；另一种现象是射线进入第二种介质，但方向发生了偏折，叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角，但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响；反射严重是，测向机误指反射体，给接近电台造成极大困难。 （3）绕射电波在传播途中，有力图饶过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关，又和障碍物大小有关。频率越低的电波，绕射能力越弱；障碍物越大，绕射越困难。工作于80米波段的电波，绕射能力是较强的，除陡峭高山（相对高度在200米以上）外，一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了，一座楼房，或一个小山丘，都可能使信号难以绕过去。因此，测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。 （4）干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时，测向机收到的信号为两个电波合成后的信号，其信号强度有可能增强（两个信号跌叠加）也可能减弱（两个信号相互抵消）。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果，使得测向机在某些接收点收到的信号强，而某些接收点收到的信号弱，甚至收不到信号，给判断电台距离造成错觉。2米波段测向中，这种现象比较常见。 另外，如图2-2所示，天线发射到空间的电波的能量是一定的，随着传播距离的增大，不仅在传播途中能量要损耗，而且能量的分布也越来越广，单位面积上获得的能量越来越小。反之，距电台愈近，单位面积上获得的能量愈大。在距电台数十米以内，电场强度的变化十分剧烈，反映在测向机耳机中的音量变化也格外明显。这一特点有助于测向运动员在接近电台后判断电台的距离及其位置。 3.天线的架设与电波传播形式的关系 当发射天线垂直于地面时，天线辐射电磁波的电场也垂直于地面，我们称它“垂直极化波”；当天线平行于地面时，天线辐射电磁波的电场也平行于地面，我们叫它“水平极化波”。160米波段和80米波段，规定发射垂直极化波，因而要求发射天线必须垂直架设；2米波段规定发射水平极化波，因而要求发射天线必须水平架设。 二、无线电测向机的组成与特点 无线电测向机是测向运动员在训练与比赛中赖以测向隐蔽电台方位的工具，根据工作波段的不同，测向机的电路和外形结构也不尽相同。但一部测向机，无论是简是繁，是大是小，都是由测向天线、收信机和指示器三部分组成的。其方框图如图2-3所示。 1.测向天线 测向天线接收被测电台发出的无线电信号，并对来自不同方向的电波产生不同的感应电势。这是测向机不同于一般收音机的主要区别。目前测向运动中，160米波段测向机使用磁性天线以及与它相配合的直立天线；80米波段测向机多数也用磁性天线加直立天线（过去也有用环形天线加直立天线的，但因环形天线体积大，不易看准方向线，已很少使用）；2米波段测向机使用八木天线。 2.收信机 收信机对测向天线送来的感应电势进行放大解调等一系列处理，最后把所需信号送入指示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基本相似，但根据测向的特殊需要，它还应具备以下特点：
基于Hough变换的道路边界提取方法
基于Hough变换的道路边界提取方法 摘要：本文利用 matlab7.0软件开发平台工具，采用hough变换等技术手段在图片上进行线性构造信息提取，为今后的研究部署工作提供参考。但hough变换存在一定的局限性，如对影像分割依赖性大、受非道路因素影响大等。本文首先利用道路种子点处的光谱信息进行道路区域的生长, 提取光谱信息一致的道路区域, 得到一个包含道路信息的二值影像，然后对此二值影像进行滤波，在提取出的道路条状区域的基础上, 根据道路具有的形状特点, 利用形态学进行细化和一定次数的形态修剪处理, 得到单像素宽 的道路中心线信息。最后对图像进行基于hough变换的线性特征提取，文章对高分辨率航空遥感影像进行了实验验证了该方法的有效性[1-3]。 关键词:线性特征提取,hough变换,matlab a road edge detection algorithm based on the hough transform qiu zhiweili yan (henan university of urban construction, pingdingshan 467036, china) aqiuzhiwei-2008@https://www.wendangku.net/doc/8016562983.html,, bliyan0502@https://www.wendangku.net/doc/8016562983.html, abstract: by using the road seed point spectrum information in this paper firstly, the relevant road information can be extracted from the spectral information consistent with the road area, road information including two value image can be
随机前沿模型(SFA)-原理解读
随机前沿模型（SFA ）原理和软件实现 一、SFA 原理 在经济学中，常常需要估计生产函数或者成本函数。生产函数f (x)的定义为：在给定投入x 情况下的最大产出。但现实中的产商可能达不到最大产出的前沿，为了，假设产商i 的产量为： i i i y f (x ,)βξ= （1） 其中，β为待估参数；i ξ为产商i 的水平，满足i 01ξ<≤。如果i =1ξ，则产商i 正好处于效率前沿。同时，考虑生产函数还会受到随机冲击，故将方程（1）改写成： i v i i i y f (x ,)e βξ= （2） 其中，i v e 0>为随机冲击。方程（2）意味着生产函数的前沿i v i f (x ,)e β是随机的，故此类模型称为“随机前沿模型”（stochastic frontier model ）。随机前沿模型最早由Aigner, Lovell and Schmidt(1977)提出，并在实证领域运用广泛，Kumbhakar and Lovell(2000)为该领域的研究写了一本著作，有兴趣的同学可以去参考。 假设o k 1i 1i ki f (x ,)e x x ββββ=L （柯布道格拉斯生产函数，共有K 个投入品），则对方程（2）取对数可得： K i 0k ki i i k 1ln y =+ln x ln ββξν=++∑ （3） 由于i 01ξ<≤，故i ln 0ξ≤。定义i i u =-ln 0ξ≥，则方程3可以写成： K i 0k ki i i k 1ln y =+ln x -u ββν=+∑ 其中，i u 0≥为“无效率”项，反映产商i 距离效率前沿面的距离。混合扰动项 i i i ενμ=-分布不对称， 使用OLS 估计不能估计无效率项i u 。为了估计无效率项i u ，必须对i i νμ、的分布作出假设，并进行更有效率的MLE （最大似然估计）估计。 一般，无效率项的分布假设有如下几种： (1) 半正态分布 (2) 截断正态分布 (3) 指数分布 在一般的论文中，使用的最多的是半正态分布 随机前沿模型可以很容易地用于估计成本函数，经过与生产函数的随机前沿模型类似的推导可得： K i 0y i k ki i i k 1ln c =+lny ln P +u βββν=++∑
灰度图像边缘提取方法综述
内蒙古科技大学 本科毕业论文 题目：灰度图像边缘提取方法综述学生姓名： 学院：物理科学与技术学院 专业：应用物理学 学号：0809810054 班级：08级 指导教师： 二〇一二年 4 月
摘要 本文先介绍了一般边缘检测的步骤和灰度图像形态学的主要操作。着重讨论基于细胞神经网络的一般灰度图像的边缘提取和图像分割。先陈述了几种传统算法，并比较了各算法的优劣。通过例举介绍CNN 基本知识，详细描述了用CNN 提取图像边缘的过程，给出算法流程，阐述算法实现中的关键步骤。对二值图像和灰度图像，分别采用基于CNN 的算法和传统算子(prewitt、sobel、canny)进行边缘提取，给出提取效果图，定性比较两类算法在性能上的优劣。来直接的了解灰度图像边缘提取的方法。 关键字：灰度图像，边缘提取，分割，CNN算法，传统算子
Abstract This paper first introduces the general steps of gray image edge detection and morphology of the main operation. Focuses on the cellular neural network based general gray image edge extracting and image segmentation. Through the examples of introduction of basic knowledge of CNN, a detailed description of the CNN image edge extraction process, the algorithm process, the key step in the algorithm implementation. On two value image and the gray scale image, which are based on CNN algorithm and the traditional operator ( Prewitt, Sobel, canny ) edge extraction, given the extraction effect chart, qualitative comparison of two algorithms in performance on the quality of. To direct understanding of gray image edge extraction method. Keywords: image, edge detection, segmentation, CNN algorithm, the traditional operator
图像边缘提取方法及展望
1引言 图像最基本的特征是边缘，边缘是图像性区域和另一个属性区域的交接处，是区域属性发生突变的地方，是图像中不确定性最大的地方，也是图像信息最集中的地方，图像的边缘包含着丰富的信息。因此，图像的边缘提取在计算机视觉系统的初级处理中具有关键作用，但目前仍是“瓶颈”问题。 边缘检测技术对于数字图像是非常重要的，提取出边缘才能将目标和背景区分开来。现有的图像边缘提取方法可以分为三大类：一类是基于某种固定的局部运算方法，如：微分法，拟合法等，它们属于经典的边缘提取方法；第二类则是以能量最小化为准则的全局提取方法，其特征是运用严格的数学方法对此问题进行分析，给出一维值代价函数作为最优提取依据，从全局最优的观点提取边缘，如松驰法，神经网络分析法等；第三类是以小波变换、数学形态学、分形理论等近年来发展起来的高新技术为代表的图像边缘提取方法，尤其是基于多尺度特性的小波变换提取图像边缘的方法是目前研究较多的课题。该文将较为详细地对各种图像边缘提取算法的原理进行阐述，对几种最常用的图像边缘提取算法给出实验结果，并进行结果对比与分析。 2经典的图像边缘提取方法 2.1微分算子法 边缘的检测可借助空域微分算子通过卷积完成，导数算子具有突出灰度变化的作用，对图像运用导数算子，灰度变化较大的点处算得的值较高，因此可将这些导数值作为相应点的边界强度，通过设置门限的方法，提取边界点集。 一阶导数 !f !x 与 !f !y 是最简单的导数算子，一个连续函数f（x，y）在位置（x，y）处方向导数的最大值是I G I=（ !f !x ）2+（!f !y ）2 [I12，称为梯度模，相应地，取得最大值的方向为"=tan-1 !f !y !f !x T I I L T I I J 。 利用梯度模算子来检测边缘是一种很好的方法，它不仅具有位移不变性，还具有各向同性。在实际中，对于一幅数字图像采用了梯度模的近似形式，如常用的罗伯特交叉算子（Roberts Cross）和索贝尔算子（SobeI）的表达式分别为： Roberts算子表达式为： \G\=maX（I f（i，J）-f（i+1，J+1）I，I f（i+1，J）-f（i，J+1）I） SobeI算子表达式为： 121 000 -1-2- T I I L T I I J 1 10-1 20-2 10- T I I L T I I J 1 x方向卷积核y方向卷积核 图像边缘提取方法及展望 季虎孙即祥邵晓芳毛玲 （国防科技大学电子科学与工程学院，长沙410073） E-maiI：Iove63901@https://www.wendangku.net/doc/8016562983.html, 摘要该文对现有代表性的各种图像边缘提取方法进行了介绍，对比、分析了各自的优缺点，重点对以小波变换为代表的现代信号处理技术提取图像边缘的方法进行了分析和阐述，为了更清楚地看出各种算法的效果，给出了一些常用算法对同一幅标准测试图像Lena进行边缘提取的实验结果。最后，对图像边缘提取技术所面临的问题和发展方向阐述了自己的观点。 关键词边缘提取小波变换多尺度分析图像边缘检测 文章编号1002-8331-（2004）14-0070-04文献标识码a中图分类号TP391 The Algorithm for Image Edge Detection and Prospect Ji Hu Sun Jixiang Shao Xiaofang Mao Ling （SchooI of EIectronic and Engineering，NationaI University of Defense TechnoIogy，Changsha410073）Abstract：The representative aIgorithms in these days for image edge detection have been presented in this paper.after contrasting and anaIyzing the advantages and the disadvantages of every aIgorithm，we pIace an emphasis on anaIyzing and iIIuminating waveIet transform，which is one of the modern signaI processing technigues for image edge detection.in order to have a much cIearer Iook at the effect of every aIgorithm，we give the resuIts of the eXperiments in which the common aIgorithms are used to detect image edge of the same standard testing image Lena.at Iast，we bring forward our viewpoint about the probIems the image edge detection technoIogy is facing and where is its deveIopmentaI direction. Keywords：edge detection，waveIet transform，muItiscaIe anaIysis，image edge detection 作者简介：季虎（1972-），男，工程师，博士研究生，主要研究方向为计算机视觉、图像处理、模式识别。孙即祥（1946-），男，教授，博士生导师，现已出版专著三部，并正在撰写另外一部专著，已发表论文十数篇。主要感兴趣的研究方向为计算机视觉、图像处理、模式识别等。 70 2004.14计算机工程与应用
无线电测向心得体会
无线电测向心得体会 篇一：PJ-80型无线电测向机实验报告 本科实验报告 实验名称： 一、实验目的 1、了解无线电测向的基本原理 2、掌握无线电测向机的制作方法 3、增强对电子信息专业的热爱 二、实验过程 1、9月15日星期一 早上9:00，老师在课上为我们讲解了无线电测向的基本原理： 通信具有两个要素：信息和载体。 电磁波具有三个性质：三维直角正交、传输速度 电磁波按频率在空间内具有如下分布： 和极化波。 无线电波的传输方式有三种：地波、天波和直接波。 天线是一种能量转换器，在发射无线电波时，能把高频电能转换为高频电磁能，在接收无线电波时，能把高频电磁能转换为高频电能。它的方向性很强。 PJ-80型无线电测向机具有两种天线，分别是直立天线和磁性天线。直立天线能把电能转换为磁能，应用于很宽频
率范围，在各个方向上接收到的无线电波强度都一样，且具有便于架设、价格便宜的特点。磁性天线能把磁能转换为电能，它在不同方向上接收到无线电波的强度不同，因此表现出很强的方向性。 两种天线的综合使用形成了复合天线系统。 使用复合天线后，磁性天线转动一周，只有一个方向使信号消失；也只有一个方向信号最强。这样就克服了磁性天线的双值性，获得了单方向性能。我们把信号强的这个面叫单向大音面，简称大音面，得用大音面就可直接定出电台在哪一边。由磁性天线的方向图可知，天线转动一周，测向机将出现两个声音最大处和两个声音最小处，即磁性天线的方向图具有双值性。利用这一点，可以测定电台所处的一条位置线，但判断不出它究竟处在位置线上的哪一边。 直立天线在水平平面的方向图是一个圆。天线转动360度，感应电势E直的大小和极性都不会变化。现设直立天线的电势等于1，并为正值；设磁性天线的电势最的值也等于1，将磁性天线旋转360度时其电势的大小和极性做出标注。再将任一方向上两天线的电势相加，如在0度或180度方向上，E直=1，E磁=0，合成电势（E合）=1；在90度方向上，E直=1，E磁=1，E合=2；在270度方向上E直=1，E磁=-1，E合=0，等等。由图可见，上半部分各方向上的两天线电势极性相同，合成电势为两电势之和；下半部各方向上两电势
边缘检测和轮廓提取方法和VC++程序
边沿检测和轮廓提取方法和程序 1 边沿检测 我们给出一个模板和一幅图象。不难发现原图中左边暗，右边亮，中间存在着一条明显的边界。进行模板操作后的结果如下： 。 可以看出，第3、4列比其他列的灰度值高很多，人眼观察时，就能发现一条很明显的亮边，其它区域都很暗，这样就起到了边沿检测的作用。 为什么会这样呢？仔细看看那个模板就明白了，它的意思是将右邻点的灰度值减左邻点的灰度值作为该点的灰度值。在灰度相近的区域内，这么做的结果使得该点的灰度值接近于0；而在边界附近，灰度值有明显的跳变，这么做的结果使得该点的灰度值很大，这样就出现了上面的结果。 这种模板就是一种边沿检测器，它在数学上的涵义是一种基于梯度的滤波器，又称边沿算子，你没有必要知道梯度的确切涵义，只要有这个概念就可以了。梯度是有方向的，和边沿的方向总是正交(垂直)的，例如，对于上面那幅图象的转置图象，边是水平方向的，我们可以用 梯度是垂直方向的模板检测它的边沿。 例如，一个梯度为45度方向模板，可以检测出135度方向的边沿。 1.Sobel算子
在边沿检测中，常用的一种模板是Sobel 算子。Sobel 算子有两个，一个是检测水平边沿的 ；另一个是检测垂直平边沿的。与和 相比，Sobel算子对于象素的位置的影响做了加权，因此效果更好。 Sobel算子另一种形式是各向同性Sobel(Isotropic Sobel)算子，也有两个，一个是检测水平边 沿的，另一个是检测垂直平边沿的。各向同性Sobel 算子和普通Sobel算子相比，它的位置加权系数更为准确，在检测不同方向的边沿时梯度的幅度一致。 下面的几幅图中，图7.1为原图；图7.2为普通Sobel算子处理后的结果图；图7.3为各向同性Sobel算子处理后的结果图。可以看出Sobel算子确实把图象中的边沿提取了出来。 图7.1 原图
随机前沿模型-原理解读
一、SFA 原理 在经济学中，常常需要估计生产函数或者成本函数。生产函数f (x)的定义为：在给定投入x 情况下的最大产出。但现实中的产商可能达不到最大产出的前沿，为了，假设产商i 的产量为： i i i y f (x ,)βξ= （1） 其中，β为待估参数；i ξ为产商i 的水平，满足i 01ξ<≤。如果i =1ξ，则产商i 正好处于效率前沿。同时，考虑生产函数还会受到随机冲击，故将方程（1）改写成： i v i i i y f (x ,)e βξ= （2） 其中，i v e 0>为随机冲击。方程（2）意味着生产函数的前沿i v i f (x ,)e β是随机的，故此类模型称为“随机前沿模型”（stochastic frontier model ）。随机前沿模型最早由Aigner, Lovell and Schmidt(1977)提出，并在实证领域运用广泛，Kumbhakar and Lovell(2000)为该领域的研究写了一本著作，有兴趣的同学可以去参考。 假设o k 1i 1i ki f (x ,)e x x ββββ=L （柯布道格拉斯生产函数，共有K 个投入品），则对方程（2）取对数可得： K i 0k ki i i k 1ln y =+ln x ln ββξν=++∑ （3） 由于i 01ξ<≤，故i ln 0ξ≤。定义i i u =-ln 0ξ≥，则方程3可以写成： K i 0k ki i i k 1ln y =+ln x -u ββν=+∑ 其中，i u 0≥为“无效率”项，反映产商i 距离效率前沿面的距离。混合扰动项 i i i ενμ=-分布不对称，使用OLS 估计不能估计无效率项i u 。为了估计无效率项i u ，必须对i i νμ、的分布作出假设，并进行更有效率的MLE （最大似然估计）估计。 一般，无效率项的分布假设有如下几种： (1)半正态分布 (2)截断正态分布 (3)指数分布 在一般的论文中，使用的最多的是半正态分布 随机前沿模型可以很容易地用于估计成本函数，经过与生产函数的随机前沿模型类似的推导可得： K i 0y i k ki i i k 1ln c =+lny ln P +u βββν=++∑
数字图像的边界提取
实验九数字图像的边界提取 一、实验目的 了解有关数字图像边界提取的基本概念，熟悉Matlab软件中关于数字图像边界提取的基本命令，掌握利用Matlab软件进行数字图像边界提取的方法；同时，学会在图上加图题，会控制图题的位置。 二、相关知识 在图像处理中，有一种十分实用的操作叫做边界提取，在提取了图像的边界后，就可以对图像进行进一步的操作如图像分割，特定区域的提取，骨架提取等等。 常用的边界检测算子有微分算子、拉普拉斯高斯算子和canny算子。 在MA TLAB中，系统提供edge函数，其功能是利用各种边界检测算子来检测灰度图像的边界。 函数edge的用法有以下几种： 1．BW=edge(I)； 2．BW=edge(I,method)； 3．BW=edge(I,method,thresh)； 4．BW=edge(I,method,thresh,direction) 其中： I：输入图像； method：提取边界的方法，共有六种可取的值，即共有六种可使用的方法，包 括：’sobel’，’prewitt’，’roberts’，’log’，’zerocross’，’canny’，缺省时使用’sobel’； thresh：指定的阈值，所有不强于thresh的边都被忽略； direction：对于’sobel’和’prewitt’方法指定方向，可取值为：’horizontal’和’vertical’，’both’（缺省值）BW：返回的二值图像，其中1代表找到的边界。 在这些方法中，canny是较为优秀的一种，该方法使用两种不同的阈值分别检测强边界和弱边界，并且仅当弱边界和强边界相连时，才将弱边界包含在输出图像中。因此，这种方法不容易被噪声干扰，更容易检测到真正的弱边界。 关于这些方法的真正含义，我们以后有专门的课程加以详细讨论，现在先看看它们的效果。 例：分别调用’sobel’，’prewitt’，’roberts’，’log’，’zerocross’和’canny’六种方法检测图像rice.tif的边界。程序如下： I=imread('rice.tif'); BW1=edge(I,'sobel'); BW2=edge(I,'prewitt'); BW3=edge(I,'roberts'); BW4=edge(I,'log'); BW5=edge(I,'zerocross'); BW6=edge(I,'canny'); imshow(I);title('图1: rice.tif原图','fontsize',14,'position',[128,280,0]); figure;imshow(BW1);title('图2: sobel算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) figure;imshow(BW2);title('图3: prewitt算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) figure;imshow(BW3);title('图4: roberts算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) figure;imshow(BW4);title('图5: log算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) figure;imshow(BW5);title('图6: zerocross算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) figure;imshow(BW6);title('图7: canny算子提取的边界','fontsize',14,'position',[128,280,0]) 运行结果如下：
图像边缘提取方法综述
图像边缘提取方法综述 摘要 图像最基本的特征是边缘，边缘是图像性区域和另一个属性区域的交接处，是区域属性发生突变的地方，是图像中不确定性最大的地方，也是图像信息最集中的地方，图像的边缘包含着丰富的信息。因此，图像边缘提取一直以来都是图像处理与分析领域的研究热点。本文对传统的具有代表性的各种图像边缘提取方法进行了阐述、对比和分析了各自的优缺点，为了更清楚地看出各种算法的效果，给出了一些常用算法对同一副标准测试图像进行边缘提取的实验结果。同时，本文对现代的一些边缘检测方法如小波分析、形态学等也作了简要的介绍，重点分析了以上各种算法在图像边缘提取中的发展状况和优缺点。最后提出了在实践中要根据待解决的问题的特点和要求决定采取何种方法。 关键词：图像处理；边缘提取；小波变换 1 图像边缘提取概述 人获得的绝大部分信息来源于图像信息，而在图像信息中又以边界信息最为丰富，它传递和表达着物体的空间几何信息，可以判定物体的大小、形状、类型甚至地理位置。 边缘特征是图像最基本的特征。边缘是图像性区域和另一个属性区域的交界处，是区域性属性发生突变的地方，是图像中不确定性最大的地方，也是图像信息最集中的地方，图像的边缘包含着丰富的信息。当把边界从目标图像中提取出来后，目标物体的信息能够更直观地展现在人们面前，对于用计算机处理目标物更为有利。因此，数字图像的边缘检测是图像分析处理领域十分重要的基础，在工程应用中占有十分重要的地位。 图像的边缘有方向和幅值两个特性，通常沿边缘的走向灰度变化平缓，垂直于边缘走向的像素灰度变化剧烈。根据灰度变化的特点，常见的边缘可分为阶跃型、房顶型和凸缘型，如图1.1所示。对于阶跃型边缘，二阶方向导数在边缘处呈零交叉，而后两种，二阶方向导数在边缘处取极值。 图1.1 边缘灰度变化的几种类型 图像边缘检测的流图大致如图1.2所示： 图1.2 边缘检测的流图 （1）滤波。边缘检测主要基于导数计算，但受噪声影响。滤波器在降低噪声的同时也导致边缘强度的损失。
无线电监测和测向技术的现状与发展
INFORMA TION SYSTEM AND APPLICATION │信息系统及应用 2018年第3期 91 无线电监测和测向技术的现状与发展 祁添荣 庆阳市无线电监测站，甘肃 庆阳 745000 摘要：随着科学技术的快速发展，人们和无线电技术之间的关系越来越密切。无线电业务涵盖的范围很广。就无线电监测与测向技术的现状与发展进行了分析，为发展无线电监测技术提供一些参考。 关键词：无线电监测；侧向技术；策略 中图分类号：[TN98] 文献标识码：A Status Quo and Development of Radio Monitoring and Direction Finding Technology Qi Tianrong Qingyang Radio Monitoring Station, Gansu Qingyang 745000 Abstract: With the rapid development of science and technology, the relationship between people and radio technology has become increasingly close. Radio services cover a wide range of areas. The status quo and development of radio monitoring and direction finding techniques are analyzed to provide some references for the development of radio monitoring technologies. Keywords: radio monitoring; lateral technology; strategy 引言 利用先进的技术和设备进行搜索、检测和无线电信号采集，通过对信号的分析、监测和识别，获取位置、特征和技术数据等信息，称为无线电监测。随着无线电技术的快速发展，利用无线电进行信号传递的设备和用户越来越多，这就导致无线电波的干扰也越来越多，给监测工作带来了更大的工作量，因此对监测站的要求也与日俱增。现在使用的监测网的主要组成，是多个大型监测站联网，但高成本、大体积这些缺点明显。相对来说，低成本、灵活性强的小型车载无线电监测系统和各县区小型监测站的设立，能适用于更广的范围。作为大型无线电监测系统的辅助，二者互相补充、相互协助。 1 无线电测向技术的内容 什么是无线电测向？这是一个过程。根据电磁波传播的特点，检测出电磁波的辐射方向。无线电波以直线的方式在空中传播，需要用无线电波来测量，才能找到相应的无线电波。确定方向点北方向与无线电台方向的顺时针方向，应先确定方向的位置。通常情况下，不能确定电台所在的具体位置，但却能判断电 台位置与某条直线重合的原因，是因为示向度值只获得了一个。在这个基础上，为了能够在地图上直接确定发射无线电波源的电台位置，就需要获得多个示向度值。在测向时，获取不同的侧向度可以通过使用两个及两个以上的测向点来达到。无线电测向方法有很多，其中两种是矢量测向系统和标准测向系统。矢量系统主要用于获取入射波信号的矢量数据，同时使用振幅和相位参数。该标量系统主要用于获取入射波信号的标量数据，但在电磁波中只能得到一个相位信号或振幅信号。这两种系统都有其优点。 2 无线电测向技术的应用 无线电监测测向系统由传统的设备组成，不能跟上时代的要求，多通道智能监测与测向是未来的无线电测向技术的主要趋势。数字无线电监测测向系统越来越好，促进了无线电监测测向技术的快速发展。 3 无线电监测与测向技术的现状与问题 21世纪初开始，我国大力支持建设无线电监测设施，规划各种方案，虽然相较于其他发达国家研发开始晚起步迟，但在相关部门的领导下，各级无线电部门按部就班一步一步地顺利地开展了监测工作，同时
对我国技术效率的测算随机前沿生产函数的应用
第25卷 第5期2004年 9月 科 研 管 理Science Research Management Vol.25,No.5 Sep , 2004 收稿日期:2003-06-04. 作者简介:何 枫(1975-),男(汉),湖南浏阳人,博士,现为西北大学经济管理学院经济学博士后及陕西师范大学国际商学院副教授。 陈 荣(1976-),女(汉),辽宁海城人,现为香港中文大学工商管理学院博士研究生。郑江绥(1974-),男(汉),陕西绥德人,经济学博士,现为陕西师范大学国际商学院讲师。 文章编号:1000-2995(2004)05-004-0100 对我国技术效率的测算:随机前沿生产函数的应用 何 枫1,陈 荣2,郑江绥3 (1西北大学经济管理学院经济学博士后流动站,中国西安 710069; 2香港中文大学工商管理学院,中国香港,新界沙田; 3陕西师范大学国际商学院,中国西安 710062) 摘要:本文在1981—2000年间我国29个省市数据的基础上,运用随机前沿生产函数(Stochastic Frontier Pro 2 duction Function )模型对我国改革开放以来20年间的技术效率变迁进行了测算。分析结果表明,我国整体的 平均技术效率水平是相对较低的,但其在20年中却一直呈现出稳步上升趋势。关键词:随机前沿分析;技术效率;生产函数中图分类号:F224.0 文献标识码:A 1 引言 技术效率的测量最早是由Farrel (1957)和 Afriat (1972)提出来的。技术效率和生产性可能性边界是联系在一起的。测量技术效率通常有两种方法,一种是非参数方法,另一种是参数方法。非参数方法首先根据样本中所有个体的投入和产出构造一个能够包容所有个体生产方式的最小的生产性可能性集合:即所有要素和产出的有效组合。所谓“有效”,即是以一定的投入生产出最大产出,或以最小的投入生产出一定的产出。但是,在实践中,人们更倾向于使用参数方法来测算技术效率。本研究将在对数型柯布—道格拉斯生产函数的基础上,运用随机前沿分析技术(Stochas 2tic Frontier Analysis ,以下简称SFA 技术)对我国改革开放以来20年间的技术效率进行测量。 2 SFA 模型的基本原理 根据S.C.Kumbhakar & C.A.K.Lovell (2000,p8-10)的总结,研究者们一致认为Meeusen &Broeck (1977)、Aigner ,Lovell ,and Schmidt (1977)与Battese &Corra (1977)这三篇论文是标志着SFA 技术诞生的开创性文献。 他们的模型基本上可以表达为y =f (x ;β)?ex p (v -u ),其中,y 代表产出、x 表示一组矢量投 入、 β为一组待定的矢量参数。误差项ε为复合结构,第一部分v 服从N (0,σ2 v )分布,v ∈iid (独立一致分布)。第二部分u ≥0,用以表示那些仅仅对某个个体所具有的冲击;因此,该个体的技术效率状态则用T E =exp (-u )来表示。这样的话,当u =0时,厂商就恰好处于生产前沿上(即y =f (x ;β)?ex p (v ));若u >0,厂商就处于生产前沿下方,也就是处于非技术效率状态。图1直 观地显示了技术效率的定义。 根据对u 所服从分布的假设不同,SFA 技术
无线电测向理论试题库
无线电测向理论试题库 一、填空题。 1、无线电测向竞赛项目分（个人单项、个人全能、单项团体赛） 2、无线电测向锦标赛应在两个业余波段（3.5兆赫和144兆赫）进行 3、1887年，德国科学家（赫兹）证明了电磁波的存在。 4、无线电测向技术按竞赛过程的先后分为（起点测向，途中测向，近台区测向）。 5、1895年，意大利（马可尼）取得无线电专利权，开始远距离无线电通信试验。 6、起点测向包括（起点前技术，起点测向，离开起点）三部分。 7、1895年，俄罗斯人（波波夫）拍发第一封电报。 8、途中测向包括（首找台确定，到位技术，途中跑及道路选择）三部分。 9、近台区测向技术包括（沿方向线跟踪，交叉定点，比音量，无信号找台，搜索）等。 10、短距离80米波段信号源发射电磁波是（垂直极化波）。 11、无线电波按传播途径可分为（天波，地波，直射波，地面反射波）四种。 12、80米波段测向主要使用（地波）传播，2米波段测向主要使用（直射波和地面反射波）传播。 13、无线电波在传播中的主要特性有：（直线传播，反射与折射，绕射，干涉）四种。 14、当信号源的发射天线垂直于地面时，天线辐射电磁波的电场也垂直于地面，称为（垂直极化波）。当天线平行于地面时，天线辐射电磁波的电场也平行于地面，称为（水平极化波）。
15、短距离80米波段信号源3号电台的呼号是（―――――. . . ）。 16、短距离80米波段信号源8号电台的呼号是（――—. . ）。 17、全部电台方向线的最大夹角不足（15度）的电台分布，称为直线布台。 18、电台方向线的最大夹角大于（15度）小于（60度）的布台方式称为小角度布台。电台方向线间最大夹角大于（60度）小于或等于（180度）的布台方式称为大角度布台。 19、电台分布的夹角大于180度小于或等于（360度）的布台方式称为（环形布台）。 20、在测向过程中，用磁性天线的小音点对着电台方向左右摆动，声音最小时磁棒端点所指方向即为电台的准确方向，这一过程称为测（双向）。 21、测向机在竞赛频率范围内向外辐射的信号，不得被( 10米)外具有3一5 微伏灵敏度的接收机听到。 22、在无线电测向竞赛中，一般以（抽签方式）确定运动员的出发批次或赛位。 23、在比赛之前，裁判员应向运动员宣布（每场竞赛的规定时间、出发间隔时间、各组别找台数及台号、找台顺序、终点是否设信标台等）。 24、运动员在比赛中必须以（徒步方式）独立完成竞赛，不得协助他人或获取他人的协助。 25、电台的台号标志（或点标）和运动员过台记录器具必须在一起，而且距离电台不能超过（2米）。 26、当按下单向开关测向时，此时耳机内出现需要测收的电台信号且声音最大时，测向机大音面所指方向即为电台方向。这一过程称为测（单向）。 27、当近台区出现严重干扰，方向线十分混乱，或者无法测出方向线的情况下，