176 工程科学学报，第44卷.第2期 0.90 -Bi Mus -Am -o-Chl Gt--Act 鉴定等步骤，对本文的矿物信息提取结果进行精 0.85 度评价.由于野外勘查条件限制，实际采样点未能 0.80 均匀分布在矿物显现区，根据岩性分布情况进行 0.75 了补充采样.部分样品薄片鉴定结果如表5和 00 图11. 通过野外实测生成测试集，评价模型的泛化 0.60 能力.精度评价结果（表6）显示，提取精度较高的 0.55 50100150200250300350400450500 为黑云母、白云母、角闪石，较低的为绿泥石、石 Number of decision trees 榴石、阳起石.黑云母在黑云母大理岩及黑云斜 图9决策树个数选择 长片麻岩中质量分数最高可达20%，且分布较广， Fig.9 Number selection of decision trees 实际采样点多覆盖在这些岩性上，总体精度为 域构造和热液活动的改造，该区域是变质矿物集 85.4088%、Kappa为0.7779.白云母在石榴石白云 中分布区，也是矿化蚀变集中分布区域，发育绿帘 母斜长片麻岩及二云石英片岩中质量分数最高可 石化、绿泥石化、阳起石、碳酸盐化、矽卡岩化及 达30%，二云斜长片麻岩中质量分数也达到了 绢云母化.结果显示，黑云母主要分布在西北部和 10%,提取精度为84.7640、Kappa为0.7833.角闪 西南部的晚太古代变质地层中，相关岩性有：黑云 石在斜长角闪岩中质量分数最高可达到75%，斜 斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、二云二长片麻岩、斜 长角闪片麻岩中质量分数最高可达到55%.矿物 长角闪岩、二云石英片岩和黑云母大理岩等.白 特征较为鲜明，提取精度为85.7308、Kappa为 云母主要分布在晚太古代变质岩区，少量出现在 0.7748.绿泥石在绿泥石英千枚岩、含绢云母石英 二叠纪花岗岩区，相关岩性有：石榴石白云母斜长 岩、斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩等岩性中均有 片麻岩、二云斜长片麻岩、二云石英片岩、二云石 体现，但质量分数一般不超过15%（仅在极少量的 英片岩和含白云母石英岩等.角闪石主要分布在 钠长绿泥石英千枚岩中质量分数达到了48%)，因 晚太古代斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩区域，少 此，容易被其他高含量矿物干扰，提取精度为 量在蓟县纪大理岩区.绿泥石矿物信息主要在晚 70.6933、Kappa为0.5938.石榴石在石榴石黑云斜 太古代钠长绿帘绿泥片岩和黑云斜长片麻岩中， 长片麻岩中质量分数为5%、在石榴石白云母斜长 少量出现在长城纪绿泥石千枚岩和二叠纪的钠长 片麻岩中质量分数为3%，在其他岩性中均未出 绿泥石英千枚岩中.石榴石矿物只出现在西北部 现，所以提取时样本训练程度不足导致它的总体 的晚太古代地层中，主要赋存于石榴石白云母斜 精度仅为65.5992、Kappa为0.5462.阳起石仅在蛇 长片麻岩和石榴黑云斜长片麻岩中.阳起石仅在 纹透辉白云质大理岩中出现了5%，提取精度为 蓟县纪蛇纹透辉白云质大理岩中有零星分布 66.7509、Kappa为0.5560. 测试样本的拟合决定系数2被用来评价模型 的预测准确性四各采样点实测值和预测值对比， Bi、Mus、Am及Chl的R2分别为0.971、0.962、0.966 及0.965，预测值与实测值基本吻合：Gt及Act的 R2分别为0.935及0.932，拟合效果不佳，但是由于 在研究区石榴石和阳起石分布非常少，所以提取 结果依然具备实用价值 3.5与其他方法提取精度对比 将本文方法与比值+阈值分割法、比值+SVM 法提取的总体精度进行对比（表7）.各方法采用 图10矿物提取结果.(a)Bi:(b)Mus:(c)Am:(d)Chl:(e)Gt(f)Act 的比值运算公式一致，Bi、Mus、Am、Chl、Gt及 Fig.10 Mineral extraction results:(a)Bi;(b)Mus;(c)Am;(d)Chl; Act的分割阈值分别为：1.4、3.1773、1.1406、3.01、 (e)Gt;and (f)Act 1.405及225.采用SVM分类时的样本及特征与 3.4野外调查精度评价 本文方法一致，核函数选择径向基函数(Radial 通过42个点的野外调查、采样和实验室薄片 basis function,.RBF),参数c分别取测试错误率最域构造和热液活动的改造，该区域是变质矿物集 中分布区，也是矿化蚀变集中分布区域，发育绿帘 石化、绿泥石化、阳起石、碳酸盐化、矽卡岩化及 绢云母化. 结果显示，黑云母主要分布在西北部和 西南部的晚太古代变质地层中，相关岩性有：黑云 斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、二云二长片麻岩、斜 长角闪岩、二云石英片岩和黑云母大理岩等. 白 云母主要分布在晚太古代变质岩区，少量出现在 二叠纪花岗岩区，相关岩性有：石榴石白云母斜长 片麻岩、二云斜长片麻岩、二云石英片岩、二云石 英片岩和含白云母石英岩等. 角闪石主要分布在 晚太古代斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩区域，少 量在蓟县纪大理岩区. 绿泥石矿物信息主要在晚 太古代钠长绿帘绿泥片岩和黑云斜长片麻岩中， 少量出现在长城纪绿泥石千枚岩和二叠纪的钠长 绿泥石英千枚岩中. 石榴石矿物只出现在西北部 的晚太古代地层中，主要赋存于石榴石白云母斜 长片麻岩和石榴黑云斜长片麻岩中. 阳起石仅在 蓟县纪蛇纹透辉白云质大理岩中有零星分布. (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 10    矿物提取结果. （a）Bi；（b）Mus；（c）Am；（d）Chl；（e）Gt；（f）Act Fig.10     Mineral  extraction  results:  (a)  Bi;  (b)  Mus;  (c)  Am;  (d)  Chl; (e) Gt; and (f) Act 3.4    野外调查精度评价 通过 42 个点的野外调查、采样和实验室薄片 鉴定等步骤，对本文的矿物信息提取结果进行精 度评价. 由于野外勘查条件限制，实际采样点未能 均匀分布在矿物显现区，根据岩性分布情况进行 了补充采样. 部分样品薄片鉴定结果如表 5 和 图 11. 通过野外实测生成测试集，评价模型的泛化 能力. 精度评价结果（表 6）显示，提取精度较高的 为黑云母、白云母、角闪石，较低的为绿泥石、石 榴石、阳起石. 黑云母在黑云母大理岩及黑云斜 长片麻岩中质量分数最高可达 20%，且分布较广， 实际采样点多覆盖在这些岩性上 ，总体精度为 85.4088%、Kappa 为 0.7779. 白云母在石榴石白云 母斜长片麻岩及二云石英片岩中质量分数最高可 达 30%，二云斜长片麻岩中质量分数也达到 了 10%，提取精度为 84.7640、Kappa 为 0.7833. 角闪 石在斜长角闪岩中质量分数最高可达到 75%，斜 长角闪片麻岩中质量分数最高可达到 55%，矿物 特 征 较 为 鲜 明 ， 提 取 精 度 为 85.7308、 Kappa 为 0.7748. 绿泥石在绿泥石英千枚岩、含绢云母石英 岩、斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩等岩性中均有 体现，但质量分数一般不超过 15%（仅在极少量的 钠长绿泥石英千枚岩中质量分数达到了 48%），因 此 ，容易被其他高含量矿物干扰 ，提取精度 为 70.6933、Kappa 为 0.5938. 石榴石在石榴石黑云斜 长片麻岩中质量分数为 5%、在石榴石白云母斜长 片麻岩中质量分数为 3%，在其他岩性中均未出 现，所以提取时样本训练程度不足导致它的总体 精度仅为 65.5992、Kappa 为 0.5462. 阳起石仅在蛇 纹透辉白云质大理岩中出现了 5%，提取精度为 66.7509、Kappa 为 0.5560. 测试样本的拟合决定系数 R 2 被用来评价模型 的预测准确性[22] . 各采样点实测值和预测值对比， Bi、Mus、Am 及 Chl 的 R 2 分别为 0.971、0.962、0.966 及 0.965，预测值与实测值基本吻合；Gt 及 Act 的 R 2 分别为 0.935 及 0.932，拟合效果不佳，但是由于 在研究区石榴石和阳起石分布非常少，所以提取 结果依然具备实用价值. 3.5    与其他方法提取精度对比 σ 将本文方法与比值+阈值分割法、比值+SVM 法提取的总体精度进行对比（表 7）. 各方法采用 的比值运算公式一致 ，Bi、 Mus、 Am、 Chl、 Gt 及 Act 的分割阈值分别为：1.4、3.1773、1.1406、3.01、 1.405 及 2.25. 采用 SVM 分类时的样本及特征与 本文方法一致 ，核函数选择径向基函数 (Radial basis function，RBF)，参数 分别取测试错误率最 0.80 0.75 Extraction accuracy 0.90 0.85 0.70 0.65 0.60 0.55 50 100 150 200 250 Number of decision trees 300 350 400 450 500 Bi Mus Am Chl Gt Act 图 9    决策树个数选择 Fig.9    Number selection of decision trees · 176 · 工程科学学报，第 44 卷，第 2 期