『壹』 樣品測量方法
(一)樣品制備
厚樣品制備比較簡單。對於固體的岩礦樣品、土壤樣品等，一般粉碎到200目以下，混合均勻裝入底上蒙有一層6～10μm聚酯膜的樣品杯中壓平(應為飽和層厚度)，即可測量。或者加入適量黏合劑，在壓機下壓成圓片。如果是液體樣品，可以直接裝入樣品杯中進行測量。
薄樣品制備要復雜得多，提出的製作方法也很多。主要可分為濕式和乾式兩類，現簡要介紹如下。
1)將礦樣磨成小於200目，放入含有5/105火棉膠的乙醚(85%)和乙醇(15%)混合溶液中，倒入拉平的聚酯鍍鋁薄膜上，並放在已仔細調平的水平台上，等乙醚揮發後即成。
2)由2份聚甲基丙烯酸甲酯，3份聚丁烯丙烯酸甲酯，7.5份甲苯和少量添加劑混合製成一種聚合物溶液，可以保存多年待用。使用時一般每次取25mL，加入粉末樣品(約1.5～2.5 g)，在0.5L左右的金屬容器中同時放入1/8in(1in=2.54cm)直徑的鋼球蓋好，放在振動器上振動20min，使其均勻分散，然後在聚酯膜上製成薄約50μm厚層。再烘乾1min即成小於25μm的薄膜，再製成1/4in(1in=2.54cm)直徑圓片進行測量；要注意的是樣品與標准樣品均要仔細稱量。
3)溶解成膜方法。例如鐵粉(或銅礦粉)，先用HCl溶解成溶液，再加入聚乙烯醇，混合後取該溶液1mL，放在直徑47mm的濾紙上(Toyo-Roshi，No5)，安裝在一個聚四氟乙烯片上，用紅外燈乾燥後測量。
4)使粉末樣品沉積在微孔濾紙上製成薄樣品。這個方法是先製成一個如圖10-4-1所示的薄樣品收集器，將樣品研磨到325 目放入真空瓶；同時在過濾器上放置一個直徑2.5cm的0.8μm的微孔濾紙；蓋好橡皮塞，開動真空泵；進入的空氣由快速活塞控制，成脈沖式進氣，吹動樣品成粉塵，使之在濾紙上沉積，即可獲得需要薄樣品。
(二)樣品測量方法
使用平衡濾片的NaI(Tl)單道譜儀(或多道譜儀)，分析樣品時，干擾能量峰由使用平衡濾片兩次測量求取差值(ΔI)得到解決。較寬范圍的能量峰干擾主要靠選擇測量道寬解決。這種方法在樣品分析中已經很少應用，但在野外找礦中仍然有用。
使用高能量解析度的半導體探測器多道X射線能譜儀分析樣品，主要測量樣品中受激發元素發射的X射線特徵能量峰，與標准樣品比較按(10-4-1)式，計算元素含量。
圖10-4-1 粉末薄樣品收集器
特徵X射線能量峰，可以用高斯分布表示，即
核輻射場與放射性勘查
式中：A 為特徵 X 射線能量峰的最大值；α=1.3862/R，R為特徵X射線能量峰半最大值全寬度(FWHM)。特徵能量峰面積為(10-4-8)式的積分，即
核輻射場與放射性勘查
可見，能量峰面積S與R、A成正比關系。因此，從理論上講，R或A均可以用來計算待分析元素含量。用一個或幾個測點的數據，漲落誤差比較大，不如能量峰面積計算含量精度高。
(三)儀器刻度
多道X射線能量譜儀的刻度與γ能譜儀刻度的要求和做法是一樣的，包括能量刻度和效率刻度。
能量刻度，主要是檢查儀器的線性程度。線性好，定性確定元素比較准確。X射線多道譜儀能量刻度的單能輻射源比較容易得到。因為只要選用低能γ放射源激發純元素的特徵X射線，即可用來刻度儀器。容易做到能量峰分布均勻。
效率刻度是能量色散定量准確分析的基礎。與所有γ射線能譜分析一樣，必須受到重視。長期以來只重視增強、吸收基體效應校正，對效率刻度重視不夠。
(四)標准樣品與標准(工作)曲線
標准樣品是用來與待測樣品進行比較分析用的已知元素含量樣品，(10-4-1)式表明了這個關系，無論是薄樣品或者厚樣品都是如此。(10-4-7)式表明薄樣品熒光峰計數與樣品中待測元素含量成線性關系，與樣品中的物質成分無關。因此，一個標准樣品可以適用於任何成分的待測樣品，只要測量幾何條件一致，稱量准確、沒有其他譜線干擾，就可以獲得滿意的分析結果。
對於厚樣品，(10-4-4)式和(10-4-6)式表明熒光計數與物質成分關系密切。
1.自吸收
由於樣品中待測元素含量增高(假定為輕脈石中重元素)自吸收增大，也就是(10-4-5)式中(μ+μf)不能看作常數，例如：使用SiO2+Fe2O3配製的樣品，以238Pu為激發源，測得的FeKX射線強度與鐵含量之間的變化關系如圖10-4-2(a)所示。隨Fe含量增高，自吸收增大，FeKX射線強度降低。
2.基質成分的吸收或增強
下一節將詳細討論，這里僅舉一例予以說明。如圖10-4-2(b)所示，在Fe礦石中含有Cu、Zn和Mo時，FeKX射線由於存在二次激發，得到增強，曲線向上彎曲。
圖10-4-2 FeKX射線強度與Fe2O3含量關系
(a)含量增高自吸收增大；(b)增強元素增大使熒光計數增大
對於流體樣品，例如鑽孔泥漿中元素含量分析，石油中硫、鋅元素分析等，都需要相應地製作標准曲線。
需要標准樣品多，是X射線熒光譜分析的主要特點。這些標準的含量分析都需要依賴於其他分析方法，因而受到限制。
上述兩點清楚地表明，厚樣品分析需要標准樣品的元素組成及含量(%)與之相近似。因此，在岩礦樣品分析中所用的標准樣品常常就採用已知含量的與待測樣品同類的岩石、礦石樣品作為標准樣品；而且是含量由低到高的一套標准系列，在與樣品測量相同條件下進行測量。因此，同一批量(基體相同)樣品分析往往先由標准樣品做成校正曲線，之後就可以根據相同條件下樣品測量的熒光計數率，在標准曲線上求得相應的待測元素含量。岩礦露頭或其他現場原位測量，也要類似這樣選擇標准。
『貳』 比值與差值增強
比值、差值處理多用於多波段圖像或多時相圖像的增強處理，它是在衛星圖像經恢復處理後，為獲得更好的地質解譯效果，對原圖像進行數據變換，改變原圖像的灰度結構，使新圖像與人眼的視覺響應特徵相匹配，以突出不同地物之間的波譜特徵差異或地物的時相變化特徵。
( 一) 比值增強
比值增強是最為常用的一種運算增強方法。它通過不同波段的同名像元亮度值之間的除法運算，由兩個或若干個波段組合的圖像進行對應像元的 DN 值除法運算而獲得。圖像比值處理可在一定程度上消除或抑制光照條件的影響、拉大不同地物之間的差異，這對於增強植被信息，分析土壤富水性差異特徵、微地貌變化特徵，提取水下地形信息、地質岩性、地質構造信息、礦產勘查信息等都很有意義 ( 圖版 7) 。例如含羥基的黏土礦物在2. 2μm 附近存在 有 強 吸 收，故 在 TM7 上 為 低 亮 度，而 在 TM5 上 它 仍 為高 亮 度，因 此TM5 /7 常被用來提取與黏土化有關的礦化蝕變信息; 再加 0. 48μm 是鐵離子電荷轉移強烈吸收的位置，故用 TM5/1 利於提取與鐵礦物有關的信息。
對於多波段數字圖像，比值法可以有多種不同的比值。
1. 基本比值
純以兩個波段的數值相比，故也稱簡單比值。用 gk( k = 1，2，…，N) 代表一個多波段圖像 ( N 為波段數) ，任一比值圖像可表示為
遙感地質學
式中: a 和 b 是調節參數。由 N 個波段可得出的比值數目為 P = N ( N － 1) ，如 TM 圖像，除 TM6 ( 熱紅外) 之外，共可組成 30 種比值。
2. 和差組合比值
由兩個波段的和與差構成的比值，如
遙感地質學
3. 交叉組合比值
由 3 個或更多的波段構成的比值，其中分子和分母所包含的波段是不同的，如
遙感地質學
4. 標准化比值
由單個波段與所有波段之和構成的比值，即
遙感地質學
式中的分母反映了總體亮度水平，比值中反映的這方面的信息，有利於區分色調相似而亮度不同的岩石和土壤。
上述四種比值以基本比值和標准化比值更為常用。
比值增強生成比值圖像後，原來的獨立波譜意義就不存在了。由此也給它帶來一個很大的缺陷，就是丟失了地物總的反射強度 ( 反射率) 信息。例如，暗色的岩石和淺色的岩石之明顯差異也被損失; 由於壓抑了地形信息，其作為地質解譯的一個重要標志也被損失。為了彌補此不足，通常採用一個波段的原圖像與 ( 兩個) 比值圖像作彩色合成的辦法; 此外，比值有可能增加雜訊，而大氣散射也會給比值結果帶來干擾，因此在處理前要注意做消除雜訊和大氣校正的工作。
( 二) 差值增強
差值增強是通過差值圖像來突出類別或目標信息。差值圖像由兩個或若干個波段組合的圖像進行對應像元的 DN 值減法運算而獲得。差值處理簡便易行，而且對地質信息尤為敏感，因而現今基本已成為遙感地質研究中廣為應用的例行處理方法之一。其基本功用在於: ①提取多時相圖像影像中隨時間而變化的信息，例如河口和海岸帶沉積物的變化; ②多波段影像不同波段之間的差別，也可以用差值運算加以增強。
差值法運算的通用形式為
DK = a( gi－ gj) + b
式中: DK 是差值影像: gi，gj代表不同的兩個波段圖像; a，b 為調節系數。
相減運算的差值可能既有正值也有負值，在顯示時要經過適當的調整和擴展，使差值為 0 的部分處於數值域 ( 如 0 ～255) 的中部。
用兩個時相的遙感圖像的差值運算最容易識別的是水體、植被及土壤濕度的變化。通過植被的變化可以識別油氣微滲漏等地質異常。
應當指出，當進行差值運算的遙感圖像時相不同時，必須進行如下預處理:
第一，不同季節的遙感圖像太陽高度角差別較大，在地形起伏顯著的地區造成影像上的明顯差異，這對於增強地物的真正隨時間的變化是一種干擾，因此在進行差值運算之前應先作太陽角校正 ( 地形陰影校正) ，從而削弱地形影響;
第二，一般來說，兩幅不同時相的遙感圖像，在幾何方面總會有差異，因而在差值運算前先要作幾何配准;
第三，遙感圖像的差值運算還與它們的平均亮度水平有關，如果各幅參加差值運算的遙感圖像的平均亮度值或反差有顯著差異，可能在差值運算後的圖像中造成很多假象，使真正的差異不易辨認，因此，在差值運算前要把各幅圖像的反差調整到比較一致，例如作等均值反差擴展。在條件允許的情況下，也可以用相應波段的野外波譜測量數據，對不同時相的遙感影像數據進行校正之後再進行代數運算處理。