Hyperspectral proximal sensing for carbonate rocks characterization in the SWIR (Short-Wave Infrared)

Abstract

In this work proximal hyperspectral images are used to make a compositional map of one sample of ornamental carbonate rock (formed by variable content of dolomite and calcite) in terms of mineralogical composition. The hyperspectral dataset consists of a total number of 278 bands corresponding to the short-wave infrared (SWIR) wavelengths. After visual analysis and interpretation, 8 points or pixels were selected as reference spectra for image classification through the Spectral Angle Mapper (SAM) algorithm. The results show the spatial distribution of calcite and dolomite based on their characteristic and diagnostic absorption features (at 2335 and 2315 nm respectively), and areas with different proportions of calcite and dolomite mixture, and the presence of carbonates and clay mineral mixtures. The applied technique demonstrates the potential of hyperspectral proximal sensing procedures for mineral characterization of samples in the laboratory, expanding the application for the analysis and interpretation in field outcrops. --------------------------------------------------------------------------------------------------------- En este trabajo se utilizan imágenes hiperespectrales de Teledetección de proximidad para realizar un mapa composicional de una muestra de roca carbonatada de uso ornamental (formada por un contenido variable de calcita y dolomita) en términos de composición mineralógica. El conjunto de datos hiperespectrales consta de un número total de 278 bandas correspondientes a las longitudes de onda del infrarrojo de onda corta (SWIR). Después del análisis e interpretación visual, se seleccionaron 8 puntos o píxeles como espectros de referencia para la clasificación de imágenes mediante el algoritmo Spectral Angle Mapper (SAM). Los resultados muestran la distribución espacial de calcita y dolomita en función de rasgos de absorción diagnósticos (en 2335 y 2315 nm respectivamente), y áreas con diferentes proporciones de mezcla de calcita y dolomita, así como la presencia de mezclas de carbonatos con minerales arcillosos. La técnica aplicada demuestra el potencial de los procedimientos de teledetección hiperespectral de proximidad para la caracterización mineral de muestras en el laboratorio, ampliando la aplicación para el análisis y la interpretación en afloramientos de campo.