Аэрокосмофотосъемка и дешифрирование аэрокосмофотоматериалов

Аэрокосмофотосъемка позволяет получать фотоматериалы с помощью космических (спутники, космические корабли, орбиталь­ные станции) или воздушных (вертолеты, самолеты) носителей. В процессе съемки получают аэрофильм, с которого делают аэро­фотоснимки.

Для дешифрирования используют увеличенные аэрофотоснимки и фотосхемы. Фотосхему монтируют из центральных частей фото­снимков. Различают уточненные фотосхемы, смонтирован­ные из трансформированных фотоснимков (на них устранены искажения, обусловленные колебаниями высоты полета и на­клоном оси аппарата), и приведенные фотосхемы (все использованные для фотосхемы снимки приведены к одному сред­нему масштабу аэросъемки или масштабу топографической карты).

Масштабы космических снимков и аэроснимков и области их применения приведены ниже.

Обзорный 1:10000000 и мельче Мелкий 1:1000000 – 1:10000000 Средний 1:200000 – 1:1000000 1:200000 и крупнее

Составление карт и схем глобального характера   Составление обзорных карт, в том числе карт инженерно-геологического районирования Составление инженерно-геологических карт мелкого масштаба   Составление инженерно-геологических карт среднего масштаба

Космические снимки

Аэроснимки

Обзорный мельче 1:100000 Мелкий 1:35000 – 1:100000 Средний 1:12000 – 1:35000 Крупный 1:1000 – 1:12000 Детальный крупнее 1:1000

Региональные инженерно-геологические исследования     Составление фотосхем и предварительное контурное дешифрирование   Дешифрирование инженерно-геологических условий при съемке среднего масштаба Уточняющее дешифрирование инженерно-геологических условий на ключевых участках Документация строительных выемок, наблюдения за режимом ЭГП

Дешифрирование космоаэрофтоматериалов в инженерно-геологических целях — процесс получения инженерно-геологи­ческой информации. Различают прямое и индикационное дешифрирование. При прямом дешифрировании используют признаки, присущие изображению объектов дешифрирования: геометрические, оптические (тон и цвет изображения), отбрасы­ваемые тени, структура изображения. Процесс индикационногодешифрирования основан на опознании косвенных признаков — индикаторов инженерно-геологических условий. В качестве ин­дикаторов чаще всего используют физические компоненты ландшафта. Под ландшафтом понимают природно-территориальный комплекс, который сформировался на обособленном едином в генетическом и историко-геологическом отношении участ­ке территории и обладает: 1) более или менее одинаковым геоло­гическим строением, однотипным рельефом, климатом почвен­ным и растительным покровом, общим характером, поверхност­ных и подземных вод; 2) определенной структурой, выраженной закономерным сочетанием в пространстве динамически сопряжен­ных природно-территориальных комплексов низких рангов. Ландшафтные индикаторы инженерно-геологических условий относятся к группам признаков геоморфологических, геоботанических, гидрологических, почвенных, искусственных (антропогенных). Наряду с перечисленными группами признаков при дешифрировании используют комплексные индика­торы и прежде всего структуру ландшафтной оболочки и физио­номические компоненты различных категорий. При количествен­ной индикации компонентов инженерно-геологических условий целесообразно представлять комплексные индикаторы в анали­тической форме (регрессии, дискриминантные функции). В процессе прямого дешифрирования оценивают проявления экзогенных геологических процессов, морфологическое строение (частично), элементы тектоники, характер горных пород (при наличии крупных обнажений). Другие компоненты инженерно-геологичес­ких условий выявляют по ландшафтным индикаторам. Наряду с фотографическими в по­следние годы интенсивно разрабатываются телевизионная, инфра-красная, многозональная, радиофизическая идругие виды съемок, которые позволяют существенно усовершенствовать методику оценки компонентов инженерно-геологических условий дистан­ционными методами.

ГОРНЫЕ И БУРОВЫЕ РАБОТЫ

При проведении инженерно-геологических исследований прибегают к проходке горных выработок. Горные выработки про­ходят с целью: 1) изучения геологического строения, проявлений тектонических процессов и трещиноватости пород; 2) проведения полевых опытных работ; 3) отбора образцов пород с ненару­шенной структурой и проб воды; 4) организации наблюдений за режимом подземных вод и экзогенных геологических процессов (например, выветривания). Типы горных выработок и их целевое назначение рассмотрены ниже.

Закопушка. Изучение пород, залегающих под почвенным слоем, под приповерхностным слоем других пород небольшой мощности (до 0 5 и) Прослеживание контактов. Отбор образцов пород.

Расчистка. Изучение пород на склонах, залегающих под осыпями или делю вием, изучение пород под выветрелым слоем. Отбор образцов.

Канава. Изучение пород с крутым сечением, вертикальной трещиноватостью, приповерхностных зон дробления на глубину до 3 м. Проведение наблюдений за выветриванием. Отбор монолитов. Проведенеие опытных работ.

Шурф. Изучение геологического строения и состава горизонтально или пологозалегающих необводненных пород на глубину до 20 м. Проведение полевых опытных работ. Отбор монолитов. Проведение режимных наблюдений.

Штольня. Изучение строения пород, залегающих в склоне, кор выветривания, делювиальных и осыпных отложений, трещиноватости по­род в зоне разгрузки. Проведение опытных работ в режимных инженерно-геологических наблюдений. Отбор монолитов.

Горные выработки предпочтительнее буровых скважин. С их помощью можно наблюдать разрез горных пород и, следовательно, выявлять все детали его строения, важные в инженерно-геологи­ческом отношении. Из них можно более качественно, с меньшими нарушениями отобрать монолиты. Недостатком горных выработок следует считать трудоемкость их проходки (особенно глубоких шурфов), необходимость в крепежном материале, специальных средствах проходки, средствах водоотлива и т. д. Вследствие этого альтернативные буровым скважинам горные выработки (шурфы, дудки, шахты) нередко заменяются буровыми скважи­нами. В ходе инженерно-геологических исследований применяют способы бурения: 1) дающие керн в виде столбика грунта с от­носительно ненарушенной структурой (колонковый, пневмоудар-ный, ударно-канатный с кольцевым забоем, шнековый с кольцевым забоем, вибрационный способы); 2) дающие керн, представляющий собой грунт нарушенного строения (медленно-вращательный, шнековый и ручной ударно-вращательный способы); 3) поз­воляющий получать полностью разрушенный грунт в виде шлама (ударно-канатное бурение сплошным забоем и роторное).

В процессе бурения инженерно-геологических скважин должна быть обеспечена возможность: полного изучения разреза горных пород и установления положения границ слоев с высокой точ­ностью; отбора образцов грунта требуемого диаметра, сохра­няющих ненарушенное сложение и естественную влажность; про­ведения опытных испытаний грунтов. Колонковым способом можно бурить скважины глубиной до 100 м, диаметром до 168 мм практически во всех породах. Колонковый способ не позволяет получать образцы пород с ненарушенной структурой из рыхлых несвязных и сильно выветрелых пород. В процессе бурения наблюдается их истирание и разрушение обломков.