Логическая структура процесса дешифрирования снимков
Поэтому, анализируя дешифрирование как познавательный …………………..процесс, выделяется в нем три ступени:
· обнаружение объектов, т.е. акт ощущения и восприятия;
· индикация или распознавание объектов и формирование понятий и суждений;
· интерпретация или объяснение, при котором ьт…………………………..совершается переход от незнания к знанию
или от неполного знания к более полному знанию.
Все три этапа составляют единый цикл познания.
Обнаружение.В процессе обнаружения выделяются и локализуются самые различные объекты, хорошо отделяющиеся от окружения по признакам изображения без их идентификации. С производственной точки зрения этап обнаружения имеет огромное значение, так как от него в значительной степени зависит скорость дешифрирования. Чем проще и быстрее обнаруживаются объекты дешифрирования на снимках, тем надежнее результаты дешифрирования.
Опознавание (идентификация) так же производится по признакам изображения и только видимых на снимках объектов.
Свойства объектов, находящие непосредственное отображение на снимках, принято называть прямыми дешифровочными признаками.
К ним относятся три группы признаков:
• геометрические (форма, тень, размер),
• яркостные (фототон, уровень яркости, цвет, спектральный образ),
• структурные (текстура, структура, рисунок изображения).
Прямые дешифровочные признаки позволяют распознать объекты, изображенные на снимке, однако по ним не всегда удается определить их свойства, то есть интерпретировать их, а также картографировать объекты, не изобразившиеся на снимках, изучать процессы и явления.
К косвенным признакам относятся отразившиеся на аэрофотоснимках существующие в природе взаимообусловленность и взаимосвязи между явлениями и объектами: геоморфологические, геоботанические, взаимосвязь между рельефом и сопротивляемостью грунтов и пород размывам, выветриванию и т.д.
15. Развитие космических методов способствовало выявлению большого количества кольцевых структур на поверхности.
Кольцевая структура. На космических снимках оно может быть выражено либо замкнутыми, либо фрагментарными (неполнокольцевыми) фигурами – кругами или овалами. На поверхности Земли они располагаются или одиночно, или группами.
По строению кольцевые структуры делятся на простые и сложные. Сложные, в свою очередь, подразделяются на концентрические, сопряженные, орбитальные и комбинированные.
Концентрические структуры состоят из ядра (центральной части) и внешнего контура.
Выраженность кольцевых структур на космоснимках зависит от размера объекта, геологического времени его заложения, от тектонической активности региона и т.д. Например, кольцевые структуры небольших размеров дешифрируются увереннее, чем крупные; связанные с процессами магматизма и метаморфизма – увереннее, чем обусловленные тектоническими процессами.
Выявление кольцевых структур на закрытых территориях осуществляется приемами ландшафтно-индикационного дешифрирования, где индикаторами объекта могут быть рисунок гидросети, элементы рельефа, особенности растительного покрова и т.д.
Процесс изучения кольцевых структур должен осуществляться при определенной последовательности операций. Обычно это двустадийная схема:
Стадия выявления;
Стадия идентификации.
Первая заключается в дешифрировании материалов дистанционного зондирования с использованием топокарт, геологических и геофизических материалов.
Вторая – в установлении происхождения и возраста геологических тел и тектонических структур.
По размерам кольцевые структуры делятся на 5 классов:
Мегаструктуры – от сотен километров до первых тысяч км в диаметре;
Макроструктуры – первые сотни км;
Мезоструктуры – от десятков до 150 км;
Министруктуры– первые десятки км;
Микроструктуры – сотни метров до 10 км.
Среди генетических типов кольцевых структур выделяются структуры сложного генезиса (полигенные) и моногенные. Последние делятся на метаморфогенные, магматогенные, тектоногенные и импактные.
=Метаморфогенные структуры – это гнейсовые овалы и гранитогнейсовые купола в пределах платформ. Первые относятся к макроструктурам.
=Магматогенные кольцевые структуры, в свою очередь, делятся на плутонические, вулканические и вулкано-плутонические.
=Тектоногенные – ведущую роль в их формировании играют как пликативные, так и дизъюнктивные дислокации.
=Импактные (ударные) представляют собой астроблемы – результат бомбардировки поверхности Земли метеоритами.
14. Качество и детальность дешифрирования складчатых структур напрямую зависит от степени обнаженности пород района, а также от разнообразия их вещественного состава. При дешифрировании аэроснмков наиболее четко выделяющиеся пласты могут успешно использоваться в качестве маркирующих горизонтов, особенно при картировании дислоцированных пород однообразного состава. Дешифрирование горизонтально лежащих отложений производится в случаях, когда на снимках прослеживаются отдельные фотомаркирующие пласты или горизонты. Такими пластами могут быть выдержанные по простиранию скалистые карнизы на склонах, или отличающиеся на снимках плотностью фототона, или подчеркивающиеся особой растительностью, почвенным покровом, либо другими косвенными признаками. Слоистость осадочных пород передается чередованием фототона различной плотности. Чем резче отличаются друг от друга эти свойства, тем более четкие границы слоев отображаются на снимке. Дешифрирование снимков позволяет выявить фациальные изменения толщ. При дешифрировании наклонно залегающих толщ можно определять элементы залегания и мощность слоев.Определение элементов залегания производится по пластовым треугольникам. Разного рода элементы дизъюнктивной тектоники проявляются на материалах дистанционного зондирования земной поверхности в виде линеаментов. Под линеаментами понимают прямолинейные или слабо изогнутые природные объекты ландшафта чаще всего отображающие линейные неоднородности литосферы, а именно разломы земной коры, флексуры в осадочном чехле, зоны резкого изменения геологических структур, высокоградиентные зоны геофизических полей и др.В геологической практике линеаменты могут отражать подводящие каналы различных флюидов и растворов, т.е. служить прямыми индикаторами при прогнозе и поиске месторождений полезных ископаемых.Их разделяют по глубине залегания: коровые (экзогенные) и мантийные (эндогенные), по степени четкости изображения линеаментов на космоснимках – достоверные и предполагаемые; по степени трассирования (прослеживания) – прерывистые и непрерывные. По протяженности линиаменты и их системы делятся на локальные, региональные, трансрегиональные и глобальные.Атмосфера, как и другие компоненты ландшафта, контролируется системой физических полей и может служить хорошим индикатором их аномалий, а через них выявление особенностей глубинного строения и ландшафта. Весьма показателен в этом отношении облачный покров, его строение и распределение.Облачность как бы оконтуривает геологические структуры, возникая над ограничивающими их градиентными зонами. Закономерное распределение облаков отражает внутреннее строение з.к. и контролируется системой физических полей.
13. Геологическое и др. виды дешифрирования имеют свою очередность или этапность, подчиняющуюся правилу от общего к частному.
На первом этапе осуществляется обзорное или обзорно-региональное дешифрирование в масштабе 1:1000000 или мельче. Целью этого этапа является изучение крупных территорий, в результате которого осуществляется тектоническое, неотектоническое, геоморфологическое и др. виды районирования, уточняется тектоническое и геологическое строение, определяются перспективные зоны на поиски различных полезных ископаемых.
Второй этап дешифрирования выполняется на увеличенных отпечатках до масштаба 1:200000 космических снимков масштаба 1:1000000, ранее использованных при работе на первом этапе.
После вынесения на увеличенные отпечатки «каркасных» линий, приступают к дешифрированию этих отпечатков. Выявляются элементы дизъюнктивной, а затем пликативной тектоники более высоких порядков, которые ясно дешифрируются на космоматериалах масштаба 1:200000. При региональном дешифрировании используется максимальное количество различных геолого-геофизических, геоморфологических, почвенных, гидрогеологических и др. результативных материалов в виде карт, структурных планов и т.д. Весь этот графический материал трансформируется на прозрачную основу (калька ловсановая и др.) в масштаб увеличенных отпечатков КС и при дешифрировании используется в качестве накладок для сопоставления информации на МДЗ и на накладках.
Результативными материалами регионального дешифрирования являются карты масштаба 1:200000. На данном этапе работ уточняются границы зон осадконакопления, уточняется строение тектонических структур II порядка, прогнозируются перспективные участки под детальные работы и т.д.
В третий этап выполняются детальные аэрокосмогеологические исследования. Масштаб этого вида работ обычно 1:50000, реже крупнее. Процедура детального дешифрирования, как и в случае регионального, начинается с переноса «каркасных» линий элементов тектоники с результативных материалов обзорно-регионального и регионального масштабов, а затем процесс дешифрирования идет в том же порядке, что при более мелкомасштабных работах с привлечением тех же материалов геолого-геофизического и тематического плана. При детальном дешифрировании выявляются, в основном, элементы геологического строения III-IV порядков. Результативными материалами детальных работ являются карты и схемы тематического дешифрирования в масштабе 1:50000.
16. При геологическом картировании, предусматривающем составление геологических карт с выделением осадочных пород по их возрастному признаку, дешифрирование горных пород различного вещественного состава производится, где это возможно, совместно со структурным и стратиграфическим дешифрированием, являясь необходимой составной частью в общем комплексе геологического картирования. При литологическом дешифрировании осадочных пород имеется возможность лишь оконтурить на аэроснимке выходы пород определенного литологического типа, проследить же на аэроснимке изменения их состава удается только в исключительных случаях. В качестве наиболее существенных признаков при дешифрировании различных типов горных пород используется характерный для той или иной породы рисунок поверхности, отображающий определенные взаимоотношения между окраской породы, формами мезо- и микрорельефа, рисунком гидросети, распределением элювия, почвенного слоя и растительного покрова. Характерным признаком для дешифрирования изверженных и многих метаморфических и осадочных пород служит также своеобразный рисунок поверхности, обусловленный главным образом, их трешиноватостью, отображающейся на аэроснимках в хорошо обнаженных районах.
Интрузивные породы дешифрируются по отсутствию слоистости, по ровному фототону, по сетчатому рисунку, вызванному системой трещин. Система трещин, используемая эрозией, придает бороздам стока и мелким долинам типичную угловатость и прямолинейность.
Интрузивные породы отличаются высокой крепостью, поэтому в климатических условиях России в областях высокой неотектонической активности образуют резкие положительные формы рельефа.
Тела эффузивов сложены как породами одного состава (например, базальтами), так и переслаивающимися с эффузивно-осадочными (туфами, туфобрекчиями), а иногда и с осадочными породами. Поэтому по дешифровочным признакам эффузивы в одних случаях могут напоминать интрузивные породы, в других – слоистые осадочные толщи.
При дешифрировании вулканических пород часто можно выявить некоторые структурно-текстурные особенности, расположение центров вулканической деятельности, а в ряде случаев определить фациальные разновидности вулканогенных образований и их замещение осадочными породами. Фототон зависит от состава пород – более темный для основных и средних, и светлый – для кислых. При чередовании эффузивов различного состава, а также при наличии среди них горизонтов туфов или осадочных пород на снимках появляется полосчатость, соответствующая простиранию. Метаморфические породы по степени дешифрируемости резко отличаются друг от друга, что определяется стойкостью их к процессам выветривания, окраской и приуроченностью к тем или иным тектоническим структурам, где одни и те же породы образуют разные формы рельефа.
Выходы на земную поверхность песков (кроме пустынных ландшафтов) довольно редки. Они образуют пологие и сглаженные водоразделы и склоны долин. выделяются светлым фототоном. образуют пологие участки склонов. обнажены. эрозионная сеть развита слабо. часто размещаются сосновые боры, а на севере лишайниковые тундры. Отсутствуют болота и следы поверхностного смыва.
Склоны, сложенные глинами, также относительно пологие, но лучше задернованы, чем песчаные.
Глинистые осадки на расчлененных водоразделах в аридных условиях образуют сложную сеть крутосклонных оврагов и мелких промоин, составляющих в целом своеобразный струйчатый рисунок поверхности. В северных районах плоские сглаженные водоразделы, сложенные глинами, обычно сильно заболочены.
Конгломераты, песчаники и алевролиты, имеют близкие дешифровочные признаки,. Породы, окрашенные в яркие цвета, хорошо оконтуриваются на снимках по интенсивности фототона переслаивающихся пластов. Трещиноватость наследуется эрозионной сетью – речными долинами, оврагами с характерными прямолинейными отрезками, угловатостью и параллельностью боковых притоков, образующими в совокупности ортогональный или ортогонально-перистый рисунок.
В целом конгломераты, песчаники и алевролиты довольно уверенно дешифрируются на аэроснимках – без подразделения на отдельные разности, но в ряде случаев их трудно отличить от известняков и доломитов, обладающих трещиноватостью и слагающие сходные формы рельефа.
Известняки, доломиты и мергели На аэроснимках отчетливо выделяются светлым фототоном (если не имеют природной темной окраски и не покрыты лишайниками). Эти породы плохо выветриваются, поэтому образуют узкие водоразделы и отвесные склоны. Речные долины, выработанные в известняках и доломитах, обычно имеют форму каньонов. На склонах, сложенных переслаивающимися породами разного состава, карбонаты выделяются светлым тоном и часто служат маркирующими горизонтами.
Мергели дешифрируются наиболее трудно. Известковистые разности мергелей напоминают по дешифровочным признакам плитчатые известняки, глинистые разности-аргиллиты и глинистые сланцы.
17. МДЗ (материалы дистанционного зондирования) нашли широкое применение в комплексе нефтегазопоисковых работ.
При поисках нефти и газа основными объектами дешифрирования на КС являются линеаменты и кольцевые структуры. Установлено, что нефтегазоносные структуры во многих нефтеносных бассейнах контролируются региональными разломами или узлами их пересечения.
Известно, что для нефтегазонакопления наиболее благоприятны линейные зоны нарушений. Такие зоны в виде линеаментов хорошо проявляются на КС.
На МДЗ геологически закрытых территорий по ландшафтным индикаторам обнаруживаются локальные кольцевые структуры. Сопоставление отдешифрированных локальных структур с «фотопортретами» известных нефтегазоносных структур позволяет по сходству фотоизображения выявить среди них наиболее перспективные на обнаружение нефти и газа и постановки поисковых работ. Отдешифрованные объекты могут полностью соответствовать нефтегазоносной структуре или быть значительно больше последней по размеру, а месторождения оказываются приуроченными к периферии объекта.
Объекты, перспективные на поиски нефти и газа, образуют на МДЗ аномалии. Природа таких аномалий выявляется на основе комплексного анализа всех имеющихся на данную территорию геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических и др. материалов.
18. Практическое применение космических снимков в нефтегазовой геологии началось в середине 1980х гг. и ограничивалось поисковым этапом геологоразведочных работ. В основном они использовались для решения структурных и тектонических задач, в первую очередь, прогнозирования структурных ловушек нефти и газа.
В этот период получили развитие несколько методов дешифрирования: контрастно-аналоговый, ландшафтно-индикационный, ландшафтно-генетический, геодинамический структурный.
Только структурный метод дешифрирования был предназначен для решения структурно-тектонических задач нефтегазовой геологии и прогнозирования структур осадочного чехла. Объектами исследований являлись структурные формы осадочного чехла, а ландшафт, сформированный за несколько тысячелетий, становился помехой для выявления искомых объектов и содержал лишь небольшой объем полезной информации. Она в обязательном порядке фильтровалась через комплекс геолого-геофизических данных или интерпретировалась, что позволяло существенно повысить уровень достоверности прогнозируемых объектов. Особое значение в последнее время приобретают радиолокационные данные ДЗЗ. Оперативность получения актуальной пространственной информации о земной поверхности является одним из важных требований, предъявляемых к современным данным ДЗЗ наряду с высоким пространственным разрешением, а также геометрической точностью. Именно оперативность является одним из основных преимуществ радиолокационных систем ДЗЗ. Также следует отметить, что радиолокационные данные позволяют определять малейшие вертикальные смещения (вплоть до нескольких сантиметров), что является альтернативой дорогостоящим и трудозатратным наземным измерениям.
Проблема оценки перспектив нефтегазоносности прогнозируемых, выявленных и подготовленных к бурению ловушек, с точки зрения возможностей космических методов, решается с помощью задач прогнозирования структур и наличия в них скоплений углеводородов. Сложности при прогнозировании структурных форм осадочного чехла обусловлены маскирующим влиянием растительности, почв, антропогенными и экзогенными факторами. Они в значительной степени исключаются при использовании радиолокационных данных, снимающих воздействие почвенно-растительного покрова и обеспечивающих получение двумерных или трехмерных моделей рельефа с точностью, существенно превышающей точность существующих мелкомасштабных топографических карт.
Кроме того, космические методы дают возможность выявить широкий спектр разрывных нарушений, включая малоамплитудные дислокации, зоны трещиноватости и их современную подвижность, позволяют оценить степень раскрытости флюидоуопров и, следовательно – резервуаров. При относительно низкой вертикальной проницаемости разрывов в комплексе с геохимическими методами представляется возможным определить наличие в ловушках углеводородов их состав. Эти задачи решаются с помощью экспертного анализа с частичной автоматизированной обработкой космической информации и ее интерпретацией.
19. Использование ДЗЗ в геоэкологии.
В последние годы отмечается все возрастающее воздействие техногенеза на геологическую среду. Существенные изменения верхней части литосферы вызваны интенсивной разработкой полезных ископаемых шахтным (калийные соли, каменный уголь и др.) и карьерным (минеральные стройматериалы, карбонатное сырье и др.) способами, добычей нефти и газа, эксплуатацией подземных вод, проведением широкомасштабной мелиорации земель, сооружением водохранилищ и иной инженерно-хозяйственной деятельностью. Для оценки эколого-геологической обстановки, в первую очередь в районах с высокой техногенной нагрузкой, широко применяются методы дистанционного зондирования. Они позволяют получить объективную информацию о состоянии и ходе развития геологической среды. По МДС устанавливаются просадки земной поверхности над шахтными выработками, изменения геосистем в районах добычи полезных ископаемых карьерным способом, экзогенные процессы в зонах водохранилищ и в районах мелиорации земель, а также другие проявления техногенеза, протекающие в ряде случаев с большой скоростью. Составленные по аэрокосмическим данным эколого-геологические карты являются необходимым картографическим обеспечением в решении проблем геоэкологии и рационального природопользования. Дистанционные эколого-геологические исследованияобеспечиваются информативным комплектом МДC. Космическая информация пригодна в основном для целей обзорного и мелкомасштабного картографирования. При создании эколого-геологических карт среднего масштаба используются КС и высотные АФС локального уровня оптической генерализации, обеспечивающие построение моделей отдельных элементов структурных форм с проявлениями техногенной экзодинамики, а также зон экологических катастроф на значительных площадях. Детальные AФC способствуют проведению крупномасштабного картографирования отдельных районов с развитием активных экзогенных процессов, в том числе вызванных интенсивной хозяйственной деятельностью, участков городских агломераций, экологически опасных очагов, зон катастроф и крупных аварий. Главный методический принцип дистанционных эколого-геологических исследований состоит в пространственно-временном подходе к дешифрированию техногенных трансформаций геологической среды на основе всестороннего использования разновременной и многоуровенной аэрокосмической информации. Такой подход предполагает: 1) анализ МДC, полученный при аэрофотосъемке и космическом фотографировании в различных спектральных диапазонах; 2) исследование разновременных, особенно разносезонных снимков одного года съемки; 3) изучение разногодичных изображений с интервалом 5–7 лет, выполненных для одного сезона при одинаковых технических параметрах. По данным дешифрирования составляются карты современного состояния геологической среды.
20. Специализированное программное обеспечение для обработки и анализа данных дистанционного зондирования. Программный комплекс PHOTOMOD Radar. Спец. ПО PHOTOMOD® Radar. Модульная структура. Система PHOTOMOD Radar для обработки данных дистанционного зондирования Земли, получен. радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны (РСА), такими как SIR-C/X, ERS-1/2, RADARSAT, ENVISAT ASAR, TerraSAR-X, ALOS, COSMO-SkyMed и создания на основе исходных изобр-й вторичных информ. продуктов — цифровых моделей рельефа поверхности. Использование РСА делает возм. Получ-е требуемых измерений в любое время и при любых погодных условиях. Функцион. возможности Пакет PHOTOMOD Radar построен по модульному принципу и может включать набор модулей по выбору пользователя, наряду с основными модулями, обязательными для установки.В состав пакета входят следующие программы и процессоры: Операции с файлами: Общие утилиты: Улучшение изображений: Анализ изображений: Радарграмметрия: Морские приложения: Оценка качества. Что такое РСА?Радиолокатор с синтезированной апертурой (РСА) - это активный датчик дистанционного зондирования с боковым обзором, размещаемый на борту летательного аппарата, например, беспилотного летательного аппарата, самолёта или космического летательного аппарата. Радиолокатор является активным датчиком в том смысле, что подсвечивает подстилающую поверхность для получения ответного сигнала на входе приемного устройства. Что такое интерферометрия? Интерферометрия - это метод измерений, использующий эффект интерференции электромагнитных волн. Построение цифровых моделей рельефа по материалам радиолокационной съемки В настоящее время для построения цифровых моделей рельефа (ЦМР) земной поверхности используются данные, получаемые радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны (РСА) авиацион. и косм. базирования. Эти данные позволяют оперативно получать информацию и в рез-те ее обработки – высок. точность геопространствен. данных.