Визуально-инструментальные наблюдения геологических объектов.Космовизуальные наблюдения геологических объектов. Аэровизуальное дешифрирование материалов дистанционных съемок.Основные принципы и задачи геологического дешифрирования   

Визуальные геологические наблюдения относятся к методам дистан­ционного изучения литосферы. Выделяют аэровизуальные исследования, осуществляемые геологами с воздушных аппаратов (самолетов, вертоле­тов), и визуальные наблюдения с околоземной орбиты, которые выпол­няются космонавтами в ходе экспериментов на пилотируемых космиче­ских кораблях и орбитальных станциях. Основное достоинство этих ме­тодов заключается в том, что наблюдатель-исследователь видит геологи­ческие объекты под привычным ракурсом и в естественной гамме цветов и оттенков, особенно с авиационных носителей. Это позволяет использо­вать визуально-инструментальные методы для выявления закономерно­стей строения и пространственной дифференциации проявлений струк­турных форм литосферы, изучения литолого-стратиграфических комплексов горных пород, обнаружения негативных изменений геологиче­ской среды в условиях техногенного воздействия.

Космовизуальные наблюдения геологических объектов

Космовизуальные наблюдения. Начало визуальному изучению земной поверхности из космоса положил Ю. А. Гагарин.

Установлено, что разрешающая способность глаза составляет около одной угловой минуты. Это позволяет наблюдать из космоса предметы, размеры которых не менее 200 м.

В отличие от фотографической съемки земной поверхности визуаль­ные наблюдения из космоса имеют свои особенности, поскольку челове­ческий глаз способен зафиксировать такие тонкие черты в окраске и ри­сунке отдельных аномальных участков, которые пока недоступны имеющимся техническим средствам дистанционного зондирования. В течение длительного полета космонавт-исследователь проводит наблюдения многократно, в самых различных условиях освещенности, в раз­ные сезоны года, под разными углами при перспективном обзоре.

Технология космовизуальных наблюдений, выполняемых на пилоти­руемых космических кораблях и орбитальных станциях, состоит из сле­дующих операций исследований: изучение по бортовой документации полетного задания; подготовка средств наблюдений и регистрации; вы­явление особенностей геологического объекта в соответствии с заданием бортового журнала визуальных наблюдений; фотографирование района наблюдений с помощью стационарных и ручных фотокамер; нанесение объекта на карту, схему или космический снимок, помещенные в борто­вом журнале; запись результатов наблюдений и фотосъемки преимуще­ственно путем заполнения соответствующих таблиц; сообщение Центру Управления полетом о выполненной работе, консультации со специали­стами - постановщиками экспериментов. При космовизуальных исследованиях сведения о геологических объ­ектах фиксируются в дневниках с перечнем вопросов, подготовленных совместно со специалистами-геологами. Заслуживающие внимание объ­екты зарисовываются, осуществляется их спектрометрирование или фотосъемка. Комментарии космонавтов о наблюдаемых объектах переда­ются по теле- и радиоканалам. При получении новых рекомендаций спе­циалистов осуществляется дополнительное изучение или фотографиро­вание геологических объектов.

В результате визуальных геологических экспериментов с околозем­ной орбиты достигается возможность изучать структурные формы лито­сферы, слабо проявленные на КС. Решение подобной задачи имеет важ­ное значение для равнинных платформенных территорий с мощным по­кровом рыхлых поверхностных отложений, часто измененных деятель­ностью человека. Так, одно из заданий экипажа «Салют-6», в составе В. В. Коваленка и А. С. Иванченкова, заключалось в наблюдении коль­цевых структур на юге Украины, где они играют рудоконтролирующую роль. Этот район особенно труден для выполнения геологических на­блюдений и изучения с помощью КС из-за маскирующей роли сельско­хозяйственного освоения территории. Космонавтами эти кольцевые структуры были зафиксированы на бортовой карте при наблюдениях в осенний период (после уборки урожая с полей).

С космической орбиты в ряде случаев выявляются малоамплитудные тектонические поднятия в платформенных областях, обычно недоста­точно отчетливо дешифрирующиеся на космических снимках. Опреде­ленный практический интерес представляет слежение за районами про­явления современных геодинамических процессов (вулканизм, сейсмичность, развитие крупных оползней, селевые потоки и др.). В последние годы становится все более актуальной проблемой применения космови­зуальных методов при ведении мониторинга геологической среды в рай­онах развития горнодобывающей промышленности и иного интенсивно­го хозяйственного освоения территорий.

Аэровизуальное дешифрирование материалов дистанционных съемок

Аэровизуальное дешифрирование предусматривает геологическую интерпретацию МДС с борта вертолета (самолета) путем геоиндикаци­онного анализа рельефа, гидросети, растительности и элементов хозяй­ственной деятельности. Распознавание этих компонентов геологической среды осуществляется по естественным геометрическим (размеры, кон­фигурация, ориентировка) и цветовым признакам. Характер мезо- и мик­рорельефа изучают по морфометрическим признакам, а также по струк­туре растительного покрова. Морфологический анализ рельефа основан на сравнении исследуемой формы с объектами на местности, размеры которых известны.

В геоиндикационных целях аэровизуальным методом изучается структура растительного покрова: доминирующие виды растений и их группы, характеризующиеся определенной цветовой гаммой. Установив для разных растительных групп цветовые признаки, можно отличить их друг от друга и нанести на МДС. Цветовые признаки зависят от феноло­гического состояния растительности и изменяются но сезонам.

Литологический состав горных пород диагностируется путем инди­кационного анализа растительного покрова.

При аэровизуальных исследованиях обращается внимание на конфи­гурацию и ориентировку геологических контуров. В ряде случаев их за­кономерное расположение может индицировать проявления структурных элементов литосферы. Линейная конфигурация геологических границ нередко приурочена к разрывным нарушениям, кольцевая - к пликативным тектоническим дислокациям.

Полученные в ходе наблюдений с борта вертолета (самолета) геоло­гические сведения фиксируются на МДС и в журнале аэровизуальных исследований (или на магнитной ленте). Осуществляется малоформатная аэрофотосъемка интересных в геологическом отношении объектов.

Воздушное обследование сочетается с наземными наблюдениями в местах внеаэродромных посадок (аэродесантная съемка). Последние проводят на ключевых участках и служат для проверки, уточнения и до­полнения результатов аэровизуального дешифрирования и наблюдений с борта вертолета. Если достаточно надежная посадка невозможна, то на­блюдения осуществляют в режиме зависания вертолета над исследуемым участком. После завершения очередного маршрута проводят корректи­ровку материалов предварительного и аэровизуального геологического дешифрирования. Результаты воздушного обследования территории со­вместно с традиционными материалами геолого-съемочных работ ис­пользуются при составлении окончательного варианта геологической карты.

Основные принципы и задачи геологического дешифрирования

Геологическое дешифрирование есть метод изучения по аэрокосми­ческим снимкам морфологии земной поверхности и особенностей строе­ния литосферы. Дешифрирование основывается на анализе взаимосвязей геологического строения с теми компонентами ландшафта, которые от­ражаются на аэрокосмических снимках.

Основными задачами, возникающими при дешифрировании геологи­ческих объектов, являются следующие:

1) исследование структурных форм литосферы, их взаимоотношений, генезиса и относительного возраста;

2) выявление и прослеживание на площади литолого-стратиграфических комплексов, анализ их пространственных и временных соотношений;

3) изучение степени отражения геологических объектов, в том числе погребенных структурных форм, в ландшафтных особенностях земной поверхности;

4) анализ геоморфологических особенностей территории, выяснение генезиса форм рельефа и их возраста;

5) изучение современных геологических процессов;

6) выявление рудоконтролирующих структур при прогнозировании и поисках полезных ископаемых;

7) оценка состояния и изменений верхней части литосферы в услови­ях техногенеза;

8) уточнение, детализация или создание новых карт (геологических, тектонических, геоморфологических, инженерно-геологических, сейсми­ческого районирования, эколого-геологических, прогнозно-минерагенических и других).

При дешифрировании аэрокосмических снимков прибегают к трем основным методическим приемам: 1) сопоставлению снимков с фотоизо­бражениями геологических объектов; 2) сравнению объектов в пределах одного снимка; 3) логической интерпретации дешифрируемых геологи­ческих объектов, например, хорошо различимые на МДС и в рельефе земной поверхности карстовые формы (западины) свидетельствует о близком залегании карстующихся пород.

Выделяют следующие виды геологического дешифрирования: визу­альное, или глазомерное, визуально-инструментальное, производящееся с помощью стереоскопов, параллаксометров и других простейших при­боров, и автоматизированное, выполняемое с применением специаль­ных приборов и компьютерных средств. В полевых условиях геологи прибегают в основном к визуальному и визуально-инструментальному дешифрированию.