О. Калинина - Основы аэрокосмофотосъемки

Определение мощности пластов по аэрофотоснимку связано с их структурным положением. Точность при этом зависит от выразительности их в рельефе, наличия четких границ пластов и качества снимков. Рассматривая стереопару аэроснимков под стереоскопом, мы видим величину превышения между кровлей и подошвой пласта. Зная угол падения пласта, мы можем вычислить с помощью тригонометрических формул истинную мощность пласта или определить его графическим способом.

При горизонтальном (или почти) залегании пласта выход его на почти вертикальную стенку обрыва практически будет отражать истинную мощность пласта. Истинную мощность вертикального пласта мы наблюдаем при выходе его на дневную горизонтальную поверхность.

При наклонном залегании пласта при определенной мощности необходимо учитывать как угол падения пластов (предварительно измеренный) и угол поверхности склона в местах выхода пласта на поверхность. Строим в масштабе чертеж. Угол поверхности берем из карты. Замеряем по чертежу мощность. Это графический способ.

Различают прямой, контрасно-аналоговый и ландшафтно-индикационный методы.

Прямой метод дешифрирования применяется только в геологически открытых районах, где коренные породы выходят на поверхность. Фототоновые различия, а также особенности структуры и рисунки изображения на снимках этих районов обусловлены геологическими телами, их окраской, вещественным составом, условиями залегания. Поэтому здесь возможно непосредственное отождествление выделенных на снимках объектов с геологическими телами и прямое сопоставление геолого-геофизических материалов с данными дешифрирования.

Прямой метод дешифрирования позволяет устанавливать поля развития горных пород различного состава и генезиса, границы стратиграфических подразделений осадочных и вулканогенных пород, характер их залегания, тектонические нарушения (пликативные и дизъюнктивные). Например, слоистые толщи образуют на снимках полосчатый рисунок, по которому можно судить о форме залегания отложений, переслаивании пород различного состава; по их выраженности в рельефе – об относительной устойчивости к процессам денудации.

По смещению слоев, маркирующих горизонтов, резкой смене фототона и рисунка изображения, вызванных сменой геоморфологического и геологического строения, дешифрируются разрывные нарушения. Особенно высок эффект применения дистанционных материалов в районах со сложным геологическим строением, где горные породы резко различаются по физико-механическим свойствам и устойчивости к выветриванию. Опытным путем установлено, что в открытых районах в результате полевых работ подтверждается до 90-100 % выявленных при дешифрировании объектов.

Контрасно-аналоговый (или контурно-геологический) метод дешифрирования используют как в геологически открытых, так и в геологически закрытых районах при работе с аэрофотоматериалами и космическими снимками всех уровней генерализации.

Замечено, что геологические объекты, аналогичные по строению и истории развития, имеют сходные изображения на снимках. На снимках эталонных участков проводится дешифрирование неоднородностей фототона и рисунков фотоизображения. Затем наземными полевыми исследованиями устанавливается геологическая природа отдешифрированных объектов, т. е. проводится их интерпретация. На основании результатов этих исследований составляются таблицы дешифровочных признаков. Таким образом, получают эталоны геологических объектов с их типичным фотоизображением, т.е. их «фотопортреты». При дешифрировании новых площадей задача сводится к отысканию объектов, сходных с «фотопортретом» эталонной геологической структуры.

Ландшафтное дешифрирование (ландшафтно-геоиндикационное) предусматривает выделение объектов ландшафта – индикаторов геологических структур, составление ландшафтно-геоиндикационных карт и их геологическую интерпретацию. Индикация – способность одних элементов ландшафта передавать свойство других. Геоиндикация – обнаружение геологических объектов с помощью элементов ландшафта.

Анализ признаков ландшафта тем четче, чем ближе геологический объект к поверхности. Поскольку этот метод косвенный, его эффективность зависит от степени изученности и закрытости районов. Он больше употреблен для крупно- и среднемасштабных работ. Геоиндикационный метод как более поверхностный особенно применим в гидрогеологии и инженерной геологии.

Признаки геоиндикации не могут быть безусловно перенесены на другие регионы как 1: 1. Факт установления связи признака и объекта не раскрывает их сущности. Недостатки этого метода:

1) субъективность;

2) неоднозначность толкования;

3) неэффективность в закрытых районах.

Детальное дешифрирование рекомендуется проводить в три этапа – предварительный (предполевой), полевой и окончательная камеральная обработка материалов.

Предполевой этап. На снимки сначала выносятся тригопункты. На карту выносятся точки наблюдения и другой фактический материал предыдущих работ. Если масштаб результативных карт 1: 50 000, то заказываются аэроснимки масштаба 1: 25 000 два комплекта. На одном комплекте ведется дешифрирование; второй комплект снимков является контрольным.

Выделяются участки, различающиеся по рисунку фотоизображений, обусловленному характером рельефа, гидрографической сети, почвеннорастительного покрова и других компонентов ландшафта, прямо или косвенно отражающих геологическое строение.

Дешифрируются структурные линии и линии разрывных нарушений. Результаты дешифрирования снимков сопоставляются с комплексом геолого геофизических исследований и производится геологическая интерпретация выделенных по дешифрированию участков. Объекты дешифрирования подразделяются на достоверные и предполагаемые. Определяются элементы залегания, мощности толщ. Строятся профили. Геоморфологическая карта и карта четвертичных отложений составляются порознь или совместно в зависимости от насыщенности материала. Намечаются маршруты, горные выработки, скважины. Составляются подробные описания признаков дешифрирования геологических объектов.

Как уже отмечалось ранее, детальное дешифрирование начинается с переноса на рабочую фотосхему элементов разрывной и пликативной тектоники с карты результатов регионального дешифрирования. Если в пределах исследуемого района есть детально изученные участки (бурением, горными выработками), то они могут служить эталонными при установлении ландшафтных индикаторов разрывной и пликативной тектоники, оруденения и т. д.

Полевой этап. В процессе предполевого геоморфологического и геологического дешифрирования возникают вопросы, решить которые в камеральный период не представляется возможным. Все они могут быть решены только при непосредственном наблюдении объекта, т. е. в полевых условиях. В предполевой период составляется перечень таких неясностей и составляются маршруты для их разрешения. Во время полевых маршрутов легко уточняются на местности некоторые геоморфологические индикаторы: суффозионно-карстовые и собственно карстовые формы, эрозионные уступы и останцы, элювиальные развалы, речные террасы разбраковываются на пойменные и надпойменные, для последних устанавливается номер террасы.

В комплекс полевых исследований входят и аэровизуальные наблюдения (с самолета или вертолета), которые условно можно подразделить на региональные и детальные.

Региональные наблюдения проводятся с высоты 0,5 км, 1 км, 2 км. Они позволяют в короткий срок ознакомится с исследуемой территорией и получить представления о геологических и геоморфологических особенностях района. В этом случае они выполняют роль рекогносцировочных работ. Наблюдения с воздуха дают возможность одновременно наблюдать значительную площадь земной поверхности и помогают уточнить и выявлять зоны тектонических нарушений, региональные уступы, поверхности выравнивания, интенсивность расчленения рельефа, изучать речные террасы, выявлять аномальные участки речных долин, взаимосвязь отдельных морфоструктур и т. д.

Детальные аэровизуальные наблюдения выполняют, в основном, те же функции, что и региональные, но в более детальном масштабе. Высота облета обычно 200-300 м.

Время проведения аэровизуальных наблюдений в начале или конце полевого сезона.

Окончательная камеральная обработка результатов дешифрирования – в этот этап вносятся окончательные коррективы в результаты дешифрирования, схемы и карты приводятся в отчетный масштаб, проводится окончательная увязка геологических и аэрофотогеологических результатов.