Методики и технологии дистанционного зондирования Земли с целью оценки параметров тектонических процессов (стр. 8 )

Размер тех структур, которые можно обнаружить в результате статистического анализа определяется размером окна расчета розы-диаграммы. При этом необходимо учитывать, что рабочий диапазон этой величины ограничен статистическими соображениями. Оптимальный размер диаметра окна около 64 (пикселей). При существенно большем окне розы-диаграммы становятся невыразительными, усредненными, их различия стираются. В меньшем окне мало штрихов и форма розы оказывается грубой, а ее характеристики неустойчивыми.

Столь же внимательно необходимо выбирать разрешение и при поиске длинных линеаментов - при излишне большом разрешении они перестают быть прямыми, и LESSA может их не выявить.

3.5. Результативная часть

Результат обработки снимка в программе WinLESSA

Результаты анализа изображения, полученные в LESSA, могут использоваться для того, чтобы подтвердить, уточнить гипотезы о структуре территории выдвинутые из теоретических соображений или по другим данным, скорректировать, экстраполировать их, но главное, они могут показать аномальные области, линии, которые могут служить подсказкой, "зародышем" новой гипотезы - именно это и будет интересовать в первую очередь.

Рассмотрим основные способы анализа результатов LESSA. Здесь не будем рассматривать узкоспециальные приемы, которые можно найти в конкретных исследованиях (такие, например, как изучение распределения по территории рудоконтролирующего направления, анализ структуры линеаментной зоны и т. п.).

Приведем общие приемы того, как "читать" результаты, как искать аномалии, а их интерпретация специфична, зависит от конкретной задачи. Наши примеры интерпретации ориентированы на поиск структур контролирующих проявления кимберлитов.

Воспользуемся изображением юго-западной Африки, рис. 1, которое включает территории Анголы, Замбии, Намибии и Ботсваны. Это изображение получено системой MODIS (6 сентября 2004г, 9ч10мин) и приведено в цилиндрическую проекцию в SMIS. Часть изображения - море, облака, пустое место - не участвуют в расчете (замаскированы).

рис 1 рис 2 рис 3

Сначала рассмотрим, какие именно аномалии можно обнаружить, а затем перейдем к основному - к сочетанию разных результатов LESSA и других данных. Начнем с аномалий в "полях" характеристик.

Во-первых, область изображения может выделяться явно аномальными значениями, например - в плотности штрихов северо-северо-западного направления, рис 2., значения на участке к северу от центра явно аномальны, существенно превышают значения во всех остальных местах.

Пример другой аномалии - это общее, среднее отличие значений в области от окружающих участков. Так северная часть изображения существенно отличается от южной по общей плотности штрихов, рис 3. Весь диапазон значений 480-777, а все значения выше 700 расположены только на севере, и все значения ниже 525 - на юге. Менее яркая аномальная эллиптическая область расположена немного севернее центра и выражена понижением плотности штрихов северо-восточного направления, рис 4, (при том что общая плотность штрихов в этой области высока).

Следующий тип аномалии - это аномальность формы. В первую очередь - это прямые границы, линии, которые не могут быть обусловлены процессом расчета, так как все окна расчета - круглые. Поэтому длинные прямолинейные участки должны привлечь внимание (хотя нужно проверить, не связано ли это с антропогенными изменениями территории). Наиболее яркая аномалия такого типа в этом изображении - почти прямоугольный блок пониженной общей плотности штрихов на юго-западе, рис. 3.

Должны обратить на себя внимание и длинные прямолинейные участки градиентных зон. Пример - горизонтальные градиентные зоны в общей плотности в центре снимка на западе и востоке южной границы северной области повышенной плотности, рис. 3.

Прямолинейность можно обнаружить в расположении экстремумов. В плотности штрихов северо-восточного направления, рис 4, есть яркая линия максимумов в том же направлении (в центре, на восточном краю). Такая ситуация может свидетельствовать о достаточно широкой зоне разлома.

Во многих случаях легче обнаружить прямолинейную зону не максимумов, а минимумов. Например, горизонтальная зона минимумов плотности штрихов северо-северо-западного направления, рис. 2. В максимумах эта полоса выражена существенно хуже, так как там присутствуют максимумы разных направлений, но эта же зона проявляется в максимумах поля вытянутости.

Часто аномалии лучше отражаются в графических характеристиках, таких как линии вытянутости. Это могут быть компактные области линий одного направления, а могут быть и линейные зоны "обрыва" линий. Последняя ситуация может означать, что вдоль этой линии, кроме основного направления в рисунке появляется явно выраженное ортогональное направление. Например, в северной части, в центре расположен яркий блок линий западно-северо-западного направления, ограниченный на востоке яркой вертикальной "линией обрыва".

рис 4 рис 5 рис 6

Перейдем к аномалиям линеаментов. Основная характеристика линеаментов LESSA - их выраженность (т. е. подтвержденность линеамента штрихами). Абсолютное значение этой величины не важно, и не важно у какого линеамента она чуть больше или чуть меньше, но существенно, если эта величина много больше (относительно), чем у других линеаментов данного направления в данном изображении. На рис. 6 показаны линеаменты западно-северо-западного направления с выраженностью больше 55, среди которых наибольшая выраженность, 181, у линеамента 4, у следующего по выраженности линеамента под номером 1 это значение 141 (минус 22%).

Другая важная характеристика выявляемых линеаментов - их группировка, образование пучков, зон. Так на рис 6 под номером 1 мы видим яркий пример пучка. Зоны параллельных линеаментов ярко видны на рис. 7, где показаны самые выраженные линеаменты всех 8 направлений и 9 наиболее выраженных линеаментов северо-восточного направления. Эти 9 линеаментов формируют явные параллельные зоны примерно на одинаковом расстоянии друг от друга.

Третья особенность линеаментов, на которую нужно обратить внимание, - образование узлов пересечения линеаментов. Такой узел может свидетельствовать об аномальной плотности пород в этой области. На рис. 7 мы видим два явных узла - в центре и на западе.

Мы рассмотрели основные аномальные образования, которые можно обнаружить в результатах LESSA. Но самое существенное - это сопоставление независимых результатов, как полученных в LESSA так и, что особенно важно, полученных из других источников.

Примеры сопоставления результатов полученных разными методами LESSA. Естественно, важно, чтобы эти результаты были независимые, например, поля характеристик роз и линеаменты. Независимыми могут быть и поля характеристик, например, линии вытянутости и общая плотность.

Линейная градиентная зона южной "прямоугольной" области минимума плотности штрихов (рис. 3) совпадает с парой самых выраженных линеаментов северо-западного направления (рис. 9, желтые линии в юго-западном углу). И примерно там же яркая область линий вытянутости северо-западного направления, рис. 5 .

Совпадение линеаментов с линейной зоной экстремумов - горизонтальная полоса минимумов в плотности штрихов северо-северо-восточного направления, рис 2, точно очерчена парой линеаментов номер 5 на рис.6.

Блок, обнаруженный в линиях вытянутости на севере, рис. 5 (в плотности штрихов северо-восточного направления в этом месте область минимума, рис. 4), точно ограничен первыми линеаментами меридионального и восточно-северо-восточного направления, рис. 8.

Рассмотрим сочетание аномальной области, линеамента и прямых градиентных линий. Северная часть снимка, как мы отмечали, отличается плотностью штрихов, по ее южной границе проходит самый выраженный горизонтальный линеамент, два участка этой границы прямолинейные и совпадают с этим линеаментом, рис. 9. Возможно, здесь нет геологического влияния, а явная прямолинейная яркостная граница, рис. 1, и линеамент вдоль нее обусловлены тем, что в этом месте проходит государственная граница Намибии с северными государствами и по разные стороны границы разное природопользование, а отличие плотности штрихов на север обусловлено климатическими различиями.

рис 7 рис 8 рис 9

Таким образом, мы рассмотрели аномалии, для которых пока нет геологической интерпретации. Теперь рассмотрим аномалии, для которых такая интерпретация найдена. Подчеркнем, что в задачу LESSA не входит обнаружение всех линеаментов, структур территории, и если какие-то структуры не выявлены в LESSA, то это не говорит об их недостоверности - просто не получено подтверждения по этой методике, и это не свидетельствует о ненадежности LESSA - просто в этом изображении и при этих параметрах анализа структура "не видна". В качестве внешних данных возьмем работу, в которой приведена схема линеаментов полученных по геомагнитным данным.

Все три зоны линеаментов северо-восточного направления, показанных на рис. 6, соответствуют известным геологическим структурам - лежат на континентальном продолжении трансформных разломов, Северная полоса совпадает с линеаментной зоной Lukapa (в которой много карбонатитовых массивов и кимберлитовых трубок, часть которых алмазоносная). Средняя полоса совпадает с линеаментной зоной Omaruru (контролирует проявления щелочного магматизма, в том числе карбонатитовые интрузии). А южная полоса совпадает с Trans Southern African Lineament Zone.