Методики и технологии дистанционного зондирования Земли с целью оценки параметров тектонических процессов (стр. 9 )

Пара первых линеаментов северо-северо-западного направления в центре, рис. 7, точно совпадает с линеаментом Khoisan (белая линия на рис. 9).

Узел линеаментов в центре, рис. 7, совпадает с интрузией отмеченной Corner севернее пересечения линеаментов Khoisan и Kudu (наклонные белые линии на рис. 9)

В целом из 10 линеаментов, которые указал Corner на этой территории (по геомагнитным данным, связанные с кимберлитами) 8 подтверждаются в линеаментах LESSA, один в полях и один никак не проявился.
И наконец, рассмотрим, как сочетание данных другой природы с данными LESSA не только позволяют их подтвердить, но могут быть основанием, для того, чтобы рассматривать их экстраполяцию, продолжение линеаментов.

Самый яркий линеамент западно-северо-западного направления, 4ый на рис 6, подчеркнут в плотности штрихов северо-северо-западного направления, рис. 4, прямолинейными градиентами на западе и цепочкой минимумов в центре. На востоке этот линеамент совпадает с цепочкой минимумов общей плотности штрихов, рис. 9. Этот ярко выраженный в LESSA линеамент (будем называть его Санта Мария по мысу, который он пересекает), продолжает разлом установленный на шельфе по альтиметрическим данным. Линеамент контролирует щелочные интрузии, карбонатитовые тела. Рядом с ним несколько кимберлитовых тел.

Другой пример. Самый яркий из коротких линеаментов направления северо-севро-восток (желтая линия на рис.9) точно продолжает линеамент Kudu (белая линия на рис. 9). Причем ярко проявляется именно эта северная часть линеамента, а на юге, где он обнаружен по геомагнитным данным, в LESSA он выражен слабо (поэтому плохо выражен и сквозной линеамент).

Особая ситуация с линеаментом Kalahari (вертикальная белая линия на рис.9). Он плохо подтверждается длинными линеаментами LESSA, но хорошо виден в полях. В центре снимка он совпадает с вертикальной границей области пониженной плотности (рис. 9), а на юге совпадает с вертикальной границей области повышенной плотности штрихов северо-восточного направления (рис. 4). На его северном продолжении много линейных аномалий - яркая линия "обрыва" (рис. 5), линия максимумов субмеридианальных штрихов (рис. 4), а также один из самых выраженных коротких линеаментов.

Тестирование модуля

Статистический анализ штрихов выявляет объективные характеристики изображения (и опосредовано - изучаемой территории). Необходимо знать, на сколько достоверно получаемые характеристики отражают рисунок и на сколько они надежны.

Первый вопрос, который необходимо было решить - нет ли в предложенной методике систематических погрешностей, существенного влияния используемых операций. Сравнивались розы-диаграммы, рассчитанные совершенно разными методами - по плотность штрихов (LESSA), по плотности штрихов рассчитанных с высокой точностью направлений (1 градус), по пространственному спектру (Фурье анализ), по градиенту яркости.

Сходство оценивалось визуально по форме роз-диаграмм и по структуре псевдоцветных полей. Форма роз, полученных разными методами, в основном, сохранялась, но несколько сглаживалась при переходе от "штриховых" роз к "градиентным" и "спектральным". Структура полей (экстремумы, общий рисунок) практически не зависит от способа получения роз, хотя конкретные значения отличаются существенно.

Таким образом, LESSA отражает реальные характеристики изображения.

Проводились и эксперименты по сравнению роз-диаграмм построенных с помощью LESSA и специалистами, вручную, при условии, что специалисты искали линейные элементы того же размера, что и LESSA. В основных деталях полученные розы-диаграммы совпадают, а различаются не существеннее, чем различаются розы-диаграммы разных специалистов.

Второй вопрос - на сколько существенно проявлена структура полей, не находится ли она “на уровне шумов”. Статистический анализ характеристик роз-диаграмм методом Bootstrap показал, что они достаточно устойчивы. Случайные изменения характеристик в несколько раз меньше их реального диапазона изменения по изображению.

1. Характеристики (вытянутости, крестообразности) достаточно устойчивы. Диапазон случайных изменений составляет около 5% общего диапазона изменений характеристики на изображении.

2. В области малых значений (почти круглая роза-диаграмма) структура поля этих характеристик неустойчива.

Если роза-диаграмма округла (малая вытянутость), то значение направления вытянутости - неустойчивая величина, она не имеет практического значения. В связи с этим, при расчете ряда характеристик удаляются из рассмотрения области с круглыми розами-диаграммами.

Третий вопрос - как меняются полученные характеристики при повороте и сдвиге изображений. Для таких погрешностей есть объективные предпосылки. Переход от непрерывного изображения к дискретному растру (квадратной сетке) делает направления “неравноправными”. И это учитывается в алгоритме LESSA. Были получены следующие результаты.

Поля характеристик и форма роз-диаграмм сохраняются при сдвиге изображения. Поля характеристик и общая картина роз-диаграмм сохраняются при вращении изображения. Однако в сложных ситуациях (например, участок на границе областей с разным рисунком) некоторые розы могут измениться после поворота. В первую очередь, эти изменения вызваны не особенностями алгоритма, а тем, что меняется исходное изображение. Изменяются конкретные значения яркости пикселя при повороте изображения относительно решетки дискретизации.

Заключение

В результате исследовательской работы рассматривались две методики дистанционного зондирования Земли.

Первая методика рассмотрена в программе ArcView при использовании модуля пространственных данных ArcView Spatial Analyst. Она основана на анализе поверхностей. Использовался снимок Свердловская область полученный со спутника Terra 16 января 2004 года.

Вторая методика рассмотрена в программе анализа текстур и линеаментов WinLESSA. Использовалась изображением юго-западной Африки, которая включает территории Анголы, Замбии, Намибии и Ботсваны. Это изображение получено системой MODIS (6 сентября 2004г, 9ч10мин) и приведено в цилиндрическую проекцию в SMIS.

Результаты анализа изображения 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, новой гипотезы.

Литература

Космическая информация в геологии. М.: Наука, 1983. 236с. , , Баранов методы в геологии. М.: Недра, 1993. 224 с. , Макарова методы в геологии. М.: Изд-во МГУ, 1988. 146с. , , Иванченко дешифрирование космических снимков с целью структурного анализа. Исследование Земли из космоса. 1986. N 1, с. 111-118. www.lineament. ru www. sovzond. ru www. dataplus. ru www. scanex. ru