Лекция 4 Использование материалов дистанционного зондирования в геологических исследованиях

План лекций

4.1Геологические исследования и картографирование

4.2 Геоэкологические исследования и картографирование

4.3 Прогнозирование и поиски МПИ

 

4.4 Прогнозирование и поиски нефтегазовых месторождений

4.5 Дистанционные методы мониторинга

 

С помощью дистанционных методов решается широкий круг разнообразных задач картографического, исследовательского, мониторингового плана. При этом информативность методов весьма различна в зависимости от характера решаемых задач. Всё это определяет необходимость ра­ционального комплексирования дистанционных методов в зависимости от их возможностей, способа дистанцирования и поставленных целей. При выборе методов в каждом конкретном случае следует опираться на сле­дующие основные положения:

- комплекс применяемых методов должен соответствовать характеру исследуемых объектов и условиям их проявления в данной обстановке;

- в комплексе не должно быть дублирующих друг друга методов, а выбранные методы наиболее производительны иэкономичны;

- выбранный комплекс методов должен обеспечить минимальные за­траты времени и средств на решение поставленных задач.

Вопросы комплексирования должны постоянно решаться как при вы­бореметодов в пределах группы (например, группа аэрометодов), так и при рациональном сочетании методов в разных группах (сочетание космо-, аэро- и наземных методов).

Основные решения в вопросах комплексирования всегда принимает специалист (геолог), чётко представляющий исследуемую проблему и ха­рактер тех задач, которые следует решить.

Затем, на этапе подготовительных работ, необходимо рассмотреть воз­можности и варианты имеющегося арсенала ДМИ и определить наиболее оптимальный комплекс для решения поставленных задач»

Использование ДМИ на начальном этапе оправдано в связи с необхо­димостью оперативного получения дешёвой обзорной информации, позволяющей определить первоочередные задачи и локализовать уяастки₉ где будут применены другие менее оперативные и более дорогие методы ( на­пример, наземные геофизические, геохимические и геологические исследования с комплексом тяжёлых горно-буровых работ).

Рассмотрим особенности и примеры комплексирования ДМИ в решении разноплановых задач геологического и экологического характера.

4.1 Геологические исследования и картографирование

Наиболее полно и системно требования к параметрам ДЗ и вопросы их комплексирования решены для целей геологического картографирования масштабов 1:200 000 и 1:1000 000. Так, один из информационных блоков, который необходим при создании Госгеолкарты 200, должен быть пред­ставлен материалами ДЗ. К ним отнесены материалы фотографических, сканерных и радиолокационных съёмок земной поверхности с воздушных и космических носителей в видимой, инфракрасной и радиоволновой зо­нах спектра ЭМИ„ Совокупность материалов Д3, результатов их дешифрирования и интерпретации представляют собой дистанционную основу карты (ДО-200),

Использование ДО-200 позволяет решать следующие основные задачи среднемасштабного геологического картирования и картографирования:

- уточнение существующих представлений о геологическом строении района съёмки, выявление новых геологических объектов;

- анализ закономерностей размещения и прогноз полезных ископаемых;

- геоморфологические исследования;

- оценка эколого-геологачеекой обстановки и прогноз её развития.

ДО-200 состоит из фактографической и интерпретационной частей. К основным компонентам фактографической части относятся: нормиро­ванные данные ДЗ в цифровой и аналоговой формах; результаты формализованных образований ДЗ, как правило, только в цифровой форме.

Интерпретационная часть (схемы дешифрирования, схемы интерпретации результатов дешифрирования) создаётся по результатам экспертного визуального и компьютерного интерактивного анализа фотографи­ческой части с учётом имеющейся геологической, геофизической и другой информации.

Исходные материалы, используемые для ДО-200, должны удовлетво­рять двум требованиям - детальности и обзорности, а также должны быть представлены в нескольких информативных диапазонах.

Оптимальное пространственное разрешение исходных материалов ДО-200 должно составлять 10=15 м. Обзорность обеспечивается снимками, которые охватывают такую территорию» где отображается положение картируемой площади в общей структуре региона.

Для удовлетворения этих требований используются данные ДЗ раз­личных масштабных уровней - обзорного, основного детального.

При создании ДО-200 использование материалов основного и обзорного масштабных уровней обязательно,, Основные должны покрывать всю площадь картирования, обзорные -территорию не менее 3° по долготе и 2° но широте, в центре которой находится соответствующий лист Госгеолкарты-200 При соз­дании обзорного масштабного уровня ДО могут быть использованы материалы в 2,5=5 раз более мелкого масштаба, чем при основном с захватом площадей, смежных с картируемыми. Детальный масштабный уровень необязателен и ис= пользуется для расшифровки участков, сложных но строению.

Исходными (базовыми) материалами при формировании фактографиче­ской части ДО-200 служат материалы съёмочной системы МК-4 в спектраль­ных диапазонах 0,52-0,57; 0_,64-0,69; 0,81-0,9 мкм. Эти материалы использу­ются при формировании как основного, так и обзорного и детального масштаб­ныхуровней ДО-200.

При создании дистанционной основы листов Госгеокарты-200, террито­рия которых не обеспечена материалами МК-4 удовлетворительного качества, следует использовать в качестве базовых материалы съёмочных систем КАТЭ-200 и (или) КФА-1000, Данные материалы являются дополнительными при наличии съёмок МК-4 хорошего качества.

Дополнительными исходными материалами для основного масштабного уровня служат результаты высотных аэросъёмок, а также материалы космосъёмок фотографической системой ТК-350 и сканерной съёмочной системой МСУ-Э, Из зарубежных рекомендуется использовать материалы Laadsat-TM (и других с характеристиками не хуже), которые в отдельных случаях мо­гут дать информацию об особенностях вещественного состава геологических тел, о геологических процессах (в том числе современных).

Обзорный масштабный уровень фактографической части ДО-200 создаётся на базе съёмочных материалов МК-4, КАТЭ-200 или ТК-350; при этом как дополнительные можно использовать снимки МСУ-СК и другие близкие к ним по характеристикам. Детальный масштабный уровень ДО-200 формируется по материалам космосъемок сисЛекциями МК-4: КФА-1000 и Других съёмок с разрешением на местности не менее 10-15 м, атакже аэросъемочных работ.

Для выявления основных объектов геологического картирования наиболее информативны материалы ДЗ длинноволновой части видимого оптического диапазона и ближней инфракрасной области. Для гидрогеоло­гического и эколого-геологического картирования при проведении работ в районах, перспективных на нефть и газ, и, возможно, при выявлении по особенностям аномального теплового поля некоторых элементов глубинного строения, в том числе контролирующих размещение месторождений твёрдых полезных ископаемых, следует использовать данные теплового канала космических съёмок и материалы специальных тепловых самолёт­ных съёмок.

Базовые материалы основного и обзорного уровней генерализации формируютсякак исходная фактографическая часть ДО-200 на этапе подготови­тельных работ, остальные составляющие готовятся в течение всего процесса создания Геолкарты-200.

Применение материалов ДО разных масштабных уровней обеспечивает последовательную детализацию дешифровочной информации, начи­ная с обзорных материалов. На каждом последующем уровне уменьшается глубинность получаемой информации, но увеличивается ее детальность.

Информация более высокого уровня генерализации должна наноситься на схемы, создаваемые по материалам более низких уровней для выяв­ления слабоконтрастных геологических границ и обеспечения целенаправ­ленного поиска мелких объектов, которые могут прояснить или выявить геологическую сущность крупных структур, устанавливаемых при анализе материалов предшествующих уровней.

Итоговая интерпретационная схема основного масштаба (1:200 000) должна являться результатом постепенного заполнения структурного каркаса, полученного по материалам наиболее высокого уровня, данными о строении мелких объектов,, выделяемых на более детальных материалах ДО.

В цифровой форме материалы ДО обрабатываются и анализируются при поддержке ГИС-технологий, Как правило, обработка Должна прово­диться в интерактивном режиме. При этом алгоритм использования преоб­разованных изображений в процессе составления геологических карт предусматривает четыре этапа: О анализ исходных изображений и геолого-картографических материалов; 2) выявление геологических задач, решение которых требует дополнительной информации; подбор оптимальных пре­образований для выделения необходимой информации и дешифрирование преобразование изображений; интегрированный анализ исходных, преобразованных изображений и геолого-картографических материалов для явления геологических элементов, которые необходимо отобразить на геологической карте.

Совместный анализ материалов ДЗ и геологических данных - естественная практика работ при использовании дистанционной информации. В дополнение к общепринятым полезны неотектонический и структурно-магматический анализ природной среды совместно с данными ДЗ, Неотектонический анализ по­могает трактовке особенностей отражения разновозрастных структур на материалах Д3, их эрозионного среза, степени новейшей активности. Структурно-магматический анализ совместно с данными ДЗ способствует выявлению палеоструктурных обстановок, особенно в инверсионную (поздняя геосинклинальная) и орогенную стадии, для которых типичны полноразвитые ря­ды интрузивных и вулканогенных формаций.

Роль дистанционных методов при составление карт четвертичных отложений (КЧО). В закрытых районах даже при наличии значительного числа скважин границы четвертичных обра­зований прослеживаются с помощью материалов дистанционных съёмок. При создании КЧО базовые материалы ДО-200 служат для оконтуривания основ­ных стратиграфогенетических подразделений, а также являются основой при генерализации и сведении материалов геолого-съёмочных и картосоставительских работ масштаба 1:50 000 при увязке листов Госгеолкарты-200. Однако таких материалов часто бывает недостаточно, чтобы уверенно идентифициро­вать генетические типы четвертичных отложений. Поэтому для решения ключевых стратиграфо-генетических проблем для фрагментов территории следует применять космические съёмки детального уровня генерализации, материалы аэросъёмочных работ.

При создании картографических компонентов Госгеолкарты-200 с при­менением материалов ДЗ минералогического содержания следует выявлять и изучать рудоконтролирующие факторы, определяющие закономерности раз­мещения различных видов полезных ископаемых, В геологической литературе описаны многочисленные примеры закономерного расположения рудных объектов относительно дизъюнктивных и₅ пликативных структур, веществен­ных комплексов, картируемых по данным ДЗ с использованием традиционных методов линеаментного и геоиндикационного анализа. Дополнительные воз­можности представляют современные многоспектральные космические съём­ки, цифровая обработка их данных позволяет определить новью критерии минерагенической приуроченности.

При картировании и картографировании эколого-геологических ситуаций (эколого-геологических условий и опасностей) необходимо использование материалов Д3. В процессе картирования природных экологически неблаго­приятных и опасных объектов материалы ДЗ могут быть основными или вспомогательными. При картировании антропогенной нарушенности геологической среды на земной поверхности материалы ДЗ не имеют альтерна­тив.

Исходные (базовые) комплекты фактографической части Д0-200 должны готовиться по самостоятельным проектам на опережающем этапе работ по соз­данию Госгеокарты-200. Непосредственно при составлении Госгеокарты-200 базовый комплект пополняется дополнительными материалами и формируется интерпретационная часть ДО-200. Эти работы желательно выполнять силами единого коллектива, состоящего из представителей организаций-исполнителей ДО=200 и геологов-картосоставителей.

Различные виды космо- и аэрометодов находят своё применение и при средне-, крупномасштабном геологическом картировании. Здесь перечень решаемых задач также весьма значителен от прослеживания геологических тел до привязки скважин и горных выработок