Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Данные дистанционного зондирования и программное обеспечение (краткий обзор) 9
1.1. Основные типы космических снимков, используемые при геологических и геолого-прогнозных работах 10
1.2. MODIS - снимки низкого разрешения 17
1.3. LANDSAT - снимки среднего разрешения 19
1.4. Характеристики спектральных диапазонов 21
1.5. Программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования 24
Глава 2. Программа Lineament для обработки дистанционных материалов 33
2.1. Причины и принципы разработки программы 33
2.2. Сетки 36
2.3. Растровые данные 43
2.4. Векторные данные 52
2.5. Поддержка программой Интернет-форматов цифрового рельефа 55
Глава 3. Анализ растровых и векторных данных с помощью программы "Lineament" .65
3.1. Геологическое строение Попигайской структуры 65
3.2. Анализ снимка "Modis" 69
3.3. Анализ цифрового рельефа 75
3.4. Анализ результатов дешифрирования 80
Глава 4. Использование цифрового рельефа для анализа неотектонического строения системы Чуйско-Курайской впадин Горного Алтая 92
4.1. Геологическое строение Чуйско-Курайской зоны 92
4.2. Обработка данных цифрового рельефа 95
4.3. Полевые исследования 109
Глава 5. Подпрограмма оценки информативности признаков для поисков месторож дений полезных ископаемых 124
5.1. Программная реализация оценки информативности признаков 124
5.2. Использование программы Lineament для оценки информативности исходных данных и результатов дешифрирования относительно площадей проявления ким-берлитового магматизма на территории восточной Сибири 129
5.3. Выбор поисковых критериев и прогноз россыпной алмазоносности Приленского района 160
Методика прогноза россыпей 167
Заключение 173
Публикации автора по теме диссертации 174
Список литературы 175
- Программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования
- Поддержка программой Интернет-форматов цифрового рельефа
- Обработка данных цифрового рельефа
- Использование программы Lineament для оценки информативности исходных данных и результатов дешифрирования относительно площадей проявления ким-берлитового магматизма на территории восточной Сибири
Введение к работе
Актуальность работы. Современные программные пакеты предоставляют широкие возможности для обработки космических и аэрофотоснимков, различной картографической и геофизической информации и позволяют проводить оперативное дистанционное исследование территории. Однако для реализации конкретной задачи необходимо доскональное знание этих программ и методов работы с ними. Обычно, возможностей одного пакета программ не хватает, и возникает необходимость использовать сразу несколько пакетов. В то же время, универсальность программного обеспечения обусловливает сложность реализации многих часто используемых преобразований. Стоимость этих программных пакетов довольно высока, в результате чего пользователю обычно доступны только отдельные из них. Поэтому разработка программы для решения конкретных тематических задач, связанных с обработкой снимков и результатов дешифрирования, в том числе и главным образом для решения геологических и геолого-поисковых задач, является актуальной.
Базы данных цифрового рельефа и космические снимки, имеющиеся в Интернете, содержат в себе огромную информацию, которую можно использовать при проведении неотектонических и прогнозно-поисковых исследованиях. Актуальность прогноза новых ким-берлитовых тел и алмазоносных россыпей в Западной Якутии несомненна. В связи с этим важна разработка программы оценки информативных признаков для оперативного создания разномасштабных прогнозно-поисковых моделей коренных и россыпных месторождений. Компьютерный прогноз районов распространения кимберлитовых тел, выполненный автором и опирающийся на анализ объективных данных дистанционного зондирования, позволяет по-новому оценить поисковые критерии, не зависящие от модельных научных представлений и неоднозначных трактовок структурного контроля кимберлитовых тел, предложенных разными исследователями.
Задача изучения активных разломов всегда являлась и остается актуальной, особенно в сейсмоопасных регионах, к числу которых относится и Горный Алтай. Применение, наряду с традиционными, новых методов изучения активных разломов важно для прогноза землетрясений.
Цель исследований. Провести автоматизированную обработку материалов дистанционного зондирования и цифрового рельефа в авторской программе Lineament с целью выявления информативных поисковых признаков для прогноза кимберлитовых тел и россыпей алмазов в Восточной Сибири и изучения новейшего строения и современной активности разломов Горного Алтая.
Задачи исследований:
Разработка компьютерной программы, ориентированной на решение геологических, прежде всего, прогнозно-поисковых, структурно-геоморфологических и неотектонических задач и доступной для специалистов-геологов.
Разработка, апробация и демонстрация алгоритма работы с материалами дистанционного зондирования на известном объекте, в качестве которого выбрана Попигайская структура.
Изучение новейшего строения, активных разломов и сейсмогенных структур Чуйско-Курайской системы горных впадин Алтая на основе математической обработки цифрового рельефа и полевых исследований.
Разработка и апробация программы оценки информативности признаков для оперативного создания разномасштабных прогнозно-поисковых моделей коренных и россыпных месторождений.
Выявление информативных признаков для прогноза кимберлитовых тел в Восточной Сибири.
Выбор поисковых критериев и прогноз россыпной алмазоносности Приленского района Западной Якутии.
Научная новизна. Автором разработана компьютерная программа, позволяющая решать многие геологические задачи, связанные с обработкой данных дистанционного зондирования и цифрового рельефа. Программа оценки информативности признаков может использоваться для оперативного создания разномасштабных прогнозно-поисковых моделей коренных и россыпных месторождений. Она апробирована при прогнозировании кимберлитовых тел и алмазоносных россыпей на территории Восточной Сибири.
Обработка в программе цифрового рельефа (на примере районов Горного Алтая) позволяет объективно вьщелять разломы и линеаменты, определять их кинематику, оконту-ривать границы новейших впадин, устанавливать относительную интенсивность современных поднятий и прогибаний различных участков земной коры.
Практическая значимость. Автором выявлены информативные признаки для прогноза районов распространения кимберлитовых тел на территории Восточной Сибири, установлены неотектонические и структурно-геоморфологические поисковые критерии россыпной алмазоносности в Приленском районе Сибири. Выявление активных разломов и линеа- ментов необходимо при сейсмическом районировании и прогнозе землетрясений. Программа Lineament доступна специалистам-геологам.
Защищаемые положения
Алгоритм работы с материалами дистанционного зондирования в авторской программе "Lineament" включает: 1) подготовку изображений и векторных данных для экспертного анализа и дешифрирования; 2) обработку данных дешифрирования — линсаментный анализ; 3) оценку информативности признаков и построение прогнозной модели.
Получаемые при программной обработке цифрового рельефа количественные параметры позволяют дифференцировать современный рельеф по типам (эрозионный, аккумулятивный, эрозионно-аккумумятивный), а также выполнять первичное ранжирование разломов и линеаментов по степени их активности на современном этапе.
Оценка информативности признаков проводится на основании анализа положения объекта на поле признака путем анализа их гистограмм. Построения прогнозных моделей выполняется за счет сложения сеток полей информативных признаков. Программа оценки информативности признаков обеспечивает оперативное создание разномасштабных прогнозно-поисковых моделей коренных и россыпных месторождений.
При программной обработке дистанционных данных выделен ряд информативных признаков распространенности кимберлитового магматизма Восточной Сибири: гипсометрическое и морфологическое положение района, степень расчлененности рельефа, плотность и анизотропность линеаментной сети.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях «Новые идеи в науках о Земле» (РГГРУ, 2003 - 2007); Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее (Алмазы-50) в С-Пб., 2004; на первой международной конференции "Земля из космоса. -наиболее эффективные решения" (М. Инж.- тех. Центр Скан - Экс, 2003); XXXIX и XL Тектоническом совещании (2006 и 2007) и опубликованы в открытой печати.
По теме диссертации опубликованы 17 работ, в том числе 9 в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.
Фактический материал. В основу работы положены многолетние исследования автора по данной проблеме. Основные дистанционные материалы - снимки и цифровой рельеф — получены из открытых источников в Интернете и обрабатывались только в авторской программе. Проведены дешифрирование и автоматизированная обработка огромного количества разнородной информации: космических снимков Landsat и Modis, цифрового рельефа, речной сети. Данные о положении кимберлитовых тел получены автором во время работы в Амакинской и Ботуобинской экспедициях АК «АЛРОССА».
Изучение новейшего строения и современной тектонической активности территории Горного Алтая проводилось с помощью дистанционных методов и в полевых условиях в составе экспедиции ГИЫ РАН в 2005-2006 г. Повышенный интерес к неотектоническому строению Горного Алтая вызвало Бельтирское землетрясение 2003 года. Кроме анализа различных геологических, неотектонических и сейсмологических опубликованных материалов, использовались данные об очагах землетрясений, имеющиеся в свободном доступе.
В целом автор в большой степени использовал дистанционные и литературные данные, имеющиеся в Интернете.
Структура и объели Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения общим объемом 185 с, содержит 164 рис, в том числе 150 авторских. Список литературы насчитывает 129 литературных источников и 21 интернет-ссылку. Первая глава посвящена краткому обзору данных дистанционного зондирования и программному обеспечению. Во второй главе «Программа Lineament для обработки дистанционных данных» приводится краткое описание разработанной автором программы, рассматриваются основные преобразования и фильтрации, выполняемые с сетками данных, растровыми и векторными материалами, приводится краткое описание поддерживаемых программой Интернет-моделей цифрового рельефа и способов работы с ними. В третьей главе на примере Попигайской структуры рассмотрены возможности программы для поиска и выделения кольцевых структур на основании дешифрирования снимков и цифрового рельефа. В четвертой главе изложены возможности обработки цифрового рельефа с целью изучения новейшего строения системы Чуйско-Курайских впадин и результаты полевых исследований сейсмогенных разломов. В пятой главе рассмотрены вопросы программной реализации оценки информативности признаков, приведены данные использования программы Lineament для оценки информативности исходных данных и результатов дешифрирования относительно площадей проявления кимбер-литового магматизма на территории восточной Сибири, а также дан прогноз россыпной алмазоносное на северо-востоке Сибири.
Методика исследований. В соответствии с задачами, решаемыми в диссертационной работе, автором разрабатывалась программа для обработки дистанционных данных и цифрового рельефа. Изучение особенностей новейшего строения территории Восточной Сибири и Чуйско-Курайской зоны горного Алтая проведено на основе тематического дешифрирования топографических карт и цифрового рельефа GTOPO30, DTM и SRTM, космических снимков «Modis» и «Landsat» и их преобразований, с применением ГИС-технологий.
Итоговые материалы представлялись в программе Arc View или непосредственно в программе Lineament. При подготовке иллюстраций использовались также программы АгсМар, AdobePhotoshop и CorelDRAW. Работы по территории Горного Алтая вьшолнялись в два этапа: на первом проводилось тематическое дешифрирование космоснимков и цифрового рельефа; на втором - полевые исследования (в составе экспедиции ГИН РАН). Изучались особенности геологического строения, разрывная тектоника, районы проявления сейсмодис-локаций. Детальные участки бьши закартированны с применением GPS-технологии, в том числе три участка сейсмодислокаций, возникших в результате землятресения 2003 года.
Автор выражает искреннюю признательность своему научному руководителю профессору Н. И. Корчугановой за постоянное и неустанное внимание, неподдельный интерес, ценные советы в процессе работы и за долготерпение и удивительную выдержку в общении с автором; доктору геолого-минералогических наук Н.В.Межеловскому, доктору геолого-минералогических наук В.И. Пахомову, кандидату геолого-минералогических наук А.И. Ко-журину и доктору геолого-минералогических наук В.Г.Трифонову за полезные замечания и советы, а также всем, кто своей поддержкой и содействием способствовал написанию диссертации. Отдельную благодарность хотелось бы выразить Н.Н. Говоровой за помощь в обработке материалов, тестирование авторской программы, совместные полевые работы, постоянное внимание и помощь на всех этапах работы.
Программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования
Системы обработки ДДЗ долгое время развивались отдельно и почти независимо от ГИС [87]. Основная деятельность по компьютерной обработке ДДЗ в мире была сосредоточена в ограниченном числе организаций: у непосредственных поставщиков данных (тех, кто реально управлял спутниками, принимал информацию и распределял ее потребителям) или в крупных научно-исследовательских комплексах (связанных с космическими исследованиями Земли и планет или общими проблемами обработки изображения). Как правило, такие организации по меркам того времени имели хорошее техническое оснащение. Хотя работали в них большие коллективы специалистов, тон всегда задавали математики и программисты, занимающиеся методами обработки изображения, а не пользователи-прикладники (геологи, лесники, экологи). Соответственно и программное обеспечение (ПО) имело черты уникальных комплексов, а не коммерческого продукта, предназначенного для широкого применения.
Географические информационные системы (ГИС) как область информационных технологий зародились в конце 1960-х годов. Однако масштабное внедрение этих систем сдерживал недостаточный уровень развития вычислительной техники. Только с середины 1980-х годов начался бурный рост этой 1Т-области, обусловленный небывалыми темпами развития компьютерной индустрии. Географическая информационная система — программно-аппаратный комплекс, осуществляющий сбор, отображение, обработку, анализ и распространение информации о пространственно распределенных объектах и явлениях на основе электронных карт, связанных с ними баз данных и сопутствующих материалов. ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми.
В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Местоположение точки (точечного объекта), например, мелкие кимберлитовые тела или находки алмазов, описывается парой координат (X,Y). Линейные объекты, такие как, реки, разломы или линеа-менты, сохраняются как наборы координат X,Y. Полигональные объекты, типа геологических образований или геохимических аномалий, хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания изменяющихся свойств, таких как отражательная способность объектов.
Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке. Обе модели имеют свои преимущества и недостатки. Современные ГИС могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных.
Системы автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования состоят из тех же основных подсистем, что и географические информационные системы - ввод, хранение, обработка и представление результатов [70]. Это способствовало их программно-техпологической интефащш с ГИС. Разные типы ГИС-пакетов предоставляют пользователям различные возможности по обработке снимков, обеспечиваемые заложенными в них программными средствами анализа и интерфейса. Как правило, эти средства включают некоторый обязательный стандартный набор процедур предварительной коррекции, трансформирования и классификации снимков. К ГИС-пакетам со стандартными возможностями относятся Idrisi, MultySpec, среди полнофункциональных ГИС-пакетов выделяются ERDAS Imagine, TNTmips, ER Mapper, ILWIS, GRASS. С точки зрения возможностей цифровой обработки снимков эти пакеты отличаются в основном набором средств пользовательского интерфейса и их удобством.
ERDAS (ERDAS Imagine) ГИС-пакет ERDAS IMAGINE лидирует среди используемых в мире профаммных средств обработки изображений. Он построен по модульно-исрархическому принципу, что позволяет пользователю приобрести только необходимые модули. Он состоит из трех базовых наборов профамм: Imagine Essentials, Imagine Advantage и Imagine Professional (для начинающих, подготовленных и профессиональных пользователей), каждый из которых включает в себя и расширяет функциональные возможности предыдущего набора. Эта структура профаммного обеспечения базируется на общей архитектуре и имеет один и тот же интерфейс пользователя и функциональные возможности на различных компьютерных платформах.
Профаммное обеспечение сочетает в себе функции растровой и векторной ГИС и системы обработки аэрокосмических снимков. Система имеет свой внутренний формат растровых данных (IMG), а по векторному формату она совместима с ГИС Arclnfo. В данном пакете функции работы с векторной графикой наиболее развиты из всех систем обработки ДДЗ.
Конфигурация Imagine Essentials предлагает базовые средства для визуализации, интерактивной коррекции и кластеризации (Isodata) изображений и создания с их использованием тематических карт.
Imagine Advantage включает в себя все функциональные возможности Essentials. Advantage предназначен в первую очередь для тех пользователей, кто занимается более глубоким использованием данных дистанционного зондирования и работает с ними регулярно. Представляя собой средний уровень конфигурации базового комплекта профаммного обеспечения, Imagine Advantage увеличивает функциональные возможности Essentials за счет блока расширенных функций обработки изображения, функций анализа растровой ГИС с возможностями моделирования, средств построения поверхностей, а также ортотрансформирования.
Imagine Professional обладает всеми функциональными возможностями Essentials и Advantage, а также дополнительными возможностями по использованию алгоритмов классификации для тематического дешифрирования и базовыми средствами работы с радиолокационными снимками.
Поддержка программой Интернет-форматов цифрового рельефа
Функции "Наличие точки", "Наличие линеамента" и "Попадание в полигон" предназначены в основном для составления сеток полей информативных признаков, использующихся в дальнейшем для построения прогнозных карт. Основой для построения сетки рельефа могут служить доступные в Интернете базы высотных отметок, или же оцифрованные по топографическим картам горизонтали с высотными отметками. Из доступных для скачивания по Интернету, следует отметить широко известную глобальную цифровую модель высотных отметок GTOPO30 (DEM) с интервалом сетки 30 секунд (приблизительно 1 километр по меридиану). GTOPO30 был получен из различных растровых и векторных источников топографической информации.
Для удобства пользования GTOPO30 (кроме Антарктиды) был разделен на фрагменты размером 50 (по широте) на 40 (по долготе) градусов, которые могут быть получены отдельно. В исходном формате эти данные могут быть прочитаны многими ГИС - системами. Однако дальнейшая их обработка связана с целым рядом сложностей. Для визуализации данных была создана специальная программа, позволяющая загружать и сохранять сетку на интересующую площадь (рис.2.22). Вьщеление района для построения сетки рельефа возможно с шагом в 1 градус. Программа осуществляет выборку данных по высотам рельефа из соответствующих файлов DEM, состыковывает их при необходимости и создает привязанную к географическим координатам сетку рельефа, которую можно загрузить в память программы или сохранить в стандартный формат сеток пакета Surfer 6.0. В феврале 2000 года NASA (National Aeronautics and Space Administration) и NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) при помощи космического челнока и выносной 60 - метровой антенны была осуществлена миссия по радарной стереосъемке по- верхности Земли - SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Были получены данные более чем на 80% поверхности суши между 56 южной и 60 северной широты
Разрешающая способность данных около 30 метров или 1 секунда. Эти данные пока еще находятся в обработке. До некоторого времени были доступны только данные с 30 и 90 метровым разрешением на часть территории Северной и Южной Америки, но на основании баз высотных отметок GTOPO30 и SRTM была составлена 500-метровая модель рельефа DTM (Digital Terrain Model), доступная для скачивания на сайте computamaps.com. Программа "Lineament" поддерживает загрузку этого типа данных (рис. 2.23). Кроме данных по рельефу в этих файлах содержится также растровые данные 500 метрового разрешения, составленные по данным спектрорадиометра «Modis» и данные о вегетативном индексе поверхности. В отличие от рельефа GTOPO30, DTM можно скачивать отдельными перекрывающимися листами размером 6 8 градусов, спроектированными под UTM зону, определенную центральным меридианом листа. Информативность 500-метрового рельефа, как правило, значительно выше, чем рельефа полученного из DEM-файлов рельефа GTOPO30. Наиболее четко это проявлено в экваториальных и средних широтах (рис. 2.24), в то время как в северных и южных широтах разница может быть малозаметна. К сожалению, и те и другие данные имеют местами линейные нарушения, связанные, вероятно, со стыковкой различных исходных данных, и «полосчатость», связанную с направлением спутникового сканирования. Недавно в Интернете стали доступны данные SRTM с 3-ех секундным разрешением. Их можно скачать в виде отдельных файлов размером 1 1 градус. Файлы с расширением .hgt позиционируются в географических координатах и содержат данные о высотах в 1201 1201 точке. Шаг сетки по долготе и широте составляет 3 секунды. При перепроектирование сетки мы получаем базу данных высотных отметок с разрешением не более 90 метров. Файлы распределены по отдельным географическим каталогам: Africa. Australia Eurasia, Islands. North America. South America . Данные с 1 -секундным разрешением ( что составляет около 30 метров на местности), к сожалению, доступны только на территорию США. Как было сказано выше миссия SRTM не покрывает высокие северные и южные широты, покрывая тем не менее, более 80% поверхности суши (рис. 2.25).
Обработка данных цифрового рельефа
В работе будут рассмотрены примеры обработки данных дистанционного зондирования: цифрового рельефа SRTM и DTM. Следует отметить, что детальность цифрового рельефа SRTM очень высока и его компьютерная обработка может с успехом использоваться для целей морфоструктурного анализа [37, 38].
Морфоструктурный анализ рельефа призван выявить новейшую тектоническую структуру района. Морфоструктуры - это формы рельефа и их совокупности, закономерно связанные с тектоническими структурами различного масштаба и времени формирования [56]. Морфоструктуры делят на сформированные тектоническими факторами и созданные экзогенными процессами. Район Чуйско-Курайских впадин Горного Алтая богат и теми и другими.
То, что рельеф представлен в цифровом виде, дает возможность выделения различных морфологических элементов и расчета их количественных характеристик. Например, фильтрация водотоков, водоразделов и поверхностей, определение интенсивности и густоты эрозионного расчленения. Для визуализации и обработки, данных рельефа используется специальные подпрограммы из авторской программы "Lineament". Используемые алгоритмы позволяют быстро производить расчеты и подбирать наиболее подходящие параметры [35, 37, 38]. На рисунке (рис. 4.3) приведен пример визуализации фрагмента цифрового рельефа Чуйско-Курайской зоны.
Степень детальности данных хорошо видна на (рис. 4.4). Данные визуализированы в серой палитре с применением фильтрации и вьщеления северо-западного направления. Несомненно, более детальным и привлекательным представляется 3-ех секундный рельеф SRTM.
В горном обрамлении Чуйско-Курайских впадин можно выделить ряд особенностей [24]. Хребты, расположенные севернее зоны впадин, и в первую очередь - Ку-райский, имеют ассиметричное строение (рис. 4.5). Их северные склоны более пологие, обладают развитой, разветвленной речной сетью с множеством притоков. Южные склоны крутые, часто осложненные тектоническими ступенями, речная сеть «примитивная», с малым количеством притоков или без них, русла спрямленные и каньонооб-разные. Южные ограничения этих хребтов кажутся «вздыбленными».
Столь же ассиметричное имеет Южно-Чуйский хребет, что отмечено И.С. Новиковым [101]. Пологий северный склон, плавно переходящий в Чуйскую долину имеет хорошо выраженную речную сеть. Южный склон, обращенный к р. Джазатор отчасти напоминает южный склон Курайского хребта. Несколько иная картина наблюдается в горном обрамлении Курайской впадины. Южный склон Курайского хребта становиться немного положе, в целом сохраняя свой характер. Северо-Чуйский хребет, обрамляющий впадину с юга, симметричен, имеет крутой северный склон со слабовыраженной тектонической ступенью.
Хорошо проработанные речные долины субширотной ориентировки маркируют другие, более древние тектонические нарушения. Долины таких рек, как правило, симметричны, глубоко врезаны и имеют развитую систему притоков.
Как показала практика, зачастую, наиболее эффективными и интересными для дальнейшей обработки оказывается совместное применение разных преобразований (рис. 4.6). Все это расширяет возможности визуального дешифрирования, подчеркивая те или иные объекты. Изменением настроек отображаемого интервала можно подчеркнуть интересующие нас особенности рельефа, изменить степени контрастность изображения, выделить различные морфологические элементы.
Различная цветовая окраска дает возможность акцентировать внимание на разных особенностях рельефа (рис. 4.7). На первом изображении - вьщеляется общий план строения рельефа, возвышенные и сильно расчлененные участки, на втором - подчеркивается характер речной сети и форма водоразделов, на третьем - изменение высотных характеристик внутри самих впадин и прогибов. Зачастую все эти особенности видны на разных визуализациях преобразований, но цветовая окраска может их подчеркнуть.
Примеры визуализации преобразований 500-метрового рельефа DTM с использованием различных цветовых палитр приведены на (рис. 4.8). Здесь выделяются
По многочисленным результатам обработки рельефа DTM и SRTM было проведено визуальное дешифрирование линеаментной сети (рис. 4.9, 4.10, 4.11) [24]. По преобразованиям рельефа DTM удается выделить только наиболее крупные и протяженные линеаменты, которые согласуется с основными направлениями региональных структур (рис. 4.8). Точность проведения и достоверность их выделения по 500-метровому рельефу зачастую невысока. По рельефу SRTM и его преобразованиям, кроме уточнения положения основных линеаментов, дополнительно можно выделить и более мелкие, разделить их на главные и второстепенные, а иногда и установить направления и величины смещения, взаимоотношения с другими нарушениями (рис. 4.10, 4.11). В целом, при наличии на район исследования рельефа SRTM стоит использовать его как основной при дешифрировании. Использование различных преобразований существенно облегчает дешифрирование, визуально подчеркивая нарушения, плохо проявленные на исходном рельефе (рис. 4.11).
Использование программы Lineament для оценки информативности исходных данных и результатов дешифрирования относительно площадей проявления ким-берлитового магматизма на территории восточной Сибири
В настоящее время в мире известно около 2000 кимберлитовых тел. Более чем в 300 трубках и дайках обнаружены алмазы, и только в нескольких десятках кимберлитовых тел концентрации алмазов являются промышленными. Большинство исследователей считают алмаз ксеногенным минералом для кимберлитов, кристаллизующимся ранее возникновения кимберлитовых тел на большой глубине, в мантии [112]. Выделяется два генетических типа месторождений: эксплозивный (трубки взрыва) и интрузивный (дайки, силлы, штоки) [20]. В конце 60-ых годов выделен еще один тип - импакт-ный, связанный со своеобразными породами ударного метаморфизма [85]. Практически все коренные месторождения алмазов мантийного происхождения располагаются в пределах древних платформ или кратонов с возрастом фундамента более 1,5 млрд. лет (правило Клиффорда) [123]. Однако в последнее время открыты промышленные месторождения и в краевых частях платформ и в протерозойских и верхнепротерозойских подвижных поясах. В целом, коренные месторождения алмазов разделяются на мантийные (которые в свою очередь делятся на кимберлитовый и лампроитовый типы) и коровые (разделенные соответственно на ударнометаморфогенный и динамометамор-фогенный типы) [120]. Характерным является то, что промышленные месторождения главным образом приурочены к трубкам взрыва. Кимберлиты имеют различный возраст - от протерозоя до мезозоя (от 1200 до 70 млн. лет) [64, 88, 91]. На территории России известны три алмазоносных субпровинции с коренными и россыпными месторождениями: Архангельская, Уральская и Якутская. В них сконцентрированы 49 месторождений с учтенными запасами алмазов. Почти все балансовые запасы (81,6%) и добыча алмазов (99,8%) сосредоточены в Республике Саха (Якутия) [5] (рис. 5.6). В последние годы прирост запасов обеспечивается в основном за счет доразведки глубоких горизонтов эксплуатируемых месторождений. Несмотря на повышенный интерес и хорошую изученность кимберлитовых трубок, в вопросах их образования и структурного контроля среди геологов нет единого мнения [8, 11, 34, 71, 72, 89, 90, 92, 103, 104, 105, НО, 112]. Представляется целесообразным провести прогноз расположения кимберлитов, опираясь не на субъективные критерии структурного контроля, а исходя из независимых объективных характеристик региона, таких как дистанционные данные, речная сеть, рельеф и др. с использованием методов компьютерного моделирования.
Разрешающая способность рельефа GTOPO30 составляет 30 секунд, что в пересчете в метрическую поперечную проекцию Меркатора, для данного района составляет, равно 930 метрам по долготе и 300 - 460 метрам по широте. Отдельные листы рельефа DTM доступны в UTM проекции и имеют разрешающую способность 500x500 метров. Надо отметить, что, так как рельеф DTM создавался на основании рельефа GTOPO30 и данных миссии SR.TM, которая не захватывала высокие северные широты (выше 60 градусов), то и реальная разрешающая способность этого рельефа близка к разрешающей способности данных GTOPO30. Снимки Modis имеют 2 канала с разрешением 250 метров, 5 каналов с разрешением 500 метров и 29 каналов с разрешением 1000 метров. Так как имеется только два 250-метровых канала, для создания цветного изображения третий канал рассчитывается из двух имеющихся и каналов с меньшим разрешением. В целом можно отметить, что разрешение описанных дистанционных материалов достаточно и его можно считать скорее избыточным для мелкомасштабных прогнозных работ.
Для оценки информативности тех или иных данных относительно площадей распространения кимберлитового магматизма необходимо определить объекты, для которых она будет оцениваться. Это могут быть непосредственно кимберлитовые тела (трубки и дайки), области их распространения, районы кимберлитового магматизма или структуры его контролирующие [48, 58] (рис. 5.8). Экспертом Н. И. Корчугаповой было выполнено дешифрирование различных дистанционных материалов. Было составлено три независимых схемы дешифрирования: рельефу GTOPO30, мозаике из снимков Modis и различным топографическим материалам (рис. 5.9).
