Совместный геофизический анализ результатов дистанционного зондирования Земли по данным КА "Landsat" и наземным гравиметрическим измерениям

ВВЕДЕНИЕ
В докладе изложены методы и результаты анализа фотоснимков дистанционного зондирования земной поверхности со спутника LANDSAT. По этим данным были выделены разломные тектонические структуры земной коры. В настоящее время для анализа различных метеорологических и геофизических изменений на поверхности Земли национальными космическими агенствами и частными фирмами запущена и постоянно пополняется и совершенствуется целая серия низкоорбитальных искусственных спутников Земли (ИСЗ) для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ): ИСЗ “IKONOS”, “QUICKBIRD”, “ORBVIEW”, “LANDSAT”, “EROS”. Однако, у многих наблюдаемых со спутников природных или техногенных процессов и явлений имеется существенный недостаток - не достаточная надежность результатов интерпретации расчетных данных. То есть основная проблема - проблема верификации спутниковых данных. В докладе предлагается в качестве аппарата проверки, получаемых со спутника данных, использовать принципиально другой вид физического поля (например, гравитационное), которое наблюдается на поверхности Земли и имеет отлаженную систему определения, наблюдаемых со спутника природных объектов [3]. Для дистанционного зондирования природных объектов на поверхности Земли был выбран спутник LANDSAT. Запуск спутника LANDSAT, который использовался автором статьи для выделения разломных структур с помощью дистанционного зондирования, был осуществлен 16 октября 1982 года. ИСЗ LANDSAT имел околоземную, близкую к полярной, орбиту с высотой съемки около 700 километров над поверхностью Земли. Запуск на орбиту данного космического аппарата был произведен таким образом, чтобы повторная съемка определенного участка на поверхности Земли осуществлялась через каждые 16 суток. На борту спутника была установлена специальная видеокамера (RBV), мультиспектральный сканер (MSS) и так называемый тематический картограф (TM). Тематический картограф позволяет производить съемку земной поверхности в шести каналах с разрешением 30 метров и седьмом - инфракрасном канале (ИК), с разрешением 60 метров. Одновременно выполняется панхроматическая съемка с разрешением 15 метров при ширине полосы обзора 185 километров.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ СО СПУТНИКА LANDSAT

Используя методы дешифрирования фотоснимков земной поверхности, полученных со спутника LANDSAT в инфракрасном диапазоне на примере одного из нефте- и газо-перспективных районов в восточной части Африканской плиты показана возможность выделения разломных тектонических структур земной коры. Данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) получаемые со спутника LANDSAT были использованы для выделения поверхностных разломных тектонических структур земной коры. Для этого использовались данные второго, четвертого и седьмого (средне-инфракрасного) каналов тематического картографа (ТМ), которые соответственно пропускались через голубой, зеленый и красный фильтры. Затем эти данные суммировались. Полученные, в результате такой обработки, данные позволили выделить, в виде бледно-голубых узких почти линейных или дугообразных структур, зоны выходящих на поверхность Земли тектонических разломов земной коры на фоне других видов поверхностного ландшафта.

РЕЗУЛЬТАТЫ ГЛУБИННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПО ДАННЫМ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ

Для проверки точности (верификации) выделения разломов земной коры по данным спутникового дистанционного зондирования в ИК диапазоне было проведено определение топологии основных плотностных границ земной коры исследуемого района по данным измерений гравитационного поля на поверхности Земли. Для проводимых исследований была использована цифровая карта гравитационного поля в редукции Буге. Используя методы решения обратной геофизической задачи по данным гравитационного поля, изложенным в [1, 2] автором было выполнено глубинное гравитационное зондирование земной коры исследуемого района и построены карта и трехмерная схема топологии изолиний кровли нефтепродуктивной свиты и поверхности мезозойского фундамента земной коры.
Анализ независимых сейсмических данных, приведенных в [3], показывает, что они полностью подтверждают результаты глубинного зондирования по данным гравитационного поля, относительно глубины залегания кровли нефтепродуктивной свиты и поверхности фундамента. Сравнение крупных разломных структур земной коры, которые можно выделить по данным дистанционного зондирования со спутника LАNDSAT и карты кровли нефтепродуктивной свиты показывает, что разломы наблюдаемые на поверхности Земли по спутниковым данным и выделенные по гравитационному полю на глубине около 1.5 километра имеют одинаковое направление в пространстве, но, как правило, имеют некоторое смещение за счет наклона плоскости тектонического разлома земной коры.

ВЫВОДЫ
1. Проведено сравнение спутниковых данных дистанционного зондирования Земли с борта КА “LANDSAT” о географическом расположении выделенных разломных тектонических структур с результатами независимого определения этих разломных структур по данным, измеренного на поверхности Земли гравитационного поля.
2. Глубинное зондирование Земли по спутниковым и гравитационным данным позволяет построить трехмерные модели основных физических границ земной коры.