Генерализация высокоточных космоснимков для повышения эффективности решения геологических задач методами линеаментного анализа

В настоящее время материалы космических съемок являются одним из наиболее перспективных источников данных при решении широкого круга геологических задач. Эффективность использования космических снимков (КС) во многом определяется относительной простотой обнаружения и картирования приповерхностных объектов, в том числе и тех, которые, обладая большой протяженностью, но малой мощностью, могут быть пропущены при полевых исследованиях. Вместе с тем, снимки земной поверхности несут полезную информацию и о глубинном строении территории, которая может быть извлечена с использованием специальных количественных методов обработки и анализа.
На результаты космогеологических исследований существенное влияние оказывает пространственное разрешение снимков, определяющее масштаб исследований. На снимках низкого разрешения более отчётливо проявляются крупные геоструктурные комплексы, что связано с большей обзорностью и степенью генерализации изображений [1] по сравнению со снимками высокого разрешения, позволяющими получать информацию об отдельных объектах и разломных структурах, обычно связанных с новейшими тектоническими движениями [2]. Согласно [3], качественно новую информацию можно получить при изменении разрешения снимков в 3-5 раз.
Сказанное в полной мере относится и к изучению космоснимков методами линеаментного анализа. На одной и той же территории на снимках с различным пространственным разрешением выделяются различные линеаменты, соответствующие геологическим комплексам и структурам различных пространственных рангов.
Естественно предположить, что наилучших результатов можно добиться, обрабатывая космические снимки некоторого «квазиоптимального» разрешения, при котором наиболее чётко выделяются линейные элементы, связанные с конкретным изучаемым явлением или процессом.
Для выбора такого квазиоптимального разрешения необходимо иметь серию разномасштабных снимков территории, сделанных в примерно одно и то же время. Поскольку это условие на практике трудновыполнимо (в т.ч. и по экономическим соображениям), можно ограничиться генерализацией имеющегося снимка путём его разряжения в 2, 3, 4 и более раз. Разрежение может производиться различными способами, в том числе простым отбрасыванием строк и столбцов, кратных коэффициенту разрежения k = 2, 3, 4
После выделения линеаментов на генерализованных снимках проводится их анализ с нахождением разрешения снимка, при котором пространственная связь выделенных линеаментов с распределением изучаемых объектов (например, эпицентров землетрясений, геологических границ, рудных тел и т.п.) является наиболее тесной. При этом предполагается, что природным объектам некоторого типа соответствуют линеаменты одного пространственного ранга (размера), наиболее уверенно выделяющиеся на снимке некоторого определённого, квазиоптимального разрешения.
Дальнейшие процедуры линеаментного анализа целесообразно применять именно к выбранному снимку. Описанный подход был опробован на ряде практических примеров, связанных с прогнозом рудных тел и оценкой сейсмоопасности [4], что позволило сделать ряд выводов:
• при разных уровнях генерализации космического снимка выделяются различные линеаменты, но распределение плотности линеаментов при последовательном разрежении снимка в 2, 3, 4 и более раз изменяется не хаотически, а с определённой закономерностью;
• разрежение космических снимков и анализ полученных изображений позволяет определить уровень генерализации, при котором взаимосвязь между выделяемыми линеаментами и изучаемыми объектами является наиболее тесной;
• описанный подход позволяет эффективно изучать крупные геологические структуры, не имеющие на высокоточных космических снимках чётких яркостных границ;
• предварительный поиск квазиоптимального разрешения КС должен быть обязательным этапом выполнения линеаментного анализа, что позволит предотвратить потерю части полезной информации и снижение достоверности получаемых результатов.



1. Розанов Л.И. Геодинамический подход к дешифрированию космоснимков при решении задач нефтегазовой геологии // Геология нефти и газа. – 1982. – N6.

2. Космическая информация в геологии / Под ред. В.Г. Трифонова, В.И. Макарова, Ю.Г. Сафонова, П.В. Флоренского. – М.: Наука, 1983. – 370 с.

3. Корчуганова Н.И. Геологические структуры на космических снимках // Соросовский Образовательный Журнал. – 1998. – N10. – С.60-67.

4. Бусыгин Б.С., Никулин С.Л. Анализ материалов космических съемок при оценке сейсмоопасности территорий // Перша Всеукраїнська конференція з запрошенням закордонних учасників «Аэрокосмические наблюдения в интересах устойчивого развития и безопасности» «GEO-UA 2008». – Киев , 2008 р. – С. 183–184.