4.1. Геоинформативность аэрокосмических снимков

Достоверность геологических построений на основе дистанционных методов определяется прежде всего геоинформативностью применяемых материалов аэро- и космических съемок. Последние различаются между собой в зависимости от систем, регистрирующих и передающих на наземные станции информацию о земной поверхности, носителей (космических или воздушных) соответствующей аппаратуры, средств обработки получаемых данных, природных особенностей (сезонных, метеорологических и др.) и целевого назначения съемки.

Геологические исследования на территории запада ВЕП обеспечены информативным комплектом МДC, который включает изображения земной поверхности, полученные с космических и авиационных носителей фотографирующими и оптико-электронными системами.

Применительно к целям геологического дешифрирования под геоинформативностью МДС подразумевается способность аэро- или космического изображения передавать признаки геологических объектов: структурных элементов литосферы, литолого-стратиграфических комплексов, проявлений экзогенных процессов и др. Существенное влияние на геоинформативность МДС оказывает уровень генерализации снимков, их разрешающая способность и спектральные характеристики.

Генерализация изображения земной поверхности на снимке представляет собой естественное изменение пространственных и оптических компонентов ландшафта, в результате чего меняется разрешение деталей местности, формы контуров и оптические градиенты изобразившихся объектов. При этом процессе происходит отфильтровывание небольших природных компонентов, размеры которых меньше разрешающей способности данного фотоизображения. Рассмотрим геоинформативность МДС континентального, регионального, локального и детального уровней оптической генерализации, для каждого из которых характерны определенный масштаб, степень разрешения на местности и объем геологической информации.

КС континентального уровня генерализации, полученные сканерами малого разрешения с ИСЗ «Метеор», охватывают значительные по площади территории. На одном КС отражается полностью западный регион ВЕП. Большая обзорность космоизображения способствует выявлению крупнейших кольцевых структур (Полесская, Клинцовская, Витебская и др.) диаметром порядка 200 км и более, а также суперрегиональных линеаментов (Балтийско-Украинский, Брестско-Велижский и т. п.), трассирующихся на многие сотни километров. Они различаются на КС благодаря своей выраженности в крупных формах рельефа, дифференцируемых по морфо-структурным показателям. Дешифрирование континентальных КС позволяет изучать в единой системе кольцевые и линейные образования литосферы, устанавливать их взаимосвязи как на западе ВЕП, так и в соседних регионах. По таким КС возможна индикация тектонических мегаблоков, испытавших разнонаправленные движения на позднеолигоцен-антропогеновом этапе развития Земли.

К региональному уровню оптической генерализации относятся сканерные КС серии «Метеор» среднего разрешения и КФС, выполненные с ПОС “Салют” и «Мир». Данная группа космоизображений позволяет изучать суперрегиональные и региональные разломы с большей уверенностью по сравнению с континентальными КС. Крупнейшие тектонические структуры запада ВЕП фиксируются фрагментарно. Наиболее полно дешифрируются крупные (Березовская, Туровская и т. п.) и средние (Браславская, Новогрудская и т. п.) кольцевые объекты соответственно размерами в поперечнике 50–200 и 25–50 км (рис.10, 11). Ведущими геоиндикаторами на региональных КС служат морфосистемы. Геоиндикационное значение морфосистем заключается в том, что они являются, с одной стороны геоструктурными элементами, выраженными в современном рельефе (морфоструктурой), а с другой – комплексами форм проявления на земной поверхности экзогенных процессов (морфоскульптурой).

На региональных КС выделяются неотектонически активные структуры фундамента в пределах щитов платформы с незначительной толщей четвертичных отложений, а также антеклиз с относительно маломощным осадочным чехлом. Дешифрируемые региональные разломы, пересекающие Украинский щит и Микашевичско-Житковичский выступ, хорошо согласуются с рельефом и особенностями внутреннего строения фундамента. Наиболее уверенно проявляются на КС разломы, ограничивающие крупные контрастные геоструктуры, например, разделяющие Днепровско-Донецкую впадину и Припятский прогиб с Украинским щитом, Воронежской и Белорусской антеклизами.

Сканерные КС высокого разрешения серии «Ресурс», «Лэндсат», КФС «Космос», а также высотные AФC и радиолокационные АС мелкого

Рис. 10. Фрагмент космического изображения территории запада Восточно-Европейской плат­формы, полученного с ИСЗ «Метеор-31» в спектроальном диапазоне 0,7–1,0 мкм

Рис. 12.Карта линеаментов и кольцевых структур территории Беларуси по данным космической съемки:1– суперрегиональные линеаменты (1– Балтийско-Украинский,2– Брестско-Велижский,3– Двинско-Черниговский,4– Ошмянско-Речицкий,5– Северо-Припятский,6– Южно-Припятский);2– региональные и локальные линеаменты;3– кольцевые мегаструктуры (А – Полесская, Б – Клинцовская, В – Витебская);4– региональные кольцевые структуры (1– Браславская,2– Ветринская,3– Ушачская,4– Борисовская,5– Гродненская,6– Щучинская,7– Новогрудская,8– Березовская,9– Лунинецкая);5– фрагмент зоны Сарматско-Туранского трансконтинентального линеамента

масштаба образуют локальный уровень генерализации. Они дают резкий скачок в содержании информации о геологической природе дешифрируемых объектов. При этом объем сведений, фиксируемых на локальных КС, приближается к данным, получаемым с помощью высотных АФС. На локальных МДС дешифрируются в основном средние и мелкие (диаметром менее 25 км) кольцевые структуры, региональные и локальные разломы. Главнейшими их индикационными признаками являются мезоформы рельефа. Относительно высокая разрешающая способность высотных АФС предполагает их использование для детализации ряда структурных форм литосферы. МДС локального уровня генерализации позволяют изучать литолого-генетические типы четвертичных отложений (см. табл. 1.)

Детальный уровень оптической генерализации объединяет группу радиолокационных АС, многозональных и традиционных (сред­немасштабных) АФС. Характеризуясь высоким разрешением на местности, такие МДС способствуют выявлению мелких кольцевых и линейных структур, связанных с проявлениями локальных текто­нических движений. В данном случае геоиндикаторами служат, главным образом, мезоформы рельефа. Детальные МДС информативны при изучении литолого-фациального состава покровных отложений (рис. 12), индикации экзогенных геологических процессов.

Структурный анализ среднемасштабных АФС более трудоемок и менее достоверен, чем МДС высоких уровней генерализации. АФС позволяют выделять густую сеть линеаментов, определенная часть которых образована только экзогенными процессами. Геологическая интерпретация подобных объектов сложна и неоднозначна. Кроме того, линеаменты большой протяженности, представленные различными комбинациями ландшафтных индикаторов, на АФС среднего масштаба выражены фрагментарно или вообще не фиксируются.

Геоинформативность МДС тесно связана со спектральным диапазоном дистанционного зондирования, так как ландшафтные индикаторы имеют достаточно четкую спектральную характеристику. Это позволяет распознавать геоиндикаторы с помощью многозональных съемок в видимом и ближнем ИК-диапазонах, а также в дециметровой РЛ-зоне спектра.

В зеленом спектральном диапазоне (0,5–0,6 мкм) значительный объем информации может быть получен о структурных формах и литологическом составе горных пород, дешифрирующихся по геоботаническим признакам. В этой области спектра уверенно опознаются, например, линеаменты в зоне Южно-Припятского разлома, выраженные в залесенных заболоченных ландшафтах Белорусского Полесья. Недостатком МДС в спектральном диапазоне 0,5–0,6 мкмявляется их низкая разрешающая способность, ограничивающая изучение различных категорий рельефа и связанных с ними линеаментов.

В красной зоне спектра (0,6–0,8 мкм), благодаря надежному отображению рельефа на МДC, появляется возможность дешифрировать структурные особенности литосферы, прослеживаемые в геоморфологичес-

Рис. 12.Фрагменты карт четвертичных отложений одной и той же территории, составленных на основе дешифрирования аэрофотоснимков масштаба 1:17500 (а), 1:35000 (б) и 1:55000 (в):1‑3– аллювиальные отложения поймы (1– гумусированные супеси,2– пески,3– оторфованные пески);4– озерно-аллювиальные отложения (супеси, пески);5– болотные отложения (торф);6 – флювиогляциальные отложения (пески, песчано-гравийные породы);7 – перигляциальные отложения в денудационных ложбинах и балках;8– геологические границы

ких индикаторах. На локальных КС рассматриваемого диапазона, фрагменты Балтийско-Украинского суперрегионального линеамента довольно отчетливо выражаются в линейной ориентировке озерных котловин, элементах речных долин и проявлениях на земной поверхности эрозионных процессов.

ИК-область спектра (0,8–1,1 мкм), снижающая влияние атмо-сферной дымки, наиболее отчетливо подчеркивает структуры, распоз-нающиеся в морфологических особенностях рельефа. Наглядный пример этому – широтная ориентировка линеаментов над зоной Южно-Припятского суперрегионального разлома. Системы линеаментов фиксируются на КС в ИК-диапазоне и выражаются в ландшафте по прямолинейным границам между первой и второй надпойменными террасами Припяти, линейным отрезком долины Желонь.

РЛ-спектральный диапазон фиксирует структурные элементы литосферы в основном по комплексу геоморфологических признаков. Выраженность структурных форм литосферы в рельефе земной поверхности подчеркивается благодаря эффекту «скульптурности» РЛ-изображения. В зоне Северо-Припятского суперрегионального разлома субширотные системы линеаментов довольно отчетливо диагностируются даже на распаханных участках моренных равнин вследствие радиотеней РЛ-изо-бражения, образованных мелкими формами рельефа и отрезками гидросети. В ряде случаев «просвечивающая» способность РЛ-диапазона позволяет идентифицировать погребенные структуры, непроявляющиеся на традиционных МДС.

Более полную информацию как о новейшей тектонике региона, так и о глубинном строении можно получить путем комплексного анализа различных спектральных диапазонов. При этом лучшее распознавание и выделение тектонических структур по малозаметным в ландшафте индикационным признакам осуществляется на основе МДС, полученных в четырех или шести спектральных интервалах фотографической части электромагнитного излучения. Визуальная оценка информативности многозональных снимков показывает, что лучшее отображение геологических объектов в желто-оранжевой (600^±20 нм) и красной (660^±20 нм) зонах электромагнитного спектра.