авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка методики многоуровневого линеаментного анализа аэрокосмических изображений и прогноза оползневой опасности

-- [ Страница 2 ] --

Третья глава посвящена результатам отработки методики использования многоуровневого анализа для ранжирования линеаментов и прогноза оползневой опасности на тестовых участках Черноморского побережья Кавказа (Рис. 2). Отработка методики была проведена на трех тестовых участках: Мамайский, Туапсинский и Дагомысский, расположенных вдоль трассы обводной автомагистрали г. Туапсе – г. Сочи.

 Фрагмент обзорной карты распространения оползней с элементами геологии и-1

Рисунок 2. Фрагмент обзорной карты распространения оползней с элементами геологии и тектоники

Дагомысский тестовый участок. Дагомысский тестовый участок протягивается от р.Вардане до среднего течения р.Мамайка на расстоянии около 2,5 км от берега Черного моря. Общая протяженность участка более 10 км. В геоморфологическом отношении для тестового участка характерны хребты и возвышенности на пластово-складчетом основании, сложенном отложениями верхнего мела-палеогена. Вертикальное расчленение 50-300 м. Оползни, хотя и в меньшей степени, по сравнению с береговыми районами, развиты на всей территории Дагомысского тестового участка. В тектоническом отношении участок расположен в районе фронтальной части Воронковского покрова, сложенном флишевыми толщами Новороссийского, который перекрывает северные отложение Адлеровской депрессии. Основание покрова выходит на земляную поверхность между Мамайкой и Дагомысом. Для тестового участка характерно, как и для всей этой части Кавказа, наличие скрытых поперечных разрывных структур, не выходящих на земную поверхность.

Проанализировано космическое панхроматическое изображение высокого разрешения Quickbird (разрешение 0,6м). Анализ выполнен на трех уровнях генерализации исходного изображения. На первом уровне использовано первичное космическое изображение, имеющее разрешение 0,6м. В этом случае размер изображения составлял 8000х6000 пикселей. Но так как наиболее устойчивые результаты Lessa дает при размерах изображения от 500 до 2000 пикселей, то в данном случае исходное изображение было поделено на 21 фрагмент (рис. 3), каждый из которых, имел размер примерно 500х500 пикселей и анализировался отдельно.

Рисунок 3. Фрагмент космического изображения Quick Bird с нанесенными линеаментами

На втором уровне изображение делилось на 2 равные части (рис 4,5), каждое из которых загрублялось (за счет осреднения соседних пикселей) до размера 1000х1500 пикселей. На третьем уровне анализировалось все изображение, которое за счет еще большей генерализации (осреднения) соседних пикселей имело размер 2000х2000 пикселей. Подобный методический прием позволил изучить раздельно локальные (на 1-м уровне) и региональные (на 2-м и3-м уровнях) системы линеаментов, первым из которых обычно соответствуют зоны локальных трещин, а вторым – зоны региональных разрывных нарушений и зоны трещиноватости разных порядков (от микро- до макрорегиональных).

Рисунок 4. Первый фрагмент космического изображения Quick Bird с нанесенными линеаментами (порог 70)

Рисунок 5. Второй фрагмент космического изображения Quick Bird с нанесенными линеаментами (порог 70)



Результаты автоматизированного дешифрирования 21 фрагмента космического изображения при пороге 80 сведены на рис. 3. Как мы видим, резко преобладает СВ-е поперечные системы линеаментов. Продольные линеаменты развиты гораздо меньше. Примечательным обстоятельством является то, что большинство как поперечных, так и продольных линеаментов имеют продолжение на соседних фрагментах космоизображения. Это свидетельствует не только об устойчивости данных систем по простиранию, но и достоверности полученных результатов автоматизированного дешифрирования, т.к. реальность существования выявленных линеаментов на каждом из фрагментов подтверждается продолжением (наращиванием) их на соседних фрагментах.

Следует отметить, что если продольные линеаменты на схеме дешифрирования выражены в виде одной линии, то поперечные линеаменты- в виде целой зоны сближенных линий. Это свидетельствует в пользу того, что выявленные продольные линеаменты отвечают разрывным нарушениям, а поперечные – зонам трещиноватости горных пород. Так как для всего Западного Кавказа, характерно осложнение продольной (общекавказской) зональности поперечными разрывными структурами, которые часто не выходят на земную поверхность, то из этого следует вывод о том, что автоматически выявленные поперечные зоны линеаментов являются зонами трещин, которые проектируют на поверхности скрытые разломы земной коры.

На схемах дешифрирования (рис.3) отдельные поперечные зоны линеаментов нередко изменяют свою ширину. Данное обстоятельство обусловлено влиянием на интенсивность надразломной трещиноватости продольных разрывных нарушений, пересекающих весь верхнемеловой - кайнозойский складчатый комплекс данного региона. Изменение тектонофизических условий в разделенных продольными разломами блоках земной коры влияет на интенсивность растрескивания слагающих их горных пород над скрытыми поперечными разрывными нарушениями, что приводит к наблюдаемому изменению ширины поперечных зон линеаментов по простиранию.

Уменьшение порога не приводит к существенному изменению пространственного положения трещин. Это указывает на то, что скрытые разрывные нарушения имеют достаточно крутые падения. В противном случае зоны слабо выраженных линеаментов, выявляемых при уменьшении порога (в нашем случае при пороге 70) были бы смещены от основных (наиболее устойчиво выраженных) зон линеаментов в сторону уклона сместителя скрытого разрывного нарушения. И чем более пологое залегание имеет поверхность сместителя, тем больше должно быть подобное смещение. Наблюдающиеся отдельные случи смещения зон линеаментов, выявленные при пороге 70, по отношению к зонам при пороге 80, обусловлены именно данным обстоятельством. Так как подобное смещение может происходить как в СЗ-м, так и в ЮВ-м направлениях, то сместители скрытых разломов в этих случаях при общих крутых углах наклона могут иметь примерную в равной степени как СЗ-е, так и ЮЗ-е азимуты падения.

На рис. 4 и рис. 5 приведены схемы линеаментов, полученные при автоматизированном дешифрировании двух половинок исходного космического изображения – на СЗ-ую и ЮВ-ую части Дагомыского тестового участка при пороге 70 и размерах 1000х1500 пикселей. Генерализация исходного изображения (огрубление пикселей) достигало 4 раз. При таком размере пикселей поперечные зоны линеаментов проявлены лишь вдоль долины р.Хобза и в междуречье рек Мамайка-Сочи. Продольные линеаменты и секущие их под острым углом линеаменты выражены в прибрежной полосе, а также к северу от проектируемой автомобильной трассы, пересекая ее лишь вблизи р.Хобза. Таким образом, в западной части трассы, в районе р.Хобза, наблюдается очень напряженная тектоническая обстановка, связанная с пересечением здесь продольных и поперечных зон разрывных нарушений и зон трещиноватости горных пород.

По результатам автоматизированного линеаментного анализа космического изображения Quick Bird и его фрагментов составлена карта линеаментной тектоники проектируемого участка автодороги в масштабе 1:25000, которая приведена в приложении к диссертации. На карте показаны поперечные зоны трещин, продольные и поперечные разрывные нарушения, проектируемая автомобильная трасса, углы крутизны склонов вдоль трассы. Зоны поперечных трещин, узлы их пересечения, расположенные на склонах с уклонами более 20 градусов представляют собой места, благоприятные для развития оползневых процессов, которые отмечены в междуречье рек Лоо – Дагомыс, Дагомыс – Мамайка.

Автоматизированный линеаментный анализ аэрофотоснимков. Проанализировано 34 аэрофотоснимка масштаба 1:10000. Автоматизированный линеаментный анализ выполнен при порогах 60, 50, 40. Это позволило выявить как основные линеаменты (при порогах 60, 50), так и оперяющие (при пороге 40), (рис 6, 7).

 Схема дешифрирования аэрофотоснимка при пороге 60 (междуречье Западного и-5

Рисунок 6. Схема дешифрирования аэрофотоснимка при пороге 60 (междуречье Западного и Восточного Дагомыса)

 Схема дешифрирования аэрофотоснимка при пороге 50 (междуречье Западного и-6

Рисунок 7. Схема дешифрирования аэрофотоснимка при пороге 50 (междуречье Западного и Восточного Дагомыса)

Основные результаты автоматизированного линеаментного анализа аэрофотоснимков сведены на рис. 8, а отдешифрированные аэрофотоснимки приведены в приложении к работе.

Анализ схемы дешифрирования (рис.8) показывает, что линеаменты, проявленные, на аэрофотоснимках расположены под углом 450 к линеаментам, выявленным по космическим изображениям. Большая часть из них имеют субширотные или близкие к ним простирания. Но на отдельных участках проектируемой автотрассы (особенно ее восточной части) имеются линеаменты субмеридиональных и ЮВ-СЗ-х простираний, которые так же не были выражены на космических изображениях.

Подобное соотношение систем линеаментов, выявленных по аэрофотоснимкам и по космическим изображениям, объясняется тем, что в связи с малой площадью охвата и высоким разрешением на аэрофотоснимках, выявлен самый верхний уровень организации систем линеаментов, проявленный в локальных неоднородностях ландшафта и прежде всего в орографии, гидрографии (овражно-балочной сети) и рыхлых толщах горных пород, развитых на дневной поверхности. Это хорошо видно на геологической карте, на которой восточнее р. В. Дагомыс и других местах четвертичные отложения развиты в виде узких языков (по долинам оврагов и лощин), вытянутых в субширотных и близких к ним направлениях.

 Рисунок. 8. Схема дешифрирования линеаментов по аэрофотоснимкам -7

Рисунок. 8. Схема дешифрирования линеаментов по аэрофотоснимкам

Подобное соотношение систем линеаментов, выявленных по аэрофотоснимкам и по космическим изображениям, объясняется тем, что в связи с малой площадью охвата и высоким разрешением на аэрофотоснимках, выявлен самый верхний уровень организации систем линеаментов, проявленный в локальных неоднородностях ландшафта и прежде всего в орографии, гидрографии (овражно-балочной сети) и рыхлых толщах горных пород, развитых на дневной поверхности. Это хорошо видно на геологической карте, на которой восточней р. В. Дагомыс и других местах четвертичные отложения развиты в виде узких языков (по долинам оврагов и лощин), вытянутых в субширотных и близких к ним направлениях.

Мамайский оползневый участок расположен между тыльной частью Воронцовского покрова и р. Мамайка (р.Псахе). ). В его пределах имеется два крупных субширотных разлома. Кроме данных разломов, обнаруженных прямыми наблюдениями на местности и в скважинах, имеется ещё серия поперечных (субмеридиональных) разломов, которые не выходят на земную поверхность, но фиксируются по субмеридионально вытянутыми долинам рек Дагомыс, Мамайка(Псахе) и Сочи, которые развились в ослабленных зонах (зонах трещиноватости), возникших над этими скрытными разрывными нарушениями. Отклонения простирания долин от меридиана находятся в среднем в пределах ±20°. Кроме данных поперечных разломов, по-видимому, существуют и другие менее амплитудные и широкие разломы, которые выявляются по рисунку овражной сети и рельефа. Наличие большого количества крупных коленообразных изгибов вышеназванных рек говорит о том, что продольных (субширотных) разломов гораздо больше, чем это показано на геологической карте. Видимо, эти разломы либо малоамплитудны и развиты в однородных породах и поэтому не обнаружены при полевых исследованиях, либо они, как и поперечные разломы не выходят не земную поверхность и фиксируются в рисунке гидросети и рельефа благодаря развитым над ними зонами трещиноватости. Таким образом, на Мамайском оползневом участке и прилегающих к нему территориях развита достаточно плотная ортогональная (меридионально-широтная) система выходящих и не выходящих на земную поверхность зон разрывных нарушений и связанных с ними зон трещиноватости. Анализ линеаментов, выявленных при автоматизированном дешифрировании аэрофотоснимков, позволил установить характерные особенности (специфику) напряжения - деформационного состояния Мамайского оползневого участка. Таким образом, выполнены автоматизированный линеаметный анализ зональных космических изображений за 1989-2004 г. выявил достаточно высокую динамичность систем космолинементов, что, видимо обусловлено изменением поля тектонических напряжений, активизирующих одни системы трещины и “ закрывающим “ другие системы. Наиболее благоприятные условия для развития гравитационных процессов возникают в ослабленных тектонических зонах земной коры, характеризующихся наибольшей раздробленностью и проницаемостью и характеризующиеся максимальной плотностью космолинеаментов.

Туапсинский тесовый участок охватывает полосу вдоль проектируемой автомобильной дороги на обходе г. Туапсе в интервале между километровыми столбами 50-74. Цель ранее выполненных (НИПИ «ИнжГео») здесь инженерно-геологических изысканий развития опасных геологических процессов для уточнения местоположения трассы. Высокая степень расчлененности природного крутосклонного рельефа, наличие активных тектонических зон и разрывов, повышенная сейсмичность территории (7-9 баллов), напряженно-деформированное состояние рыхлых грунтов и подстилающего субстрата, повышенная обводненность, наличие специфических грунтов предопределили здесь инженерно-геологическую обстановку, обуславливающую в первую очередь активное развитие негативных геологических и инженерно-геологических процессов: оползни, селевые потоки, эрозия, осыпи, обвалы, карст и др. Детальный анализ геологических карт и геологического профиля, составленный по линии обходной дороги г. Туапсе позволяет выявить особенности тектонического строения данной зоны. Наиболее характерной чертой тектонического строения зоны является ее высокая раздробленность на отдельные блоки, имеющими ширину (толщину) от 150-200 м. до 600-800 м. Отдельные блоки по взбросо-надвигам подвинуты друг от друга в юго-западном направлении с амплитудами от 20-50 м. до 200-700 м. Наиболее высокоамплитудные смещения наблюдаются на отрезке от начала обходной дороги до р. Туапсе, амплитуды смещения не превышают 20-80 м. Из экзогенных процессов и форм рельефа в районе наиболее значимое распространение получили плоскостная и линейная эрозия, оползни, крип, обвалы и осыпи. В процессе обработки результатов автоматизированного дешифрирования линеаментов на аэрокосмоснимках отбирались те линеаменты и их серии, которые устойчиво выражены на аэроснимках разного масштаба и имеют продолжение на соседних снимках. В результате подобного отбора и выбраковки была составлена крупномасштабная карта линеаментов в масштабе 1:25000, характеризующая современную геодинамическую обстановку в Туапсинском регионе вдоль проектируемой трассы автодороги на участке обхода г.Туапсе. Анализ карты линеаментов показывает, что наиболее сложная геодинамическая обстановка, характеризующаяся максимальным развитием серий линеаментов, т.е. зон разрывных нарушений и трещиноватости, существует в междуречьях рек Агой-Паук, Туапсе-Деберкой и Шепси-Шаюк. Наиболее напряженная геодинамическая обстановка существует в местах пересечений зон линеаментов разных направлений. В этих местах горные породы в наибольшей степени раздроблены и поэтому наиболее мобильны. Последнему обстоятельству в значительной степени способствует их максимальная обводненность, т.к. они служат естественными наиболее проницаемыми путями, как поглощения поверхностных (атмосферных) осадков, так и миграции подземных вод. Фактором, сдерживающим развитие опасных геодинамических процессов (оползневых, солифлюкционных, суффозионных др.) в зонах линеаментов и местах их пересечений является обратный (навстречу склону) по отношению к рельефу уклон слоев горных пород, обусловленный перемещением и опрокидыванием к юго-западу складчато-надвиговых структур в Туапсинском регионе.

Исходя из анализа карты линеаментов, выявленных в результате автоматизированной обработки аэрофотоснимков, можно выделить следующие наиболее раздробленные (трещиноватые) участки, характеризующиеся пересечением серий трещин разных направлений и представляющих наибольшую потенциальную угрозу для развития негативных (оползневых и др.) склоновых процессов, особенно под действием антропогенного фактора (подрезных склонов, вырубки лесов, распашки территории, нарушение и уничтожение естественной овражно-балочной дренажной системы и т.п.).

Вдоль проектируемой трассы автодороги подобные участки наибольшей раздробленности горных пород можно выделить в междуречье рек Агой-Паук, в долине р.Туапсе и в районе села Кроянское. Но следует сразу же отметить, что хорошо развитая на данных участках естественная дренажная овражно-речная сеть и достаточно крутые склоны быстро сбрасывают поверхностный водный сток, образующийся во время дождей и снегатаяния, вниз по склону и тем самым препятствует значительному пополнению запасов подземных (в первую очередь грунтовых) вод. Данное обстоятельство способствует сохранению гравитационной устойчивости склонов и не способствует активизации развития склоновых процессов, по крайней мере тех из них, которые глубоко затрагивают коренные породы. В данных условиях могут развиваться и развиваются в основном лишь склоновые процессы преобразований перемещения рыхлых покровных (делювиальных, элювиальных и т.п.) четвертичных отложений.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.