Содержание дисциплины
Введение
Понятие "методы дистанционного зондирования", их место среди других методов изучения Земли. Задачи и области применения дистанционных методов при геологических исследованиях. История и эволюция аэро - и космических методов в связи с развитием самолетостроения и космонавтики. Современные космические изображения. Комплексирование методов дистанционного зондирования с другими методами изучения Земли, их значение и эффективность использования при решении геологических задач.
Методы дистанционного зондирования при геологической фотосъемке
Физические основы дистанционного зондирования. Параметры электромагнитного излучения: частота, длина волны. Характеристики излучения: лучистая энергия, лучистый поток, сила и плотность излучения, энергетическая яркость, альбедо, коэффициент яркости. Шкала электромагнитных волн. Специфика и возможности использования материалов различных диапазонов спектра для геологических исследований.
Методы дистанционного зондирования. Воздушная, наземная (фототеодолитная), космическая съемки. Виды съемок по положению оптической оси: плановая, высоко- и низкоперспективная съемки. Способы получения фотоизображения: оптический и фотоэлектронный.
Аэро- и космическая фотосъемки земной поверхности. Фотосъемка широкого спектрального диапазона: черно-белая, цветная и спектрозональная. Многозональная фотосъемка и способы получения изображений.
Фототеодолитная съемка, ее специфика.
Телевизионная съемка. Виды телевизионных систем: оптические и сканерные. Диапазоны съемок. Многозональная телевизионная съемка.
Инфракрасная (тепловая) съемка, области применения. Диапазоны теплового зондирования. Преобразование инфракрасного излучения в фотоизображение.
Радиолокационная (радарная) съемка. Физические основы получения изображений. Используемый диапазон спектра. Виды съемки: пассивная радиотепловая и собственно радарная. Преимущества радарной съемки. Особенности полученных изображений и информативность.
Спектрометрическая съемка, методика и цель ее проведения. Диапазоны съемки. Особенности использования спектрометрической съемки. Геофизические (магнитная и гравитационная съемки) и геодезические (лазерная съемка) исследования Земли из космоса. Их роль при решении геодинамических задач.
Обзор современного состояния в области получения и обработки материалов дистанционного зондирования. Характеристика съемочной аппаратуры, применяемой для получения снимков земной поверхности; количество спутников, ведущих съемку и их принадлежность различным государствам. Перспективы ближайшего будущего в области запусков новых спутников и их технические параметры. Использование сети Интернет для развития дистрибуции ДДЗ и возможности потребителей таких данных по отбору, получению и их обработке.
Параметры дистанционных материалов
Обзорность, разрешающая способность, уровень генерализации, ширина захвата земной поверхности. Высота фотографирования, масштаб изображения, площадь снимка. Глобальный, континентальный, региональный, локальный и детальный уровни генерализации. Особенности применения снимков разных уровней генерализации для решения геологических задач.
Дешифрирование материалов космической и высотной съемок для изучения геологической структуры
Дистанционное изображение - модель поверхности земной коры. Аналоговый и цифровой способы обработки космической информации. Методы преобразования первичных изображений на ЭВМ. Квантование, фильтрация, эквализация. Методы дешифрирования: визуальное и автоматизированное. Дешифровочные признаки: прямые и косвенные. Ландшафтно-индикационный и контрастно-аналоговый методы дешифрирования.
Геологические объекты на материалах дистанционного зондирования.
Линеаменты и их характеристика. Классификация линеаментов. Ориентировка, иерархия линеаментов, их возраст. Линеаменты и разрывные нарушения. Планетарная трещиноватость. Кольцевые структуры. Классификация кольцевых структур. Генетические типы кольцевых структур. Связь кольцевых структур и линеаментов. Полезные ископаемые, связанные с кольцевыми структурами.
Дешифрирование рельефа и четвертичных отложений по космическим снимкам.
Рельеф и четвертичные отложения платформенных и горных областей. Различные генетические типы четвертичных отложений и их дешифровочные признаки в горных условиях и на платформах. Структурно-геоморфологическое дешифрирование горно-складчатых областей по космическим снимкам. Новейшая структура горных районов на мелко - средне- и крупномасштабных космических снимках. Положительные (поднятия) и отрицательные (впадины) структурные формы. Использование рельефа, растительности, четвертичных отложений, антропогенных ландшафтов при выделении новейших структурных форм. Структурно-геоморфологическое дешифрирование платформенных областей по космическим снимкам. Ландшафтно-индикационный метод дешифрирования закрытых территорий. Новейшие структурные формы платформенных территорий.
Геологическая структура, глубинное строение и тектоническая расслоенность литосферы по космическим снимкам.
Комплексирование космогеологических исследований с геофизическими и геохимическими данными. Космофотогеологическая карта и методика ее составления. Использование космических синтезированных многозональных фото- и телевизионных снимков для составления космофотогеологических карт. Изучение современных и новейших геологических процессов из космоса.
Практическое использование материалов космических съемок.
Применение космических изображений для решения задач охраны и рационального использования окружающей среды. Применение космических методов исследования при поисках полезных ископаемых. Прямые и косвенные методы поисков полезных ископаемых.
Комплексное геологическое дешифрирование космических, аэро- и фототеодолитных снимков
Комплексное использование космических, аэро- и фототеодолитных снимков для дешифрирования складчатой структуры в различных районах (горных и равнинных).
Факторы, влияющие на информативность дешифрирования: литологический, геоморфологический, гидрографический, геоботанический, а также степень обнаженности и залесенность. Дешифрирование отдельных складок, складчатых систем и складчатых поясов по аэро -, космо- и фототеодолитным снимкам. Дешифрирование районов развития различных типов складчатости: регионального сжатия (альпинотипной), приразломной, облекания (отраженной, штамповой), нагнетания.
Выражение разрывных нарушений разного ранга на аэро -, космо- и фототеодолитных снимках.
Признаки дешифрирования трещин и разрывов со смещением: сбросов, взбросов и их комбинаций (горстов и грабенов), надвигов, покровов, сдвигов, раздвигов. Локальные, региональные и трансформные разломы и их отражение на материалах космо -, аэро- и фототеодолитной съемки. Построение карт разрывной тектоники и трещиноватости. Анализ роз-диаграмм трещиноватости. Рисунок фотоизображения структур парагенеза сжатия - комбинации складок, надвигов, сдвигов. Примеры дешифрирования районов складчатости срыва.
Комплексное использование космических, аэро- и фототеодолитных снимков при составлении геологических, геоморфологических и карт четвертичных отложений разного масштаба.
Степень достоверности материалов, полученных в результате комплексного дешифрирования наземных фотопанорам и крупномасштабных аэроснимков при составлении детальных карт.
Дистанционные исследования для изучения современных геологических процессов
Современные геологические процессы, их классификация по А.И.Шеко, В.С.Круподерову. Система территориальных центров мониторинга России; цели и задачи службы мониторинга для анализа и предсказания опасных природных процессов. Виды аэросъемок, применяемых при изучении геологических процессов: цифровая плановая и перспективная аэросъемка горных территорий. Оборудование, методы съемочных работ. Дистанционный мониторинг опасных геологических процессов. Использование спутникового позиционирования при ведении дистанционных съемок объектов. Геоинформационные технологии для стереоизмерительной обработки результатов съемок; дешифрирование активных склоновых процессов, участков с боковой эрозией в речных долинах по материалам крупномасштабной аэрофотосъемки территории республики Северная Осетия – Алания.
Компьютерные методы обработки данных дистанционного зондирования Земли
Обработка данных дистанционного зондирования (ДДЗ) на компьютере: обзор программных продуктов, применяемых для обработки ДДЗ на компьютере; технология обработки данных ДДЗ на примере программы Erdas Imagine 9.1 с использованием тестовых снимков, поставляемых вместе с дистрибутивом программы и на примере снимка, полученного по каналам Интернета. Использование Google Earth и перспективы развития отрасли в связи с появлением таких программных продуктов.