ГРУППА ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Основные направления научной деятельности, проекты, гранты

• Научно-исследовательские разработки группы
• Примеры применения методики при решении геологических и тектонических задач
• ГИС обеспечение проектов работы института
• Участие в целевых комплексных программах ДВО РАН
• Договорные работы
• Участие в грантах
• Образовательная деятельность
• Техническая работа

Научно-исследовательские разработки группы

В ИТиГ ДВО РАН с 2010 года сотрудниками ГИС-группы разрабатывается и применяется на практике специализированная обработка данных SRTM. В основе методики обработки изображений - применение теории масштабного пространства В результате обработки получается серия изображений, которые являются компонентами масштабных представлений при расчете различных операторов. Так, выделение линейных и куполообразных структур посредством операций вычисления модуля первой производной по координате (модуля градиента рельефа), характеризует состояние поверхности по крутизне, а второй производной по координате на поверхности (лапласиана поверхности Гаусса), идентифицирует объекты куполообразнойформы. Оба оператора позволяют также выделять текстурные особенности изображения. Кроме того, полученные изображения можно синтезировать в единое мультимасштабное представление. Актуальность использования такого представления определяется тем, что для объектов реального мира не существует такого универсального масштаба, когда можно было бы выделить все элементы структуры в течение единственной серии преобразований.

В наших работах мы используем и цветовую составляющую при создании синтезированных изображений. При формировании цветного RGB изображения, каждым из цветовых каналов является масштабное представление исходного рельефа или его производные, каждый со своим масштабным параметром. При большом возможном количестве комбинаций цвета, масштабных параметров и операторов, для дешифрирования выбираются синтезированные изображения, которые максимально наглядно выделяют или разделяют те или иные тектонические структуры при решении конкретных задач.
Интерпретация и дешифрирование синтезированных изображений, полученных в результате обработки ЦМР, позволяет значительно более точно устанавливать размеры и взаимоотношения различных геологических объектов, а повышенная обзорность - увязывать разрозненные природные элементы в единое целое и распознавать большое количество однородных и разнородных геологических объектов. Все разработки являются оригинальными. По методике и результатам ее применения при изучении различных районов опубликовано несколько статей (см. список статей).

Наверх ^

Примеры применения методики при решении геологических и тектонических задач.

1. С помощью указанной методики в комплексе с новыми геофизическими данными, получены новые представления о Восточной границе Центрально-Азиатского подвижного пояса. Границы Тихоокеанского и Центрально-Азиатского подвижных поясов на изданных в различные годы картах существенно отличаются другот друга. Полученные в последние годы новые данные, позволили пересмотреть положение границы, и представить иное, отличное от предшествующих построений. Это материалы геолого-геофизических съемок масштаба 1:200000-1:1000000, данные сейсмопрофилирования, гравиметрические и магнитные данные, обработанные цифровые модели рельефа, модели земной коры и литосферы и их районирование по блокам различной мощности.
   
   

   
   Синтезированное RGB - изображение и результаты его дешифрирования. Цветовые компоненты: R, высоты, G - модуль градиента с масштабом t=1 и B - оператор Лапласа с t=81.
   
   
   

2. Уточнение положения магистрального разрыва Ланского разлома.
   
   

   
   Хребет Джагды, восточный сегмент Монголо-Охотской складчатой системы.
   (а) Геологическая схема расположения Ланского разлома по [3; 4; 8]. 1 - магистральный разрыв Ланского разлома; 2 - прочие разломы; 3 - кайнозойские пролювиально-делювиальные, аллювиальные и озерно-болотные отложения Верхнезейской и Удской впадин. б-г - синтезированные RGB-изображения, где (б) - цветовые компоненты R- высоты, G и B - модуль градиента (первая производная) с масштабами t=1 и 81 соответственно; (в) - R,G,B - операторы Лапласа (вторая производная) с масштабами t=16,1,81 соответственно; (г) - R,G - модуль градиента рельефа (первая производная) t=16,1; B - оператор Лапласа t=81. Стрелками показан Ланский разлом.
   
   
   
   

3. На обработанных ЦМР прекрасно выражены кольцевые хребты (даже небольших размеров, диаметром в первые километры), оконтуривающие как интрузивные массивы (нередко жерловины вулканов), так и кальдеры различного типа. В качестве наглядного примера приведен кольцевой хребет на правобережье р. Самарги. Он оконтуривает практически идеально круговой (на уровне эрозионного среза) выход гранитов, окруженных полем верхнемеловых андезитов . Несомненно, хребет связан с кольцевым разломом - центральный интрузив и кольцо эффузивов имеют разный возраст и разный петрографический состав. Однако точное положение кольцевого разлома определить довольно трудно - нужно исследовать различные варианты синтезированных изображений, в том числе и трехмерные. На обработанных снимках очень эффектно выглядят поля четвертичных базальтов, а в их пределах - отпрепарированные вулканические конусы , причем последних выявляется существенно больше, чем в процессе полевых работ или дешифрирования аналоговых снимков.
   
   

   
   Рисунок(а) район базальтового плато между реками Единка и Кузнецова. Синтезированное RGB-изображение, где цветовые компоненты - R,G,B- модуль градиента с масштабами t=16,1,81 соответственно; (б) - синтезированное RGB-изображение кольцевой структуры, где цветовые компоненты R,G,B - операторы Лапласа с масштабами t=16,1,81 соответственно. На врезке показана геологическая схема структуры; (в) - изображение (б) "натянутое" на 3D изображение рельефа вулканического конуса.
   
   
   

4. На основе применения обработанных снимков построены тектоническая схема мезонеопротерозойской Учуро-Майской впадины и схемы разрывных структур по данным дешифрирования цифровых моделей рельефа. Проведен линеаментный анализ с помощью программы Winlessa (А.А. Златопольский - ссылка). На схемы вынесены положения рудных месторождений и рудопроявлений в границах Учуро-Майской впадины. Выявлены литологические факторы локализации руд, которые заключаются в приуроченности месторождений к зонам структурно-стратиграфических несогласий и стратиграфическим контактам монотонных терригенных толщ мезопротерозоя с выше залегающими, контрастными по набору пород и химизму горизонтами. В восточной части Учуро-Майской впадины установлен контроль месторождений и рудопроявлений зонами протяженных меридиональных тектонических нарушений. Связь месторождений с максимальной плотностью линейных элементов выявлена в центральной и юго-западной частях впадины.
   
   

   
   
   Обработанное изображение ( модуль градиента рельефа) Учуро-Майской впадины.
   Установленные (1) и предполагаемые (2):границы впадины; 3- разломы, 4- кольцевые структуры; 5- месторождения. 6 - рудопроявления.
   
   
   Схема распределения линеаментов Учуро-Майской впадины по результатам обработки по программе WinLessa ( серые прерывистые линии) и основные месторождения и рудопроявления.
   
   
   Схема распределения плотности элементарных линейных элементов Учуро-Майской впадины по результатам обработки по программе Winlessa и основные месторождения и рудопроявления. Светлыми контурами показаны области максимальной плотности элементарных линейных элементов.
   
   
   
   

5. Проведено исследование Южно-Синегорской впадины Ханкайского массива с целью изучения связи рудных объектов с разломной тектоникой. Использовались обработанные обработанные цифровые модели рельефа. Применяемый математический аппарат позволил построить несколько производных параметров, комплексным анализом которых выделяются наиболее достоверные тектонические нарушения. Дешифрированием обработанных космических снимков по программе линеаментного анализа WinLessa и сравнением их с данными по металлогении района установлены закономерности расположения известных рудных месторождений с разломной тектоникой.
   

   
   Положение рудных месторождений и рудопроявлений Южно-Синегорской впадины относительно дешифрированных разрывных структур.
   1 - палеозойские урановые месторождения (1) и рудопроявления (2); 2 - урановые месторождения (1) и рудопроявления (2) в кайнозойском чехле; 3 - редкометалльно-флюоритовые месторождения; 4 - граница Синегорского ураново-рудного района; 5 - граница Южно-Синегорской впадины; 6 - основные разломы: I - Яковлевский, II - Монастырищенский,
   III - Синегорский, IV - Липовской, V - Вассиановский, VI - Осевой, VII - Глуховский, VIII - Илистый, IX - Широтный, X - Поперечный; 7 - выявленные по результатам расчетов линеаменты
   Урановые месторождения и рудопроявления. Месторождения: 1 - Липовское, 2 - Феникс, 3 - Синегорское, 28 - Раковское; рудопроявления: 4 - Благодатное, 5 - Лысогорское, 6 - Дубовое, 7 - Даубихезское, 8 - Междуречное, 9 - Каменное, 10 - Смольное, 11 - Ирис, 12 - Орлиное, 13 - Чапаевское, 14 - Снегуровское, 15 - Сатурн, 16 - Вассиановское, 17 - горы Черная, 18 - Осевое, 19 - Блуждающее, 20 - Поперечное, 24 - Григорьевское, 25 - Павловское, 26 - Озерная Падь, 27 - Осиновское, 29 - Даниловское, 30 - Бригадное, 31 - Глуховское.
   Грейзеновые редкометалльно-флюоритовые месторождения: 21 - Пограничное, 22 - Ярославское, 23 - Вознесенское