Тема дипломной работы: Автоматизированное дешифрирование космоснимков для целей геологии

Актуальность работы. Последние десятилетия характеризуются внедрением аэрометодов в практику геологических исследований. Интенсивное развитие космической техники открыло возможность получения фотоизображения с больших высот. Космические снимки, обладающие большей генерализацией, чем аэрофотоснимки, дают возможность изучать крупные структуры, часть из которых ранее ускользала от глаз исследователей.

Основная масса используемых при дешифрировании материалов, полученных с космических летательных аппаратов, представляет собой материалы космосъемки в интервале электромагнитных колебаний от 380 до 890 нм (1 нм = 10—9м), а также снимки в инфракрасных и радиолучах.

Структурное дешифрирование космоснимков позволяет выявить строение того или иного участка литосферы, т.е. форму, размеры, условия залегания, взаимное расположение на поверхности Земли различных геологических тел, и создать пространственную модель изучаемой площади.

Визуальное дешифрирование не лишено субъективизма. Это объясняется тем, что при проведении геологической интерпретации космоснимков дешифровщики руководствуются собственным опытом, что зачастую приводит к разногласиям в результатах их работ.

Для снижения субъективизма и повышения точности структурного дешифрирования используются новейшие компьютерные географические информационные системы, именуемые ГИС, которые работают по заданным математическим алгоритмам.

Объектом исследования данной дипломной работы является серия детальных космоснимков, полученных со спутника Landsat 7.

Предметом исследования являются геологические структуры, их выделение на космоснимках при помощи инструмента анализа.

Инструментом анализа является программный комплекс ArcGIS.

Целью работы является разработка технологической цепочки автоматизированного дешифрирования космоснимков на основе анализа цифровой модели рельефа для геологических целей.

Основные задачи:

1) изучить технологии дешифрирования космоснимков;

2) составить алгоритм анализа космоснимков на основе возможностей географических информационных систем (ГИС);

3) реализовать ГИС проект путем ввода, обработки и анализа данных.

Новизна. Впервые на данной территории проведено дешифрирование космических снимков с привязкой к
геологической карте и карте гравитационного поля.

В дипломной работе разработана технологическая цепочка построения результирующих карт при помощи ГИС с переходом от космических снимков масштаба 1:1000000 до результирующих компьютерных карт,
позволяющих выделить геологические структуры. Эффективность этого способа заключается в минимальной затрате труда и времени при решении поставленных задач, а также в возможности получения новой и динамичного изменения имеющейся информации.

ГИС-технология автоматизированного дешифрирования имеет перспективы для дальнейшего развития, если в качестве дополнения к исходным данным использовать геологические, геофизические и топографические и карты, а также использовать комбинации инструментов мощного математического аппарата географической информационной системы ArcGIS 9.0.

Дешифрирование — один из многочисленных и разнообразных методов изучения литосферы. Ценность информации, полученной при дешифрировании космического снимка земной поверхности, обусловлена обзорностью материалов, позволяющих составить объективное суждение о строении и пространственном расположении на земной поверхности изучаемых объектов. Эта обзорность на несколько порядков превышает таковую, получаемую любыми другими методами, использующими наземные «точечные» наблюдения. Судить о строении или составе участков литосферы, расположенных между точками наблюдения, приходится путем экстраполяции и интерполяции, которые создают элемент субъективности в результаты интерпретации. В то же время площади изображения на одном аэрофотоснимке составляет от 20 км2 до 300 км2 для масштабов 1:25 000 и 1:100 000 соответственно. Площадь, изображенная на космических снимках, измеряется тысячами квадратных километров. Большая обзорность материалов космической съемки зачастую позволяет получить сведения о совокупности мелких деталей ландшафта, которые имеют геоиндикационное значение, но не могут быть выявлены наземными наблюдениями. Так, например, на снимках разных масштабов находят свое отражение небольшие различия в составе и густоте растительного покрова или в окраске почв, которые практически невозможно установить на местности, не применяя специальных исследований.
Обзорность и детальность изображения на снимках, получаемых с самолетов и космических носителей, зависят от их масштаба и, в общем, обратно пропорциональны друг другу. Правильный подбор материалов нужного масштаба определяется задачами по изучению геологических объектов той или иной размерности. С изменением масштаба примерно на один порядок качественно меняется информация фотоизображения. Иногда и при незначительных изменениях масштаба может проявляться или пропадать фотоизображение тех или иных элементов геологического строения, как, например, тонкой слоистости, трещиноватости.