11. Геофизические методы

Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов

горных пород, в пределах которых могут развиваться те или иные опасные геологические процессы. К ним от-

носятся: магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съёмка (фото-, теле-), ядерная геофизи-

ка, сейсмические и геоакустические и другие методы.

В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включают-

ся:

 районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и граж-

данского строительства;

 промышленные зоны, в которых ведётся добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных

вод, рассолов (промышленных стоков), места складирования отходов и т.п.;

 территории, занятые топливно-энергетическими комплексами;

 территории с мульдами оседания земной поверхности;

 территории занятые промышленными предприятиями, на которых выполняются прецизионные работы

в различных сферах производственной деятельности;

 территории с неблагоприятной и напряжённой экологической обстановкой;

 территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.

12. Маршрутные исследования дешифрирование снимков

Маршрутные исследования

Маршруты при геолого-экологическом картировании про-

кладываются по результатам анализа аэрокосмических, геологи-

ческих, геохимических и других материалов.

Во время маршрутов определяется состояние геологической

среды, ландшафтно-индикационные исследования, в процессе ко-

торых выявляются антропогенные индикаторы и нарушенные

индикационные связи между различными компонентами ланд-

шафта под воздействием техногенеза. Также обследуются ключе-

вые участки интенсивного воздействия техногенных объектов на

геологическую среду.

Маршруты в ненарушенных (естественных) условиях про-

ходят от водораздела к дрене бассейна местного стока и вдоль

дрены. Участки с повышенной концентрацией загрязняющих ве-

ществ должны пересекаться маршрутами. В маршрутах прово-

дится дешифрирование аэроснимков, радиометрические наблю-

дения, отбираются пробы для геохимических анализов, отмеча-

ются аномалии растительности.

В нарушенных условиях дополнительно прокладываются

маршруты от источника загрязнения по направлению предпола-

гаемого простирания ареала загрязнения с учётом розы ветров и

направления потока грунтовых вод. Помимо работ, перечислен-

ных выше, отмечаются нарушения рельефа: просадки, оврагооб-

разование, оползни, обвалы, сели, свалки и т.д. На участках сбро-

са загрязненных вод, на действующих водозаборах, каналах и

других техногенных объектах отбираются пробы воды для опре-

деления тяжелых металлов и радиоактивных элементов.

13.Ландшафтно-индикационный метод

Дешифрирование снимков. Ландшафтно-индикационный

метод

Дешифрирование снимков – процесс выявления, распозна-

вания и определения характерных объектов, изображённых на

снимках.

При дешифрировании необходимо использовать снимки:

 масштабного ряда (принцип дешифрирования от общего к частно-

му),

 спектрального ряда,

 временного ряда (снимки, выполненные в разное время года и раз-

ное время суток),

 ретроспективные снимки (желательно с интервалом съёмки в не-

сколько лет).

Дешифрирование производится по прямым и косвенным

признакам. К прямым признакам относятся: форма (общий кон-

тур и отдельные детали объекта), линейные и площадные разме-

13

ры, тон, контраст тонов двух соседних рисунков (или цвет и то-

нальность на цветных снимках), геометрические параметры теней

объектов, структура и рисунок изображения, его взаиморасполо-

жение.

Не все компоненты природной среды можно отдешифриро-

вать по прямым признакам. Многие объекты дешифрируются с

помощью ландшафтно-индикационного метода, который вы-

ражает взаимосвязь геологических объектов с составными частя-

ми ландшафта. Здесь используются косвенные дешифровочные

признаки: рельеф, гидрографическая сеть, почвы, растительность

и др.

Дешифрирование происходит по схеме: фотоизображение

→ опознаваемый индикатор→ объект. Так, например, на крупно-

масштабных спектрозональных аэроснимках можно выявить из-

менение состава почв по смене растительности и величины фи-

томассы, которая определяется спектрометрированием. Индика-

тором понижения уровня грунтовых вод является осветление фо-

тотона, ослабление контрастности рисунка, изменение его струк-

туры.

Существуют два способа дешифрирования снимков: визу-

альный и автоматический. При визуальном способе для повыше-

ния качества дешифрирования используются следующие прибо-

ры (Н.Н.Хренов):

 увеличительные (лупы),

 измерительные (синусные линейки, параллактические пластины,

параллаксометры, измерительные стереоскопы, стереоскоппанто-

графы),

 стереоскопические (стереоскопы, стереометры, стереокомпарато-

ры, стереопроекторы, стереографы, универсальные стереофото-

грамметрические приборы «Топокарт», «Стекометр»),

 оптико-механические (фототрансформаторы, оптический проек-

тор, универсальный топографический проектор УТП-2, многозо-

нальный синтезирующий проектор МСП-4),

 комбинированные (интерпретоскоп, прибор дешифрирования

негативов ПДН-4),

14

 телевизионно-оптические (телевизионно-оптический прибор де-

шифровщика, прибор совещательного дешифрирования).

Автоматический способ – это распознавание объектов по их

спектральным и пространственным геометрическим характери-

стикам. Принцип автоматического дешифрирования заключается

в том, что распознающая система производит измерение объекта,

подлежащего классификации, и сравнивает эти измерения с эта-

лонными. Совпадение или близкое совпадение измерений с эта-

лонными позволяет системе распознать объект. Наиболее эффек-

тивно выполнять автоматическое дешифрирование, когда по-

строение контролируется и направляется оператором - геологом.

Ландшафтная индикация - совокупность методов оценки состояния природно-территориальных комплексов (ПТК), отдельных их компонентов и протекающих в них процессах по легко доступным для непосредственного наблюдения компонентам или аэрофотоснимкам.

Теорию и методику ландшафтной индикации разрабатывает раздел ландшафтоведения - индикационное ландшафтоведение. С позиций индикационного ландшафтоведения любой ландшафт может быть рассмотрен как ярусная система. Верхний ярус его – эктоярус – образован физиономическими компонентами, участками открытой почвы, поверхностью водоемов и следами деятельности человека. Эктоярус может быть беспрепятственно наблюдаем при маршрутных исследованиях и изображается на аэрофотоснимках. Нижния ярус - эндоярус - образован деципиентными (т.е. скрытыми от непосредственного наблюдения) компонентами, грунтовыми водами, различными горизонты почв, грунты, антропогенными нарушениями, не определяемыми визуально и т.д. Цель ландшафтной индикации – использование эктояруса для познания различных деципиентных компонентов.

Индикатами могут служить не только отдельные компоненты ПТК и их свойства, но и протекающие в них процессы. При этом существует три вида такой индикации:

• индикация процессов, происходивших в ПТК в прошлом и прекратившихся к настоящему времени;

• индикация процессов, протекающих в настоящее время;

• индикация процессов, которые будут происходить в будущем.

Наиболее распространенной разновидностью индикации процессов является стадийно-синхронная индикация, представляющая собой распознавание с помощью ландшафтных индикаторов характера и направленности процессов, протекающих в настоящее время. Индикаторами в этом случае выступают эктоярусы ландшафтно-генетических рядов.

Ландшафтно-генетическими рядами называются ряды, образованные природно-территориальными комплексами, расположенными в пространстве в той последовательности, в какой эти комплексы сменяют друг друга во времени. Каждый ПТК, входящая в такой ряд, отражает определенную стадию процесса. При этом ландшафтно-генетический ряд не обязательно должен представлять единый сопряженный комплекс на одном профиле, а может быть скомпонован путём описаний на нескольких участках.

В условиях все возрастающего антропогенного пресса на природные комплексы все большую актуальность стали приобретать ландшафтно-индикационные исследования различных загрязнений и нарушений природной среды. Суть ландшафтной индикации в этом случае – определение уровня техногенного воздействия по нарушению ярусной и плановой структуры геосистемы (комплексные индикаторы), по измененности отдельных компонентов геосистемы (частные индикаторы). Ведущий принцип ландшафтной индикации воздействия – взаимодополняющее исследование воздействия и нарушения. В результате этого методологического принципа все индикаторы разделены на 2 группы: индикаторы воздействия и индикаторы нарушения.

Индикаторы воздействия – это носители информации и техногенном воздействии. Основные требования, предъявляемые к природным индикаторам воздействия – способность отражать (фиксировать) воздействие и сохранять его в памяти с минимальной трансформацией до времени опробования. К индикаторам воздействия относятся снег, лед, торф, поверхностные (озерные, речные и дождевые) воды, приземный слой воздуха.

Индикаторы нарушений – характеризуют ответную реакцию на техногенное воздействие. К ним относятся почва, почвенные и грунтовые воды, растительный и животный мир. Для индикаторов нарушения (биокосных и биотических) и для всей геосистемы присущ механизм саморегуляции. Для того, чтобы воздействие запечетлилось в «памяти», оно должно превышать некий пороговый уровень, различный для каждой геосистемы и для каждого индикатора.