Ερμηνεία γεωλογικού σχηματισμού με χρήση εικόνων τηλεπισκόπησης του Worldview-2
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος Τίτλος: «Study on Geological Structural Interpretation Based on Worldview-2 Remote Sensing Image and Its Implementation»
Συγγραφείς: Zhang Ruisi, Zeng Min, Chen Jianping
Πηγή: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878029611003008
Λέξεις Κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, γεωλογία, γεωλογικός σχηματισμός, Worldview-2
1. Εφαρμογή Εξαιτίας της απαραίτητης μελέτης των γεωλογικών σχηματισμών, η χρήση της τηλεπισκόπησης κρίνεται ως ένα απαραίτητο εργαλείο. Η τηλεπισκόπηση μπορεί να βοηθήσει στην ερμηνεία της τεκτονικής, της λιθολογίας αλλά και του γεωλογικού σχηματισμού (πτυχώσεις, ρήγματα) της περιοχής. Σε αντίθεση με τους τις εικόνες ETM+ και ESTER, ο αισθητήρας Worldview-2 έχει την ικανότητα να παρέχει πολύ μεγαλύτερη χωρική ανάλυση και φασματική ικανότητα ακόμα και σε μικρή φασματική απόσταση.
2.WorldView-2 O WorldView-2 παρέχει 0.46m πανχρωματικές και 1.8m πολυφασματικές εικόνες. Δε διαθέτει μόνο τα τέσσερα βασικά φασματικά κανάλια (κοκκινο, πράσινο, μπλε, κοντινό υπέρυθρο) αλλά τέσσερα επιπλέον φασματικά κανάλια (coastal, κίτρινο (yellow), κόκκινο (red edge), κοντινό υπέρυθρο 2). O WorldView-2 ήταν ο πρώτος υψηλής ανάλυσης δορυφόρος που παρείχε 8 φασματικούς αισθητήρες από το ορατό μέχρι το κοντινό υπέρυθρο. Οι ενοποιημένες (fusion) εικόνες από τα 8 πολυφασματικά κανάλια έχουν χωρική ανάλυση 0.5m.
3.Μετρήσεις και μέθοδοι έρευνας της περιοχής μελέτης
3.1.Γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής μελέτης Ως περιοχή μελέτης επιλέχθηκε η ζώνη μεταλλοφορίας της περιοχής Bangong-Nujiang στο κέντρο του Θιβέτ. Γεωλογικά, η περιοχή χωρίζεται σε τρεις βασικές τεκτονικές ζώνες (Qiangtang, Bangong- Nujiang και Gangdise) με διεύθυνση B-N. Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί γεωλογικοί σχηματισμοί και λιθολογικές ομοιότητες στις διάφορες τεκτονικές ζώνες.
3.2.Προεπεξεργασία εικόνων WorldView-2 Τα στάδια προεπεξεργασίας περιλαμβάνουν α)την ενοποίηση β) τη γεωμετρική διόρθωση και γ) τη διόρθωση (orthorectification). Χρησιμοποιώντας τη διορθωτική μονάδα (orthorectification module) του ENVI, με τις διορθωτικές παραμέτρους (orthorectification parameters) του WorldView-2 και των DEM (Ψηφιακών Υψομετρικών Μοντέλων), έγινε διόρθωση (orthorectification) και των πολυφασματικών και των πανχρωματικών εικόνων χωρίς σημεία εδαφικού ελέγχου-GCP. Επιλέχθηκε η μέθοδος Gram-Schmidt για την ενοποίηση των πολυφασματικών και των πανχρωματικών δεδομένων. Στην εικόνα 2, παρουσιάζεται ολοκληρο το διάγραμμα ροής της προεπεξεργασίας των δεδομένων.
3.3.Ερμηνεία στρωμάτων Η ερμηνεία των στρωμάτων γίνεται με τη χρήση τριγώνων (Bedding triangle planes) για να προσδιοριστούν η κλίση και η διεύθυνση τους (εικόνα 3 και 4). Τα τρίγωνα στις εικόνες παρουσιάζονται από τρία ακανόνιστα σημεία. Τα τρίγωνα μπορούν να αποτυπώσουν τη στρώματα (Strata attitude) και έτσι μπορούμε να προσδιορίσουμε τα πετρώματα της περιοχής. Τα τρίγωνα σχετίζονται με τη λιθολογία, τη τοπογραφία καθώς και το βαθμό διάβρωσης. Στην εικόνα 3 γίνεται μία σύγκριση των εικόνων ASTER, ETM και WorldView-2, όπου με την εικόνα του WorldView-2 μπορούμε να ερμηνεύσουμε πολύ περισσότερα τρίγωνα τα οποία δε φαίνονται με τις άλλες εικόνες.
3.4.Ερμηνεία πτυχώσεων Συνήθως οι πτυχώσεις παρουσιάζονται ως γραμμές ή οβάλ σχήματα και στρώματα τα οποία έχουν επιμηκυνθεί με καθαρή συμμετρία (εικόνα 5 και 6). Μερικά τρίγωνα ή μονοκλινά βουνά (monoclinal mountains) παρουσιάζουν συμμετρία κατά μήκος της επιφάνειας όταν υπάρχει πτύχωση. Όταν η λιθολογία διαφέρει από στρωματική σύνθεση της πτύχωσης τότε είναι εμφανής η διαφορά τους. Η εμφάνιση της πτύχωσης αποτυπώνεται με το σχήμα «U», με καμπύλη ή με άλλη γεωμετρική μορφή.
3.5. Ερμηνεία των ρηγμάτων και των γραμμικών δομών (linear structure) Τα ρήγματα στις φωτογραφίες από τον WorldView-2 εντοπίζονται εάν ένα ή περισσότερα τοπογραφικά ή γεωγραφικά χαρακτηριστικά παρουσιάζονται: α) στρώματα από διαφορετικά είδη και χρονολογίες πετρωμάτων εμφανίζονται δίπλα-δίπλα (εικόνα 7), β) Απότομες τοπογραφικές ασυνέχειες, γ) Η σύνθλιψη (Depressions) κατά μήκος του ρήγματος λόγω διάβρωσης των πετρωμάτων (εικόνα 8), δ) πλαγιές ή γκρεμοί, ε) ξαφινκή μετακίνηση μιας λεκάνης απορροής (εικόνα 9) και ε) απότομη αλλαγή της βλάστησης. 4. Αποτελέσματα Ο WorldView-2, σε σχέση με τον ETM+ και τον ASTER, είναι εξοπλισμένος με πολύ καλύτερη 0.5m χωρική ανάλυση, έχει τη δυνατότητα να εφαρμόζεται για γεωλογικούς χάρτες μεσαίας-μεγάλης κλίμακας και για την ερμηνεία των δομών τους. Τα τρίγωνα μπορούν να βοηθήσουν στην ερμηνεία των στρωμάτων και των συμμετρικής υφής (textual symmetry), ειδικότερα τη κλίση και τη διεύθυνση τους. Οι πτυχώσεις αναγνωρίζονται κυρίως μέσω των στρωμάτων και της συμμετρικής υφής. Τα ρήγματα, σε συνδυασμό με τις εικόνες WorldView-2 και τα δεδομένα DEM 5m ανάλυσης σε 3D μοντέλα παρέχουν σαφώς καλύτερες πληροφορίες. Παρόλα αυτά, ο WorldView-2 είναι καλύτερα να εφαρμόζεται σε μικρής κλίμακας δομές, διότι σε μεγάλης κλίμακας παρουσιάζονται προβλήματα λόγω του μεγάλου όγκου δεδομένων και του υψηλού κόστους τους.
