Λιθολογική Διάκριση της λεκάνης της προχώρας με την χρήση του Landsat TM
Από RemoteSensing Wiki
Lithology Discrimination in Foreland Basin with Landsat TM
Συγγραφείς : Murat Gül , Kemal Gürbüz και Özgür Kalelioğlu
Πηγή: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12524-011-0146-7
Περίληψη –Σκοπός
Τα περιθώρια της Kahramanmaraş λεκάνης της προχώρας (KFB) αποτελούνται από ασβεστόλιθο Παλαιοζωικής – Μεσοζωικής ηλικίας, μεταμορφωμένα και οφιολιθικά πετρώματα. Στο εσωτερικό της η λεκάνη περιλαμβάνει εναλλαγές ψαμμίτη και πηλού. Η ανώμαλη τοπογραφία της περιοχής και η αδυναμία πρόσβασης σε αυτή έκανε την πλήρη χαρτογράφηση της λεκάνης, αρκετά δαπανηρή διαδικάσια. Έτσι, χρησιμοποιήθηκαν εικόνες Landsat ΤΜ. Το σύνθετο RGB 7,5,1 επιλέχθηκε λόγω των άφθονων πηλούχων σχηματισμών και ασβεστόλιθου στο εσωτερικό της λεκάνης KFB. Το σύνθετο RGB PCA145 προτιμήθηκε λόγω της υψηλής ανάκλασης των καναλιών. Τα κανάλια ΤΜ 5 (άργιλο και οξειδία του σιδήρου), 7 (ανθρακικά ορυκτά) , 3 και 1 (γεωμορφολογία). Το σύνθετο RGB 5/7, 5/1, 4 (οι ανοιχτές πράσινες τελείες στο κανάλι 5/7 υποδεικνύουν έντονη ανάκλαση του πηλού και ζώνη εξαλλοίωσης ΟΗ-, στο κανάλι 5/1 οι κόκκινες κηλίδες δείχνουν αυξημένη ανάκλαση της ζώνης εξαλλοίωσης των σιδηρούχων οξειδίων και το κανάλι 4 ορυκτά πλούσια σε νερό) υποδεικνύοντας τη μετάβαση των ιζημάτων. Οι ζώνες εξαλλοίωσης των ΟΗ - και οξειδίων του σιδήρου εντοπίζονται στα παλαιότερα μητρικά πετρώματα και στις νεότερες αποθέσεις της περιοχής. Τα λιθολογικά, γεωμετρικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά καθώς και πληροφορίες για το σχηματισμό της λεκάνης, δόθηκαν ικανοποιητικά από τις εικόνες Landsat TM. Ωστόσο, η χαμηλή διακριτικότητα (30m) αποτρέπει λεπτομερειακές διακρίσεις. Συνεπώς, απαιτείται σκληρή δουλειά πεδίου ή/και πιο λεπτομερείς δορυφορικές εικόνες.
Περιοχή Μελέτης
Η περιοχή μελέτης βρίσκεται ανάμεσα στα γεωγραφικά πλάτη 37 ° 30'-38 ° 10 'Β και στα γεωγραφικά μήκη 36 ° 20'-37 ° 00' Α (ΝΑ Τουρκία). Το ύψος της λεκάνης παρουσιάζει μία γενική τάση αύξησης από Ν-ΝΑ προς Β-ΒΔ και αλλαγές που κυμαίνονται από 850-2785 m (πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας). Το νότιο περιθώριο της KFB σχηματίζεται από το βουνό Ahırdağı (ασβεστόλιθος ηλικίας : Αν. Ηώκαινο-Ολιγόκαινο), ενώ το βόρειο-βορειοδυτικό περιθώριο σχηματίζεται από ασβεστολιθικά και δολομιτικά βουνά (Τριαδικής-Αν. Κρητιδικής ηλικίας), και το βόρεια-βορειοανατολικό περιθώριο σχηματίζεται από τις μεταμορφίτες (Δεβόνιο-Αν. Κρητιδικό) και οφιόλιθους (Ανώτερο Ιουρασικό-Κρητιδικό). Τα περιθώρια της λεκάνης είναι βραχώδη και απότομα, ενώ το κέντρο της λεκάνης είναι τραχύ και πεδινό, με μικρούς λόφους. Το κλίμα της περιοχής είναι ξηρό.
Προεπεξεργασία
Η δορυφορική εικόνα [Landsat-5 TM scene (WRS-2 Path / Σειρά: 174/34)] ελήφθη κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου, στις 26 Ιουλίου 1989. Όλα τα κανάλια του Landsat TM έχουν την ίδια χωρική διακριτική ικανότητα (30 m), εκτός από το έκτο (θερμικό υπέρυθρο) που έχει πολύ χαμηλή χωρική διακριτική ικανότητα (120 m). Έτσι, το έκτο κανάλι δεν λήφθηκε υπόψη στην παρούσα μελέτη. Έγινε γεωαναφορά της εικόνας χρησιμοποιώντας καλά καθορισμένα επίγεια σημεία ελέγχου (GCPs) τα οποία ήταν ισομερώς κατανεμημένα σε ολόκληρη την εικόνα. Το προβολικό σύστημα συντεταγμένων της εικόνας ήταν το WGS84.
Έγχρωμα Σύνθετα
Το έγχρωμο σύνθετο 7,5,1 (RGB), προτιμήθηκε στη συγκεκριμένη περίπτωση λόγω των άφθονων ασβεστολιθικών και αργιλικών ιζημάτων της περιοχής. Στην εικόνα 1, παρουσιάζονται οι προ-Μειοκαινικοί και Μειοκαινικοί σχηματισμοί όπως φαίνονται με το παραπάνω έγχρωμο σύνθετο.
Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών
Το αποτέλεσμα της ανάλυσης των κύριων συνιστωσών είναι το σύνθετο PC145 RGB. Η συνιστώσα PC1 χρησιμοποιείται για το ανάγλυφο και τη τοπογραφία, η PC4 είναι χρησιμοποιείται για τα ορυκτά που έχουν υδροξύλιο, και η PC5 χρησιμοποιείται για τα ορυκτά με οξειδίου του σιδήρου. Στην εικόνα 2 παρουσιάζονται οι προ-Μειοκαινικοί και οι Μειοκαινικοί σχηματισμοί όπως προέκυψαν από αυτή την ανάλυση.
Λόγοι Καναλιών
Οι λόγοι που επιλέχθηκαν στη μελέτη αυτή είναι το RGB 5/7-5/1-4, καθώς με το λόγο των καναλιών 5/7 αναδεικνύονται τα αργιλικά ορυκτά, με το λόγο 5/1 τα οξείδια του σιδήρου ενώ με το κανάλι 4 αναδεικνύονται τα ορυκτά πλούσια σε μόρια του νερού. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η εικόνα που προέκυψε από αυτή την επεξεργασία, τόσο για τους προ-Μειοκαινικούς όσο και για τους Μειοκαινικούς σχηματισμούς.
Συμπεράσματα
Οι τρείς διαφορετικές δορυφορικές εικόνες που προτείνονται για μελλοντικές έρευνες ιζημάτων βαθιάς θάλασσας είναι οι RGB 751, RGB PC145 και RGB 5/7-5/1-4 ψευδοχρωματική. Αυτοί οι συνδυασμοί καναλιών προτιμήθηκαν λόγω των άφθονων λεπτόκοκκων σχηματισμών Μειόκαινικής ηλικίας της Kahramanmaraş λεκάνης της προχώρας. Αυτές οι τρεις εικόνες με τους συγκεκριμένους συνδυασμούς καναλιών, δίνουν μία αρκετά καλή εικόνα για το διαχωρισμό των λιθολογικών μονάδων σε παλαιότερες και νεότερες. Επίσης, δίνουν καλά αποτελέσματα για ένα πιο γενικό διαχωρισμό των ιζημάτων στο εσωτερικό της λεκάνης. Ωστόσο , σχηματισμοί με παρόμοια λιθολογία αλλά με διαφορετική ηλικία, έδωσαν χρωματισμό ανάκλασης. Επιπλέον, οι ποτάμιες αποθέσεις (συμπεριλαμβανομένων του ετερογενή και του αδρομερή ψαμμίτη) μπορούν εύκολα να διακριθούν στο σύνθετο RGB 751. Οι ασβεστόλιθοι διαφόρων ηλικιών και τα λεπτόκοκκα ιζήματα (συμπεριλαμβανομένων αργίλου-πηλού-ψαμμίτη) διακρίνονται στα σύνθετα RGB 751 και PC145 RGB. Η RGB 5/7-5/1-4 εικόνα δεν δίνει καλό αποτέλεσμα στον διαχωρισμό των λιθολογιών. Ωστόσο , παρέχει καλή πληροφορία για τα προϊόντα της εξαλλοίωσης και για τον τρόπο μεταφοράς των ιζημάτων. Έτσι , οι εικόνες Landsat TM αποδίδουν καλά αποτελέσματα σε μικρό χρονικό διάστημα και με χαμηλό κόστος, έναντι της σκληρή δουλειάς πεδίου. Οι εικόνες Landsat TM δίνουν μία γενική εικόνα των λιθολογικών ορίων και της τάσης καθίζησης των ιζημάτων, λόγω της χαμηλής διακριτικής ικανότητας (30 m). Για καλύτερη μελέτη των βαθιών θαλάσσιων ιζημάτων, απαιτείται λεπτομερειακή εργασία πεδίου ή δορυφορικές εικόνες με υψηλότερη διακριτική ικανότητα.
