Χρήση εικόνων Landsat TM στην έρευνα ενεργών ρηξιγενών ζωνών στις περιοχές South Lajas Valley Fault Zone και Cerro Goden Fault Zone

Από RemoteSensing Wiki

Εικόνα 1: Περιοχή μελέτης, κοιλάδα Lajas στο Νότιο-Δυτικό Puerto Rico

Εικόνα 2: Τεκτονικός χάρτης της Καραϊβικής.

Εικόνα 3: Εικόνα Landsat TM του Δυτικού Puerto Rico.

Εικόνα 4: Εικόνα Landsat TM του Νότιου-Δυτικού Puerto Rico.

Εικόνα 5: Εικόνα Landsat TM του Νότιου-Δυτικού Puerto Rico με ψευδή έγχρωμα σύνθετα με χρήση των καναλιών 6-5-4. Η κόκκινη γραμμή συμβολίζει τη Νότια σεισμική ζώνη Lajas Valley, η κίτρινη γραμμή αντιστοιχεί σε γραμμώσεις ενώ το άσπρο σημείο αντιστοιχεί σε τάφρο.

Εικόνα 6: Εικόνα Landsat TM του Νότιου-Δυτικού Puerto Rico με ψευδή έγχρωμα σύνθετα με χρήση των καναλιών 7-4-1. Η κόκκινη γραμμή συμβολίζει τη Νότια σεισμική ζώνη Lajas Valley, η κίτρινη γραμμή αντιστοιχεί σε γραμμώσεις ενώ το άσπρο σημείο αντιστοιχεί σε τάφρο.

Εικόνα 7: Εικόνα Landsat TM του Νότιου-Δυτικού Puerto Rico με ψευδή έγχρωμα σύνθετα με χρήση των καναλιών 6-5-4. Η κίτρινη γραμμή απεικονίζει γραμμώσεις της σεισμικής ζώνης του Νότιου Puerto Rico, το άσπρο σημείο αντιστοιχεί σε τάφρο ενώ η κόκκινη γραμμή αντιστοιχεί στο ρήγμα της κοιλάδας Añasco.

Εικόνα 8: Εικόνα Landsat TM του Νότιου-Δυτικού Puerto Rico με ψευδή έγχρωμα σύνθετα με χρήση των καναλιών 7-4-1. Η κίτρινη γραμμή απεικονίζει γραμμώσεις της σεισμικής ζώνης του Νότιου Puerto Rico, το άσπρο σημείο αντιστοιχεί σε τάφρο ενώ η κόκκινη γραμμή αντιστοιχεί στο ρήγμα της κοιλάδας Añasco.

Αντικείμενο εφαρμογής: Χρήση εικόνων Landsat TM στην έρευνα ενεργών ρηξιγενών ζωνών στις περιοχές South Lajas Valley Fault Zone και Cerro Goden Fault Zone.

Πρωτότυπος τίτλος: Landsat TM processing in the investigation of active fault zones, South Lajas Valley Fault Zone and Cerro Goden Fault Zone as an example.

Συγγραφέας: ANTONIO E. CAMERON-GONZÁLEZ

Λέξεις κλειδιά: Lajas Valley, Cerro Goden, ρηξιγενείς ζώνες, κοιλάδα Añasco, Landsat TM

Σκοπός:

Στη παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκαν εικόνες Landsat Thematic Mapper (TM) του Δυτικού Puerto Rico, μαζί με σεισμικά και γεωφυσικά δεδομένα προκειμένου να ανιχνευτεί η πλευρική έκταση δύο σεισμικών ζωνών, της Νότιας σεισμικής ζώνης Lajas Valley (που βρίσκεται περίπου 10 km ανατολικά του κόλπου Boquerón) και της σεισμικής ζώνης Cerro Goden (που βρίσκεται κοντά στη κοιλάδα Añasco). Χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι συνδυασμοί καναλιών στις εικόνες Landsat ώστε να εντοπιστούν οι διάφορες γεωμορφές προκειμένου να προσδιοριστούν τα στοιχεία της επιφάνειας και η γεωμετρία των σεισμικών ζωνών.

Περιοχή μελέτης:

Το Puerto Rico βρίσκεται στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών της Βόρειας Αμερικής και της Καραϊβικής. Λόγω έλλειψης επιφανειακών εμφανίσεων είναι δύσκολο να χαρτογραφηθούν οι παραμορφώσεις από τα ρήγματα πλάγιας ολίσθησης στη περιοχή (Εικόνες 1, 2).

Και οι δύο σεισμικές ζώνες, Lajas Valley (τάφρος διεύθυνσης Ανατολής-Δύσης) και Cerro Goden εντοπίζονται σε Τεταρτογενή ιζήματα που υπέρκεινται ενός Κρητιδικής ηλικίας υποβάθρου.

Μέθοδοι:

Για την ανάλυση ενεργών σεισμικών ζωνών, στη παρούσα εργασία προτάθηκε η ανάλυση εικόνων Landsat Thematic Mapper (TM) με χρήση του λογισμικού Environment for Visualizing Images (ENVI) 4.0.

Χρησιμοποιήθηκαν δύο εικόνες Landsat TM: η μια απεικονίζει ολόκληρη τη περιοχή του Δυτικού Puerto Rico όπου φαίνεται και η κοιλάδα Añasco (Εικόνα 3) ενώ η δεύτερη απεικονίζει τη κοιλάδα Lajas (Εικόνα 4). Και για τις δύο εικόνες χρησιμοποιήθηκαν αληθινά έγχρωμα σύνθετα με χρήση των καναλιών 1 (μπλε), 2 (πράσινο), 3 (κόκκινο) προκειμένου να αναλυθεί η περιοχή πριν τη χρήση ψευδών έγχρωμων συνθέτων. Τα ψευδή έγχρωμα σύνθετα δημιουργήθηκαν με συνδυασμό των καναλιών 7 (θερμικό υπέρυθρο 2), 4 (εγγύς υπέρυθρο), 1 (μπλε) και των καναλιών 6 (θερμικό υπέρυθρο 1), 5 (μικροκυματικό υπέρυθρο), 4 (εγγύς υπέρυθρο). Με την εφαρμογή των ψευδέχρωμων συνθέτων ήταν εύκολος ο προσδιορισμός των γραμμώσεων και στις δύο ρηξιγενείς ζώνες.

Τηλεπισκοπικά δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να εντοπιστούν οι ζώνες διάρρηξης. Επειδή η περιοχή μελέτης είναι γενικά επίπεδη και δεν παρατηρούνται έντονες διαρρήξεις, αυτές μπορεί να εντοπιστούν έμμεσα μέσω της αυξημένης υγρασίας του εδάφους κατά μήκος των διαρρήξεων αυτών.

Αποτελέσματα:

Τα ψευδή έγχρωμα σύνθετα των καναλιών 6-5-4 και 7-4-1 παρέχουν τη δυνατότητα να ανιχνευτούν οι γεωμορφολογικές δομές που σχετίζονται με ρηξιγενείς επιφάνειες και για τις δύο ζώνες ρηγμάτων.

Η ανάλυση της εικόνας της Νότιας σεισμικής ζώνης Lajas Valley αποδεικνύει την ύπαρξη ενός ανώμαλου αποστραγγιστικού δικτύου (Εικόνες 5, 6).

Βάσει μαγνητικών δεδομένων από το παράκτιο Δυτικό Puerto Rico, φαίνεται ότι υπάρχει ένα ρήγμα στο κόλπο Boquerón. Συνδυάζοντας τα δύο ψευδέχρωμα από τις εικόνες Landsat TM, είναι πιθανή η σύνδεση της Νότιας σεισμικής ζώνης Lajas Valley με το ρήγμα στο κόλπο Boquerón.

Επιπλέον, με τη χρήση του λογισμικού ENVI 4.0 δόθηκε η δυνατότητα να εκτιμηθούν η τοποθεσία και η πλευρική έκταση του ρήγματος στη κοιλάδα Añasco, όταν οι πληροφορίες που υπήρχαν από γεωφυσικές έρευνες δεν ήταν επαρκείς (Εικόνες 7, 8).

Συμπεράσματα:

Ο συνδυασμός εικόνων Landsat TM στη μελέτη γεωφυσικών δεδομένων είναι πολύ χρήσιμο εργαλείο χάρη στις διαφορές των φασματικών ανακλάσεων που παρατηρούνται χρησιμοποιώντας συνδυασμούς διαφόρων καναλιών, που είναι αποτέλεσμα των επιδράσεων της βλάστησης και της εδαφοκάλυψης.

Επιπλέον, η εφαρμογή της μεθόδου της μέγιστης οριζόντιας κλίσης δείχνει καλή συσχέτιση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την εφαρμογή του λογισμικού ENVI 4.0. Από τη μελέτη προέκυψε ότι η Νότια σεισμική ζώνη Lajas Valley έχει μήκος περίπου 10 km ενώ η σεισμική ζώνη Cerro Goden που βρίσκεται κοντά στη κοιλάδα Añasco, έχει περίπου μήκος 19 km. Ωστόσο, χρειάζονται περισσότερα δεδομένα πεδίου για τη σεισμική ζώνη Cerro Goden.

Τέλος, και για τις δύο θέσεις προτάθηκε η διεξαγωγή και άλλων ερευνών, όπως με βαρυτικά δεδομένα, μαγνητικές ανωμαλίες καθώς και η χρήση εικόνων από άλλους τηλεπισκοπικούς αισθητήρες, όπως ο δέκτης IKONOS που έχει μεγαλύτερη χωρική ανάλυση από ότι ο Landsat TM.

Πηγή στο διαδίκτυο: http://gers.uprm.edu/geol6225/pdfs/a_cameron.pdf