WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Мамайский оползневый участок расположен между тыльной частью Воронцовского покрова и р. Мамайка (р.Псахе). ). В его пределах имеется два крупных субширотных разлома. Кроме данных разломов, обнаруженных прямыми наблюдениями на местности и в скважинах, имеется ещё серия поперечных (субмеридиональных) разломов, которые не выходят на земную поверхность, но фиксируются по субмеридионально вытянутыми долинам рек Дагомыс, Мамайка(Псахе) и Сочи, которые развились в ослабленных зонах (зонах трещиноватости), возникших над этими скрытными разрывными нарушениями. Отклонения простирания долин от меридиана находятся в среднем в пределах ±20°. Кроме данных поперечных разломов, по-видимому, существуют и другие менее амплитудные и широкие разломы, которые выявляются по рисунку овражной сети и рельефа. Наличие большого количества крупных коленообразных изгибов вышеназванных рек говорит о том, что продольных (субширотных) разломов гораздо больше, чем это показано на геологической карте. Видимо, эти разломы либо малоамплитудны и развиты в однородных породах и поэтому не обнаружены при полевых исследованиях, либо они, как и поперечные разломы не выходят не земную поверхность и фиксируются в рисунке гидросети и рельефа благодаря развитым над ними зонами трещиноватости. Таким образом, на Мамайском оползневом участке и прилегающих к нему территориях развита достаточно плотная ортогональная (меридионально-широтная) система выходящих и не выходящих на земную поверхность зон разрывных нарушений и связанных с ними зон трещиноватости. Анализ линеаментов, выявленных при автоматизированном дешифрировании аэрофотоснимков, позволил установить характерные особенности (специфику) напряжения - деформационного состояния Мамайского оползневого участка. Таким образом, выполнены автоматизированный линеаметный анализ зональных космических изображений за 1989-2004 г. выявил достаточно высокую динамичность систем космолинементов, что, видимо обусловлено изменением поля тектонических напряжений, активизирующих одни системы трещины и “ закрывающим “ другие системы. Наиболее благоприятные условия для развития гравитационных процессов возникают в ослабленных тектонических зонах земной коры, характеризующихся наибольшей раздробленностью и проницаемостью и характеризующиеся максимальной плотностью космолинеаментов.

Туапсинский тесовый участок охватывает полосу вдоль проектируемой автомобильной дороги на обходе г. Туапсе в интервале между километровыми столбами 50-74. Цель ранее выполненных (НИПИ «ИнжГео») здесь инженерно-геологических изысканий развития опасных геологических процессов для уточнения местоположения трассы. Высокая степень расчлененности природного крутосклонного рельефа, наличие активных тектонических зон и разрывов, повышенная сейсмичность территории (7-9 баллов), напряженно-деформированное состояние рыхлых грунтов и подстилающего субстрата, повышенная обводненность, наличие специфических грунтов предопределили здесь инженерно-геологическую обстановку, обуславливающую в первую очередь активное развитие негативных геологических и инженерно-геологических процессов: оползни, селевые потоки, эрозия, осыпи, обвалы, карст и др. Детальный анализ геологических карт и геологического профиля, составленный по линии обходной дороги г. Туапсе позволяет выявить особенности тектонического строения данной зоны. Наиболее характерной чертой тектонического строения зоны является ее высокая раздробленность на отдельные блоки, имеющими ширину (толщину) от 150-200 м. до 600-800 м. Отдельные блоки по взбросо-надвигам подвинуты друг от друга в юго-западном направлении с амплитудами от 20-50 м. до 200-700 м. Наиболее высокоамплитудные смещения наблюдаются на отрезке от начала обходной дороги до р. Туапсе, амплитуды смещения не превышают 20-80 м. Из экзогенных процессов и форм рельефа в районе наиболее значимое распространение получили плоскостная и линейная эрозия, оползни, крип, обвалы и осыпи. В процессе обработки результатов автоматизированного дешифрирования линеаментов на аэрокосмоснимках отбирались те линеаменты и их серии, которые устойчиво выражены на аэроснимках разного масштаба и имеют продолжение на соседних снимках. В результате подобного отбора и выбраковки была составлена крупномасштабная карта линеаментов в масштабе 1:25000, характеризующая современную геодинамическую обстановку в Туапсинском регионе вдоль проектируемой трассы автодороги на участке обхода г.Туапсе. Анализ карты линеаментов показывает, что наиболее сложная геодинамическая обстановка, характеризующаяся максимальным развитием серий линеаментов, т.е. зон разрывных нарушений и трещиноватости, существует в междуречьях рек Агой-Паук, Туапсе-Деберкой и Шепси-Шаюк. Наиболее напряженная геодинамическая обстановка существует в местах пересечений зон линеаментов разных направлений. В этих местах горные породы в наибольшей степени раздроблены и поэтому наиболее мобильны. Последнему обстоятельству в значительной степени способствует их максимальная обводненность, т.к. они служат естественными наиболее проницаемыми путями, как поглощения поверхностных (атмосферных) осадков, так и миграции подземных вод. Фактором, сдерживающим развитие опасных геодинамических процессов (оползневых, солифлюкционных, суффозионных др.) в зонах линеаментов и местах их пересечений является обратный (навстречу склону) по отношению к рельефу уклон слоев горных пород, обусловленный перемещением и опрокидыванием к юго-западу складчато-надвиговых структур в Туапсинском регионе.

Исходя из анализа карты линеаментов, выявленных в результате автоматизированной обработки аэрофотоснимков, можно выделить следующие наиболее раздробленные (трещиноватые) участки, характеризующиеся пересечением серий трещин разных направлений и представляющих наибольшую потенциальную угрозу для развития негативных (оползневых и др.) склоновых процессов, особенно под действием антропогенного фактора (подрезных склонов, вырубки лесов, распашки территории, нарушение и уничтожение естественной овражно-балочной дренажной системы и т.п.).

Вдоль проектируемой трассы автодороги подобные участки наибольшей раздробленности горных пород можно выделить в междуречье рек Агой-Паук, в долине р.Туапсе и в районе села Кроянское. Но следует сразу же отметить, что хорошо развитая на данных участках естественная дренажная овражно-речная сеть и достаточно крутые склоны быстро сбрасывают поверхностный водный сток, образующийся во время дождей и снегатаяния, вниз по склону и тем самым препятствует значительному пополнению запасов подземных (в первую очередь грунтовых) вод. Данное обстоятельство способствует сохранению гравитационной устойчивости склонов и не способствует активизации развития склоновых процессов, по крайней мере тех из них, которые глубоко затрагивают коренные породы. В данных условиях могут развиваться и развиваются в основном лишь склоновые процессы преобразований перемещения рыхлых покровных (делювиальных, элювиальных и т.п.) четвертичных отложений.

По результатам автоматизированного линеаментного анализа аэрокосмоизображений составлена карта инженерно-геологических условий вдоль трассы обхода г. Туапсе в масштабе 1:10000 и геологические профили. Выполненные исследования на обходе г. Туапсе показали, что вдоль проектируемой трассы автодороги инженерно-геологические условия вполне благоприятны для ее строительства насколько они могут быть вообще благоприятны в условиях сложной геодинамической обстановки, существующей на Кавказе. Активизацию развития экзогенных процессов (оползневых и др.) нередко провоцируют различные антропогенные факторы, связанные с большой хозяйственной и рекреационной нагрузкой на Черноморском побережье Кавказа. С целью предотвращения активизации негативных природных процессов необходимо сохранять естественные дренажные поверхностные (эрозионные) системы, защищать склоны от обводнения поверхностными и хозяйственными водами, от подтопления и подрезания (антропогенного, эрозионного и абразионного). Кроме того, следует избегать больших статистических и динамических нагрузок на склон. Особое внимание при строительстве следует обращать на места пересечений трассой зон линеаментов, которые характеризуются наибольшей раздробленностью и обводненностью горных пород.

В четвертой главе продемонстрирована возможность использования мультифрактального похода для прямого обнаружения оползневых структур по космическим изображениям и аэрофотоснимкам. В ней по существу впервые рассматривается методика применения мультифрактального анализа для обнаружения оползневых структур на аэрокосмических снимках высокого разрешения.

Предлагаемая автором работы методика состоит из пяти последовательных этапов:

  1. предварительная подготовка аэрокосмических снимков;
  2. выделение на аэрокосмических снимках участков представляющих интерес для исследования оползневых структур и их активности;
  3. расчет мультифрактальных характеристик для каждой области интереса;
  4. построение и анализ пространственных спектров изменения мультифрактальных характеристик;
  5. интерпретация полученных результатов.

Априорной основой данной методики является предположение о том, что оползневые процессы могут находить отклик в вариациях мультифрактальных характеристик цифровых изображений, полученных в процессе дистанционного зондирования Земли. Трудность интерпретации изображений земной поверхности (оползневых структур) обусловлена комплексным влиянием различных внешних и внутренних факторов, вследствие метеорологических, техногенных, антропогенных и других воздействий. В результате такого воздействия могут проявляться разнообразные вариации мультифрактальных спектров в широком диапазоне значений, которые затрудняют выделение аномальных участков земной поверхности, связанных с оползневой деятельностью. Поэтому интерпретация пространственных спектров, полученных в ходе мультифрактальной параметризации, должна проводится совместно с анализом результатов применения других методов обнаружения оползневых структур по аэрокосмическим снимкам высокого разрешения, полученным в ходе ДЗЗ. Так же в четвертой главе описаны методики мультифрактальной параметризацией изображений природных структур. Дана информационная интерпретация мультифрактального формализма. С целью экспериментальной апробации предложенной методики применения мультифрактального анализа цифровых изображений для обнаружения оползневых структур, был проведен анализ аэро- и космического снимков высокого разрешения прибрежной полосы Сочинского района Краснодарского края. Выбор Сочинского района в качестве тестового региона был обусловлен наличием данных, полученных в ходе наземных исследований, указывающих на высокую оползневую активность, наблюдавшуюся на данной территории на протяжении последних лет. В работе были использованы космический снимок полученный со спутника QuickBird 19 сентября 2007 года в панхроматическом спектральном диапазоне с пространственным разрешением равным 61 см (см. рис. 9) и аэроснимок (рис. 10), сделанный на год ранее (26 октября 2006 г.). Контуром на снимке указаны приблизительные границы оползневого объекта. Поскольку оба снимка были получены в ясную погоду практически при полном отсутствии облачности, исследуемые цифровые изображения отличались высоким контрастом и низким уровнем помех.

Рисунок. 9 Фрагмент панхроматического изображения прибрежной полосы Сочинского района Краснодарского края (район р. Мамайка), полученное со спутника QuickBird. Пространственное разрешение 61 см. 19 сентября 2007 г.

Рисунок 10. Аэрофотоснимок прибрежной полосы Сочинского района Краснодарского края. 26 октября 2006 г.

В результате тщательного анализа материалов аэрокосмической съемки было принято решение о проведении мультифрактальной обработки территории, расположенной вдоль береговой линии моря. Причинами принятия такого решения были: наличие большого числа оползней в прибрежной полосе и простота представления пространственных спектров вариации мультифрактальных параметров, полученных вдоль заданной траектории. Исходя из этого, первоначально на цифровых изображениях, используемых в данной работе, были сформированы последовательности областей интереса квадратной формы размером 256 и 512 пикселей для космического снимка и 256 и 512 для аэроснимка с площадью перекрытия значительно превышающей площадь прямоугольника, образованного смещением любой точки области интереса в горизонтальном и вертикальном направлениях по отношению к новому положению. На рисунках 11, 12 продемонстрированы изучаемые материалы аэрокосмической съемки с последовательностями выделенных областей интереса размером пикселей.

Оценка и анализ мультифрактальных характеристик данных изображений осуществлялись с помощью разработанного в МИИГАиК программного пакета «Фрактал-ПК», позволяющего проводить всесторонний мультифрактальный анализ цифровых изображений геопространственных структур различной природы. В качестве входных параметров для мультифрактального анализа были выбраны следующие:

, и,, где - размер области интереса.

Рисунок 11. Цифровое изображение фрагмента космического снимка с последовательностью областей интереса размером пикселей

Рисунок 12. Цифровое изображение аэроснимка с последовательностью областей интереса

размером пикселей

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»