<<
>>

Количественная обработка данных дешифрированияразрывных нарушений с помощью методов математической статистики

Выявленные в процессе дешифрировал и я МКФС линеаменты, предположительно связанные с разрывной тектоникой, наносятся па рабочую карту разрывных тектонических нарушений (рис. 39), по которой в дальнейшем осуществляют количественную оценку полученной информации.

Применительно к аспекту, рассматриваемому в настоящем разделе, основной задачей является определение характера и степени тектонической раздроблен- пости территории путем применения для обработки дешифро- вочной информации методов математической статистики. При этом необходимо учитывать, что получаемые в результате дешифрирования космических снимков данные не полностью отражают степень тектонической раздробленности, так как дают не объемную, а площадную ее модель, которая несомненно позволит, с одной стороны, извлечь из космических снимков значительную информацию, не выявляемую в столь короткие сроки и при таких минимальных затратах другими методами, а с другой — более оптимально выбрать и разместить объемы наземных изысканий по оценке трещиноватости горных пород в геологическом разрезе.

Количественная оценка степени тектонической раздробленности может быть осуществлена следующим образом. Рабочую карту, па которой нанесены выявленные в процессе дешифрирования линеаменты, необходимо разбить на системы ячеек. Последние принимают форму прямоугольников или многоугольников в зависимости от густоты и простирания систем разрывных нарушений. Е. В. Акимова [1], проводившая количественный анализ густоты трещиноватости по космическим снимкам, считает, что наиболее оптимальной формой ячейки является шестиугольник, поскольку форма сетки шестиугольников лучше учитывает ориентировку трещин. Наши исследования показали, что шестиугольная форма ячеек оптимальна не во всех случаях, а лишь при равномерно-хаотичном типе пространственной локализации систем л-инеаментов с относительно высокой степенью тектонической раздробленности территорий.

В том случае, если четко прослеживается господствующее направление макротре-

Ш


Рис. 39. Схема линеаментов района предполагаемого проложения трассы

Кавказской перевальной железной дороги по данным дешифрирования мел-

комасштабпого космического снимка:

1 — линенментм, дешифрируемые уверенно по четкой выраженности в макрорельефе территории и рисунке гидроссти, с участками просвечивающихся геологических разрывов. Интерпретируются как региональные разломы. Подтверждены данными наземных изысканий; 2 - - линеаменты, дешифрируемые фрагментарно по четной выраженности в макрорельефе и рисунке гидросети. Дизъюнктивная природа выявлена предположительно; 3 — линеаменты, дешифрируемые уверенно по четкой геоморфологической и геологической выраженности (выражены геологические разрывы). Интерпретируются как региональные разломы и разрывные нарушения. Подтверждены данными наземных изысканий; 4 — линеаменты, дешифрируемые по линейным фотоаномалиям, связанным с резким изменением свойств горных пород. Интерпретируются как значительно обводненные зоны региональных разломов. Дизъюнктивная природа выявлена предположительно; 5 — трасса проектируемой железной дороги; 6 —- участки проектируемых

тоннелей; 7 — гидросеть

щиноватости горных парод и системы линеаментов ориентированы в каком-либо одном направлении, эффективнее придать ячейкам форму прямоугольников с вытянутой их стороной, совпадающей с ориентировкой линеаментов.

Не менее важен также и размер ячеек. Он может определяться рядом факторов: изменчивостью густоты трещиноватости по всей площади исследований, масштабом используемых материалов космической фотосъемки, масштабом картографирования, площадными размерами имеющихся па территории исследований аномальных сгущений систем линеаментов. В связи с этим площади выбранных ячеек должны определяться с учетом следующих требований: площади систем ячеек не должны намного превышать площади участков с аномальными значениями густоты систем линеаментов, что исключит ошибки в определении пространственного положения этих участков; площади ячеек не должны значительно отклоняться от

площадей ячеек сеточной разграфки, установленной для топографических карт тех масштабов, в которых осуществляется дешифрирование и картографирование дешифровочной информации.

Последнее связано с тем, что масштаб картографирования контролирует уровень генерализации линеаментов. Таким образом, учитывая вышеизложенное, экспериментально установлено, что оптимальная площадь ячейки, удовлетворяющая вышеназванным требованиям, будет соответствовать: при масштабах картографирования              1:100 000—1:500 000 — интервалу

площадей от 1 до 6 см2, а при масштабах картографирования 1:1 000 000 она может быть больше и достигать 25 см2 со стороной до 4—5 см.

В пределах каждой выделенной ячейки необходимо определить количественные показатели, отражающие пространственные характеристики разломной тектоники. Геологи используют

Таблица 9. Площадные характеристики трещиноватости горных пород

Показатель

Единица

измерения

Автор

Определение

Удельная частота трещин

ед/м2

Пермяков, 1949

Число трещин на- единицу площади

Площадная частота трещин

ед/м2

Чарушин, 1967

Отношение количества трещин к единице площади

Густота мега трещин

ед/м2

Голъбрайх и др., 1968

Суммарное число мега- трещин на элементарном участке

Удельная плотность трещин

м/м2

Калачева, 1968

Длина трещин на единицу площади обнажения

Удельная длина трещин

мм/мм2

Амносов, Еремин, I960

Сумма-рная длина трещин на единицу площади шлейфа

Поверхностная плотность трещин

м/м2

Методическое пособие ВНИГРИ, 19512

Длина- следов трещин на единицу площади

Площадная суммарная длина трещин

м/м2

Чарушин, 1967

Отношение суммы длин трещин к единице площади

Плотность разрывных нарушений

км/км2

Сахатов и др., 1967

Суммарная длина трещин и разрывов на единицу площади

Густота мсгатрещии

км/км2

Гольбрайх и др., 1970

Суммарная длина мсга- трещин на элементарном участке

подобные характеристики применительно к задачам нефтегазо- поискового и металлогенического дешифрирования. При этом наиболее часто применяются такие характеристики, как густота разрывных' нарушений, плотность разрывных нарушений, частота разрывных нарушений и ряд других, в значительной степени дублирующих вышеназванные.

Существующие представления по данному вопросу обобщил Е. И. Кильдюшевский (табл. 9).

Анализируя эту таблицу, видно, что применительно к изучению разломной тектоники по космическим фотоматериалам попользуются в различных вариациях главным образом две характеристики:

площадная суммарная длина линеаментов, определяемая отношением суммы длин разрывных нарушений к площади, L;

плотность (густота) линеаментов, определяемая отношением количества линеаментов к площади, N.

Использование одной из этих характеристик не позволит получить объективную информацию о характере и степени пространственной тектонической раздробленности территории, так как, например, суммарная длина множества незначительных по длине линеаментов может быть меньше длины какого-либо одного протяженного линеамента, хотя степень раздробленности, отражаемая количественной характеристикой применяемого расчетного коэффициента, в первом случае будет значительно больше. Поэтому наиболее полно степень пространственной тектонической раздробленности территорий можно оценить путем введения нескольких различных коэффициентов:

плотность разрывных нарушений (1/км2)

где п\ — общее количество разрывных нарушений; 5 — площадь;

площадная суммарная длина разрывных нарушений (1/км2)

/>гдб L — суммарная длина разрывных нарушений;

плотность узлов разрывных нарушений (1/км2)

где пг — общее количество узлов разрывных нарушений (точки пересечения разнонаправленных нарушений).

В связи с тем что предлагаемые коэффициенты рассчитываются в разных единицах измерения, для получения их обобщенного значения необходимо использовать методы математической статистики, в частности метод оценки неоднородности значений признака [37], модифицированный для целей оценки тектонической раздробленности Б.

Л. Юровским [70].

Первой процедурой в оценке неоднородности является построение систем многоугольников (прямоугольников) для набора статистических данных. В каждой системе в соответствии с требованиями математической статистики их должно быть от 6 до 10 ячеек. Причем пустые ячейки, в пределах которых отмечаются нулевые значения расчетных коэффициентов, в систему не включают. В пределах системы составляется список значений N по каждому коэффициенту отдельно.

Расчет среднего арифметического значения осуществляется по формуле _

Следующей операцией является определение разности среднеарифметического значения К\ и частного, замеренного по К ь

Рассчитав разность среднеарифметического и частного значений,^определяют квадрат разности А2 по каждому из значений: (Ki—K))2=A2.

На основе полученных данных в дальнейшем рассчитывают дисперсию значений .              . __ где 2Д2 — сум

марное значение квадрата разности по всей системе в целом.

Данные расчета дисперсии позволяют определить коэффициент неоднородности значения К\ в системе по формуле КК1 = = (WjA|max, где |Л|тах — модуль максимального значения разности среднеарифметического и частного значений по К\ в целом по системе. Рассмотренные расчетные приемы повторяют по каждой системе для каждого коэффициента последовательно. На основе полученных по всем системам значений коэффициента неоднородности определяют обобщенный показатель тектонической раздробленности:

Если один из показателей в системе не может быть рассчитан, в этом случае ставится его нулевое значение, а обобщенный показатель рассчитывают по двум остальным. Обобщенный

Таблица 10. Шкала оценки тектонической раздробленности территорий

Степень неоднородности тектонической раздроблен

Обобщенные значения тектонической раздробленности но показателям

ности территорий

трем

двум

Очень сильно раздробленные

Ко gt;2

/Со gt; I

Сильно раздробленные

1,5 lt; Ко s?2,0

0,6 lt; /Сое: 1

Слабо »

0,6 lt;/Сое: 1,5

0,3 lt;/Сое:0,6

Практические не раздробленные

Ко е: 0,6

/Со ??0,3

Рис.

40. Фрагмент карты тектонической раздробленности по трассе проектируемой автомобильной дороги Токсимо—Бодайбо (1982 г.):

/ — региональные разломы; 2 — разрывные нарушения. Районы с различной степенью тектонической раздробленности; 3 — с сильной тектонической раздробленностью при 1,5lt;Л'оlt;2,0; 4 — со слабой тектонической раздробленностью при 0,6lt;Л,оlt;1,5; ,7 -- практически нс раздробленные территории при /С0lt;0,6; 6 — трасса проектируемой автомобильной дороги

показатель тектонической раздробленности является основным количественным критерием оценки степени тектонической раздробленности территорий. По величине частного и общего коэффициентов неоднородности тектоническую раздробленность рекомендуется классифицировать путем введения шкалы (табл. , которая составлена с использованием разработок Л. Л. Кагана [33].

Руководствуясь шкалой, выполняют районирование территорий по степени тектонической раздробленности, применяя интерполяцию значений внутри систем и между ними, и составляют карту районирования. Фрагмент подобной карты для примера приводится на рис. 40. Карты такого типа можно рассматривать в качестве индикационной основы для выявления участков морфодинамической активности, связанной с локализацией в их пределах неблагоприятных для строительства ЭГГ1. Для проверки данной гипотезы были проведены эксперименты, результаты которых рассмотрены в следующем разделе. 

<< | >>
Источник: Ревзон А. Л.. Космическая фотосъемка в транспортном строительстве. 1993

Еще по теме Количественная обработка данных дешифрированияразрывных нарушений с помощью методов математической статистики:

  1. Количественная обработка данных дешифрированияразрывных нарушений с помощью методов математической статистики