Кронберг П.
Дистанційне вивчення Землі: Основи і методи дистанційних досліджень в геології

Дистанційне вивчення Землі. Передмова до російського перекладу

Пропонована читачеві книга належить перу П. Кронберга – вченого з ФРН, який отримав впродовж останніх років популярність завдяки своїм дослідженням у геології, перш за все тектоніки Центральної Європи, Греції, Ірану і району Червоного моря, виконаним на основі матеріалів космічних зйомок. Ця книга є логічним розвитком попередньої монографії автора – Photogeologie. Eine Einftihrung in die Grundlagen und Methoden der geologischen Auswertung von Luftbilderh (1984) – Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart («Фотогеологія. Введення в основи і методи геологічного застосування аерознімків»).

Монографії, що всебічно висвітлюють дистанційні та космічні методи геологічних досліджень, поки-що рідкісні. Серед зарубіжних видань книга Кронберга належить до числа небагатьох, де комплексно розглядаються великі та різноманітні відомості про засоби і способи отримання, обробки та геологічного використання аерокосмічної інформації. Більшість інших публікацій являють собою або рекламні видання (відомі альбоми І. Бодехтеля, У. Д. Картера, багато видань НАСА), або хоча і насичені змістом, але обмежені за тематикою або, навпаки, що не дають систематичного уявлення про проблему збірники статей і доповідей (видання НАСА, КОСПАР, симпозіуми пам'яті В. Пекора, праці конференцій «Тектоніка підстави» і ін.). В СРСР неодноразово видавалися узагальнюючі роботи, де розглядалися в комплексі фізико-технічні та природничі аспекти вивчення Землі з космосу, але вони не мали виразної геологічної спрямованості. Відомий також ряд узагальнюючих робіт з окремих розділів космічної геології. Особливе місце серед видань останніх років займає опублікована у нас в 1983 р колективна монографія «Космічна інформація в геології» (під ред. В.Г.Тріфонова і ін. - М .: Наука, 1983), яка не має поки аналогів за широтою охоплення і глибині опрацювання різних аспектів геологічного застосування матеріалів космічних зйомок. Однак кошти отримання і обробки інформації у зазначеній монографії практично не розглядаються. Недостатньо висвітлені та проаналізовані вони і в інших радянських космогеологіческіх публікаціях. Особливо це стосується досягнень, накопичених зарубіжними фахівцями.

Книга Кронберга, таким чином, становить значний інтерес як робота, що підсумовує методи і погляди на космічну геологію, що визначають її розвиток за кордоном. Відразу ж слід підкреслити, що досягнення радянських вчених у галузі космічної геології залишилися практично невідомими Кронбергу. У вступі до своєї книги автор коротко визначає поняття космічної геології і її значення. Він пише: «Можливості застосування нових методів у геології в даний час лише випробовуються і вивчаються, і в найближчому майбутньому ці методи перейдуть з експериментальної стадії до практичного застосування». Якби Кронберг був знайомий зі станом космогеологічних досліджень в СРСР, йому довелося б змінити цю оцінку. Космічні методи широко використовуються у фундаментальних геологічних дослідженнях, а космогеологічне картографування органічно включено нині в систему геолого-знімальних і пошукових робіт, прийняту в Міністерстві геології СРСР і широко застосовується на практиці. Не можна, однак, не сказати про недосконалість як самих методів, так і засобів їх реалізації – книга Кронберга може допомогти їх розвитку.

Великий інтерес для радянських читачів, не тільки геологів, але й фахівців інших напрямків космічного землезнавства, представляють розділи книги, докладно висвітлюють фізичні основи дистанційних досліджень, спектральні властивості природних об'єктів, технічні засоби та матеріали космічних зйомок, способи обробки матеріалів. Ці розділи займають більше половини книги. Особливо цікава глава, де розглядаються спектральні властивості природних об'єктів, обумовлені як відбитим, так і емісійним випромінюванням. Наводяться спектральні характеристики гірських порід різного складу, отримані не тільки в лабораторних умовах, але й в природі, у тому числі для звітрілих і покритих рослинністю поверхонь. Характеризуються спектральні властивості ґрунтів в залежності від їх механічного та мінерального складу і ступеня вологості, а також властивості рослинності в залежності від пори року і, що дуже цікаво геологам, від вмісту важких елементів в грунтах. Ця частина роботи Кронберга заснована на сучасних даних і має велике фактологічне значення, оскільки підсумовує експериментальний матеріал, мало відомий широкому колу радянських фахівців.

Наступна глава присвячена знімальному обладнанню і одержуваних з її допомогою матеріалам. Розглядаються переважно американські знімальні системи: багатозональні фотокамери і серед них (рідкісний випадок!) радянсько-німецька камера МКФ-6; телевізійна система РБВ (RBV) і сканерні системи МСС (MSS). Дано докладний опис американського супутника для дослідження природних ресурсів «Landsat». Охарактеризовані знімки, одержувані сканером нового типу ТМ (Thematic Mapper - «Тематичний картограф») – встановленим на супутнику «Landsat-4 і мають роздільну здатність близько 30 м. Наведено приклад сканерних стереоскопічних знімків, отриманих новою апаратурою типу SPOT (СПОТ). Детально охарактеризовані ІЧ-теплова сканерна апаратура НСММ, а також космічні та авіаційні системи радіолокаційної зйомки, в тому числі формування радарного зображення в залежності від нахилу, шорсткості, вологості, діелектричних властивостей відображають майданчиків. Вельми цікавий зразок стереоскопічних радіолокаційних знімків, отриманих з різних траєкторій.

Розглядаючи способи обробки матеріалів зйомок, Кронберг, поряд з фотографічними, докладно зупиняється на електронно-оптичних способах, як аналогових, так і цифрових: на контрастуванні, колірному кодуванні, фільтрації різного роду, побудові хибнокольорових зображень і зображень співвідношення яскравостей у різних ділянках спектру і ін. Можливості, що надаються різними способами обробки, ілюструються на прикладі одного і того ж знімку. Характеризуються деякі програми автоматизованої геологічної обробки знімків за допомогою комп'ютерів. 

Трохи менше половини книги займає остання глава – опис геологічної інформації, що отримується із зображень різних типів. Розглядаючи інформативність космічних знімків, зроблених у видимій і ближній ІЧ ділянках спектру (стереофотознімки, сканерні та телевізійні зображення «Landsat»), Кронберг опирається значною мірою на досвід західнонімецьких геологів і показує, що результати дешифрування можуть бути використані, в першу чергу, для складання карт структурно-тектонічного змісту і власне геологічних. Крім того, Кронберг підкреслює можливості застосування космічних знімків для вивчення процесів сучасного осадонакопичення і гідрогеології, а також питань охорони довкілля в прибережно-морських районах. Все це представляє безперечний інтерес для радянських геологів. Разом з тим автор, незнайомий з роботами радянських космогеологов, лише в незначній мірі торкається можливостей використання космічних знімків для вивчення глибинної будови земної кори – тієї галузі космічного землезнавства, де радянським фахівцям належить пріоритет і досягнуті значні наукові і практичні результати. Майже не висвітлений і інший аспект застосування аерокосмічної інформації, також найбільш повно досліджений радянськими геологами, – використання для оцінки сейсмічної небезпеки активних районів. Можливості застосування космічних знімків для вивчення закономірностей розміщення і пошуків мінеральної сировини, зокрема для виявлення структур, перспективних для пошуків нафти і газу, Кронбергом тільки згадуються, в той час як в СРСР цим напрямком досліджень приділяється найпильніша увага. Те ж можна сказати і про інженерно-геологічні дослідження за допомогою космічних знімків.

Проте і ця частина монографії має велику цінність для радянських читачів. Тут наведено багато ілюстративного матеріалу високої якості з детальними даними геологічної інтерпретації. На знімках «Landsat» і «Skylab» масштабів 1:1000000 і 1:500000, іноді 1:250000 і 1:100000 демонструється дешифрування літологічних різниць порід, лінійних розривно-тріщинних структур (як експонованих на поверхні, так і похованих), інтрузивних порід, складок, тектонічних покривів, кільцевих структур, четвертинних утворень та інших елементів геологічної будови. Досить велике і коло ландшафтних зон, структурно-тектонічних провінцій і областей, описаних в книзі. Це складчасті системи Аппалачів, варісциди Центральної Європи, альпійські системи Дінарид, Еллінід, Альп, Атласу і Ірану, структури докембрію в Нігерії, Австралії, Канаді, Аравії. Тектонічний синтез для великих територій демонструється на прикладах Ірану (складки і розриви, що виникають в умовах стиснення) і району Червоного моря (розриви в умовах розтягування). Аналізуються зміни інформативності знімків в залежності від спектральних діапазонів, ландшафтних умов, пори року. За різноманітністю розглянутих ситуацій важко знайти аналогії книзі Кронберга в зарубіжній літературі.

Особливий інтерес у геологів нашої країни викличе характеристика інформативності теплових ІЧ-знімків, космічних і літакових. Вона ілюструється на прикладі знімків вулканів Кілауеа, Етна, термальних полів Йєллоустон, Ісландії, Греції. Особливо цікаві теплові знімки, що дозволяють розшифрувати структури корінних порід під плащем осадів у Південній Африці. Досить повно розглянута і геологічна інформативність радіолокаційних знімків. Демонструється дешифрування літологічних відмінностей порід, складок, розривів, кільцевих структур за даними радіолокаційних зйомок масштабу 1:500000 програми «РАДАМБразіл» (Бразилія, Венесуела), а також за даними космічних радарних зйомок апаратурою SIR в Омані, Новій Гвінеї, Алжирі.

Великою перевагою книги є і обширна бібліографія зарубіжних робіт, опублікованих до 1983 року включно. 

При перекладі по можливості збережені терміни автора. При необхідності вони забезпечені коментарем перекладачів. Список літератури доповнений найважливішими радянськими роботами з космічної геології і пов'язаним з нею аспектам аерокосмічних досліджень.

Хотілося б зупинитися також на терміні «дистанційне зондування», що неодноразово зустрічається в тексті. Цим терміном в радянській літературі прийнято перекладати англійське «Remote Sensing», що, строго кажучи, невірно. Sensing швидше означає отримання інформації, ідентифікацію або індикацію, причому в нашому випадку вона здійснюється в основному шляхом реєстрації природного випромінювання, рідше (при радарній зйомці) випромінювання, відбитого від посланого штучного джерела. Що ж стосується терміну «зондування», то в геології ним позначають способи дослідження літосфери, які здійснюються шляхом відправки штучних сигналів, реєстрації та інтерпретації «відгуків» на них від земних надр (сейсмічне зондування, електрозондування і т.п.). Проте термін «дистанційне зондування» широко увійшов у радянську літературу, і ми визнали можливим його зберегти.

Отже, книга Кронберга буде зустрінута з великим інтересом широким колом радянських геологів. Вона адресована, перш за все, викладачам вузів для використання в якості навчального посібника для курсу геологічного картографування, а також студентам старших курсів для самостійної роботи. З метою навчання книгу можуть використовувати і геологи, які освоюють дешифрування космічних знімків. Спеціаліст, що розвиває методи та шляхи геологічного (і в цілому природознавчого і народногосподарського) застосування аерокосмічної інформації, зможе використовувати книгу як довідник з різних питань цієї нової, але вже досить розгалуженої та багатоаспектної галузі знань. Комплексний розгляд проблеми здатний наштовхнути дослідника на нові підходи і методичні розробки. Сподіваємося, що це виявиться корисним. 

Переклад книги на російську мову виконаний канд. геол.-мін. наук С.Ф.Скобєлєвим (гл. 1 – розд. 4.4), д-ром геол.-мін. наук В. А. Бушем (розд. 4.5, гл. 5) і канд. геол.-мін. наук В. П. Колчановою (гл. 6).

В. Буш, В. Тріфонов
Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом