Кронберг П.
Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии

Предисловие к русскому переводу

Предисловие к русскому переводу

Предлагаемая читателю книга принадлежит перу П. Кронберга – ученого из ФРГ, получившего в последние годы известность благодаря своим исследованиям в геологии, прежде всего по тектонике Центральной Европы, Греции, Ирана и района Красного моря, выполненным на основе материалов космических съемок. Эта книга является логическим развитием предыдущей монографии автора – Photogeologie. Eine Einftihrung in die Grundlagen und Methoden der geologischen Auswertung von Luftbilderh (1984) – Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart («Фотогеология. Введение в основы и методы геологического применения аэроснимков»).
Монографии, всесторонне освещающие дистанционные и особенно космические методы геологических исследований, пока еще редки. Среди зарубежных изданий книга Кронберга принадлежит к числу немногих, где комплексно рассматриваются обширные и разнообразные сведения о средствах и способах получения, обработки и геологического использования аэрокосмической информации. Большинство других публикаций представляют собой либо рекламные издания (известные альбомы И. Бодехтеля, У. Д. Картера, многие издания НАСА), либо хотя и насыщенные содержанием, но ограниченные по тематике или, наоборот, не дающие систематического представления о проблеме сборники статей и докладов (издания НАСА, КОСПАР, симпозиумы памяти В. Пекоры, труды конференций «Тектоника основания» и др.). В СССР неоднократно издавались обобщающие работы, где рассматривались в комплексе физико-технические и природоведческие аспекты изучения Земли из космоса, но они не имели отчетливой геологической направленности. Известен также ряд обобщающих работ по отдельным разделам космической геологии. Особое место среди изданий последних лет занимает опубликованная у нас в 1983 г. коллективная монография «Космическая информация в геологии» (под ред. В.Г.Трифонова и др. – М.: Наука, 1983), не имеющая пока аналогов по широте охвата и глубине проработки различных аспектов геологического применения материалов космических съемок. Однако средства получения и обработки информации в указанной монографии практически не рассматриваются. Недостаточно освещены и проанализированы они и в других советских космогеологических публикациях. Особенно это касается достижений, накопленных зарубежными специалистами.
Книга Кронберга, таким образом, представляет значительный интерес как работа, суммирующая методы и взгляды на космическую геологию, определяющие ее развитие за рубежом. Сразу же следует подчеркнуть, что достижения советских ученых в области космической геологии остались практически неизвестными Кронбергу. Во введении к своей книге автор кратко определяет круг понятий космической геологии и ее значение. Он пишет: «Возможности применения новых методов в геологии в настоящее время лишь испытываются и изучаются, и в ближайшем будущем эти методы перейдут из экспериментальной стадии к практическому применению». Если бы Кронберг был знаком с состоянием космогеологических исследований в СССР, ему пришлось бы изменить эту оценку. Космические методы широко используются в фундаментальных геологических исследованиях, а космогеологическое картирование органически включено ныне в систему геолого-съемочных и поисковых работ, принятую в Министерстве геологии СССР и широко применяется на практике. Нельзя, однако, не сказать о несовершенстве как самих методов, так и средств их реализации – книга Кронберга может помочь их развитию.
Большой интерес для советских читателей, не только геологов, но и специалистов других областей космического землеведения, представляют разделы книги, подробно освещающие физические основы дистанционных исследований, спектральные свойства природных объектов, технические средства и материалы космических съемок, способы обработки материалов. Эти разделы занимают более половины книги. Особенно интересна глава, где рассматриваются спектральные свойства природных объектов, обусловленные как отраженным, так и эмиссионным излучением. Приводятся спектральные характеристики горных пород разного состава, полученные не только в лабораторных условиях, но и в природе, в том числе для выветрелых и покрытых растительностью поверхностей. Характеризуются спектральные свойства почв в зависимости от их механического и минерального состава и степени влажности, а также свойства растительности в зависимости от времени года и, что весьма интересно геологам, от содержания тяжелых элементов в почвах. Эта часть работы Кронберга основана на современных данных и имеет большое фактологическое значение, поскольку суммирует экспериментальный материал, мало известный широкому кругу советских специалистов.
Следующая глава посвящена съемочной аппаратуре и получаемым с ее помощью материалам. Рассматриваются преимущественно американские съемочные системы: многозональные фотокамеры и среди них (редкий случай!) советско-германская камера МКФ-6; телевизионная система РБВ (RBV) и сканерные системы МСС (MSS). Дано подробное описание американского спутника для исследования природных ресурсов «Лэндсат». Охарактеризованы снимки, получаемые сканером нового типа ТМ (Thematic Mapper – «Тематический картограф») – установленным на спутнике «Лэндсат-4 и имеющие разрешение на местности около 30 м. Приведен пример сканерных стереоскопических снимков, полученных новой аппаратурой типа SPOT (СПОТ). Подробно охарактеризованы ИК-тепловая сканерная аппаратура НСММ, а также космические и авиационные системы радиолокационной съемки, в том числе формирование радарного изображения в зависимости от наклона, шероховатости, влажности, диэлектрических свойств отражающих площадок. Весьма интересен образец стереоскопических радиолокационных снимков, полученных с разных траекторий.
Рассматривая способы обработки материалов съемок, Кронберг наряду с фотографическими подробно останавливается на электронно-оптических способах, как аналоговых, так и цифровых: на контрастировании, эквиденситных линиях, цветовом кодировании, фильтрации разного рода, построении ложноцветных изображений и изображений соотношения яркостей в разных зонах спектра и др. Возможности, предоставляемые разными способами обработки, иллюстрируются на примере одного и того же снимка. Характеризуются некоторые программы автоматизированной геологической обработки снимков с помощью компьютеров.
Немногим менее половины книги занимает последняя глава – опиисание геологической информации, извлекаемой из снимков разных типов. Рассматривая информативность космических снимков, сделанных в видимой и ИК-ближней частях спектра (стереофотоснимки, сканерные и телевизионные изображения «Лэндсат»), Кронберг опирается в значительной мере на опыт западногерманских геологов и показывает, что результаты дешифрирования могут быть использованы в первую очередь для составления карт структурно-тектонического содержания и собственно геологических. Кроме того, Кронберг подчеркивает возможности применения космических снимков для изучения процессов современного осадконакопления и гидрогеологии, а также вопросов охраны среды обитания в прибрежно-морских районах. Все это представляет несомненный интерес для советских геологов. Вместе с тем автор, незнакомый с работами советских космогеологов, лишь в незначительной мере касается возможностей использования космических снимков для изучения глубинного строения земной коры – той области космического землеведения, где советским специалистам принадлежит приоритет и достигнуты значительные научные и практические результаты. Почти не освещен и другой аспект применения аэрокосмической информации, также наиболее полно исследованный советскими геологами, – использование для оценки сейсмической опасности активных районов. Возможности применения космических снимков для изучения закономерностей размещения и поисков минерального сырья, в частности для выявления структур, перспективных для поисков нефти и газа, Кронбергом только упоминаются, в то время как в СССР этому направлению исследований уделяется самое пристальное внимание. То же самое можно сказать и об инженерно-геологических исследованиях с помощью космических снимков.
Тем не менее и эта часть монографии имеет большую ценность для советских читателей. Здесь приведено много иллюстративного материала высокого качества с детальными данными геологической интерпретации. На отпечатках снимков «Лэндсат» и «Скайлэб» масштабов 1:1000000 и 1:500000, иногда 1:250000 и 1:100000 демонстрируется дешифрирование литологических разностей пород, линейных разрывно-трещинных структур (как экспонированных на поверхности, так и погребенных), интрузивных пород, складок, тектонических покровов, кольцевых структур, четвертичных образований и других элементов геологического строения. Весьма обширен и круг ландшафтных зон, структурно-тектонических провинций и областей, описанных в книге. Это складчатые системы Аппалачей, варисциды Центральной Европы, альпийские системы Динарид, Эллинид, Альп, Атласа и Ирана, структуры докембрия в Нигерии, Австралии, Канаде, Аравии. Тектонический синтез для больших территорий демонстрируется на примерах Ирана (складки и разрывы, возникающие в условиях сжатия) и района Красного моря (разрывы в условиях растяжения). Анализируются изменения информативности снимков в зависимости от спектральных диапазонов, ландшафтных условий, времени года. По разнообразию рассмотренных ситуаций трудно найти аналогии книге Кронберга в зарубежной литературе.
Особый интерес у геологов нашей страны вызовет характеристика информативности тепловых ИК-снимков, космических и самолетных. Она иллюстрируется на примере снимков вулканов Килауэа, Этна, термальных полей Йеллоустона, Исландии, Греции. Особенно интересны тепловые снимки, позволяющие дешифрировать структуры коренных пород под плащом наносов в Южной Африке. Достаточно полно рассмотрена и геологическая информативность радиолокационных снимков. Демонстрируется дешифрирование литологических разностей пород, складок, разрывов, кольцевых структур по данным радиолокационных съемок масштаба 1:500000 программы «РАДАМБразил» (Бразилия, Венесуэла), а также по данным космических радарных съемок аппаратурой SIR в Омане, Новой Гвинее, Алжире.
Большим достоинством книги является и обширная библиография зарубежных работ, опубликованных до 1983 г. включительно.
При переводе по возможности сохранены термины автора. При необходимости они снабжены комментарием переводчиков. Список литературы дополнен важнейшими советскими работами по космической геологии и связанным с ней аспектам аэрокосмических исследований.
Хотелось бы остановиться также на термине «дистанционное зондирование», неоднократно встречающемся в тексте. Этим термином в советской литературе принято переводить английское «Remote Sensing», что, строго говоря, неверно. Sensing скорее означает получение информации, идентификацию или индикацию, причем в нашем случае она осуществляется в основном путем регистрации естественного излучения, реже (при радарной съемке) излучения, отраженного от посланного искусственного источника. Что же касается термина «зондирование», то в геологии им обозначают способы исследования литосферы, осуществляемые путем возбуждения искусственных сигналов, регистрации и интерпретации «откликов» на них от земных недр (сейсмическое зондирование, электрозондирование и т.п.). Тем не менее термин «дистанционное зондирование» широко вошел в советскую литературу, и мы сочли возможным его сохранить.
Итак, книга Кронберга будет встречена с большим интересом широким кругом советских геологов. Она адресована прежде всего преподавателям вузов для использования в качестве учебного пособия в курсе геологического картирования, а также студентам старших курсов для самостоятельной работы. С целью обучения книгу могут использовать и геологи, осваивающие дешифрирование космических снимков. Специалист, развивающий методы и пути геологического (и в целом природоведческого и народнохозяйственного) применения аэрокосмической информации, сможет использовать книгу как справочник по различным вопросам этой новой, но уже достаточно разветвленной и многоаспектной области знаний. Комплексное рассмотрение проблемы способно натолкнуть исследователя на новые подходы и методические разработки. Надеемся, что это окажется полезным.
Перевод книги на русский язык выполнен канд. геол.-мин. наук С.Ф.Скобелевым (гл. 1-разд. 4.4), д-ром геол.-мин. наук В. А. Бушем (разд. 4.5, гл. 5) и канд. геол.-мин. наук В. П. Колчановым (гл. 6).

В. Буш, В. Трифонов

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом