Радиолокационные снимки. Геологическое содержание изображений, примеры интерпретации. Часть 1

6.5. Радиолокационные снимки

(Геологическое содержание изображений, примеры интерпретации.)

Как показывают рис. 225, 226, 228, охваченная аэросъемкой радиолокатором бокового обзора (РЛСБО) полоса суши отражается на радиолокационном изображении с подчеркнутой контрастностью рельефа. Обращенные к радиолокационной системе склоны и поверхности получают больший импульс, чем отвращенные от приемника, и потому предстают на радиолокационном изображении более светлыми, чем последние. Интенсивность сигнала, отраженного от поверхности ландшафта или объекта, зависит прежде всего от угла падения радиолучей, от неровности поверхности, но особенно от соотношения длины волн приходящего излучения, неровности поверхности и диэлектрической постоянной облучаемого вещества поверхности (ср. разд. 4.7.2.5.3). Градации серого тона радиолокационного изображения указывают по меньшей мере, какие поверхности отражают поступающие сигналы сильнее и какие слабее. Серые тона радиолокационного изображения не всегда увязываются с веществом и редко со спецификой его состава, тогда как формы рельефа заснятого ландшафта наряду с прочим имеют решающее влияние на взаимодействия между приходящим излучением и поверхностями ландшафта или конкретным веществом. Ступени серого тона поверхности района или данного вещества в радиолокационном изображении зависят также от длины волн.

Рис. 225а и 225б. Литофациальные комплексы и тектонические структуры ландшафта юго-запада США на радиолокационном изображении. Рис. б примыкает к рис. а справа. Масштаб около 1:200000 (съемка Геологической службы США).

Рис. 226. Радиолокационное изображение района в окрестностях Сан-Франциско. Четко выделяется след зоны разлома Сан-Андреас на поверхности Земли. Пояснения в тексте (снимок Геологической службы США). Масштаб около 1:250000.

Рис. 227. Радиолокационное изображение ландшафта в Аризоне, близ Финикса. Пояснения в тексте. Масштаб около 1:400000.

Рис. 228. Формы рельефа острова вблизи острова Бали. Пояснения в тексте (Good Year Aerospace/Aero Service Corp.).

Объем полезного для геолога информационного содержания радиолокационных изображений в рамках локальных и региональных исследований и анализа зависит от того, насколько распознаваемо на этих изображениях вырисовывается геология основания по формам рельефа, по его главным и мелким чертам, по изменениям растительности, по свойствам и влажности почвы, т. е. по поверхностным особенностям, приводящим к появлению градаций серого тона и текстуры.
На рис. 225а и 225б формы рельефа рассматриваемого ландшафта на юго-западе США определяются прежде всего различной устойчивостью пород к выветриванию и изменениями особенностей напластования обнажающихся осадочных толщ песчаников, известняков, глин и мергелей. Светлые серые тона появляются там, где поступающий сигнал отражается оптимально: на наклонных поверхностях, плоскостях напластования и куэстах, направленных к антенне. Густая в общем растительность в заснятой области оказывает существенное влияние на распределение серого тона на изображении. В первую очередь в долинах и на равнинах наблюдаются отчетливые и обусловленные растительностью различия серого тона благодаря различиям растительности на склонах, равнинах, участках вдоль течения рек и ручьев, на полях. Петрографические различия обнажающихся комплексов пород и тектонические структуры заснятой местности отражаются на изображении РЛСБО в картируемом виде. Однако петрографический характер и стратиграфическое положение осадочных серий, различающихся на радиолокационном изображении, должны уточняться маршрутами на местности и просмотром образцов. С точки зрения структурного картирования следует упомянуть, что на равнине у верхнего края снимка видно ядро синклинальной складки, которое в этой относительно ровной области отображено на радиолокационном изображении в подчеркнутом виде.
Радиолокационное изображение рис. 225 представляет собой геометрически не скорректированное изображение в развертке по наклонной дальности, в котором проявляются различия масштабов ближнего и дальнего планов и сжатие у верхнего края снимка, обращенного к антенне (ср. рисунки в разд. 4.7.2.2). Полоса снимка охватывает площадь длиной около 70 км и шириной 15 км. Аэросъемка РСЛБО проводилась в Ка-диапазоне (к=0,86 см, ГГ-поляризация).
Рис. 226 показывает снимок РЛСБО (Ка-диапазон, ГГ-поляризация), изображающий в развертке по наклонной дальности частный район Береговых хребтов к юго-востоку от Сан-Франциско. В контрастно передающем рельеф радиолокационном изображении отчетливо выделяется протягивающееся вдоль площади снимка нарушение Сан-Андреас. Ниже относительно прямолинейно проходящей зоны нарушения выделяются, имея криволинейные очертания, две крупные зоны нарушений – это протягивающиеся почти через всю площадь снимка нарушение Пиларситос и в левой части снимка нарушение Сан-Матео. Массивные формы рельефа в нижней левой части снимка отвечают выходам гранитов и гранодиоритов. Сильнее расчленены долинами районы, сложенные метаосадками и ортогнейсами. В целом темнее окрашенная и в основном пологая прибрежная полоса у верхнего края изображения подстилается молодыми, едва сцементированными осадками. В горных районах (прежде всего ниже нарушения Сан-Андреас) благодаря линейным врезам долин становятся заметными крутые разрывные структуры различной ориентировки.
Рис. 227 показывает фрагмент полосы изображения Аризоны (радиолокация в Х-диапазоне с синтетической апертурой, X=3 см, однородная ГГ-поляризация, изображение с разверткой по горизонтальной дальности). Радиоволны длиной около 3 см и менее применительно к естественным поверхностям обладают лишь ограниченной способностью проникновения. На природных поверхностях они отражаются и поглощаются с довольно различной интенсивностью. Это доказывает дифференцированное отображение отдельных полей возделываемых земель. Различия серого тона показывают положение полей, покрытых растительностью и лишенных ее, различные способы хозяйственного использования территории, различия свойств поверхности, равно как и различия влажности почвы. Аллювиальные отложения выделяются по своему топографическому положению в долинах и в окружении крупных и мелких выходов метаморфических комплексов пород (гранитогнейсы) по неровности поверхности (гранулометрия) и диэлектрической постоянной более светлыми и более темными серыми тонами. Светлые серые тона дренажной сети в левой части изображения могут представлять собой эффект рельефа (бровки долин). Однако они могут объясняться и скоплениями растительности (кустарник) в сухих долинах. Формы рельефа горного комплекса нижнего края снимка позволяют распознать крутопадающую слоистость (поверхности s), простирание слоистости гнейсов, равно как и положение крутых разрывных структур (нарушения, зоны трещиноватости).
Отображение форм рельефа суши на радиолокационном снимке особенно четко представлено на рис. 228, показывающем соседний с Бали остров (SAR, Х-диапазон, ГГ-поляризация). Наряду с крупным стратовулканом слева на изображении распознаются многочисленные более мелкие вулканические постройки различного типа. В окрестностях некоторых вулканов своими типичными формами рельефа выделяются лавовые потоки (базальт). Более древние формации вулканитов подстилают сильно размытую горную область в левой верхней части изображения. В левой нижней части изображения отсутствует поверхностный дренаж. Здесь, очевидно, осадки просачиваются в проницаемые толщи вулканитов. Различия в сообществах растительности на площади изображения отмечаются по различиям серого тона и особенно текстуры. На изображении отчетливо видно направление освещения во время аэросъемки.
Как уже упоминалось, из смежных полос радиолокационных изображений, полученных при параллельных залетах, можно составить радиолокационную фотосхему (ср. разд. 4.7.6). Для геологических и геофизических разведочных и съемочных работ в районах, покрытых тропической растительностью (джунглях), слабо доступных и потому недостаточно изученных областях Земли, картографически освоенных лишь в общих чертах или вообще не охваченных, радиолокационная фотосхема нередко служит единственной основой для ориентировки и картирования.