Способ картографирования глубин залегания грунтовых вод по данным многозональных аэрокосмоснимков

 

Использование: гидрогеология, при производстве региональных гидрогеологических съемок. Сущность изобретения: дешифрирование начинают с фотоснимков, выполненных о ближнем инфракрасном диапазоне спектра, затем последовательно дешифрируют другие снимки, каждый из которых получен в меньшем диапазоне длин волн, ием предыдущий. Наземные наблюдения проводит на участках, выделенных на каждом снимке и расположенных вне контуров, выделенных при дешифрировании пре-дыдущих снимков. Данные наземных наблюдений увязывают с плотностью фотоизображения на снимках и строят карту глубин залегания грунтовых вод. 5 ил. СО с

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕХТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЗУ (21) 4850686/10 (22) 13.07.90 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) В.Н.Островский и О,В,Подольный (56) Виноградов Б;В, Определение влажнос1и почвы дистанционными аэрокосмическими методами, — Водные ресурсы, 1973, %

3, с. 20.

Садов А.В., Ревзон А.П, Аэрокосмические методы в гидрологии инженерной геологии,- М.; Недра, с, 40-57.

Способ относится к гидрогеологии и предназначен вля картографирования глубины залегания грунтовых вод при пройзводстве региональных гидрогеологических работ, в т.ч, съемок.

Дешифрированию грунтовых вод по материалам аэрокосмических сьемок (МАКС) посвящена обширная литература, В основе гидрогеологического дешифрирования

МАКС лежит ландшафтно-индикационный метод, заключа1ощийся в установлении связей между видимыми на МАКС (физиономичными) компонентами ландшафта (рельеф, почв11, частично горные породы, поверхностные воды, растительность) и скрытыми (деципиентными) компонентами, „„SU„„-1781545 А1 (54) СПОСОБ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ГЛУБИН ЗАЛЕГАНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД ПО

ДАННЫМ МНОГОЗОНАЛЬНЫХ АЗРОКОСMOCHNMK0B (57) Использование: гидрогеолог1ля, при" производстве региональнь1х гидрогеологических съемок. Сущность изобретения: дешифрирование начинают- с фотоснимков, выполненных в ближггел1 инфракрасном диапазоне спектра, затем последoватеnь11о дешифрируют другие снимки, каждый из которых получен в меньшем диапазоне длин волн, чем предыдущий. Наземные наблюдения провод4т на участках, выделенных на каждом снимке и расположенных вне конту ров, выделенных при дешиф. ировании прс,1ыдущих Снимков. Данные наземных . наблюдений увязывают с плотностью фотоизображе)1ия на снимках и строят карту глубин залегания грунтовых вод, 5 ил.

° и к которым прежде всего. относятся грунтовые воды. Однако ландшафтные индикато- QQ ры при всей своей эффективности име1от, д существенный недостаток: они йндивиду-, (Л альны и сильно варьируют в различных рай- р онах. Поэтому для установления индикационных связей нужно выполнять значительный обьем наземных исследований.

В качестве прототипа взят способ кар- . тографирования глубин залегания грунтовых вод по данным многозональных аэрокосмоснимков, вкл1оча1ощий дешифрирование снимков с выделением на йих контуров с высокими оптическими плотностями фотоизображения и наземные наблюдения, 1781545

10

15 полевых работ

25

35

45

55

В основе способа ландшафтно-индикационный метод. Оптическая плотность изобра жения является одним из нескольких дешифровочных признаков глубин залегания грунтовых вод наряду с рисунком, структурой, текстурой и т,п. Поэтому прототип, как и указанный выше аналог, характеризуется значительной трудоемкостью полевых работ.

Кроме того, разнообразие индикаторов затрудняет процесс автоматизации дешифрирования, Цель изобретения — повышение произ. водительности за счет уменьшения объема

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе картографирования глубин залегания грунтовых вод по данным многозональных аэрокосмофотоснимков, включающем дешифрирование снимков с выделением на них контуров с высокими оптическими плотностями фотоизображенйя и наземные наблюдения, дешифрирование начинают со снимков, выполненных в ближнем инфракрасном диапазоне спектра, затем последовател!-.но .дешифрируют другие. снимки, каждый последующий из которых получен в меньшем диапазоне длин волн, чем предыдущий, в.пределах выделенных контуров с наибольшей оптической плотностью фотоизображения на каждом снимке намечают участки (точки), которые расположены вне контуров; выделенных при дешифрировании предыдущих снимков, переносят эти участки (точки) на местность и проводят в них наземные наблюдения, определяя при этом интервалы глубин. залегания грунтовых вод и устанавливая их соответствие оптическим плотностям фотоизображения на многоэональных снимках, по этим данным строят карту глубин грунтовых вод.

На фиг. 1--4 схематически (доказаны элементы космофотоснимков с выделенными кбйт рами с наибольшей оптической плотнбстью фотоизображения, полученного в различныхдиапазонахдлин волн, втом числе в"диапазоне 0,8 — 1,1 мкм (см, фиг, 1), 0,70;8 мкм (см. фиг.2). 0;6 — 0,7 мкм (см. фиг.3); и 0,5-0,.6 мкм (см. фиг. 4); на фиг. 5 изображейа карта глубийзалегания грунтовйх вод, контуры 1 соответствуют глубине залегания менее 0,5 м, контуры 2 — менее 1,0 м, контуры 3 — менее 2 м и контуры 4 — менее 3,5 м.

Предлагаемый способ картографирования глубины залегания трунтовьтх вод реализован следующим образом. Черно-белые фотоснимки, сделанные в разлйчных диапазойах Спектра, подвергают дешифрированию, которое заключается в визуальном или инструментальном выделении на снимках контуров с высокими оптическими плотностями фотоизобра>кения.

Дешифрирование вначале осуществляют снимком, сделанным в "длинноволновом" (ближнем инфракрасном) диапазоне (0,8 — 1,1 мкм). Выделенные контуры с высокой оптической плотностью) фотоизображения характеризуют участки с наиболее блиэкозалегающими грунтовыми водами. В пределах этих контуров намечают участки (точки), в которых, после перенесения на местность проводят наземные наблюдения, например, бурения скважин и определение глубины залегания грунтовых вод для установления ее связи с оптической плотностью иэображения на фотоснимках, В отличие от традиционного метода для наземного обоснования дешифрирования достаточно 1-2 скважин, Затем дешифрирование производится на снимках в более "коротковолновом" диапазоне. Полученные контуры включают также ранее выделенные участки и индицируют более глубокое, чем в первом случае, залегание грунтовых вод. Здесь также намечаются места бурения скважин, но таким образом. чтобы скважины располагались вне контуров, выделенных ранее. Количество скважин также будет минимальным.

Далее операции повторяются в последовательности от "длинноволновых" к "коротковолновым" диапазонам.

Таким образом может быть построена карта глубин залегания грунтовых вод, Операция выделения контуров с высокой плогностью фотоизображения может быть

ВВТОМ8ТМ3МРОВВН8.

Пример. Для опробования предлагаемого способа был выбран участок дельты реки Или в южном Прибайкалье, характеризующийся значительным диапазоном глубин залегания грунтовых вод (до 12 — 15 м).

Грунтовые воды в основном развиты в тонкопесчаных отложениях, С поверхности распространены четвертичные аллювиальныеи озерно-аллювиальные отложения преимущественно суглинистого состава. Для дешифрирования были использованы черно-белые позитивные снимки, сделанные космическим аппаратом 20,06.79 r. в четырех диапазонах; 0,5-0,6; 0,6-0,7; 0,70,8, 0,8 — 1,1 мкм. Путем проведения наземных исследований было установлено, что на снимках s диапазоне 0,5-0.6 мкм оптической плотности изображения D = 2,0 — 2,2 соответствует глубина залегания грунтовых вод 3,5 м, Соответственно на снимках в диапазоне 0,6-0,7 мкм D = 2,0 — 2,2 характеризует участки с уровнем грунтовых вод менее

2,0 м, на снимках в диапазоне 0,7 — 0,8 мкм

J при D = 2,0 — 2,2 уровни залегают на глуби- Способ может быть успешно реализонах менее 1,0 м, а на снимках в ближней, ван на территориях, где развиты однородинфракрасной области(0 8-1,1 мкм) при D = ныл литолого-генетические комплексы

2,0 — 2,2 — на глубинах менее 0,5, Последо- пород, а на плотность фототона не влияют вательно выделяя на снимках участки с 5 атмосферные осадки, плотным фототоном D = 2,0 — 2,2 (см. фиг.

1-4), при минимуме наземных наблюдений Ф о р м у л а и з î 6 р е т е н и я составили карту глубин залегания груйтовых вод (см. фиг. 5). Способ картографирования глубин заВажное преимущество заявляемого 10 легания грунтовых вод по данным многозоспособа по сравнению с прототипом то, что нальных аэрокосмосйимков, включающий единственным дешифровочным признаком выделение контуров с высокими оптическиглубин залегания грунтовых вод является ми плотностями фотоизображения на мнооптическая плотность изображения,.легко гозональных аэрокосмоснимках, выбор определяемая инструментально. Это, с од.- 15 точек наземного измерения глубин залеганой стороны, дает возможность автомати- ния грунтовых вод в пределах этих контуров зи ровать процесс дешифрирования, с и составление карты глубин залегания грундругой, при наземном обосновании дешиф- товых вод, отличающийся тем, что, с рирования, значительно сократить объемы целью повышения производительности за работ, например бурения, т.к. скважины за- 20 счетуменьшения объема полевых работ, вы-,, дают с учетом только одного параметра — деление контуров с высокими оптическими оптической плотности изображения, а дру-, плотностями фотоизображения проводят . гие параметры(рисунок, структура ит.д,) во начиная со снимков, выполненных в бливнимание не принимают, Кроме того, впер- жайшем инфракрасном диапазоне спвктра, вые используется соотношение между опти- 25 последовательно выбирая снимки с уменьческой плотностью фототона на снимках, шением диапазона длин волн, а точки насделанныхв разныхзонахспектра,и глуби- земного измерения выбирают на каждом ной залегания грунтовых вод, Соблюдение снимке вне контура высокой оптической" условия определенного порядка дешифри- плотности фотоизображения на предыдурования снимков (от "длинноволновых" и 30 щем снимке, устанавливают связи между

"коротковолновых") и выбора мест проведе-: значениями. глубин залегания грунтовых ния наземных наблюдений способствует . водиконт,рамисвысокойоптическойплотснижению объема полевых работ, так как . ностью фотоизображения на соответствуювсе точки наблюдения информативны и от- щих снимках и используют полученные носятся только к конкретному снимку сдан- 35 результаты при составлении карты глубины ной плотностью фототона, залегания грунтовых вод.

Vua. 5

Фиг 4

Ъ

СЛ Рис 5

Составитель С,Юмашев

Редактор В.Трубченко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор 3.Салко

Заказ 4268 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101