Картографирование разломов на территории Cеверо-Cахалинской равнины по данным дистанционного зондирования земли

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-1-27-317-329

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

О.В. Купцова

Сахалинский государственный университет, Технический нефтегазовый институт,
ул. Пограничная, 2, 630023, Южно-Сахалинск, Россия;
E-mail: Korsuncevaolesy@gmail.com

А.А. Верхотуров

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН, Центр коллективного пользования,
ул. Науки, 1Б, 693022, г. Южно-Сахалинск, Россия;
E-mail: ussr-91@mail.ru

В.А. Мелкий

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН, Лаборатория вулканологии и вулканоопасности,
ул. Науки, 1Б, 693022, г. Южно-Сахалинск, Россия;
E-mail: vamelkiy@mail.ru

Аннотация

В статье приводятся результаты исследования разломных зон земной коры в пределах Северо-Сахалинской равнины с помощью линеаментного анализа модели SRTM. Разломы выделялись в целях повышения информативности карт геологического содержания. В качестве входных использовались данные SRTM. Анализ выполнялся с помощью функционала программного комплекса LEFA. Использование данных SRTM позволило произвести оценку дизъюнктивных нарушений на территории севера Сахалина. Анализ изображений поверхности равнины производился с использованием операции бинарно-морфологической эрозии или с помощью математических алгоритмов Кэнни с дальнейшей цифровой обработкой посредством преобразований Хафа. В работе выявлено положение линейных элементов на разных участках равнины. Отличной проверкой качества выполненных определений послужили результаты более ранних исследований восточной части Северо-Сахалинской равнины, которые проводились в связи с освоением месторождений углеводородов и после сильного Нефтегорского землетрясения. Полученные данные послужили основой для составления карты дизъюнктивных нарушений севера острова Сахалин масштаба 1:500 000. В зависимости от масштаба, пространственного разрешения и уровня генерализации изображения можно выделить дизъюнктивные нарушения разной протяженности (трансрегиональные, региональные, субрегиональные, локальные) и рангов (1 ранг — от нескольких до сотни метров, 2 ранг — от сотни метров до километра, 3 ранг — от 1 км до 35 км, 4 ранг — от 35 до 100 км, 5 ранг — более 100 км). Анализ модели SRTM с помощью инструментария LEFA позволил выявить зоны, где расположены разрывные нарушения земной коры. В результате проведенного анализа выявлены Западно-Сахалинский, Центрально-Сахалинский, Хоккайдо-Сахалинский (Верхне-Пильтунский сегмент), Пильтунский, Гаромайский, Вал-Лангрийский, Гыргыланьи-Дагинский, Южно-Байкальский, Удыльский и множество других разломов менее 2 ранга. Основные результаты работы будут полезны при выборе мест для строительства объектов хозяйственного и промышленного назначения, а также при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых.

Ключ. слова

цифровая модель рельефа, аэрокосмические съемки, тематическое картографирование, дизъюнктивные нарушения, земная кора, программный комплекс LEFA.

Список литературы

  1. Анохин В.М. Глобальная дизъюнктивная сеть Земли: строение, происхождение и геологическое значение. СПб.: Недра, 2006. 161 с.
  2. Бондур В.Г., Зверев А.Т., Кузнецова Л.В. Космический мониторинг динамики систем линеаментов в период подготовки землетрясений в Калифорнии. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2005. № 5. С. 47–55.
  3. Бондур В.Г., Зверев А.Т. Механизмы формирования линеаментов, регистрируемых на космических изображениях при мониторинге сейсмоопасных территорий. Исследования Земли из космоса. 2007. № 1. С. 47–56.
  4. Брюханов В.Н., Буш В.А., Глуховский М.З., Зверев А.Т., Кац Я.Г., Макарова Н.В., Сулиди-Кондратьев Е.Д. Кольцевые структуры континентов Земли. М.: Наука, 1987. 184 с.
  5. Булгаков Р.Ф., Иващенко А.И., Ким Ч.У., Сергеев К.Ф., Стрельцов М.И., Кожурин А.И., Бесстрашнов В.М., Стром А.Л., Сузуки Я., Цуцуми X., Ватанабе М., Уеки Т., Шимамото Т., Окумура К., Гото X., Кария Я. Активные разломы Сахалина. Геотектоника. 2002. Т. 36. № 3. С. 227–246.
  6. Василенко Н.Ф., Иващенко А.И., Ким Чун Ун Деформации земной поверхности в эпицентральной зоне Нефтегорского землетрясения 27 (28) мая 1995 г. Динамика очаговых зон и прогнозирование сильных землетрясений северо-запада Тихого океана. ИМГиГ ДВО РАН. Отв. ред. А.И. Иващенко. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2001. Т. 1. С. 39–57.
  7. Василенко Н.Ф., Прытков А.С. Моделирование взаимодействия литосферных плит на о. Сахалин по данным GPS наблюдений. Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. № 1. С. 42–48.
  8. Вихри в геологических процессах. Ред. А.В. Викулин. Петропавловск-Камчатский: Изд-во Камчатского гос. пед. университета, 2004. 297 с.
  9. Зверев А.В., Зверев А.Т. Применение автоматизированного линеаментного анализа космических снимков при поисках нефтегазовых месторождений, прогнозе землетрясений, склоновых процессов и путей миграции подземной воды. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2015. № 6. С. 14–20.
  10. Зверев А.Т., Малинников В.А., Ареллано-Баеса А. Изучение динамики линеаментов, вызванных землетрясениями в Южной Америке, с применением линеаментного анализа данных спутника ASTER (TERRA). Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2005. № 5. С. 56–65.
  11. Златопольский А.А., Златопольский А.А. Новые возможности технологии LESSA и анализ цифровой модели рельефа. Методический аспект. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 38–46.
  12. Златопольский А.А. Мультимасштабный анализ цифровой модели рельефа. Экспериментальные закономерности. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 27–35.
  13. Изосов Л.А., Ли Н.С. Проблемы глобальной вихревой геодинамики. Региональные проблемы. 2017. Т. 20. № 1. С. 27–33.
  14. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф. Основы линеаментной тектоники. М.: Недра, 1986. 140 с.
  15. Лободенко И.Ю. Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского разломов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва: МГУ, 2010. 165 с.
  16. Ломтев В.Л., Жердева О.А. К сейсмотектонике Сахалина: новые подходы. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2015. № 3. C. 56–68.
  17. Ломтев В.Л., Патрикеев В.Н. Разломы Северного Сахалина: особенности строения и сейсмическая опасность. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 3. C. 44–58.
  18. Лунина О.В. Цифровая карта разломов для плиоцен‐четвертичного этапа развития земной коры юга Восточной Сибири и сопредельной территории Северной Монголии. Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 407–434. DOI: https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0215.
  19. Рождественский В.С. Геодинамическая эволюция Хоккайдо-Сахалинской складчатой системы. Тихоокеанская геология. 1993. № 2. С. 76.
  20. Трифонов В.Г., Макаров В.И., Сафонов Ю.Г., Флоренский П.В. Космическая информация в геологии. М.: Наука, 1983. 370 с.
  21. Уткин В.П. Сдвиговые дислокации и методика их изучения. М.: Наука, 1980. 144 с.
  22. Уткин В.П. Сдвиговый тектогенез и структурообразующее течение коровых масс Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода. Литосфера. 2019. Т. 19 (5). С. 780–799. https://doi.org /10.24930/1681-9004-2019-19-5-780-799.
  23. Харахинов В.В., Гальцев-Безюк С.Д., Терещенков А.А. Разломы Сахалина. Тихоокеанская геология. 1984. № 2. С. 77–86.
  24. Шевырев С.Л. Программа LEFA: автоматизированный структурный анализ космической основы в среде Matlab. Успехи современного естествознания. 2018. № 10. С. 138–143.
  25. Canny J.F.A. Computational Aproach to Edge Detection. IEEE transactions on pattern analysis and machine intelligence. 1986. V. pami-8, No. 6. NOV. Доступно на: http://perso.limsi.fr/vezien/PAPIERS_ACS/canny1986.pdf (дата обращения: 24.03.2021).
  26. Galamhos C., Matas J. and Kittler J. Progressive probabilistic Hough transform for line detection. IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 1999. P. 554–560. Доступно на: https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/9451/1999-Progressive-probabilistic-Hough-Transform-for-line-detection.pdf?sequence=1 (дата обращения 22.03.2021).
  27. Hobbs W.H. Lineaments of the Atlantic border region. Bull. Geol. Soc. Amer. 1904. V. 15. P. 483–506.
  28. Tsutsumi Н., Kozhurin A., Streltsov M.I., Ueki Т., Suzuki Y., and Watanabe M. Active faults and paleoseismology in northeastern Sakhalin II Journal of Geography. 2000. V. 109 (2). P. 294–301 (in Japanese).
  29. Udhi C., Arum T. Lineament density information extraction using DEM SRTM data to predict the mineral potential zone. International Journal of Remote Sensing and Earth Science. 2016. V. 13. No. 1. P. 67–74.

Для цитирования: Купцова О.В., Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Картографирование разломов на территории Cеверо-Cахалинской равнины по данным дистанционного зондирования земли ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 1. С. 317–329. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-317-329

For citation: Kuptsova O.V., Verkhoturov A.A., Melkiy V.A. Maping of faults on territory of the North Sakhalin plain by remote sensing data InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 1. P. 317–329. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-317-329 (In Russian)