Разработка методики обработки многозональных космических изображений для решения геологических задач

Алонсо Алехандро Ареллано Баеса

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики обработки многозональных космических изображений для решения геологических задач"

На правах рукописи

АЛОНСО АЛЕХАНДРО АРЕЛЛАНО БАЕСА

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБРАБОТКИ МНОГОЗОНАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Специальность: 2S.00.34 Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискания ученой степени кандидата технических наук

Москва -2005

Работа выполнена на кафедре проиродопользования и географии факультета прикладной космонавтики Московского государственного университета геодезии и картографии

Научный руководитель:

доктор

геолого-минералогических наук, профессор Зверев А.Т.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Малинников В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тюфлин Ю.С.

доктор

геолого-минералогических наук, профессор Скарятин В .Д.

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа»».

заседании диссертационного совета Д.212.143.01 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва К-64, Гороховский пер., д. 4., МИИГАиК, ауд. 321.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан « »_2005 г.

Защита состоится «_»

2005 г. в

час. на

Ученый секретарь диссертационного совета

Краснопевцев Б.В.

//

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Минерально-сырьевая база является основой любого промышленно развитого государства, поэтому поисково-разведочные работы полезных ископаемых постоянно развиваются и совершенствуются. При геологическом изучении территории и в поисково-разведочных работах используются самые совершенные технологии обработки экспериментальных данных, и прежде всего, основанные на современных достижениях компьютерных технологий.

В геологии одним из наиболее актуальных и перспективных направлений является разработка автоматизированных технологий тематической обработки многозональных космических изображений для решения различных съёмочных и поисково-разведочных задач, а также прикладных геологических и геофизических задач, связанных с прогнозом опасных природных процессов, например, с прогнозом землетрясений.

Для территории Чили использование материалов дистанционного зондирования поверхности Земли имеет особое значение, не только потому, что аэрокосмические технологии, занимающие важное место в современных науках о Земле, позволяют получить новую тематическую геопространственную информацию, но еще и потому, что большая часть её территории занята труднодоступными высокогорными хребтами Анд (высота до 6880 м), где имеется много вулканов, и случаются частые землетрясения. В этих условиях применение известных и разработка новых автоматизированных компьютерных технологий обработки космических изображений с целью получения различной геологической информации с учетом геолого-географических особенностей территории Чили является очень актуальной проблемой, решение которой способствует получению новой геологической информации, повышению

достоверности и оперативности её получения, а также прямому и косвенному экономическому эффекту - резкому снижению затрат на геолого-поисковые, прогнозные и другие виды работ, нацеленных на расширение минерально-сырьевой базы Чили и на осуществление прогноза землетрясений и других природных катастрофических явлений.

Актуальность данных научных исследований становится тем более очевидной, если учесть, что научных работ подобного рода в Чили до настоящего времени не производилось. Научные исследования, связанные с использованием динамики системы линеаментов, выявленной по космическим изображениям, в качестве предвестника землетрясений вообще являются пионерными в науке.

Цель работы.

Целью работы является разработка методики обработки многозональных космических изображений для решения геологических задач с учётом геолого-географических особенностей территории Чили.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

• проведение обзора и анализа существующих классификаций геологических задач и компьютерных технологий их решения;

• проведение обзора и анализа технических средств дистанционного зондирования поверхности Земли и программных средств получения и предварительной обработки космической информации для решения различных геологических и географических задач;

• проведения обзора, анализа и выбора программных средств тематической обработки космической информации и разработка собственных программных модулей для решения задач, сформулированных в данной диссертации;

• проведение эксперимента по практическому использованию разработанной методики автоматизированной обработки многозональных космических изображений применительно к геолого-географическим особенностям территории Чили:

- изучение спектральных характеристик горных пород;

- сравнительный анализ геологической информативности космических изображений в зависимости от их оптических зон;

- сравнительный анализ информативности космических изображений в зависимости от их разрешающей способности;

• комплексный анализ геологического строения, металлогенных, геофизических аномалий и линеаментов, выявленных в результате автоматизированного линеаментного анализа многозональных космических изображений с целью обнаружения их корреляции и осуществления на этой основе прогноза полезных ископаемых.

• отработка метода прогноза землетрясений на основе использования в качестве предвестника закономерности, проявляющейся в динамике систем линеаментов, выявляемых при автоматизированной обработке космических изображений.

"ffWFnff МРТЧЧНН!"-

Основным фактическим материалом послужили космические изображения, полученные при помощи приборного комплекса ASTER в 14 спектральных каналах с пространственным разрешением от 15 до 90 метров. В работе в основном использовались изображения, полученные в первых трвх каналах: 0,52-0,60 мкм, 0,63-0,69 мкм и 0,78-0,86 мкм.

Автоматизированный поиск линеаментов осуществлялся при помощи пакета LESSA. Большинство программ по вторичной обработке цифровых космических изображений, было написано самим автором на языке MATLAB.

Методика исследования включала:

• изучение литературных и картографических материалов;

• изучение и получение практических навыков работы с программными пакетами ERDAS, IDRISI, MATLAB, LESSA.

• разработка собственного программного обеспечения для решения конкретных задач, сформулированных в диссертации;

• подбор многозональных космических изображений на тестовые участки;

• определение оптимальных условий получения геологической информации в зависимости от типа и разрешающей способности зонального космического изображения;

• автоматизированную обработку космических изображений с использованием разных программных средств дня получения требуемой геологической информации;

• отработку методики прогнозирования землетрясений на основе космического (линеаментного) мониторинга сейсмических зон.

Научная новизна работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Разработан классификатор горных пород в зависимости от их спектральных характеристик применительно к геолого-географическим особенностям строения территории Чили;

• На основе изучения корреляционных зависимостей геологического строения, метаплогинии, магнитных аномалий и линеаментов установлена связь рудных полезных ископаемых (Au, Си, Mn, Fe) и магнитных аномалий с диагональной системой трещиноватости.

• Установлено, что в геологическо-географических условиях Чили наибольшей информативностью для региональных линеаментов является канал 3 (0,78-0,86 мкм), а для локальных (штрих-линеаментов) - канал 1 (0,52-0,60 мкм);

• Выявлено, что в период, предшествующих землетрясению (за 1-2 месяца), значительно усиливается степень выраженности согласных и секущих по отношению к простиранию геологических структур линеаментов, а после землетрясения примерно за этот же отрезок времени система линеаментов приходит в первоначальное состояние.

Основные положения, выносимые на защиту.

Предмет защиты может быть сформулирован в виде следующих положений:

1. Разработан классификатор изверженных и осадочных горных пород в зависимости от их спектральных характеристик;

2. Осуществлена комплексная оценка информативности многозональных космических изображений в зависимости от оптической зоны их получения. Установлено, что в геолого-географических условиях Чили наиболее информативен для выделения сквозных (региональных) линеаментов канал 3 (0,78-0,86 мкм), а для локальных линеаментов - канал 1 (0,52-0,60 мкм).

3. Осуществлён комплексный анализ геологических и металлогенических карт, карты магнитных аномалии и схем линеаментов, полученных при автоматизированной обработке космических изображений. Установлено, что зоны линеаментов контролируют положение и форму магнитных и геохимических (металлогенических) аномалий, что позволяет более целенаправленно планировать и проводить поисково-разведочные работы.

4. Разработана методика прогноза землетрясений для геолого-географических условий Чили на основе использования в качестве предвестника динамики системы линеаментов: за 1-2 месяца до землетрясения значительно увеличивается плотность и степень выраженности линеаментов, при этом главное развитие получают секущие

Рис. 1 Псевдоцветное изображение, полученное в результате комбинации первых трех каналов приборного комплекса ASTER для участка района Илытель.

по отношению к главным геологическим структурам Анд; через 1-2 месяца после землетрясения система линеаментов возвращается в исходное состояние.

5. Разработаны программные пакеты, позволяющие производить оперативный анализ спектральных характеристик горных пород вдоль заданного профиля и облегчающие выработку классификатора изверженных и осадочных горных пород, а также программные пакеты, позволяющие производить сравнительный анализ полей плотностей линеаментов для изображений, полученных на различных стадиях подготовки землетрясений.

Практическая значимость работы.

Основные результаты выполненных исследований предложены для использования в геологической службе Чили. Установленная практическая связь металлогенных и магнитных аномалий с зонами линеаментов (трещиноватости) уже сейчас может быть использована для переосмысления существующего перспективного плана поисков рудных полезных ископаемых (Au, Си, Mn, Fe, и др.) на территории Чили.

Предложенный метод прогнозирования землетрясений может служить основой для организации космического сейсмологического мониторинга на территории Чили, главная цель которого выявление за 1-2 месяца до начала землетрясения изменение систем линеаментов тем, чтобы могли подключиться гораздо более дорогостоящие наземные методы прогноза (геофизические, геохимические, геодезические и др.) для уточнения места, силы и времени землетрясения.

Апробация результатов работы.

Основные научные и практические результаты работы доложены на международных конференциях: 35th COSPAR Scientific Assembly, Париж, Франция, 18-25 июля 2004 г, XI Latin American Symposium оп Remote

Sensing and Spatial Information Systems, Сантьяго, Чили, 22-26 ноября, 2004 г, 59-й юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, 8-9 апреля 2004 г.

Публикации

По результатам выполненных исследований по теме диссертации автором опубликовано 5 статей (в соавторстве), и 3 тезиса международных конференций.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы, который насчитывает 106 наименований. Объём диссертации составляет 170 страниц основного текста, включая 10 таблиц, 44 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, обоснована научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена общей классификации геологических задач и обзору классических методов их решения. Особое внимание уделяется анализу современных концепций природы землетрясений. Также приводятся общие характеристики космических систем, включая подробное описание спутника TERRA и его приборного комплекса ASTER, данные которого широко используются в данной диссертации. Также приводится краткое описание существующего в настоящее время программного обеспечения для обработки цифровых космических изображений и подробное описание программы LESSA, предназначенной для автоматизированного поиска и анализа линеаментов.

Вторая глава посвящена исследованию спектральных характеристик горных пород в районе Ильяпель, находящемся примерно в

250 км к северу от Сантьяго. Приводятся основные географические характеристики района, представляющего собой горную область, свободную от лесной растительности. При этом основными геологическими формированиями являются пласты, принадлежащие к мезозойской и кайнозойской эрам. В слоях, соответствующих нижнему меловому периоду, наблюдаются мощные отложения вулканитов и седиментитов. Верхний меловой период представлен вулканической последовательностью большой толщины, в основном андезитов, дацитов, лав и туфов. Также присутствуют полуконсолидированные континентальные отложения гравия, пески и илов речного и селевого происхождения, а также тоналитно-гранодиоритные образования. В отложениях кайнозойской эры особого внимания заслуживают неконсолидированные отложения четвертичного периода, соответствующие эоловым и прибрежным, наносным (аллювиальным) и коллювиальным, ледниковым и речно-ледниковым осадкам (рис. 2).

Исследование спектральных характеристик отражательных способностей горных пород на данном участке, полученных на основе многозонального изображения со спутника ASTER(Terra) (рис. 1), показало, что они существенно отличаются от спектральных характеристик, представленных в специализированной спектральной библиотеке ASTERa. Предложен способ оперативного анализа данных характеристик вдоль заданного профиля, что позволило существенно сократить время поиска классификационных признаков по каждому из образцов горных пород и проверить возможность их разделения. Было установлено, что отношение отражательных способностей, полученных в 4 и 3 каналах, хорошо воспроизводит пространственное распределение основных горных пород (рис. 3).

Третья глава посвящена изучению возможности использования изображений спутниковой системы ASTER для обнаружения залежей

металлов на севере Чили с применением линеаментного анализа. Сравнительный анализ геологической информативности трех оптических зон (0,52-0,6 мкм, 0,63-0,69 мкм и 0,78-0,86 мкм) изображения исследуемого участка размером 1816x2062 пикселей и с разрешением 30м был выполнен при помощи программного пакета Было

установлено, что информативности всех трех оптических зон и одной инфракрасной в условиях обнажённой горной поверхности Чили очень близки, различия проявлены лишь в деталях. Поэтому в общих чертах геологию Чили можно изучать в любой из них. Однако, для выявления более детальных особенностей геологического строения региона, необходимо одновременно использовать две зоны: 0,52-0,60 мкм или 0,630,69 мкм и обязательно зону 0,78-0,86 мкм, так как именно в ней лучше выражены региональные линеаменты.

Сравнительный анализ информативности результатов линеаментного анализа в зависимости от разрешающей способности космоизображений был выполнен, по изображениям с пониженной разрешающей способностью в 1816x2062 пикселя 908x1031 и 454x515 пикселей. Было показано, что наилучший результат достигается при анализе изображения в 908x1031 пискеля, при котором происходит достаточно существенная генерализация поля линеаментов без потери его информативности, как на локальном так и на региональном уровнях.

При сравнительном анализе геологического строения района и результатов линеаментного анализа использовались геологическая, металлогеническая и магнитная карты. Было показано, что поля линеаментов обладают определенными чертами сходства с магнитным полем и особенно с сетью разрывных нарушений, выявленных геофизическими методами. Данное обстоятельство указывает на то, что, во-первых, сеть разрывных нарушений, выявленных по данным геофизики, имеет ротационную природу и, во-вторых, что ротационная

January 27,2004 earthquake Absence of earthquakes

Рис 8 Псевдоцветные изображения спутника ASTER на участок землетрясения от 27 января 2004 г (А) и на участок, где отсутствовала сейсмичнеская активность (В) Плотности штрихов при пороге 0 по всем направлениям и для направлений в 45° и 112.5", полученные на основе изображений на сейсмичный участок (С) за 128 (I) и 48 (2) дней до землетрясения и 73 (3) дня после землетрясения и на асейсмичный участок (D). Разницы между указанными плотностями штрихов на сейсмичный (Е) и асейсмичный (F) участки.

ортогональная сеть линеаментов, выявленная при дешифрировании космоизображений, является сложным образованием, состоящим как из зон трещин, так и из разрывных нарушений. По-видимому, эти разрывные нарушения являются малоамплитудными. В противном случае они были бы зафиксированы при геологических исследованиях и были бы показаны

на геологической карте.

Рис. 4. Карта магнитных аномалий района Илъяпелъ. г. *•">,. /у.—1 J Щ^щт j jv-o Рис. 5. Металлогеническая карта района Илъяпелъ.

, ' •> 7 . ' ••V - ^ % Ч "Ч ' • \ X ✓ ' » Рис. 6. Система линеаментов вг11»»ав^4»д/вв**<»ч\>ч\чЧ". Iii 0 г i ifioocat}«! S14 ooi^^W^cnWJ'i^.sTi^'Äje'i» * ч ч % * g % » an \\4 \ ЖЧ» e VV4> * «.ЧХЧ-эЧъ a »f.itv, tt »»ЧччХЧ«« » ( чучйр - Ч Ъ J в S.WO зяч% i44i.ii» jjpjjt'bb"* i п roaai J» ЗЗОС5 Л В > « ' ваоъчъ о оъо о а s * * » Я « 1 1 1 ¿о JO t«4««etoa J\»O3J i i jo<-< 0 S Ti J » \,W&fJ ijiiio » •» f и в n— .» »ei»i/dJt"o 4t? , Рис 7 Поле роз-диаграмм

Сравнительный анализ металлогенической карты и результатов линеаментного анализа показал, что ареалы распространения повышенного содержания золота, меди и частично железа не имеют чёткого петрографического контроля контура и могут одновременно захватывать

как гранитоиды, так и габброиды и другие породы. В их конфигурации проглядывает подчинение ротационной сети линеаментов. По-видимому, они приурочены к крупным узлам пересечений ротационных зон трещиноватости земной коры, которые наиболее чётко и определённо видны не на карте магнитного поля, а на полях роз-диаграмм и их удлинений.

Данная закономерность позволяет ускорить процесс поисков месторождений золота и меди за счёт локализации проведения поисково-разведочных работ в узлах пересечений зон линеаментов, выявленных в результате проведения автоматизированного линеаментного анализа космоизображений.

Четвертая глава посвящена детальному анализу землетрясения с магнитудой 5.2 на юге Перу 27 января 2004 г. При этом использовались спутниковые изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне с разрешением 15 и 30 м, полученные при помощи прибора ASTER (Terra) на 21 сентября 2003 г. (за 128 дней до землетрясения), на 10 декабря 2003 (за 48 дней до землетрясения) и на 9 апреля 2004 г. (73 дня после землетрясения). Также был проведен анализ тестового участка, на котором не наблюдалось сейсмической активности (рис. 8).

Анализ динамики линеаментов показал, что сеть линеаментов, полученных на сейсмичный участок, крайне динамична: незадолго до начала землетрясения появилость несколько новых линеаментов преимущественно в СВ-ЮЗ направлении, являющихся секущими по отношению к главным геологическим и геоморфологическим элементам Анд. Видимо, их появление является индикатором перестройки поля напряжений и накопления поперечных деформаций в период подготовки землетрясения.

В случае стабильных тектонических условий система линеаментов, крайне бедна и практически одинакова для всех изображений. Изменение

величины порога не оказывает влияния на результат: появление дополнительных линеаменгов до землетрясения и возвращение в исходное состояние после землетрясения в области вокруг эпицентра, и сохранение системы линеаменгов в области, удаленной от эпицентра.

Рис. 9. Линеаменты, полученные на основе изображений на сейсмичный участок за 128 (а) и 48 (б) дней до землетрясения и 73 (в) дня после землетрясения. Порог 120.

Рис. 10. То же для сейсмически спокойного участка

Изучение полей плотности штрихов по каждому из заданных направлений показало, что поля, полученные за 48 дней до землетрясения, сильно отличаются от полей, полученных 128 дней до и 73 дня после землетрясения, а поля плотностей, полученные на сейсмически спокойном участке, практически не меняются. Для того, чтобы подчеркнуть еще больше данный эффект, была подсчитана разность между парами полей плотностей. Наиболее важной особенностью является наличие вытянутой зоны, в которой происходит увеличение плотности штрихов в направлении 112.5° и уменьшение плотности в направлении 45°. После землетрясения плотности штрихов возвращаются в исходное состояние и разности между изображениями за четыре месяца до землетрясения и два с половиной месяца после землетрясения крайне незначительны (рис. 8). Разности полей плотностей штрихов, полученные для сейсмически спокойного участка, всегда незначительны, и невозможно выделить специфические особенности, характерные для землетрясений. Использование других каналов дало схожий результат.

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе:

1. Предложенный способ оперативного анализа спектральных характеристик позволил существенно сократить время поиска классификационных признаков и выработку спектрального классификатора по каждому из образцов горных пород и проверить возможность их разделения.

2. Сравнительный анализ схем сквозных линеаментов и полей плотностей, роз диаграмм и других статистических показателей распределения штрихов-линеаментов, полученных при автоматизированном линеаментном анализе многозональных космических изображений, показал, что в геолого-географических условиях Чили

целесообразно использовать изображения двух оптических зон спектра: 0,52-0,60 мкм и 0,78-0,86 мкм.

3. Выявлена секущая система линеаментов, которая сечёт геологические структуры и коррелирует с разрывными нарушениями, выявленными геофизическими методами, и с магнитными аномалиями.

4. Установлена приуроченность ореолов меди, золота и железа к узлам пересечений зон сквозных линеаментов, что позволяет локализовать проведение поисковых и поисково-разведочных работ в Чили.

5. Выявлено закономерное изменение систем линеаментов в подготовительную и завершающую стадии землетрясения. Увеличение количества линеаментов начинается за несколько месяцев до землетрясения, достигая максимума за 1-2 месяца до него, а через примерно такое же время после него система линеаментов возвращается в исходное состояние. Данная закономерность может бьггь использована в качестве предвестника землетрясения и является научной основой организации космического сейсмического мониторинга.

6. Разработаны программные пакеты, позволяющие производить оперативный анализ спектральных характеристик горных пород вдоль линии и облегчающие выработку классификатора изверженных и осадочных горных пород, а также программные пакеты, позволяющие производить сравнительный анализ полей плотностей линеаментов для изображений, полученных на различных стадиях подготовки землетрясений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Зверев А.Т., В.А. Малинников, A.A. Ареллано-Баэса, Изучение динамики линеаментов, обусловленной землетрясениями в Южной Америке, с применением линеаментного анализа данных спутника Aster(Terra), Известия ВУЗов, Геодезия и аэрофотосъёмка, N 5,2005.

2. Зверев A.T., B.A. Малинников, A.A. Ареллано-Баэса, Прогноз месторождений полезных ископаемых на территории Чили на основе линеаментного анализа космических изображений, Известия ВУЗов, Геодезия и аэрофотосъёмка, N б, 2005.

3. Arellano Baeza, A., A. Zverev, and V. Malinnikov, Study of geological structures associated with the mineral deposits in the North of Chile applying the lineament analysis to the ASTER (TERRA) satellite data, SELPER electronic journal, 2004.

4. Arellano Baeza, A., A. Zverev, and V. Malinnikov, Changes in geological faults associated with earthquakes detected by the lineament analysis of the ASTER (TERRA) satellite data. SELPER electronic journal, 2004.

5. Arellano-Baeza A.A., A. Zverev, V. Malinnikov, Study of changes in the lineament structure, caused by earthquakes in South America by applying the lineament analysis to the Aster (Terra) satellite data, Advances in Space Research, Vol. 36, No 10, doi: 10.1016/].asr.2005.07.068,2005.

6. Arellano-Baeza, A., Zverev, A.; Malinnikov, V. Study of the structure changes caused by earthquakes in Chile applying the lineament analysis to the Aster (Terra) satellite data. 35th COSPAR Scientific Assembly, Paris, France, July 18-25,2004.

7. Arellano-Baeza, A., Zverev, A.; Malinnikov, Study of Geological Structures associated with the mineral deposits in the North of Chile applying the lineament analysis to the ASTER (TERRA) satelite data, XI Latin American Symposium on Remote Sensing and Spatial Information Systems, Santiago, November 22-26,2004.

8. Arellano-Baeza, A., Zverev, A.; Malinnikov, Changes in geological faults associated with earthquakes detected by the lineament analysis of the ASTER (TERRA) satellite data., XI Latin American Symposium on Remote Sensing and Spatial Information Systems, Santiago, November 2226,2004.

* 23 7 62

РНБ Русский фонд

2006-4 25160

Подписано в печать 10.10.2005. Гарнитура Тайме Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,25 Тираж 80 экз. Заказ №169 Цена договорная

УПП «Репрография» МИИГАяК 105064, Москва, Гороховский пер., 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Алонсо Алехандро Ареллано Баеса

Введение

ГЛАВА 1. Современные методы решения геологических задач. Постановка задачи исследования.

1.1. Основная классификация геологических задач.

1.2. Основные методы геологоразведки.

1.3. Основные задачи и методы сейсмологии.

1.4. Основные понятия линеаментного анализа.

1.5. Использование программы LESS А для получения ориентационно-структурных характеристик аэрокосмических изображений.

1.6. Важность методов дистанционного зондирования для решения геологических и геофизических задач.'.

1.7 Основные космические системы дистанционного зондирования.

1.8. Основные характеристики приборного комплекса ASTER (TERRA).

1.9. Основные коммерческие программные средства для анализа космических изображений.

1.10. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Исследование спектральных характеристик горных пород исследуемого района и выделение классификационных признаков.

2.1. Краткая географическая характеристика района исследований.

2.2. Краткая геологическая характеристика района исследования.

2.3. Спектральные характеристики горных пород исследуемого района и выделение классификационных признаков.

Глава 3. Использование изображений спутниковой системы ASTER для обнаружения залежей металлов на севере Чили с применением линеаментного анализа.

3.1. Сравнительный анализ геологической информативности разнозональных космических изображений при дешифрировании линеаментов.

3.2. Сравнительный анализ информативности результатов линеаментного анализа в зависимости от разрешающей способности космоизображений.

3.3. Сравнительный анализ геологического строения района и результатов линеаментного анализа.

3.4. Сравнительный анализ карты магнитных аномалий и результатов линеаментного анализа.

3.5. Сравнительный анализ металлогенической карты и результатов линеаментного анализа.

Глава 4. Прогноз землетрясений на основе динамики линеаментов, выявленной при изучении землетрясений в Южной Америке по данным спутника Aster (Terra).

4.1. Некоторые результаты наземных методов прогноза землетрясений.

4.2. Спутниковые методы прогноза землетрясений.

4.3. Связь между системами линеаментов и положениями эпицентров.

4.4. Изучение изменений в структуре линеаментов, вызванных землетрясениями в Южной Америке, с применением линеаментного анализа данных спутника Aster (Terra).

4.5. Основные характеристики района землетрясения.

4.6. Анализ динамики линеаментов.

4.7. Анализ полей плотности штрихов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики обработки многозональных космических изображений для решения геологических задач"

Минерально-сырьевая база является основой любого промышленно развитого государства, поэтому поисково-разведочные работы полезных ископаемых постоянно развиваются и совершенствуются. При геологическом изучении территории и, в поисково-разведочных работах используются самые совершенные технологии обработки экспериментальных данных, и прежде всего, основанные на современных достижениях компьютерных технологий.

В геологии одним из наиболее актуальных и перспективных направлений является разработка автоматизированных технологий тематической обработки многозональных космических изображений для решения различных съёмочных и поисково-разведочных задач, а также прикладных геологических и геофизических задач, связанных с прогнозом опасных природных процессов, например, с прогнозом землетрясений.

Для территории Чили использование материалов дистанционного зондирования поверхности Земли имеет особое значение, не только потому, что аэрокосмические технологии, занимающие важное место в современных науках о Земле, позволяют получить новую тематическую геопространственную информацию, но еще и потому, что большая часть её территории занята труднодоступными высокогорными хребтами Анд (высота до 6880 м), где имеется много вулканов, и случаются частые землетрясения. В этих условиях применение известных и разработка новых автоматизированных компьютерных технологий обработки космических изображений с целью получения различной геологической информации с учетом геолого-географических особенностей территории Чили является очень актуальной проблемой, решение которой способствует получению новой геологической информации, повышению достоверности и оперативности её получения, а также прямому и косвенному экономическому эффекту - резкому снижению затрат на геолого-поисковые, прогнозные и другие виды работ, нацеленных на расширение минерально-сырьевой базы Чили и на осуществление прогноза землетрясений и других природных катастрофических явлений.

Актуальность данных научных исследований становится тем более очевидной, если учесть, что научных работ подобного рода в Чили до настоящего времени не производилось. Научные исследования, связанные с использованием динамики системы линеаментов, выявленной по космическим изображениям, в качестве предвестника землетрясений вообще являются пионерными в науке.

Целью работы является разработка методики обработки многозональных космических изображений для решения геологических задач с учётом геолого-географических особенностей территории Чили.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

• проведение обзора и анализа существующих классификаций геологических задач и компьютерных технологий их решения;

• проведение обзора и анализа технических средств дистанционного зондирования поверхности Земли и программных средств получения и предварительной обработки космической информации для решения различных геологических и географических задач;

• проведения обзора, анализа и выбора программных средств тематической обработки космической информации и разработка собственных программных модулей для решения задач, сформулированных в данной диссертации;

• проведение эксперимента по практическому использованию разработанной методики автоматизированной обработки многозональных космических изображений применительно к геолого-географическим особенностям территории Чили:

- изучение спектральных характеристик горных пород; сравнительный анализ геологической информативности космических изображений в зависимости от их оптических зон; сравнительный анализ информативности космических изображений в зависимости от их разрешающей способности;

• комплексный анализ геологического строения, металлогенных, геофизических аномалий и линеаментов, выявленных в результате автоматизированного линеаментного анализа многозональных космических изображений с целью обнаружения их корреляции и осуществления на этой основе прогноза полезных ископаемых. • отработка метода прогноза землетрясений на основе использования в качестве предвестника закономерности, проявляющейся в динамике систем линеаментов, выявляемых при автоматизированной обработке космических изображений.

Основным фактическим материалом послужили космические изображения, полученные при помощи приборного комплекса ASTER в 14 спектральных каналах с пространственным разрешением от 15 до 90 метров. В работе в основном использовались изображения, полученные в первых трёх каналах: 0,52-0,60 мкм, 0,63-0,69 мкм и 0,78-0,86 мкм.

Автоматизированный поиск линеаментов осуществлялся при помощи пакета LESSA. Большинство программ по вторичной обработке цифровых космических изображений, было написано самим автором на языке MATLAB.

Методика исследования включала:

• изучение литературных и картографических материалов;

• изучение и получение практических навыков работы с программными пакетами ERDAS, IDRISI, MATLAB, LESSA.

• разработка собственного программного обеспечения для решения конкретных задач, сформулированных в диссертации;

• подбор многозональных космических изображений на тестовые участки; определение оптимальных условий получения геологической информации в зависимости от типа и разрешающей способности зонального космического изображения; автоматизированную обработку космических изображений с использованием разных программных средств для получения требуемой геологической информации; отработку методики прогнозирования землетрясений на основе космического (линеаментного) мониторинга сейсмических зон.

Научная новизна работы заключается в следующем: Разработан классификатор горных пород в зависимости от их спектральных характеристик применительно к геолого-географическим особенностям строения территории Чили;

На основе изучения корреляционных зависимостей геологического строения, металлогинии, магнитных аномалий и линеаментов установлена связь рудных полезных ископаемых (Аи, Си, Mn, Fe) и магнитных аномалий с диагональной системой трещиноватости. Установлено, что в, геологическо-географических условиях Чили наибольшей информативностью для региональных линеаментов является канал 3 (0,78-0,86 мкм), а для локальных (штрих-линеаментов) -канал 1 (0,52-0,60 мкм);

Выявлено, что в период, предшествующих землетрясению (за 1-2 месяца), значительно усиливается степень выраженности согласных и секущих по отношению к простиранию геологических структур линеаментов, а после землетрясения примерно за этот же отрезок времени система линеаментов приходит в первоначальное состояние.

Предмет защиты может быть сформулирован в виде следующих положений:

1. Разработан классификатор изверженных и осадочных горных пород в зависимости от их спектральных характеристик;

2. Осуществлена комплексная оценка информативности многозональных космических изображений в зависимости от оптической зоны их получения. Установлено, что в геолого-географических условиях Чили наиболее информативен для выделения сквозных (региональных) линеаментов канал 3 (0,780,86 мкм), а для локальных линеаментов - канал 1 (0,52-0,60 мкм).

3. Осуществлён комплексный анализ геологических и металлогенических карт, карты магнитных аномалии и схем линеаментов, полученных при автоматизированной обработке космических изображений. Установлено, что зоны линеаментов контролируют положение и форму магнитных и геохимических (металлогенических) аномалий, что позволяет более целенаправленно планировать и проводить поисково-разведочные работы.

4. Разработана методика прогноза землетрясений для геолого-географических условий Чили на основе использования в качестве предвестника динамики системы линеаментов: за 1-2 месяца до землетрясения значительно увеличивается плотность и степень выраженности линеаментов, при этом главное развитие получают секущие по отношению к главным геологическим структурам Анд; через 1-2 месяца после землетрясения система линеаментов возвращается в исходное состояние.

5. Разработаны программные пакеты, позволяющие производить оперативный анализ спектральных характеристик горных пород вдоль заданного профиля и облегчающие выработку классификатора изверженных и осадочных горных пород, а также программные пакеты, позволяющие производить сравнительный анализ полей плотностей линеаментов для изображений, полученных на различных стадиях подготовки землетрясений.

Основные результаты выполненных исследований предложены для использования в геологической службе Чили. Установленная практическая связь металлогенных и магнитных аномалий с зонами линеаментов (трещиноватости) уже сейчас может быть использована для переосмысления существующего перспективного плана поисков рудных полезных ископаемых (Аи, Си, Mn, Fe, и др.) на территории Чили.

Предложенный метод прогнозирования землетрясений может служить основой для организации космического сейсмологического мониторинга на территории Чили, главная цель которого выявление за 1-2 месяца до начала землетрясения изменение систем линеаментов тем, чтобы могли подключиться гораздо более дорогостоящие наземные методы прогноза (геофизические, геохимические, геодезические и др.) для уточнения места, силы и времени землетрясения.

Основные научные и практические результаты работы доложены на международных конференциях: 35th COSPAR Scientific Assembly, Париж, Франция, 18-25 июля 2004 г, XI Latin American Symposium on Remote Sensing and Spatial Information Systems, Сантьяго, Чили, 22-26 ноября, 2004 г, 59-й юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, 8-9 апреля 2004 г.

По результатам выполненных исследований по теме диссертации автором опубликовано 5 статей (в соавторстве), и 3 тезиса международных конференций.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы, который насчитывает 106 наименований. Объём диссертации составляет 170 страниц основного текста, включая 10 таблиц, 43 иллюстраций.

Заключение Диссертация по теме "Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия", Алонсо Алехандро Ареллано Баеса

Основные выводы к диссертации:

1. Предложенный способ быстрого анализа спектральных характеристик позволил существенно сократить время поиска классификационных признаков и выработку спектрального классификатора по каждому из образцов горных пород и проверить возможность их разделения.

2. Сравнительный анализ схем сквозных линеаментов и полей плотностей, роз диаграмм и других статистических показателей распределения штрихов-линеаментов, полученных при автоматизированном линеаментном анализе многозональных космических изображений, показал, что в геолого-географических условиях Чили целесообразно использовать изображения двух оптических зон спектра: 0,52-0,60 мкм и 0,78-0,86 мкм.

3. Выявлена ортогональная система линеаментов, которая сечёт геологические структуры и коррелирует с разрывными нарушениями, выявленными геофизическими методами, и с магнитными аномалиями.

4. Установлена приуроченность ареалов меди, золота и железа в узлах пересечений зон сквозных линеаментов, что позволяет локализовать проведение поисковых и поисково-разведочных работ на территории Чили.

5. Выявлено закономерное изменение систем линеаментов в подготовительную и завершающую стадии землетрясения. Увеличение количества линеаментов начинается за несколько месяцев до землетрясения, достигая максимума за 1-2 месяца до него, а через примерно такое же время после него система линеаментов возвращается в исходное состояние. Данная закономерность может быть использована в качестве предвестника землетрясения и является научной основой организации космического сейсмического мониторинга.

6. Разработаны программные пакеты, позволяющие производить быстрый анализ спектральных характеристик горных пород вдоль линии и облегчающие выработку классификатора изверженных и осадочных горных пород, а также программные пакеты, позволяющие производить сравнительный анализ полей плотностей линеаментов для изображений; полученных на различных стадиях подготовки землетрясений.

Основные выводы влияния разрешающей способности космоизобраэкения. В целом, подводя итоги выполненным исследованиям влияния размеров пикселей на результаты автоматизированного линеаментного анализа, можно заключить, что в условиях Чили, наилучший результат был достигнут при анализе изображения в 908x1033 писке ля, при котором происходит достаточно существенная генерализация поля линеаментов без потери его информативности, как на локальном так и на региональном уровнях. Это заключение подтверждает данные разработчиков программного пакета LESSA, которые пришли к выводу о наибольшей целесообразности использования данного пакета для решения геологических задач при сканировании 1000x1000 и 500x500 пикселей.

Самый оптимальный результат был достигнут, используя третий канал, при уменьшении размера исходного изображения до 1032x1044 пикселей при сохранении разрешающей способности в 30 м. В следующих разделах будет проведен подробный сравнительный анализ данных результатов и геологического строения района, карты магнитных аномалий и металлогенической карты.

3.3. Сравнительный анализ геологического строения района и результатов линеаментного анализа.

Закономерности геологического строения. Если сравнить результаты, полученные для изображения 1032x1044 пикселя (рис 3.3.1а) с геологической картой района Чили (рис 3.3.1.6), то можно отметить следующие закономерности в геологическом строении данного региона: а) в целом геологические границы стратиграфических толщ и интрузивных тел имеют преимущественные простирания близкие к субмеридиональным с небольшим отклонением (около 10°) к направлению ССЗ - ЮВ (север, северо-запад - юго-восток); б) практически все локальные и региональные разрывные нарушения, показанные на геологической карте, являются продольными (согласными) по отношению к геологическим границам или слабо секущими с субмеридиональным простиранием; в) остальные направления простираний геологических границ и разрывных нарушений являются лишь локальными отклонениями от генеральных направлений и не оказывают существенного влияния на общий план стратиграфо-структурного строения региона.

Сравнение геологических структур и сети линеаментов. Если сравнить основные геологические структурные линии (границы стратиграфических толщ и интрузивных тел, разрывные нарушения) с сетью линеаментов, выявленных при автоматизированном линеаментном анализе космоизображений (рис. 3.3.1д,е), то легко обнаружить практически полное отсутствие между ними какой-либо значительной корреляции. Основные отличия выявленных линеаментов от геологических структурных линий: а) Линеаменты образуют ортогональную сеть (при пороге 0) ротационной природы, которая не нашла хоть сколько-нибудь значимого выражения в геологическом строении региона; б) региональные линеаменты, выявленные при пороге 120 и более, имеют преимущественную ориентировку СЗ-ЮВ (с северо-запада на юго-восток), т.е. на 35-45° градусов отличаются от ориентировки главных геологических границ и зон разрывных нарушений; в) несколько крупных (региональных) линеаментов, имеющих простирания СВ-ЮЗ (с северо-востока на юго-запад), также не нашли своего отражения на геологической карте.

Рис. 3.3.1. Псевдоцветное изображение первых трех каналов спутника ASTER размером 1032-1044 пикселей и разрешением 30 м (а), геологическая карта (б), карта магнитных аномалий (в), металлогеническая карта (г), линаменты, выявленные по 3 каналу при пороге 120 (д), розы-диаграммы (е) для района Ильяпель. Г

Ч'гаЛ.Чао B^t.'iO ^^^'ьЧии^^чо апйпн fcli ; 0 0 t) $ о й ft о cccti'tiSb'-.^* i:»i)»Hi'i 'J d wt, ^flujttfnieniateautQ ч S 5 ft I os? ц^ъиаая a^er^'i evs^^Vfti^ i i 4 taria вносит; *s\\is su

•^ЧИй^Ъв^СИЧЧ^ВИ С 'i Ч ч Ч Л •ьЧЛ Л rus^, ПСЬйС Я Й Р.-ТДЪЪ в йЧЧ^ nsttV^:: огугвйгч n с йъ S асе s па вр/гач^в внес не t«челаnьй-ьчь trials, Согри^^ч-йи^ъ'аъъчъч'^ипи о о 1\10п «■(JWn^^oiHi^u^i! о t й з ^ i 'i p в

§ЧЧЧ« 4 Vift tf ? в rf H чч 4 4

Я* a t invssibn -j, ait л j^j iis^berati^ llfncftJeo^ocifiaa .," .1 V ? о J i; вЧМШОФ 4 0пгяа|1111 a 0 e^Mtiai

CT t. Vt U ,1 со;' о i Q tjс ч г'^Л'РЕ^т&гпспйсу о^^Б'э^ь^'.з^^ъЧщ;*^ ас^шзй5^^^аиг^Чя ^t* а кзч

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Алонсо Алехандро Ареллано Баеса, Москва

1. Зверев А.Т., В.А. Малинников, А.А. Ареллано-Баэса, Изучение динамики линеаментов, обусловленной землетрясениями в Южной Америке, с применением линеаментного анализа данных спутника Aster(Terra), Известия ВУЗов, Геодезия и аэрофотосъёмка, N 5, 2005.

2. Зверев А.Т., В.А. Малинников, А.А. Ареллано-Баэса, Прогноз месторождений полезных ископаемых на территории Чили на основе линеаментного анализа космических изображений, Известия ВУЗов, Геодезия и аэрофотосъёмка, N 6,2005. .

3. Arellano Baeza, A., A. Zverev, and V. Malinnikov, Study of geological structures associated with the mineral deposits in the North of Chile applying the lineament analysis to the ASTER (TERRA) satellite data, SELPER electronic journal, 2004.

4. Arellano Baeza, A., A. Zverev, and V. Malinnikov, Changes in geological faults associated with earthquakes detected by the lineament analysis of the ASTER (TERRA) satellite data. SELPER electronic journal, 2004.

5. Arellano-Baeza, A.; Zverev, A.; Malinnikov, V. Study of the structure changes caused by earthquakes in Chile applying the lineament analysis to the Aster (Terra) satellite data. 35th COSPAR Scientific Assembly, Paris, France, July 18-25, 2004.

6. Аржененко Н.И. и др. Моделирование спектральных характеристик яркости природных объектов. Сб. Научные основы создания аэрокосмических систем наблюдения. М., ЦНИИ «Комета», 1998.

7. П.Бондур, В. Г., Зверев, А. Т., Метод прогнозирования землетрясений на основе линеаментного анализа космических изображений, Доклады РАН, Т. 402, № 1, С. 98-105, 2005(a).

8. Бондур, В. Г., Зверев, А. Т., Метод прогнозирования землетрясений, на основе линеаментного анализа космических изображений, Известия ВУЗов, Геодезия и аерофотосъёмка, № 1, С. 76-83, 2005(6).

9. Бондур, В. Г., Зверев, А. Т., Использование линеаментов в качестве предвестников землетрясений, Тезисы дошадов VII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», Россия, Москва, МГГРУ, 5-22 апреля 2005(b).

10. Бондур В.Г., Зверев, А.Т., Космический метод прогноза землетрясений на основе анализа динамики систем линеаментов. Исследования Земли из космоса, № 3, С. 37-52., 2005(г).

11. Бубнов С. Н., Основные проблемы геологии, М., 1960.

12. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука. 536 С., 1975.

13. Диаконис П., Б. Эфрон, Статистические методы с интенсивным использованием ЭВМ. В мире науки. № 7, С. 60-73. 1983.

14. Журков С. Н., Кинетическая концепция прочности твёрдых тел. Вестн. АН СССР. Вып. 3. С. 46-52. 1968.

15. Жуков М. М., Славин В. И., Дунаева Н. Н., Основы геологии, М., 1970.

16. Завьялов А.Д и Никитин Ю.В., Процесс локализации сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки, Вулканол. и сейсмол. №4-5. С. 83-89, 1999.

17. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф., Основы линеаментной тектоники. М.: Недра. 144 С., 1986.

18. Кац Я. Г., Твелев А. В., Полетаев А. И. Основы космической геологии. М.: Недра, 1988.

19. Кронберг, П. Дистанционное изучение Земли. Основы и методы дистанционных исследований в геологии, М.: Мир, 350 С., 1988. (пер. с нем. Kronberg, P. Fernerkundung der Erde, Grundlagen und

20. Methoden des Remote Sensing in der Geologie, Ferdinand Enke Verlag Stuttgard, 1985).

21. Короновский H.B., Златопольский A.A., Иванченко Г.Н., Автоматизированное дешифрирование космических снимков с целью структурного анализа. Исследования Земли из космоса. № 1. С. 111-118. 1986.

22. Кузьмин Ю.О., Жуков B.C. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. М. Московский государственный горный университет. 262 С., 2004.

23. Мячкин В. И., Костров Б. В., Соболев Г. А., Шамина О. Г., Основы физики очага и предвестники землетрясений. Физика очага землетрясения. М.: Наука, С. 6-29. 1975.

24. Панасюк В. В., Предельное равновесие хрупких тел с трещинами, Киев: Наукова думка, С. 246,1968.

25. Ризниченко Ю. В., Проблемы сейсмологии. Избранные труды. М.: Наука. 408 С. 1985.31 .Рогожин Е.А., Блоковое строение земной коры Северной Евразии. Физика Земли. № 10. С. 81-94., 2004.

26. Рябухин А. Г., Макаров В. И., Макарова Н. В. Космические методы в геологии. М.: Изд. МГУ, 1988.

27. Садовский М.А., Естественная кусковатость горной породы. Докл. АН СССР. Т. 247, № 4, С. 829-831,1979.

28. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф., Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука. 101 С. 1987.

29. Садовский М.А., Писаренко В.Ф., Сейсмический процесс в блоковой среде, М.: Наука. 96 С. 1991.

30. Семенов А.Н., Изменение отношения времен пробега поперечных и продольных волн перед сильными землетрясениями. Изв. АН. СССР. Физика Земли. № 4. С. 72-77. 1969.

31. Смирнов В. Б., Завьялов А. Д., Концентрационный критерий разрушенния с учетом фрактального распределения разрывов, Вулканол. и сейсмол. № 4, С. 75-80, 1996.

32. Соболев Г.А., Завьялов А.Д., О концентрационном критерии сейсмогенных разрывов, До/сляды АН СССР, Т. 252. № 1, С. 69-71, 1980.

33. Соболев Г.А., Завьялов А.Д., Локализация сейсмичности перед Усть-Камчатским землетрясением 15 декабря 1971 г. Физика Земли. № 4. С. 17-24, 1984.

34. Соболев Г. А., Семерчан А. А., Салов Б. Г., и др., Предвестники разрушения большого образца горной породы, Изв. АН СССР. Физика Земли. № 8, С. 29-43, 1982.

35. Соболев Г. А., Кольцов А. В., Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений. М.: Наука., 203 е., 1988.

36. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С., Аномалии в режиме слабой сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки. Вулканол. и сейсмол. № 4. С. 64-74. 1996.

37. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С., Стадии подготовки, сейсмологические предвестники и прогноз землетрясений Камчатки. Вулканол. и сейсмол. № 6. С. 17-26. 1998.

38. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С., Анализ процесса выделения энергии при формировании магистрального разрыва в лабораторных исследованиях по разрушению горных пород и перед сильными землетрясениями. Физика Земли. № 2. С. 44-55, 2000.

39. Федотов С. А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе, Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука. С. 121-150. 1968.

40. Хаин В.Е., Ломизе М.Г., Геотектоника с основами геодинамики. М.: МГУ, 480 С., 1995.

41. Шейдеггер А. Основы геодинамики. М.: Недра. 384 С., 1987.

42. Шульц С.С., Концентрические сводовые структуры восточной части Туранской плиты на космических снимках. Известия ВУЗов. Геология и разведка. № 12. С. 182-184,1974.

43. Abrams, М. J., and Hook, S. J., Simulated ASTER data for geologic studies: IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., Vol. 33. No. 3. P. 692-699, 1995.

44. Abrams, M., The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER): Data products for the high spatial resolution imager on NASA's Terra platform, International Journal of Remote Sensing, Vol. 21. No. 5. P. 847-859, 2000.

45. Aggarwal Y. P., Sykes L. R., Simpson D. W., Richards P. G., Space and temporal variations of tg/tp and P waves residuals at Blue Mountain Lake, J. Geophys. Res., Vol. 80, P. 718-732,1973.

46. Antonioletti R., Schneider H., Borcosque J.L., Zarate E., Caracteristicas climaticas del Norte Chico (26° a 33° S). IREN, Instituto de Investigaciones de Recursos naturals, P. 102,18 mapas, Santiago, 1972.

47. Вак, P., Tang С., and Wiesenfeld К., Self-organized criticality, Physical Review A, Vol. 38. No. 1. P. 364-374,1988.

48. Bowman D.D., Ouillon G., Sammis C.G., et al., An observational test of the critical earthquake concept. J. Geophys. Res., Vol. 103. N BIO. P. 24359-24372.1998.

49. Carver, G., Sauber J., Lettis W. R., Witter R. C., Use of SRTM and Landsat-7 to evaluate seismic hazards, Kodiak Island, Alaska, Abstract #4513 of EGS-AGU-EUG Joint Assembly, Nice, France, 6-11 April, 2003.

50. Cotilla Rodriquez, M. O., Cordoba Barba D., Morphotectonics of the Iberian Peninsula, Pure and Applied Geophysics, Vol. 161. No 4. P. 755815, 2004.

51. Cross, A. M., Detection of circular geological features using the Hough Transform. International Journal of Remote Sensing, Vol. 9, P. 15191528. 1988.

52. Dey, S., Sarkar S., Singh R. P., Anomalous changes in column water vapor after Gujarat earthquake, Adv. Space. Res., Vol. 33. No. 3, P. 274278, doi: 10.1016/S0273-1177(03)00475-7. 2004.

53. Fitton, N. C. and Cox S. J. D., Optimizing the application of the Hough Transform for the automatic feature extraction from geoscientific images. Computers and Geosciences, Vol. 24, P. 933-951,1998.

54. Giovambatista R.D., Typkin Y.S., Seismicity patterns before several damaging earthquakes in central Italy in September-October, 1997. Vole. Seism. Vol. 21. P. 511-517. 2000.

55. Gokhberg, M. В., Pokhotelov O. A., Morgounov V. A., Earthquake prediction seismoelectromagnetic phenomena, London, Taylor & Francis Ltd, ISBN/CatNo: 2881249213,208 P., 1995.

56. Hobbs, W. H., Lineaments of the Atlantic border region, Geological Society American Bulletin, Vol. 15, P. 483-506, 1904.

57. Huang Q., Sobolev G.A., Nagao Т., Characteristics of the seismic quiescence and activation patterns before the M=7.2 Kobe earthquake. January 17,1995. Tectonophys. Vol. 337. P. 99-116. 2001.

58. Koike, K., Nagano S. and Kawaba K., Construction and Analysis of Interpreted Fracture Planes through Combination of Satellite-Image Derived Lineaments and Digital Elevation Model Data. Computers and Geosciences, Vol. 24, P. 573-583,1998.

59. Liu, J. Y., Chen Y. I., Pulinets S. A., Tsai Y. В., Chuo Y. J., Seismo-ionospheric signatures prior to M>6.0 Taiwan earthquakes., Geophys. Res. Lett., Vol. 27. No. 19, P. 3113-3116, 2000.

60. Mah, A., Taylor G. R., Lennox P., and Balia L., Lineament Analysis of Landsat TM images, Northern Territory, Australia. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 61, P. 761-773, 1995.

61. Markham B.L., Barker J.L., Kaita E., Seiferth J. and Morfitt R., On-orbit performance of the landsat-7 ETM+ radiometric calibrators, INT. J. Remote sensing, 2003.

62. Mogi, К. Source location of elastic shocks in the fracturing process in rocks, Bull. Seismol. Soc. Japan, Vol. 46. No. 5, P. 1103-1125, 1968.

63. Paskoff, R., Le Chili semi-aride. Recherches geomorphologiques. Biscaye Fr. Impr., 420 P. Bordeaux, 1970.

64. Ponce, L., К. C. McNally et al, The Nov. 29, 1978 Oaxaca earthquake: foreshock activity, Geophys. Int. Vol. 17. No. 3. P. 267-280. 1978.

65. Price, J.C., How unique are spectral signatures? Remote Sensing of Environment, Vol. 49, P. 181-186,1994.

66. Rowan, L. C. and Lathram E. H., Mineral Exploration. Chapter 17, in Remote Sensing in Geology (B. S. Siegal and A. R. Gillespie, editors), John Wiley and sons, New York, P. 553-605., 1980.

67. Rowan, L. C. Analysis of simulated advanced spaceborne thermal emission and reflection (ASTER) radiometer data of the Iron Hill, Colorado, study area for mapping lithologies, Journal of Geophysical Research, Vol. 103, No D24, P. 32,291-32,306,1998.

68. Sammis, C. G., and Sornette D., Positive feedback, memory, and predictability of earthquakes, Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 99, P. 2501-2508, 2002.

69. Sherman S. I., Gladkov A. S., Fractals in studies of faulting and seismicity in Baikarift zone, Tectonophys., Vol. 308. P. 133-142.1999.

70. Singh, R. P., and Ouzounov D., Earth processes in wake of Gujarat earthquake reviewed from space, EOS Transactions, AGU, Vol. 84. No. 26, P. 244-244, doi: 10.1029/2003E0260007, 2003.

71. Smirnov V. B. Fractal properties of the Caucasus, J. Earthquake Prediction, Vol. 4. N 1. P. 31-45, 1995.

72. Smirnov V. В., Zavyalov A. D. Incorporating the fractal distribution of faults as a measure of failure concentration, Volcanol. SeismoL, Vol. 18. P. 447-452,1997.

73. Sobolev G. A., Tyupkin Y. S., Zavyalov A. D., Map of expected algorithm and RTL prognostic parameter: joint application, Russ. J. Earthquake Sciences, Vol. 1. N 4. P. 301-309, 1999.

74. Sonder R.A. Die Lineament Tektonik und ihre Probleme. Ed. Geol. Helv. Vol. 31. No. 1. P. 199-238. 1938.

75. Sornette D., Sammis C.G., Complex critical exponents from renormalization group theory of earthquakes: Implications for earthquake predictions, J. Phys. I. France, Vol. 5, P. 607-619, 1995.

76. Spaletti, L., Paleoambientes sedimentarios en secuencias silicoclasticas, IMPSEG, Facultad de Ciencias Naturales, UNLP, Carrera de Investigador, CONICET, P. 175, 1980.

77. Stich, D., Alguacil G., Morales J., The relative locations of multiplets in the vicinity of the Western Almeria (southern Spain) earthquake series of 1993-1994, Geophysical Journal International, Vol. 146. No. 3. P. 801812,2001.

78. Stizen, M. L. and Toprak V., Filtering of satellite images in geological lineament analyses: an application to a fault zone in Central Turkey. International Journal of Remote Sensing, Vol. 19, P. 1101-1114,1998.

79. Turcotte D. L., Fractals in geology and geophysics, PAGEOPH, Vol. 131. No. lA. P. 171-196,1989.

80. Varela, J., Geologia del cuatenario de la region de la Quebrada Quereo, Los Vilos. Provincia del Choapa, IV Region. IN Congreso Geologico chileno, No 2, Actas, Vol. 3. P. 1141-1159. Arica. 1979.

81. Varnes, D. J., Predicting earthquakes by analyzing accelerating precursory seismic activity, PAGEOPH. Vol. 130. No. 4, 661-686,1989.

82. Wang, J., Howarth, P.J.: Use of the Hough Transform in Automated Lineament Detection. IEEE Tran. Geoscience and Remote Sensing, Vol. 28. No. 4. P. 561-566, 1990.

83. Whitcomb, J. H., Garmany J. D., and Anderson D. L., Earthquake prediction: variation of seismic velocities before the San Fernando earthquake, Science. Vol. 180, P. 632-641,1973.

84. Zavyalov A.D. and Habermann R.E., Application of the concentration parameter of seismoactive faults to Southern California, Applied Geophysics, Vol. 149, P. 129-146,1997.

85. Zlatopolsky, A. A., Program LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis): automated linear image features analysis -experimental results, Computers & Geosciences, Vol. 18. No. 9. P. 11211126,1992.

86. Zlatopolsky, A. A., Description of texture orientation in remote sensing data using computer program LESS A, Computers & Geosciences, Vol. 23. No. 1,P. 45-62,1997.

87. Zuniga, O. A., and Haralick R. M., Integrated directional derivative gradient operator. IEEE Transactions on systems, man and cybernetics, № 3, P. 508-517. 1987.6/