герб

ГОСТы

флаг

Методические рекомендации Методические рекомендации по использованию материалов космо- и аэрофотосъемки в дорожных изысканиях

СССР

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТвА

ГЛАВТРАНСПРОЕКТ

Московский государственный ордена Трудового Красного Знамени проектно-изыскательский институт транспортного строительства
МОСГИПРОТРАНС

УТВЕРЖДАЮ
И.о. главного инженера института
_____________В.Б. СКОРНЯКОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
по использованию материалов космо- и аэрофотосъемки в дорожных изысканиях

МОСКВА

1988

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ПОЛОЖЕНИЕ ДИСТАНЦИОННЫХ МЕТОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОЖНЫХ ИЗЫСКАНИЙ

1.1. Общие понятия о дистанционных методах

1.2. Космо- и аэрофотометоды

1.3. Технологическая схема использования аэро- и космофотоматериалов

1.4. Принцип многократного дешифрирования

1.5. Комплексирование

1.6. Положение дистанционных методов в общей технологической схеме

2. ОСНОВЫ АЭРО- И КОСМОДЕШИФРИРОВАНИЯ

2.1. Понятие природно-территориального комплекса (ПТК)

2.2. Факторы, определяющие облик ПТК

2.3. Понятия ландшафтных индикаторов и дешифровочных признаков

3. МЕТОД КЛЮЧЕВЫХ УЧАСТКОВ

3.1. Обоснование метода

3.2. Виды ключевых участков

3.3. Эталонирование

3.4. Схемы инженерно-геологических изысканий по методу ключевых участков

3.5. Методы экстраполяции

4. ЭТАЛОННЫЕ ОБЪЕКТЫ И ЭТАЛОННЫЕ АЭРО - и КОСМОСНИМКИ

4.1. Каталоги (альбомы) эталонных снимков

4.2. Требования к эталонным снимкам

4.3. Содержание альбомов-каталогов

5. ИНФОРМАЦИЯ (СОСТАВЛЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ), ПОЛУЧЕННАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМО- И АЭРОФОТОСНИМКОВ.

5.1. Предварительные материалы (начальные стадии исследований)

5.2. Материалы для стадии ТЭО

5.3. Материалы, составляемые на стадиях проекта и рабочих чертежей

6. КОСМО- И АЭРОФОТОМАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ДОРОЖНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ

6.1. Комплектирование МКС И MAC

6.2. Виды МКС и MAC

6.3. Масштабы МКС и MAC

7. ДЕШИФРОВОЧНАЯ АППАРАТУРА

7.1. Легкая аппаратура

7.2. Стационарные комплексы

7.3. Центры коллективного пользования МКС

ЛИТЕРАТУРА

ПРЕДИСЛОВИЕ

В рекомендациях рассмотрены принципы применения в дорожных изысканиях группы дистанционных методов, основанных на дешифрировании аэро- и космофотоматериалов, приведена технологическая схема дорожных изысканий с использованием результатов дешифрирования, изложены основы применения метода ключевых участков, рассмотрены принципы комплексирования методов исследований и эталонирования космо- и аэрофотоснимков, обоснован выбор оптимальных исходных материалов для решения тех или иных задач при помощи дешифрирования, описаны окончательные материалы, получаемые с использованием результатов инженерно-геологического дешифрирования, перечислена используемая аппаратура.

Рекомендации составлены на основе многолетнего опыта Мосгипротранса по использованию аэро- и космофотоматериалов в дорожных изысканиях в кашей стране и за рубежом, обобщения методических исследований геологических и научно-исследовательских организаций.

Рекомендации составлены бригадой дистанционных и космических методов отдела инженерной геологии, выполняющей функции Мосгипротранса как головной организации в системе Главтранспроекта по использованию космоматериалов в дорожных изысканиях. Автор - руководитель бригады дистанционных и космических методов главный геолог В.Б. Достовалов, при участии старшего геолога М.С. Наумова.

Заместитель директора

Мосгипротранса ___________А.В. Богословский

1. ПОЛОЖЕНИЕ ДИСТАНЦИОННЫХ МЕТОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОЖНЫХ ИЗЫСКАНИЙ

1.1. Общие понятия о дистанционных методах

Дистанционными методами исследования природной среды называются методы, позволяющие получать полезную информацию об исследуемом природном объекте без прямого контакта с ним.

Дистанционные методы для получения геологической и инженерно-геологической информации могут использовать изучение и анализ:

различных физических полей, создаваемых объектами;

особенностей их проводимости различного вида волн и электропроводности;

собственного и отраженного излучения в различных частях спектра;

особенностей электромагнитной индукции, т.е. изучение тех признаков объектов, которые могут фиксироваться различными приемниками на том или ином расстоянии.

1.2. Космо- и аэрофотометоды

В настоящих рекомендациях рассматривается группа дистанционных методов, которая использует в качестве носителя информации различные виды фотоматериалов, полученных с воздушных и космических летательных аппаратов, т.е. материалы космической съемки (МКС) и аэросъемки ( MAC) поверхности Земли. Наряду с фотоизображениями поверхности в область изучения этой группы методов входят тепловая и радиолокационная съемка сканерного типа. Эти виды информации могут быть записаны на магнитную пленку и обрабатываться на ЭВМ. Разработка методов практического использования тепловой и радиолокационной съемки в транспортных изысканиях является одной из важнейших задач; ЦНИИС Минтрансстроя.

1.3. Технологическая схема использования аэро- и космофотоматериалов

Технологическая схема использования аэро- и космофотоматериалов в инженерно-геологических транспортных изысканиях в общем виде предусматривает три обязательных периода при выполнении всего цикла работ: предполевой, полевой и послеполевой камеральный.

Предполевой период включает в себя сбор и обобщение всех доступных фондовых и литературных материалов по геологии, геоморфологии, тектонике, инженерной геологии, гидрогеологии, климату и растительности района предполагаемых работ, получение и дешифрирование МКС и MAC. Результатом предполевого периода является карта (схема) предварительного инженерно-геологического дешифрирования или (при недостатке исходной информации) ландшафтно-ситуационная схема. Масштаб и площадь охвата составляемой карты (схемы) зависят от стадии дорожных изысканий, причем масштаб увеличивается от 1:1000000 - 1:50000 на предпроектных стадиях до 1:25000 - 1:10000 на стадии проекта и рабочих чертежей, а площадь уменьшается примерно с 1000 км2 на 100 км трассы до 250 - 300 км2 на завершающих стадиях.

Составляемый материал является основой инженерно-геологического районирования территории назначения ключевых участков (см. ниже), планирования полевых наземных исследований.

Полевой период включает в себя исследования на ключевых участках, увязочные, рекогносцировочные наземные и аэровизуальные маршруты, увязывание данных дешифрирования с натурными наблюдениями, определение полноты и достоверности дешифрирования, выявление объектов (или типов объектов), пропущенных при предварительном дешифрировании.

Результатом полевого периода являются полевые инженерно-геологические карты ключевых участков (или всей территории), таблицы сопоставления инженерно-геологических объектов, их ландшафтных индикаторов и дешифровочных признаков, выявляемых на MAC и МКС.

Полевое дешифрирование проводится в бесснежный период параллельно с наземными видами исследований.

Камеральный послеполевой период - это завершение всех инженерно-геологических исследований по изучаемой территории, период синтеза всей полученной информации как дистанционными, так и традиционными наземными методами. В камеральный период проводится окончательное дешифрирование всех МКС и MAC с учетом полученных на ключевых участках дополнительных данных об инженерно-геологических объектах, их индикаторных и дешифровочных признаках, уточняются границы выделенных полей развития тех или иных типов пород (грунтов), зон распространения современных геологических процессов, аномальных состояний отложений. Данные дешифрирования увязываются с результатами буровых работ, опробования, геофизики. Результаты выносятся на стандартную топооснову требуемого для данной стадии изысканий масштаба.

Таким образом, результатом послеполевого камерального периода является инженерно-геологическая карта требуемого масштаба, которая прилагается к отчетным материалам и является основанием для принятия решений по положению трассы изыскиваемой дороги, конструкции земляного полотна, искусственных сооружений и других объектов, мер по обеспечению их качественного строительства и эксплуатации, мероприятий по защите окружающей среды. Кроме того, могут быть составлены (если это требовалось по заданию и были проведены соответствующие исследования) специальные карты, например; мерзлотная, карта трещиноватости и зон проницаемости, карты детального дешифрирования площадок раздельных пунктов, жилпоселков, неблагоприятных для строительства участков.

1.4. Принцип многократного дешифрирования

Массовое дешифрирование МКС и MAС необходимо проводить по разработанной технологической схеме не менее трех раз: в предполевой период при составлении карт предварительного дешифрирования, в полевой период при уточнении индикаторов и дешифровочных признаков инженерно-геологических объектов и построении полевых карт, в камеральный послеполевой период при выявлении окончательных контуров или положения картируемых инженерно-геологических объектов.

Кроме того, при составлении детальных и специальных карт необходимо проводить дополнительное направленное дешифрирование тех или иных видов МКС и MAC.

Таким образом, осуществляется принцип многократного дешифрирования МКС и MAC, позволяющий наиболее полно и достоверно выявить геологические объекты, определяющие инженерно-геологические условия строительства и эксплуатации проектируемых сооружений.

1.5. Комплексирование

Технологическая схема использования аэро- и космоматериалов в дорожных изысканиях предусматривает широкое комплексирование МКС и МАС как по видам съемки (черно-белая, спектрозональная, синтезированная многоканальная), так и по масштабам (от МКС масштаба 1:1000000 - 1:50000 до MAC масштаба 1:10000 - 1:4000) с общей направленностью к увеличению разрешающей способности материалов по мере углубления представлений о геологических особенностях изучаемой территории.

Вторым видом обязательного комплексирования является использование комплекса методов (как дистанционных, так и наземных). Если дешифрирование в основном обеспечивает контурную и диагностическую части составляемых документов, то методы непосредственного изучения дают возможность определить основную массу числовых параметров выявленных объектов (мощность слоев, их физические свойства, состояние).

Целесообразно комплексирование наземных геофизических и дистанционных методов, причем необходимо последовательное использование сначала космических, а затем аэроснимков. Сочетание этих методов позволяет надежно выявлять разрывные нарушения, определять их простирание, обводненность, проницаемость, тектонические и геологические границы, определять литологические комплексы.

Опыт Мосгипротранса показал высокую (более 95 %) сходимость результатов дешифрирования МКС и МАС с результатами электропрофилирования и сейсмопрофилирования.

1.6. Положение дистанционных методов в общей технологической схеме

Технологическая схема инженерно-геологических дорожных изысканий предусматривает использование всех доступных методов изучения территории предполагаемого строительства. Дистанционные методы являются лишь частью рассматриваемого комплекса методов. В то же время возможность оперативного извлечения инженерно-геологической информации о значительных площадях территории проектируемых работ определяет опережающее положение дистанционных методов по отношению к другим методам в общей технологической схеме проектно-изыскательских работ. Правильное использование опережающей аэро- и космоинформации оптимизирует проведение всего комплекса изысканий, повышает его эффективность.

Дешифрирование МКС и MAC не сокращает объемы буровых и геофизических работ на выбранных к полевому обследованию конкурентоспособных вариантах, а в некоторых случаях даже увеличивает эти объемы, выявляя участки, неблагоприятные для строительства. Но наряду с этим дистанционные методы дают возможность:

путем вовлечения в зону рассмотрения значительной по ширине полосы варьирования предполагаемой дороги обосновать выбор конкурентоспособных вариантов и тем самым исключить из натурных обследований неперспективные варианты;

улучшить положение выбранных вариантов, надежно определяя плановое положение неблагоприятных для строительства участков;

обоснованно проводить поиски строительных материалов и месторождений подземных вод для водоснабжения, ограничив зоны поиска перспективными в этом плане территориями;

провести прогноз взаимного влияния природной среды и объектов строительства, в результате чего можно обоснованно определить мероприятия как по обеспечению устойчивости сооружений дороги, так и по охране среды;

обеспечить действенный мониторинг за состоянием уже построенных сооружений для выявления возможности возникновения больных мест или нежелательных изменений экологической обстановки и принятия своевременных мер.

Расширение зоны обследования, получение дополнительной инженерно-геологической информации при тех же или сокращенных сроках изысканий, повышение эффективности наземных работ определяют существенное улучшение качества проектов и рабочих чертежей, что в свою очередь приводит к сокращению стоимости если не строительства, то эксплуатационных расходов проектируемых сооружений.

2. ОСНОВЫ АЭРО- И КОСмодешифрироваНИЯ

2.1. Понятие природно-территориального комплекса (ПТК)

Геологическое дешифрирование основано на выявлении закономерных взаимосвязей между внешним обликом участков земной поверхности и их внутренним геологическим строением. Территории, находящиеся в одной климатической зоне, где имеет место повторение внешнего облика участков со сходным геологическим строением, определяются как природно-территориальные комплексы (ПТК). Таким образом, участки территории со сходным геологическим строением, имеющие различный внешний облик, относятся к различным ПТК.

2.2. Факторы, определяющие облик ПТК

Основными факторами, определяющими современный естественный облик ПТК, являются климат, геологическое строение и история геологического развития. Производными этих факторов являются рельеф поверхности комплекса, растительность, состояние грунтов рыхлого чехла, современные геологические процессы, сейсмичность. Совокупность как первичных факторов, так и их производных в конечном счете определяют инженерно-геологические условия как в целом на ПТК, так и на отдельных его частях. Динамика геологического развития и климатические изменения вызывают закономерные изменения внешнего облика ПТК, которые происходят с небольшим опозданием во времени. Например, небольшие тектонические движения, отвечающие динамике геологического развития, привели к временному подъему уровня грунтовых вод, что повлекло за собой гибель березовых лесов на второй надпойменной террасе реки Лены. Сейчас уровень грунтовых вод восстанавливается, т.е. вновь создаются предпосылки для восстановления прежнего внешнего облика участков подтопления. Но для этого потребуется несколько десятков лет.

2.3. Понятия ландшафтных индикаторов и дешифровочных признаков

Физиономические характеристики того или иного объекта (или характерный ландшафт данной климатической зоны) формируются за счет характерных форм рельефа и микрорельефа (текстуры) поверхности, типичных видов растительности и почвенного покрова, систем трещиноватости, рисунка гидросети. Все эти особенности, характерные для данного типа геологических объектов, видимые на поверхности, являются природными, или ландшафтными индикаторами. Особенности аэро- и космофотоизображения (стереомодели) конкретного типа геологических объектов являются их дешифровочными признаками.

Каждый тип геологических объектов, картируемых с использованием методов дешифрирования, обладает набором признаков, главными из которых являются: геоморфологическое положение, общий облик поверхности, текстура поверхности стереомодели, фототон, рисунок гидросети, растительность. В ряде случаев дешифровочными признаками могут быть природные очертания геологического объекта, сопутствующие процессы и явления, видимые на аэро- или космофотоснимках, результаты хозяйственной деятельности, Для некоторых типов инженерно-геологических объектов набор дешифровочных признаков бывает неполным или переменным в зависимости от местоположения в рельефе. Выделяются прямые и косвенные дешифровочные признаки. Примеры комплексов дешифровочных признаков рассмотрены в главе 4, посвященной альбомам-каталогам эталонных аэро- и космофотоснимков.

3. МЕТОД КЛЮЧЕВЫХ УЧАСТКОВ

3.1. Обоснование метода

Метод ключевых участков основан на изучении существующих закономерных связей между составом, свойствами, состоянием горных пород и внешним обликом поверхности, сложенной данными породами. Характерные особенности облика поверхности являются ландшафтными индикаторами этих пород в рассматриваемом их состоянии, а особенности аэро- или космофотоизображения ландшафтных индикаторов - их дешифровочными признаками.

Для изучения закономерностей связи между обликом земной поверхности и ее внутренним строением, определяющим, в частности, инженерно-геологические условия, выбирают типичные участки территории - ключевые участки - с целью выявления как внешних, видимых на космо- или аэрофотоматериалах компонентов ландшафта (ландшафтных индикаторов), так и внутреннего строения поверхности.

Ключевой участок [1] - это участок территории инженерно-геологического картирования, выбранный для проведения комплексных детальных исследований с целью получения данных для экстраполяции на всю изучаемую площадь (или на ее часть).

Ключевой участок (или система участков) должен (должна) назначаться таким образом, чтобы на нем (них) находились типичные представители всех видов объектов, подлежащих картированию.

В случае обнаружения в ходе полевых работ объектов, отличных от изучаемых на ключевых участках, они должны быть детально обследованы. При большой протяженности полосы картирования и ее ограниченной ширине необходимо назначить, во-первых, вытянутые по очертаниям ключевые участки (ключевые профили) и, во-вторых, относительно большее по сравнению с площадной съемкой количество ключевых участков. При этом следует широко использовать материалы инженерно-геологического районирования, выполненного по результатам предварительного дешифрирования МКС и MAC.

В районах, характеризующихся частой сменой литолого-генетических комплексов, широким развитием трещинной тектоники, высокой степенью изменчивости грунтов, могут быть выделены интервалы трассы, на которых метод ключевых участков неприменим.

3.2. Виды ключевых участков

По своему назначению ключевые участки следует подразделять на общие и специализированные [2].

Ключевые участки общего назначения следует выбирать для определения состава горных пород, направления и характера его изменчивости, состояния и водно-физических свойств грунтов и грунтовых вод в типичных условиях. Критерии типичности выводят исходя из имеющейся информации об изучаемом регионе. Они могут быть различными для регионов с разной степенью изученности. Ключевые участки общего назначения могут быть центральными (эталонными), т.е. расположенными в центре изучаемого геологического поля (таксона того или иного ранга), и граничными, которые располагаются поперек границ между геологическими полями и назначаются для изучения качественного и количественного изменения состава, состояния и свойств грунтов в граничных условиях.

Ключевые участки специализированного назначения необходимы для изучения отдельных территорий, отличающихся своеобразием инженерно-геологических условий и требующих по той или иной причине детального изучения (в местах развития геологических процессов, выходов на поверхность подземных вод и др.)

При определении размеров ключевых участков общего назначения следует стремиться к тому, чтобы они охватывали все литолого-генетические типы пород коренной основы и покровных комплексов, главные структурные элементы территории, все основные типы многолетне- и сезонномерзлых толщ, виды природно-территориальных комплексов, характерные геологические процессы и явления [3].

Площадь ключевых участков может изменяться от двух - трех до нескольких десятков квадратных километров [4].

3.3. Эталонирование

При работе на ключевых участках с использованием МКС и MAC, кроме выбора типичных ландшафтов и ключевых или эталонных инженерно-геологических объектов, нужно подбирать аэроснимки, выполненные в аналогичных с рабочими комплектами условиях,- аэрофотографические эталоны с изображением эталонных объектов.

Эталонные снимки подразделяются на специальные и комплексные эталоны.

Специальные эталоны содержат характеристику только одного какого-либо элемента ландшафта (или инженерно-геологического объекта). Такие эталоны удобны при узкой специализации исследований, но мало пригодны для комплексного дешифрирования, основанного на анализе всех элементов ландшафта.

Комплексные эталоны предусматривают разработку таблиц дешифровочных признаков, составленных по всем компонентам ПТК, и являются основной формой эталонирования при ключевом методе исследований.

По сложност и изображенных объектов эталоны следует делить на простые (элементарные) и сложные. Простые эталоны должны демонстрировать типичное аэрофотоизображение (стереомодель) какого-либо объекта или группы однородных объектов, выделенных из целого комплекса разнородных образований, показанных на снимке.

На сложных эталонах должны быть показаны сочетания территориально связанных между собой объектов, показанных на снимке. Сложные эталоны следует считать основным видом эталонирования при инженерно-геологических изысканиях с применением ключевого метода.

Используемые в геологических исследованиях эталоны (эталонные аэро- и космофотоснимки) в основном относятся к группе ландшафтных эталонов, отображающих различные сочетания объектов, и к группе элементарных эталонов, отображающих отдельные элементы поверхности, характерные обычно для современных геологических процессов.

Целесообразно использовать в качестве эталонов отдельные снимки рабочих комплектов МКС и MAC, выполненных для данной территории, а при крупномасштабном инженерно-геологическом картировании - комплекты аэрофотоснимков, выполненных специально для топографического обеспечения дорожных изысканий в масштабе 1:5000 - 1:12000. При отсутствии специализированной аэросъемки целесообразно использовать MAC, изготовленные территориальными управлениями ГУГК СССР или другими организациями. Масштаб этих материалов колеблется от 1:15000 до 1:50000. Разрешающая способность фотоматериалов обычно такова, что снимки можно увеличивать в 4 - 5 раз без существенной потери качества, обеспечивая оптимальные для нужд дорожных изысканий масштабы рабочих материалов.

При эталонировании, проводимом на ключевых участках, помимо инженерно-геологических свойств объектов определяются их физиономические (внешние) признаки, выявленные на аэро- и космофотоснимках, или их дешифрировочные признаки: геоморфологическое положение и особенности рельефа поверхности, растительный покров, микрорельеф собственно поверхности и стереомодели (текстуры поверхности стереомодели), гидрографная (дренажная) сеть, фототон, трещиноватость, очертания естественных границ природных комплексов, видимые результаты воздействия современных природных процессов и деятельности человека.

Полевые исследования на ключевых участках должны выявлять инженерно-геологические характеристики полей (объектов), образующих изучаемую территорию и отраженных на эталонных снимках, их дешифровочные признаки и отдельные точечные объекты, имеющие инженерное значение.

Получение этих трех видов информации - космо- или аэрофотоизображений (стереомодели), ландшафтных индикаторов и их дешифровочных признаков, инженерно-геологических характеристик - служит основой для составления инженерно-геологических карт всей изучаемой площади в пределах данного инженерно-геологического участка (таксона).

3.4. Схемы инженерно-геологических изысканий по методу ключевых участков

Схема инженерно-геологических изысканий по методу ключевых участков включает в себя следующие периоды:

Предполевой период

В предполевой период выполняются:

сбор и анализ литературных и фондовых геологических и инженерно-геологических материалов, материалов по геофизике, гидрогеологии, мерзлоте и по специализированному дешифрированию МКС и MAC;

предварительное выявление частных и комплексных ландшафтных индикаторов инженерно-геологических условий путем сопоставления географических и геофизических данных и материалов специализированного дешифрирования (альбомов-каталогов аэро- и космоснимков, картотек аннотированных снимков по данному региону или регионам) с имеющимися геологическими и инженерно-геологическими материалами;

подбор и предварительное дешифрирование аэро- и космофотоматериалов по всем вариантам полос варьирования изыскиваемой трассы, составление карты предварительного инженерно-геологического дешифрирования (при недостатке материалов - ландшафтно-ситуационной карты) в выбранной системе условных обозначений и схемы ландшафтного районирования;

составление топонимических рядов инженерно-геологических областей и соответствующих им ландшафтных районов, инженерно-геологических районов (ландшафтов);

составление предварительных схем (таблиц) ландшафтных индикаторов и их дешифровочных признаков;

расчет и назначение ключевых участков, опорных увязочных маршрутов, схемы аэровизуальных наблюдений.

Полевой период

В полевой период входят:

комплекс аэровизуальных наблюдений и рекогносцировочных наземных маршрутов с целью уточнения структуры ландшафтов территории изысканий, выявления дополнительных дешифровочных признаков ландшафтных индикаторов, уточнения положения ключевых участков, намеченных в предполевой период, и подходов к ним;

наземные исследования на ключевых участках, в том числе горно-проходческие и геофизические работы, ландшафтно-индикационные наблюдения, детальное дешифрирование МКС и МАС, составление рабочих таблиц дешифровочных признаков ландшафтных индикаторов инженерно-геологических условий, обследование и составление описаний отдельных точечных инженерно-геологических объектов;

поиски и разведка месторождений строительных материалов, как на ключевых участках, так и вне их, проведение увязочных маршрутов и выполнение контрольных горно-проходческих работ вне ключевых участков;

составление полевой инженерно-геологической карты и продольного профиля.

Камеральный период

Заключительный камеральный период включает в себя:

окончательную обработку по всем видам исследований;

составление на основе сплошного детального дешифрирования окончательной инженерно-геологической карты, соответствующей по масштабу и детальности проводимой стадии дорожных изысканий;

составление, при необходимости, продольного профиля и поперечников, планов месторождений строительных материалов, гидрогеологических и геоморфологических карт;

составление отчета.

Основной технологической и методологической задачей предполевого периода является районирование территории изысканий и назначение ключевых участков на основе анализа литературных и фондовых материалов и карты предварительного дешифрирования МКС и MAC.

Положение ключевого участка в соответствии с его определением выбирают таким образом, чтобы на участке были представлены все типы инженерно-геологических объектов, распространенных в данном инженерно-геологическом районе, и зоны взаимодействия отдельных объектов между собой. Ключевой участок (участки) должен обеспечить построение инженерно-геологических рядов или разрезов в любом месте данного района.

Размеры ключевых участков определяются взаиморасположением ключевых (эталонных) объектов, подлежащих обследованию, и путей подхода к ним. При линейных изысканиях в большинстве случаев вместо участков произвольных очертаний рекомендуется назначать ключевые или опорные профили, совпадающие с участками полосы варьирования изыскиваемой трассы. Такие ключевые профили позволяют с наибольшей полнотой использовать информацию, полученную на разных стадиях изысканий, при составлении документов, соответствующих конечным стадиям работ.

Специальные ключевые участки назначают для разведки месторождений строительных материалов. При полевых исследованиях на них надо выделять не только дешифровочные признаки месторождений данного типа, но и проводить опробование строительного материала с целью выявления его пригодности для использования в дорожном строительстве.

Объем исследований, планируемых на каждом из выделенных инженерно-геологических районов, определяют исходя из сложности строения данного района и его протяженности. Внутри инженерно-геологического района полевые работы по изучению каждого типа инженерно-геологических объектов распределяют пропорционально встречаемости этих объектов в полосе съемки и распространяют как на ключевые объекты, расположенные внутри ключевых участков, так и на контрольные объекты того же типа между участками, причем на контрольные объекты может приходиться от 20 до 30 % объема работ по данному типу объектов.

Исключение составляют единичные инженерно-геологические объекты, которые обследуются в обязательном порядке независимо от того, что их аналогов больше не обнаружено, и независимо от их положения в полосе варьирования.

3.5. Методы экстраполяции

Методы экстраполяции числовых результатов полевых исследований на ключевых участках на всю территорию инженерно-геологического района, обеспеченного данными участками, приобретает большое значение в послеполевой завершающий период.

Многие параметры геологических и инженерно-геологических объектов, такие, как мощность отдельных слоев, состав, влажность (льдистость), несущая способность и т.п., закономерно меняются как по простиранию, так и вкрест простирания ряда объектов.

Рассмотрим приемы определения числового значения параметров протяженного инженерно-геологического объекта между двумя ключевыми участками. На каждом ключевом участке изучаемый объект исследуется на ключевой площадке. На рис. 1 схематически показана полоса, в пределах которой закономерно меняется параметр П - как по простиранию (направление И1), так и вкрест простирания (направление И2). Конфигурацию полосы (контур объекта), линию средних значений (ЛСЗ) параметра П определяют дешифрированием. На концах полосы находятся ключевые площадки, на которых получены частные значения параметра П i . Среднее значение параметра на каждой ключевой площадке (рис. 2) рассчитывается по формуле:

(1)

где n - количество частных определений параметра.

Градиент изменчивости τ вдоль направления И I (см. рис. 1) между I и II ключевыми площадками определяют по формуле:

(2)

где А - расстояние между ключевыми площадками по ЛСЗ.

Среднее значение параметра П на удалении ах от первой ключевой площадки:

Схема полосы изменчивости параметра "П" инженерно-геологических объектов одного вида

Рис. 1.

I и II -ключевые площадки,

И I и И2 - взаимоперпендикулярные направления изменчивости,

O 1 и O 2 - центральные точки ключевых площадок,

ЛСЗ - линия средних значений параметра "П",

A - расстояние методу центральными точками ключевых площадок,

а х и b х - относительные координаты точки X .

(3)

Расчетное значение параметра в точке x, удаленной на расстояние b x от ЛСЗ и на расстояние a x от первой ключевой площадки, рассчитывается по формуле

(4)

где  - градиент изменчивости по направлению И2 на расстоянии ах от первой ключевой площадки.

Величина градиента по направлению И2 может меняться по направлению И1 (от I до II ключевых площадок), тогда модуль изменчивости градиента ; будет равен

(5)

где - градиенты изменчивости по направлению И2

на I и II ключевых площадках, тогда значение градиента по направлению И2 на удалении ах от I ключевой площадки

(6)

Градиент изменчивости по заданному направлению (в нашем случае направление И2) рассчитывается либо по методу средних градиентов, либо по методу наименьших квадратов [5]. Пример использования метода средних градиентов приведен на рис. 2. Точки 1-10 - места получения частных значений параметра П (точки опробования, замеров), прямая 2-2 (направление И2 ) - изучаемое направление изменчивости, в нашем случае перпендикулярное ЛСЗ или направлению И1, - наносится таким образом, чтобы справа и слева от нее было примерно одинаковое количество точек определения частных значений параметра П.

Схема ключевой площадки с планом информативных точек (скважин)

Рис. 2

Числитель - номер скважины, знаменатель - значение параметра "П" в информативной точке, 1-10 - проекции информативных точек на направление изменчивости И (2-2), за начало отсчёта (0) принято пересечение прямой 2-2 с границей поля.

Проектируя точки 1-10 на линию 2-2, получаем систему точек 1 - 10 на одной прямой. Частные градиенты изменчивости

по направлению И2 имеют вид:

(7)

где  и  - частные значения параметра П в точках i и i +1

( ) - расстояние между проекциями точек i и i +1 на прямую 2-2. Тогда средний градиент изменчивости по направлению И2

(8)

По методу наименьших квадратов градиент изменчивости по направлению И2 (2-2)определяется по формуле:

(9)

где bi - расстояние между произвольно выбранной точкой начала отсчета на линии 2-2 и проекцией информативной точки на ту же линию;

П i - точное значение параметра в информативной точке (частное значение параметра).

4. ЭТАЛОННЫЕ ОБЪЕКТЫ И ЭТАЛОННЫЕ АЭРО - и КОСМОСнимКИ

4.1. Каталоги (альбомы) эталонных снимков

Обязательным условием успешного применения аэро- и космофотодешифрирования является выявление закономерных взаимосвязей между внутренним строением земной поверхности и ее внешним обликом, отраженным на аэро- и космофотоматериалах. Эти закономерности выявляют на всех этапах дешифрирования, но наиболее полно - при полевом изучении объекта, его строения, внешних признаков-индикаторов и их отображения на фотоматериалах (стереомодели). В результате исследований на ключевых участках должны быть составлены каталоги типичных стереомоделей всех инженерно-геологических объектов, образующих территорию работ, и их максимально полных инженерно-геологических характеристик [6] .

Эталонным аэроснимком и космоснимком (эталонный стереомоделью) называется снимок, на котором изображен эталонной объект, обладающий как типичными внешними (физиономическими) свойствами или дешифровочными признаками, видимыми на аэро- или космоснимке, так и типичным (т.е. закономерно повторяющимся на аналогичных объектах) внутренним строением (в частности, инженерно-геологическими условиями).

Основой картирования сложного комплекса природных условий при инженерно-геологическом изучении территории является, как было сказано выше, ландшафтно-индикационный метод, при котором внешние элементы ландшафта (рельеф, гидросеть, растительность и т.д.) используются для изучения его внутреннего (геологического и криогенного) строения, современных геологических процессов, распределения грунтовых вод, состава, состояния и некоторых водно-физических свойств грунтов. Картирование внешних элементов ландшафта и их совокупностей при наличии данных о связи этих элементов с внутренним строением, выявленным на ключевых участках, позволяет путем интерпретации и экстраполяции получить достоверные сведения об инженерно-геологическом, гидрогеологическом и геокриологическом строении изучаемой территории.

Ландшафтно-индикационный метод может быть использован как при наземном картировании, так и при картировании с применением МКС и MAC.

4.2. Требования к эталонным снимкам

Эталонные космо- и аэрофотоснимки по своим параметрам (масштаб и время, съемки, погодные условия, качество бумаги и т.п.) должны быть аналогичны рабочим материалам на всю территорию.

При значительных по объему работах, когда исследуются многие варианты трассы в течение нескольких лет, целесообразно составлять альбомы-каталоги эталонных снимков инженерно-геологических объектов, где представлены эталонные стереомодели, выполненные на различных видах съемки и в различные сезоны года, что позволяет выявить наиболее удобные для использования виды MAC и МКС для каждого конкретного региона. В таких альбомах-каталогах, кроме подробного описания дешифровочных признаков объекта, должны быть рекомендации по оптимальным видам съемок и статистически обработанные данные об инженерно-геологических свойствах рассматриваемого объекта.

4.3. Содержание альбомов-каталогов

В качестве примера приведем описания водоразделов и их склонов на одном из участков БАМа, взятые из альбома-каталога, составленного ЦНИИС Минтрансстроя в 1980 году.

3. Водоразделы и их склоны

Выделены два типа водораздельных поверхностей: сухие водоразделы (21) х и замаренные (22), отличающиеся друг от друга по условиям стока, степени обводненности, глубине сезонного протаивания, мощности элювиалъно-делювиальных отложений.

х Здесь и далее в скобках приведены номера (индексы) данных таксонов в системе условных обозначений, принятой в альбоме (прим. МГТ).

Склоны водораздельных поверхностей выполнены делювиально-элювиальными отложениями. По преобладанию тех или иных склоновых процессов выделяются склоны средней крутизны (23, 23 а), пологие (24, 24 а) и крутые (25). Пологие склоны и склоны средней крутизны подразделяются на сухие и замаранные (индекс с "а").

3.1. Сухие водоразделы (21)

Элювиально-делювиальные отложения

Иллюстрации 12, 26, 39, 40, 41

1. Геоморфологическое положение сухих водоразделов - верхние части сравнительно узких водораздельных возвышенностей (хребтов), гряд, вершин отдельных сопок и тому подобное. Характерной чертой является наличие крутых склонов средней крутизны, обеспечивающих хороший дренаж водораздельной поверхности.

2. Дешифровочные признаки:

а) общий облик: горизонтальные или слабонаклоненные поверхности обычно вытянутых очертаний (по простиранию хребта, гряды), ограниченные хорошо выраженными склонами;

б) рельеф обычно сглажен, формы округлые, зализанные. В то же время могут наблюдаться скальные останцы и связанные с ними глыбовые развалы (рис. 40, 41). Очертания поверхностей зависят от плана и истории геологического и тектонического развития каждого конкретного района;

в) рисунок поверхности зависит от распределения древесной растительности. На безлесых участках рисунок поверхности монотонный;

г) текстура поверхности стереомодели шероховатая на безлесных водоразделах, зернистая - на глыбовых развалах или "ворсистая" на участках, покрытых лесом;

д) гидросеть отсутствует;

е) фототон серый и светлосерый, последний обычен на безлесных участках;

ж) растительность обычно древесная: лиственница, сосна, реже ольха и береза. Высота деревьев 25 - 30 м, в подлеске - кустарники. Встречаются поляны (рис. 39) с травянистой растительностью.

3. Сопутствующие процессы и явления

а) возможно образование скальных останцев, особенно на водоразделах, сложенных породами гранитного ряда; отмечаются каменные развалы (рис. 40, 41).

4. Аэрофотоматериалы

Выявление сухих водоразделов производится на фотопланах и фотосхемах с использованием крупномасштабных топографических карт. Детальное дешифрирование выполняется на аэрофотоснимках масштаба 1:5000 - 1:10000.

5. Инженерно-геологические условия

Описание слоистой толщи рыхлых отложений сухих водоразделов

а) почвенно-растительный слой - 0,2 - 0,3 м;

б) преимущественно супеси (70 %), реже пески (10 %) и суглинки (20 %) с включением дресвы и щебня (до 20 - 30 %).

С глубиной количество дресвы и щебня увеличивается. Средняя мощность 1,3 - 1,4 м;

в) дресвяно-щебенистый грунт с песчаным заполнителем (10 - 20 %), щебня 5 - 15 %. Средняя мощность 2,0 м.

Глубина сезонного протаивания достигает 1,5 - 1,8 м, грунт имеет массивную и корковую криогенную текстуру, при оттаивании влажный. Средняя мощность рыхлых: отложений 3,5 - 3,7 м.

Отдельные сухие водоразделы небольшой площади несут сокращенный разрез рыхлых отложений. На них часто наблюдаются останцы коренных пород (скальные выходы).

В качестве примера эталонного описания процессов и явлений можно привести описание солифлюкционных процессов из альбома-каталога ЦНИИС Минтрансстроя:

6.2. Солифлюкционные процессы.

Иллюстрации 12, 26, 28, 42

1. Геоморфологическая приуроченность: пологие замаренные склоны (крутизна 2 - 3° ), замаренные надпойменные террасы высоких порядков в долинах крупных и особенно средних рек.

2. Дешифровочные признаки:

а) общий облик поверхности, подверженной солифлюкционным процессам,- обычно тонкие высветленные полосы, соответствующие микрогрядам, ориентированным по падению склона; реже сочетание гряд и террас (рис. 42), образующих своеобразную веерообразно расходящуюся сетку;

б) форма: основной формой на описываемом регионе являются вытянутые гряды от нескольких метров до первых десятков метров в длину и 0,5 - 1,5 м в ширину, значительно реже - небольшие террасы высотой до 0,4 - 0,5 м;

в) текстура поверхности (стереомодели) террас зернистая в выположенной части и тонкозернистая в крутой;

на грядах текстура поверхности - от тонкозернистой до "шелковистой";

г) фототон светлосерый на грядах, серый и светлосерый на солифлюкционных террасах;

д) гидросеть отсутствует;

е) растительность на грядах почти нацело отсутствует, на террасах - мохово-травяная, отдельные мелкие лиственницы высотой 1,0 - 1,5 м. Основным дешифровочным признаком является полосчатый, тонко-штриховатый рисунок поверхности, полосы или штрихи ориентированы по падению склона, обладают светлосерым фототоном, являются положительной формой рельефа [стереомодели].

3. Сопутствующие процессы и явления

Очень часто солифлюкционные процессы развиваются совместно с образованием медальонов.

При увеличении угла наклона склонов солифлюкция может перерастать в образование сплывов и оползней (рис. 42).

Солифлюкционные процессы легко дешифрируются на контактной черно-белой печати масштаба 1:6000 - 1:10000.

Помимо описаний, примеры которых приведены выше, основным элементом альбомов-каталогов являются стереомодели эталонных объектов, доступные для изучения и сравнения с рабочими MAC и МКС с использованием простейшего оборудования. Просмотр стереомодели позволяет провести ее изучение как с геологическими границами, так и без них, т.е. сама стереомодель оказывается "чистой", без рисовки.

Эффект оконтуривания достигается наложением прозрачной пленки с нанесенными на нее границами и индексами. Кроме того, схема дешифрирования помещена между образующими стереопару снимками.

Подобные альбомы-каталоги являются не только инструментом дешифрирования, но и хорошим учебным пособием для подготовки геологов-дешифровщиков (отзыв Ленгипротранса).

5. ИНФОРМАЦИЯ (СОСТАВЛЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ), ПОЛУЧЕННАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕШифРироВАния КОСМО- И АЭРОФОТОСНимкОВ .

5.1. Предварительные материалы (начальные стадии исследований)

Для каждой стадии инженерно-геологических изысканий требуются определенные виды исходной информации, в том числе и полученной на основе анализа МКС и MAC. Предпроектные проработки должны базироваться на обзорных материалах, позволяющих изучить значительные площади, обосновать выбор конкурирующих вариантов трассы и их положение исходя из инженерно-геологического районирования территории, что возможно лишь при использовании относительно мелкомасштабных карт инженерно-геологического дешифрирования (масштаба 1:300000 - 1:100000), но с большим охватом территории. Исходными материалами для составления таких карт являются результаты анализа литературных и фондовых материалов и дешифрирования МКС масштаба приблизительно 1: 200000. В качестве вспомогательного материала целесообразно использовать М KC масштаба 1:1000000 - 1:500000.

5.2. Материалы для стадии ТЭО

Документы, составляемые на стадии ТЭО, выполняются на базе более детальной инженерно-геологической информации. Наиболее оптимальными на этой стадии являются карты или схемы инженерно-геологического дешифрирования МКС, выполненные в масштабе 1:50000. Эти материалы, с одной стороны, сохраняют большую обзорность, позволяющую широко варьировать положением сравниваемых вариантов трассы, а с другой стороны, отличаются значительной детальностью, которая дает возможность с большой точностью определять контуры и виды неблагоприятных для строительства участков и тем самым улучшать положение каждого из сравниваемых вариантов трассы, намечать конкретные мероприятия по защите сооружений от природного воздействия.

Карта инженерно-геологического дешифрирования МКС масштаба 1:50000 служит основным справочным материалом при районировании территории, назначении ключевых участков, определений зон, перспективных для поисков месторождений строительных материалов.

Использование результатов дешифрирования МКС масштаба 1:50000 значительно облегчает поиски зон, перспективных на наличие подземных вод.

Рассматриваемый материал должен быть составлен в предполевой период разработки ТЭО. Основным видом инженерно-геологического картирования на стадии ТЭО является съемка в масштабе 1:25000. Этот вид работ наиболее целесообразно проводить по методу ключевых участков, с широким использованием результатов дешифрирования МКС и MAC с применением принципа многократного дешифрирования.

Таким образом, в процессе работ на стадии ТЭО должна быть составлены следующие инженерно-геологические промежуточные материалы:

1) карта (схема) инженерно-геологического дешифрирования МКС в масштабе 1:50000 и ее уточненный в процессе полевых работ вариант;

2) карта предварительного дешифрирования MAC в масштабе либо снимков, либо 1:25000;

3) детальные полевые карты ключевых участков и схемы дешифрирования эталонных снимков.

Итогом всех картографических работ на стадии ТЭО является инженерно-геологическая: карта всех конкурентоспособных вариантов трассы в масштабе 1:25000, которая обобщает в себе результаты как наземных исследований, так и комплексного анализа МКС и MAC. Эта карта является обосновывающим документом для рекомендации оптимального варианта трассы, расчета предполагаемой стоимости строительства, прогноза изменений среды и назначению мер по ее охране.

5.3. Материалы, составляемые на стадиях проекта и рабочих чертежей

На стадии проекта составляются инженерно-геологические карты принятого варианта и его подвариантов в масштабе 1:25000, а на сложных участках - 1:10000, проводится детальное дешифрирование и картирование всех неблагоприятных мест, площадей раздельных пунктов, жилпоселков и т.п., решаются вопросы водоснабжения и охраны среды.

На этой стадии работ целесообразно применять комплексное дешифрирование различных по времени съемки и по масштабам МКС и MAC в зависимости от конкретно поставленной задачи. Например, задачи водоснабжения требуют анализа как мелко- и среднемасштабных МКС (для выявления общего тектонического строения региона, наличия и расположения крупных линейных и кольцевых структур, так и дешифрирования крупномасштабных (1:10000 - 1:6000) аэроснимков (для постановки разведочных буровых работ на воду).

На стадии проекта целесообразно использовать специальные виды съемок: тепловую, многозональную, спектрозональную. Аналогичные дешифровочные работы могут проводиться и на стадии рабочих чертежей. При этом существенно сокращаются общие объемы дешифрирования на стадиях техпроекта и особенно рабочих чертежей.

6. КОСМО- И АЭРОФОТОМАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ДОРОЖНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ

6.1. Комплектирование МКС И MAC

В практике дорожных изысканий следует использовать различные по масштабам и физическим параметрам виды аэро- и космофотосъемок. Избирательное комплектирование различных видов МКС И MAC с использованием принципа многократного дешифрирования, в зависимости от направленности решаемой задачи, дает наиболее ощутимые результаты. В практике базовых проектно-изыскательских организаций Минтрансстроя нашли свое применение материалы космосъемок (МКС) и аэросъемки ( MAC) в масштабах от 1:1000000 до 1:6000 - 1:3000.

6.2. Виды МКС и MAC

В распоряжение потребителей космоинформации Госцентром «Природа» могут быть предоставлены материалы различных видов космических съемок, выполненных в установленные потребителем сроки и в необходимых масштабах. Наиболее часто при массовом инженерно-геологическом дешифрировании используются панхроматические фотоматериалы, которые имеют большую степень пространственного разрешения, относительно небольшую трудоемкость при обработке и размножении и сравнительно низкую стоимость.

Вторым по объемам использования видом МКС является спектрозональная космосьемка (СПЗ). Ее преимущества - большая свето- и цветочувствительность, возможность цветной дифференциации природных объектов по их физическому состоянию, что существенно повышает информативность получаемых материалов. В настоящее время практикуется сочетание спектрозональной съемки (негативной) с изготовлением черно-белых отпечатков. При необходимости с тех же негативов возможно получение цветной печати, в условных цветах.

Цветные космоснимки, отражающие естественные цвета земной поверхности, принципиально новой информации по сравнению с черно-белыми снимками не несут.

Все более широко используются синтезированные космоснимки, получаемые благодаря применению узкодиапазонных светочувствительных материалов, синхронных многоканальных космосъемочных аппаратов и электроннооптических обрабатывающих комплексов. Сдерживающими факторами широкого использования этого вида космоинформации являются его относительно высокая стоимость, ограниченные фонды отснятой территории, небольшая ширина захвата на местности.

Перспективным видом космосъемок, с помощью которого предполагается решить многие инженерно-геологические, гидрогеологические и другие задачи, является тепловая съемка, выполняемая в диапазоне 8-14 мкм, которая несет информацию, недоступную для других видов съемки.

Выделяются четыре уровня генерализации МКС [7] в зависимости от их масштаба и степени пространственного разрешения:

глобальный, континентальный, региональный и локальный.

Глобальному уровню генерализации соответствуют наиболее мелкомасштабные (менее 1:30000000) МКС. Для решения инженерно-геологических задач эти материалы неприемлемы.

Континентальный уровень генерализации лежит в диапазоне масштабов 1:10000000 - 1:15000000. Эти снимки позволяют выделить крупные природные образования - регионы. Площадь охвата одного снимка - десятки тысяч квадратных километров. Использование МКС этих масштабов для целей инженерно-геологических дорожных изысканий минимально.

Региональному уровню генерализации соответствуют МКС масштаба 1:1000000 - 1:3000000. Они широко используются в народном хозяйстве, в том числе и для решения геологических, инженерно-геологических задач (в частности - районирования территории строительства), задач по изучению тектонического, геоморфологического и ландшафтного строения территории, выявлению крупных разрывных и кольцевых структур.

К локальному уровню генерализации относятся МКС масштабов крупнее 1:1000000. Наибольшее применение в инженерно-геологических транспортных изысканиях получили снимки, увеличенные до масштаба 1:50000. Эти материалы обладают большой инженерно-геологической информативностью при широком охвате территории, что делает их наиболее перспективными для использования в дорожно-транспортных изысканиях.

Материалы космических съемок необходимые для использования в дорожно-транспортных изысканиях, могут быть заказаны проектными организациями Главтранспроекта, либо непосредственно в Госцентре "Природа" (при наличии в организации условий для хранения МКС и работы с ними), либо через Мосгипротранс, который осуществляет функции головной организации по использованию МКС в транспортных изысканиях в системе главка.

6.3. Масштабы МКС и MAC

В дорожно-транспортных изысканиях возможно и целесообразно использование аэрофотоматериалов, различных по масштабу, типу и времени съемок.

Наиболее удобны MAC, выполненные специально для конкретных дорожных изысканий. Оптимальные масштабы съемок для предпроектных изысканий 1:10000 - 1:15000, для стадии техпроекта - 1:5000 - 1:6000.

При отсутствии специальных аэросъемок, ориентированных по полосам варьирования трассы изыскиваемых коммуникаций, с успехом можно использовать MAC, выполненные другими организациями и специализированной службой ГУГК. Сведения об аэросъемках конкретной территории и держателе негативов можно получить в Центральном картографо-геодезическом фонде ГУГК.

Обычными масштабами для этих аэросъемок являются 1:17000 - 1:50000. Для детальных инженерно-геологических изысканий целесообразно использовать увеличенные до масштаба 1:5000 - 1:10000 аэроснимки этих залетов.

Основная масса рабочих аэросъемок приходится на панхроматические материалы. Полученные снимки, как правило, обладают хорошей разрешающей способностью, позволяющей увеличивать их в 4-5 раз без потери качества. Эти снимки используются при выполнении основных объемов инженерно-геологического дешифрирования.

Более удобными для инженерно-геологических работ являются спектрозональные аэрофотоматериалы, которые несут дополнительную информацию о физическом состоянии грунтов, слагающих отснятую земную поверхность. Со спектрозоналъных негативов возможно изготовление и черно-белых отпечатков.

В настоящее время начинают применяться для геологических, инженерно-геологических, биологических и других видов исследований многозональные и синтезированные аэроснимки, соответствующие аналогичным МКС. Их применение сдерживается относительно высокой стоимостью работ, но имеет весьма высокие перспективы.

Для решения некоторых специальных задач (борьба с наледями, выявление зон дробления, водоснабжение и др.) начинает использоваться тепловая ИК-сьемка, проводящаяся параллельно с аэрофотосъемкой. Разработку методов использования тепловой съемки в дорожных изысканиях ведет ЦНИИС Минтрансстроя.

7. ДЕШИФРОВОЧНАЯ АППАРАТУРА

7.1. Легкая аппаратура

Дешифрирование МКС и MAC в рядовых организациях-потребителях аэро- и космоинформации с небольшими объемами работ обычно производится на относительно дешевых переносных и стационарных оптико-механических приборах. Выделяют следующие группы приборов для работы с аэро- и космостереоснимками [8]:

для визуального дешифрирования;

для получения приближенных количественных геологических данных

универсальные стереофотографометрические картосоставительские;

для трансформирования снимков и перекоса данных дешифрирования на карту.

В практике геологического и инженерно-геологического дешифрирования наибольшее распространение получил зеркально-линзовый стереоскоп ЗЛС. Прибор удобен в транспортировке, отличается небольшими габаритами и массой и может применяться как в камеральных, так и в лагерных условиях (использование стереоскопа в маршрутах затруднено). Последние модификации стереоскопов, снабженные подвижным столиком, набором линз и другими приспособлениями, позволяют использовать для получения стереомодели снимки различных залетов, различающихся по масштабам.

Для работы непосредственно в маршрутах удобен нормативный линзовый стереоскоп П-5, выпускаемый в ГДР. Масса прибора - 0,2 кг, увеличение линз - 1,5х; оси линз параллельны, расстояние между центрами примерно на 15 % больше глазного базиса наблюдателя. Стереоскоп укреплен на пластине размером 6×14 см, складывается в нерабочем положении и комплектуется с планшеткой для работы в поле.

Кроме стереоскопов, обладающих небольшой увеличительной способностью, в полевых условиях при работах по качественному (а реже - по количественному) дешифрированию, а также при определении точного местоположения того или иного малоразмерного объекта на снимке используются наборы увеличительных луп с двух-, четырех- и десятикратным увеличением.

В группе приборов для получения приближенных количественных данных на аэро- и космофотоснимках наибольшее распространение получили палатки геолога-дешифровщика (ПГД-1), паралактические линейки (ПЛ-3), дешифровочные стереоскопы (Д-2 и ДС-4), зеркально-линзовые стереоскопы с чертежным стереометром (Цейс, ГДР), интерпретоскопы ( Цейс, ГДР).

Наиболее совершенными приборами, удобными для работы с аэро- и космоснимками в стационарных условиях, являются интерпретоскоп и стереоскоп ДС-4. Интерпретоскоп выпускается в двух вариантах: с одинарной и двойной наблюдательной системой. Последняя существенно повышает возможность принятия согласованных решений по спорным вопросам дешифрирования и облегчает обучение геологов-дешифрировщиков.

Тяжелые стационарные приборы - универсальные стереограмметрические, картосоставительские приборы для трансформирования аэро- и космоснимков и переноса данных дешифрирования на карты - используют в основном на специализированных топогеодезических предприятиях. При геологическом и инженерно-геологическом дешифрировании такие приборы почти не используются. В то же время, как показывает опыт НПО Аэрогеология, их применение для геологического и инженерно-геологического картирования с использованием МКС и МАС является не только возможным, но в ряде случаев эффективным и целесообразным. Препятствием для широкого применения этих приборов является их высокая стоимость, необходимость специально оборудованных помещений, высокая квалификация обслуживающего персонала.

7.2. Стационарные комплексы

Крупные специализированные предприятия имеют в своем распоряжении аппаратуру для работы с материалами, полученными многоканальными снимающими системами, несущими большие объемы информации, которую (в некоторых случаях) невозможно получить другими методами. Эти оптико-механические и оптико-электронные системы и комплексы позволяют оперативно выявлять на многозональных и синтезированных снимках интересующие исследователя области с заданными параметрами, проводить обработку информации на ЭВМ.

Подобные системы существуют также для обработки и дешифрирования данных сканирующих приемников радиолокационного типа и тепловизоров.

Использование дорогой аппаратуры в организациях с относительно небольшими объемами работ по космо- и аэрофотодешифрированию оказывается экологически невыгодным вследствие малой временной загрузки этой аппаратуры.

7.3. Центры коллективного пользования МКС

По инициативе Госцентра "Природа" в стране создается сеть центров коллективного пользования МКС, оснащенных современной оптико-механической и оптико-электронной техникой и укомплектованных специалистами-консультантами. Задача этих центров: обеспечить возможность использования МКС с применением современной аппаратуры в относительно маломощных организациях, для которых покупка подобного оборудования экономически не оправдана. Кроме того, в центрах коллективного пользования МКС предусматриваются работы с МКС, не предназначенными для рассылки в другие организации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рекомендация по выбору ключевых участков при аэрогеологических изысканиях в районах вечной мерзлоты. - М.: ЦНИИС, 1983.

2. Методическое руководство по инженерно-геологической съемке масштаба 1:200000 (1:1000000 - 1:500000). Труды ВСЕГИНГЕО. - М.: Недра, 1978.

3. Мельников E.С. Общая методика среднемасштабной инженерно-геологической съемки. - В сб.: Проблемные вопросы инженерно-геологического картирования территории средней зоны СССР. Ташкент: САИГИМС, 1978.

4. Гудилин И.С., Комаров И.С. Применение аэрометодов при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. - М.: Недра, 1978.

5. Шенк Х.И. Теория инженерного эксперимента. - М.: Мир, 1972.

6. Альбом-каталог эталонных аэроснимков для низкогорного региона с распространением многолетнемерзлых грунтов. - М.: ЦНИИС, 1980.

7. Исследование возможности и сферы применения материалов космических съемок в транспортном строительстве (Д-ИП-Э-82): Отчет ЦНИИС. - М., 1982.

8. Рекомендации по выбору ключевых участков при аэрогеологических изысканиях в районах вечной мерзлоты. - М.: ЦНИИС, 1983.

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Автобусные Остановки Гост 17199 88 Гост 27902 88 Единицы физических величин Железобетонные водоотбойные плиты Накладные расходы Обозначение насоса на схеме Перечень работ повышенной опасности Плотность газа Пропускная способность трубы Расстояние между пешеходными переходами гост Рельс р50 СП 52 101 2003 Санпин столовая Снип гаражи