Зеркаль О.В., ФГУП «НИЦ ГИДГЕО», E-mail: zerkal@geomon.ru

Территория Российской Федерации характеризуется разнообразием природно-климатических и геологических условий, а также широким спектром видов техногенного воздействия на окружающую природную среду. Это обуславливает развитие на территории России многих геологических опасностей (оползни, карст, криогенные и другие ЭГП — экзогенные геологические процессы), оказывающих существенное влияние на инженерно-хозяйственные объекты, практику природо- и недропользование. Значительные площади хозяйственно освоенных территорий требуют широкого применения методов дистанционного зондирования Земли, обеспечивающих существенную оптимизацию (временную, экономическую) работ по региональному изучению природных, в том числе геологических опасностей, а также целевых исследований, направленных на оценку воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду.

Рис. 1. Результаты тематической обработки данных дистанционного зондирования (КС «МИР», МОМС-2П, 14.04.1999) при изучении и мониторинге процессов абразии на Черноморском побережье Кавказа.

Начало систематического применения материалов дистанционного зондирования для изучения, картирования и мониторинга опасных геологических процессов относится к концу 70^х – началу 80^х г.г. ХХ в. В этот период геологической службой была создана сеть опытных полигонов, выбранных с учетом разнообразия природных и геологических условий [1, 2]. Полигоны являлись своеобразной природной лабораторией по изучению возможностей применения материалов дистанционного зондирования для изучения и мониторинга опасных геологических процессов. На основании результатов работ на опытных полигонах Геологическая служба включает данные дистанционного зондирования в качестве обязательной дистанционной основы в комплект геологических карт [3].

Рис. 2. Результаты тематической обработки данных дистанционного зондирования (КС «МИР», МОМС-2П, 14.04.1999) — классификация изображения с последующим выделением объектов при изучении и мониторинге оползневых и других склоновых процессов на Черноморском побережье Кавказа. Вверху: Общий вид оползня-потока в с.Пшада (Краснодарский край, 26-31.12.1995).

Разрабатываются требования к использованию материалов дистанционного зондирования Земли при мониторинге опасных геологических процессов [4]. Было определено, что объектами мониторинга средствами дистанционного зондирования Земли являются только те геологические явления, которые прямо или косвенно отражаются на материалах дистанционного зондирования и которые могут быть уверенно выделены и диагностируемы по данным, получаемым дистанционными методами (рис. 1-3). Обработка материалов дистанционного зондирования должна обеспечивать [4]:

обнаружение участков активизации и границ опасных геологических явлений, их типизацию и оценку, определение площади воздействия;
качественную и количественную оценку показателей и параметров опасных геологических явлений;
оценку масштабности опасных геологических явлений за цикл наблюдений, определение изменения уровня опасности и воздействия на землепользование;
изучение факторов активизации опасных геологических явлений, включая оценку техногенного воздействия;
оценку опасных геологических явлений на населенные пункты и хозяйственные объекты.

При интерпретации и обобщении данных мониторинга опасных геологических явлений дистанционными методами, в случае необходимости, привлекаются данные, полученные по наземной сети наблюдений. Информация, получаемая с использованием средств дистанционного зондирования Земли, должна быть достаточной для ведения с использованием ГИС-технологий дежурных карт геологических опасностей.

Рис. 3. Выявление по данным IRS (съемка 25.10.2004) развития оползневого тела объемом до 2 млн. м³, перекрывшего речную долину (Северный Кавказ), что привело к формированию подпрудного озера выше завальной плотины.

Другим важным направлением использования материалов дистанционного зондирования Земли является оценка техногенного воздействия на окружающую природную среду, выполняемая, в частности, при ведении экологического мониторинга. Целевая тематическая обработка материалов зондирования традиционно обеспечивает оценку изменений состояния поверхностных водных объектов и земельных ресурсов. Пример тематической обработки материалов зондирования (КА Ресурс-О, МСУ-Э) района функционирования крупного объекта недропользования – Михайловского ГОКа (Курская обл.) приведен на рис. 4. Классификация дистанционных данных по спектральным характеристикам позволила:

оценить состояние отвалов карьера, оконтурить действующие участки отвалообразования и участки «старых» отвалов, включая площади самозалесения;
выявить следы техногенного воздействия на водохранилище.

Таким образом, в геологических и экологических работах, проводимых в нашей стране, методы дистанционного зондирования Земли давно и успешно используются как при проведении геолого-съемочных, в том числе эколого-геологических, работ, так и при ведении государственного мониторинга состояния недр (включая мониторинг развития опасных геологических процессов), как одной из компонент государственного экологического мониторинга. Получаемые в настоящее время материалы космических съемок по своим параметрам, прежде всего по разрешающей способности, удовлетворяют требованиям как среднемасштабного, так и крупномасштабного инженерно-геологического и эколого-геологического картирования, задачам ведения мониторинга состояния недр. Они также обеспечивают возможность режимных наблюдений на отдельных участках проявлений опасных геологических процессов.

Рис. 4. Тематическая обработка материалов дистанционного зондирования с использованием ERDAS IMAGINE в интересах экологического мониторинга (Михайловский ГОК). Слева: анализ состояния отвалов карьера — красным цветом показаны участки, слагаемые с поверхности коренными породами, соответствующие в пределах контуров отвалов “свежим” отсыпкам; справа: анализ влияния разработки карьера на состояние водоемов района — четко прослеживается хвостохранилище ГОКа (зеленный оттенок) и проявляются следы техногенного воздействия (загрязнения — ?) на водохранилище.

Рис. 5. Использование данных космических съемок (КА Ресурс-О, МСУ-Э) для решения задач мониторинга месторождений полезных ископаемых: а) Анализ структуры и состояния хвостохранилища Михайловского ГОКа; б) Анализ состояния отвалов.

Литература

1. Методические рекомендации по применению материалов космофотосъемки при региональных гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях/под ред. А.В.Садова. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1982, 83 с.

2. Основные положения по организации и проведению работ на полигонах аэрокосмического мониторинга геологической среды (АКМГС)/И.В.Кузьмина, А.В.Садов, М.И.Бурлешин, И.И.Пискун. — М., ВСЕГИНГЕО, 1986, 34 с.

3. Требования к дистанционной основе геоэкологических карт масштабов 1:1000000 и 1:200000/Сост. С.В.Евдокимов, В.М.Воевода. — М., Аэрогеология, 1999, 13 с.

4. Временные требования к использованию материалов дистанционного зондирования Земли при ведении мониторинга экзогенных геологических процессов в составе государственного мониторинга состояния недр/Сост. О.В.Зеркаль, А.В.Мирнова, Н.Н.Азаркина и др. – М., ЗАО «Геоинформмарк», 2000, 52 с.