Истраживање и процена минералних лежишта. Даљинска детекција

Transcript

1 Даљинска детекција Даљинска детекција као истраживачки метод створена је из потребе изучавања појава које својим димензијама прелазе горњу границу људских могућности опажања. Конвенционалне методе геолошког истраживања подразумевају парцијално прикупљање података и њихову синтезу без претходног увида у глобални изглед комплекса. У нашој стручној литератури и пракси општеприхваћен термин даљинска детекција превод је енглеског термина Remote Sensing. По дефиницији Евелин Пруит (Evelyn Pruit) из 1974 "Даљинска детекција представља метод прикупљања информација путем система који нису у директном физичком контакту са испитиваном појавом или објектом" По својој суштини даљинска детекција припада геофизичким методама истраживања и њен принцип се, најкраће речено, своди на систематско мерење електромагнетског енергетског поља и тумачење утврђених аномалија разликама у својствима испитиваног објекта. У овом случају објекат је површина земље. Објекат зрачи електромагнетну енергију која може бити сопствена или рефлектована. Електромагнетна енергија садржи информације о својствима објекта који је зрачи. Електромагнетну енергију региструје уређај који се назива сензор. Носач сензора jе платформа која је по правилу покретна и треба да омогући сензору регистрацију електромагнетне енергије на већој површини терена. Запис регистроване електромагнетне енергије назива се општим именом снимак. Анализом снимка на њему се издвајају подручја различитих својстава. Најзначајнији и најспекулативнији елемент у процесу даљинске детекције је интерпретација у оквиру које се дају значења утврђеним разликама у својствима, a резултат интерпретације је податак. Објекат истраживања у геонаукама је земља, а основни задатак истраживања је утврђивање геолошке грађе. Површина земље дефинисана као рељеф настала је као резултат дејства супростављених сила, ендогених и егзогених, на стенску масу. Земљина површина представља одраз геолошке грађе и дубљих делова и геолошких процеса који на њу делују током времена. Даљинском детекцијом се утврђују: морфолошке карактеристике, литолошки састав, карактеристике склопа и хронолошки односи. Из ових карактеристика рељефа и својстава геолошке грађе утврђују се специфичности истраживаног дела терена са различитих аспеката појединих геолошких дисциплина. Електромагнетна енергија настаје као резултат интеракције електричног и магнетног поља. Она се кроз простор шири зрачењем и за њу важи општи закон такласног кретања. Скуп свих видова зрачења назива се спектар. Спектар електромагнетне енергије се дели на више подручја сличних карактеристика. Главна подручја електромагнетног спектра чине подручја: γ и x зрачења, ултраљубичасто подручје, видљиво подручје, инфрацрвено подручје, подручје микроталаса и подручје радиоталаса. Даљинском детекцијом испитују се својства површине земље са растојања која се мере километрима, десетинама и стотинама километара. Зраци електромагнетне енергије између извора и сензора морају да пређу одређени пут кроз атмосферу. Пропустљивост атмосфере није једнака за сва зрачења, нека бивају потпуно пригушена, а за нека атмосфера је потпуно пропустљива. Подручја где је пригушење минимално, односно продорност зрака највећа називају се прозори. Главни прозори у гасовитој атмосфери леже у подручјима видљивог зрачења, блиског инфрацрвеног рефлектованог зрачења, у уским зонама термалног инфрацрвеног емитованог зрачења и у широком дијапазону микроталаса. Ово су и подручја зрачења која се углавном користе у даљинској детекцији. Сензор је уређај за откривање, регистрацију и мерење зрачења електромагнетне енергије. По пореклу регистроване енергије сензори се деле на пасивне који региструју енергију која долази од самог објекта и активне који производе енергију шаљу је ка објекту и региструју одбијено зрачење. Према конструкцији и начину рада сензори се сврставају у: фото-оптичке, електро-оптичке и микроталасне. Сензори из категорије фотооптичких обухватају широки спектар различитих конструкција фотокамера. Електрооптички системи претварају емитовану светлост у електрични импулс. Основне врсте 1

2 електро-оптичких сензора су: видео и телевизијске камере, видикон камере и скенери. Основни сензор из групе микроталасних система је радар. Радар производи микроталасно зрачење, усмерава га ка објекту и региструје рефлектовану енергију као сигнал који се назива ехо. Платформа је покретни носач сензора, који треба да омогући регистрацију електромагнетног зрачења на већој површини терена. Када се платформа креће по површини земље онда је терестричка, када је у ваздуху онда је аеро, а када је у космосу онда је космичка платформа, слика бр. 1. Терестричке платформе се могу кретати по копну или води и у ту сврху се користе возила или пловила. Правци кретања платформе морају бити унапред одређени и просторно дефинисани. Слика бр. 1 Приказ врста снимања и одговарајућих платформи Утврђивање положаја платформе при снимању у савременој пракси обавља се употребом посебног инструмента за позиционирање који ради на принципу лоцирања сателитског сигнала. Овакав уређај познат је под именом GPS (Global Position System) и ради са центиметарском или већом тачношћу. Аеро-платформе се крећу у ваздуху и у принципу то може бити свака летилица мада се у пракси користе тежи авиони стабилни у ваздуху са вишечланом посадом и бројним неопходним инструментима. Као космичке платформе користе се вештачки земљини сателити и космички бродови који раде потпуно аутоматизовано и без људске посаде. Величинско подручје терестричких снимака је до километарског и размере варирају од 1:50 до 1:1000. Подручје аероснимања обухвата хектометарски до декакилометарски ред величина са размерама од 1:5000 до 1:

3 Космички снимци обухватају десетине хиљада квадратних километара и њихове размере су од 1: до 1: Снимак је свако регистровано електромагнетно зрачење под којим се подразумева: визуелни утисак људског ока, фотографија, електрични импулс на екрану, запис на магнетоскопској траци, запис на CD ROM-у, укратко сваки запис електромагнетног зрачења. Да би снимак постао извор информација о објекту који представља, запис електромагнетног зрачења мора се превести у видљиву слику. У данашње време снимци се компјутерски процесирају чиме се постижу њихова знатна побољшања. Ова побољшања обухватају повећање или смањење контраста, уједначење, геометријску корекцију, комбиновање снимака из различитих спектралних подручја итд. Слика бр. 2 Космички снимак површинских копова "Колубара" Анализа снимка је поступак утврђивања разлика у својствима и издвајање подручја по појединим својствима. Та својства могу бити: карактеристике рељефа, интензитет тона на црнобелим снимцима, различите боје на колор, лажним колор снимцима и колор композитима. Анализа снимка се може обавити на два начина, односно може бити визуелна или логичка и инструментална или формална. Најбољи резултати се постижу комбиновањем оба поступка. Визуелна или логичка анализа обавља се осматрањем снимка, уочавањем разлика и издвајањем аномалних подручја. Предност оваквог поступка је могућност логичке селекције података. Недостатак визуелне анализе је ограничена способност људског чула да уочи већи број нијанси разлика једног својства и субјективност оцене. Формална анализа се обавља инструменталним путем. Ова анализа се назива и дигиталном јер се користе снимци у дигитализованом виду. Основна предност овог поступка је његова објективност и далеко већи спектар разлика у својствима које се могу регистровати. Велико ограничење формалне или инструменталне анализе представља немогућност селекције података. 3

4 Интерпретација подразумева давање геолошког значења аномалним подручјима различитих својстава издвојеним у аналитичком поступку. Тако се, на пример, подручје изразито тамног тона тумачи као појава базалта, терен покривен вртачама као кречњак, линеарно распоређена вегетација као разломна структура итд. Интерпретација се обавља искључиво логичким путем и иза ње мора стајати човек са својим знањем, искуством и способношћу селекције података. Податак је резултат анализе и интерпретације или комплетног процеса даљинске детекције. У односу на резултате других врста истраживања терена податак добијен даљинском детекцијом је квалитативно и квантитативно различит. Квалитативну новину представља величинско подручје посматрања. Поред тога нов квалитет дају и снимања у невидљивим деловима спектра електромагнетног зрачења. На инфрацрвеним снимцима постају нпр. очигледне хидротермалне измене стена. На радарским снимцима могу се уочити трагови вода испод пешчаног наноса. Теренска осматрања никада не покривају целу површину истраживаног подручја. Зависно од намене истраживања, проходности терена и његове геолошке сложености итд. тачке осматрања и маршруте по којима се осматрања обављају су ређе или гушће распоређени. Између њих увек остаје непокривен простор на коме се обавља интерполација података. Код даљинске детекције осматрање се обавља на целој површини снимка. Подаци даљинске детекције немају већу или мању вредност у односу на податке других истраживања. Ради се о новој и другачијој категорији података која не искључује резултате класичне методологије већ их допуњава. Даљинска детекција усмерава друга истраживања, чини их бржим и поузданијим. Са друге стране познавање геолошких својстава истраживаног терена до кога се дошло класичним поступцима истраживања чини геолошке интерпретације методима даљинске детекције далеко потпунијим и поузданијим. Генерално узевши даљинска детекција се користи код геоморфолошких проучавања и геолошких истраживања. Даљинска детекција као метод истраживања примењује се у већини геолошких дисциплина: израда општих геолошких карата, тектонска, неотектонска и сеизмотектонска истраживања, истраживања магматских активности, инжењeрскогеолошка истраживања, хидрогеолошка истраживања и истраживање лежишта минералних сировина. Код истраживања лежишта минералних сировина најзначајнији посао је решавање геолошких односа тј. утврђивање геолошке грађе, а посебно његовог склопа. Контактни метаморфизам који контролише зонарни распоред рудних појава и лежишта условљен је удаљењем од центра вулканизма или дубине интрузије. Истраживање наносних лежишта представља примену комплексне геоморфолошке анализе која обухвата одређивање површина сливног подручја, интензитет ерозије, подручја појачане акумулације итд. Сва наведена истраживања могу се у потпуности извести поступцима даљинске детекције или се бар њеном применом теренски радови могу на прави начин усмерити и свести на неопходни минимум. Појаве хидротермалних измена стенске масе, као индикатор орудњења одликују се променом боје и температуре. Мултиспектрална снимања, посебно у термалном инфрацрвеном делу спектра електромагнетне енергије, могу у многоме олакшати, убрзати и повећати прецизност издвајања зона алтерисаних стена. Позитивне кружне структуре означавају најмлађа тектонска издизања, тектонског или магматског порекла. Пошто је магматизам редовно праћен метаморфизмом, уз кружне структуре се јављају концентрично распоређена лежишта минералних сировина, слика бр. 3. Но распоред лежишта око кружних структура се не може схематизовати. У неким случајевима лежишта су концентрично распоређена око структуре, а садржај се мења са удаљењем од центра. У другим случајевима орудњење је везано за раседне структуре које пресецају кружне структуре. Кружна структура је дакле само индикаторски критеријум. Контрола орудњења и распоред појава морају се утврђивати у сваком одређеном случају. 4

5 Слика бр.3 Карта руптурног склопа, прстенастих структура и појава минералних сировина (Марковић и други, 1980.) 5