Kategorizacija i ispitivanjeterena uz korištenje novih

tehnoloških metoda i alatki

Amer Smailbegovicdr.sc. geofizike / dipl.ing. geologi je

amer@photonsplit.com

Adjunct Professor – Affiliated ResearcherCollege of Charleston, SC i Gradjevinsko-arhitektonski Fakultet, Split

Uvod• Daljinska detekcija i geofizika su oslonac istraživačke

industrije u zadnjih 40 godina

• Novi instrumenti za prikupljanje podataka, algoritmi zainterpretaciju podataka u dodatnom proširujumogućnosti primjene

• Podaci se koriste u kombinaciji sa drugim geo-prostornimpodacima te mogu poboljšati već postojeće ili obnovitizastarjele podatke

• Rezultati ne daju definitivne odgovore već putokaze i osnovice ka mogućim rješenjima ili usmjeravaju ka daljem istraživanju

• Sunce, magnet, struja i zračenje!

Satelitska detekcija•ASTER instrument na platformi Terra je multispektralnisatelitski sustav koji simultano prikuplja snimke u vidljivom, infracrvenom i termalnom domenu spektra. •Hyperion je hiperspektralni senzor na satelitu EO-1 koji simultano prikuplne podatke u vidljivom i infracrvenom dijelu spektra•Ovi podaci pruzaju mogućnost interpretacije terena narezoluciji od oko 30m

ASTER/Terra

Primjer klasifikacije terenaputem eksploatacijeinfracrvenih snimaka u rezoluciji od 30m saASTER senzorom

Mineraloška kartapredstavl ja prisustvokarbonata, glina, željeznihoksida te organskogmaterijala

Eutrofikacija jezera

Zračni sustavi

•Posebne zračne hiperspektralne kamere imaju mogućnost simultanog snimanja u više stotina kanala (od vidljivog spektra do infracrvenog područja).

•Analizom podataka je moguće utvrditi tip, rasprostranjenost minerala, vegetacije, kvaliteta vode, izvora zagadjenja na snimcima visoke rezolucije

Hiperspektralni senzori

Nivo Rizika 0 Nivo Rizika 2

Nivo Rizika 5Nivo Rizika 8Nivo Rizika 10

iHiperspektralni senzori simultanosnimaju površinu u stotine različitihvalnih duljina i tim omogućavajupreciznije odredjivanje vrste, stanja i mogućeg kvaliteta materijala.

Ranjivost terena na požar

Klasifikacija agrarnih zona

Primjer: biljni stresProblemi sa vegetacijom počinju daleko prije očitavanja. Pad klorofila je moguće uočiti hiperspektralnom analizom

Biološki i spektralni primjer pada koncentracije klorofila kao indikatora zdravlja biljke

Primjer klasifikacije zelene površine putem daljinske detekcije i odredjivanja vrste i kvaliteta vegetacije

Usporedba

Multispektralna analiza:Regionalni pregled općeg tipa8-10 klasa površinskog materijala(tip površine, tip tla, vegetacija)10-30m rezolucija terenaBrzina analize: 2-4 mjeseca

Hiperspektralna analiza:Lokalna klasifikacija posebnog tipa50+ klasa površinskog materijala(tip vegetacija, tip minerala, tip gradjevine, kvalitet vode itd.)0.5 – 5 m rezolucija terenaBrzina analize: zavisi od površine snimanja

Zračni LIDAR

Aktivno snimanje LASERskim sustavom, sa odbijenim signalom koj i je referenciran kroz GPS-INS sisteme, sa topografsk om rezolucijom od 5-10cm

LIDAR+Ortosnimci

Simulirana poplava od 1m Simulirana poplava od 3m

Kombinacija LIDAR podataka i ortorek tificiranih zračnih snimaka dozvoljava klasifikaciju terena i određene simulacije izvanrednih uvjeta (npr. poplave).

Simuliranje doga đaja: poplava

Digitalizacijainfrastrukture

Sa snimaka visokerezolucije, uz uznapredovalealgoritme za klasifikaciju, moguće je automatskidigitalizovati postojeću ilinovo-postavljenu površinskuinfrastrukturu, te uz novepodatke automatski pratitipromjenu terena u odredjenom vremenskomintervalu

POD-POVRŠINSKA SNIMANJA REGIONALNOG

KARAKTERA(GEOFIZIČKA SNIMANJA)

Geofizička snimanja

Geofizička snimanja se obavljaju iz specijalizovanih letjelica u niskom letu uzupotrebu magnetometara , elektromagnetni h navoja te gamma-zračnihspektrometara. Ovaj vid snimanja koristi indirektna svojstva terena kako bi analizom razumjeli pod-površinske pojave

Magnetometar

Gamma-spektrometar

EM navoj

Aeromagnetno snimanjeAeromagnetna snimanja se vrše iz helikoptera ili nisko-letećih aviona, pod konstatnom orjentacijom smjera leta i razmakom individualnih linija preleta. Linije snimanja su obično orjentirane okomitim na regionalni smjerpružanja pretpostavljenih geoloških struktura (npr. rasjednih zona, litološkihkontakta, mineraliziranih područja itd.)

Regionalni pregled regijerazmak: 1000m izmedju linija snimanja – ovo su obično generalni, strateški premjeri

Lokalni pregled regijerazmak: 200m izmedju linija snimanja – ovo su obično regionalni metodi za odredjivanje geoloških pojava

Detaljni pregled regijerazmak: 50m izmedju linija snimanja – ovo su obično ciljani metodi za odredjivanjeresursnih zona, ciljanih pojava

Aeromagnetnosnimanje

Aeromagnetni podaci prikupjeni iznad Amazonske prasume u svrhupronalazenja “Kimberlita” (stijena koje su nosioci dijamanata).

Mogu se koristiti za: • otkrivanje pokrivenih geološkihstruktura (plitkih i dubokih), pogotovo u vulkanskim i metamorfnim terenima.

• identifikacija struktura u ne-magnetnim sedimentarnim terenima(npr. basenima).

• identifikacija strukturalnih konduita zapojavu rudnih ležišta (indikacijapotencijalnih ciljeva za daljeistraživanje), protok zemnih voda

• prepoznavanje “divljih” podzemnihdeponija koje sadrže metalne objekte

Elektromagnetni (EM) podaci mogu doprinjetiboljoj klasifikaciji podzemnih strukturakao:

• Visokom stupnju električne provodljivostiispod površine zemlje kao rezultatuzagadjenja sa podzemnih deponija, industrijskog zagadjenja.

• Prikrivenih geoloških struktura (npr. rasjeda, pukotina, kontakta itd.) nadubinama do 200m

• Metaličnih mineralnih depozita –pogotovo željeza, nikla, bakra, cinka.

• Opće provodljivosti tla za pozicioniranjedalekovoda, stubova, pilona i drugeelektrične infrastrukture.

Elektromagnetnosnimanje

EM podaci nedavno prikupljeni u Chileu ukazuju naprisustvo visoko-provodnog tijela u centru snimanog cilja

Mag/EM Primjer

Primjer magnetnog i elektromagnetnog snimanja, bušenja u potrazi za dijamantima u oblasti Mato Grosso, Brazil (2007).

• Osnovica prirodnog nivoa radioaktivnosti tla. • Identifikacija radioaktivnog industrijskog

otpada, odlagališta, osiromašenog urana• Identifikacija zona rizičnih koncentracija

radona (radioaktivnog plina, opasnog zazdravlje)

• Distribucija prirodnih ležišta urana, torija, kalija• Odredjivanje različitih vrsta stijenskog

materijala (do dubine od 10m)• Informacije o vrsti tla, distribuciji organskog

materijala ili ležišta lignita/treseta/ugl ja u blizinipovršine

• Osnovica za kartiranje alteracije stijenskogmaterijala kao indikatora mineralizacije(prisustvo kalija u mineralizaciji metaličnihmineralnih depozita).

Gamma-zračni spektar pokazuje regije/detektore koji su osjetljivi naposeban vid radioaktivnog zračenja od prirodnih pojava urana, torija , kalija.

RadiometrijskoSnimanje

1 km

RadiometrijaPrimjer detekcije gammaanomalija uzrokovanih osiromašenim uranom

TERENSKA SNIMANJA LOKALNOG KARAKTERA

Terenska snimanja: Spektroskopija

Terenska snimanja: Spektroskopija

Terenska snimanja: γ -Spektrum

Terenska snimanja: γ -Spektrum

Terenska snimanja: XRD/XRF

Terenska snimanja: XRD/XRF

Terenska snimanja:LIDAR

Manje popularan LIDAR

Najnovija terenska naprava

Sve nove tehnologije i alatke su zapravo manje modifikacije vecpostojecih sa boljim i preciznijim metodama mjerenja: