Комплексирование аэрокосмических и геолого-геофизических материалов при прогнозировании золоторудной минерализации

В настоящее время роль данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в области геолого-геофизических исследований стремительно возрастает, что связано со значительным повышением уровня технических характеристик гиперспектральных, тепловых, радиолокационных и др. сканеров, устанавливаемых на аппаратах космического базирования. А постоянных рост сложности решаемых задач приводит к необходимости комплексного использования, наряду с широким спектром геолого- геофизических данных, и материалов аэрокосмических съемок. Совместное использование разноуровневых данных, имеющих различную природу и форму представления, предполагает создание специализированных геоинформационных систем их интегрированного анализа, обработки и классификации.
В докладе приведена методика и результаты прогноза золоторудной минерализации в пределах Сорокинской гранит-зеленокаменной структуры, расположенной в пределах Приазовского блока Украинского кристаллического щита, на основе интегрированного анализа геолого-геофизических данных и материалов космических съемок. Работы выполнялись в среде специализированной ГИС РАПИД, разработанной в Национальном горном университете (Украина) и представляющей собой универсальный инструмент прогнозирования и поддержки принятия решений при решении задач прогноза и поиска природных и техногенных объектов [1]. Система включает развитый инструментарий распознавания образов (детерминистские, статистические, логические и нейросетевые алгоритмы), обработки изображений, геостатистики, пространственного анализа, в т.ч. линеаментного, и ориентирована на установление прямых связей между пространственными закономерностями расположения изучаемых объектов и структурно-морфологическими особенностями описывающих их геолого-геофизических полей.
Информационной основой для проведения прогнозных работ служили наблюдения магнитного и гравитационного полей масштаба 1:50000 и радарный снимок, полученный в рамках программы Shuttle radar topographic mission (SRTM) c разрешением 90 м. Прогнозирование основывалось на применении методов распознавания образов, и включало ряд этапов: выбор эталонов, обработку расчёт трансформант исходных данных (т.н. признаков), оценку их информативности, применение решающих правил и оценку качества прогноза.
В качестве эталонов для выделения перспективных участков использовались известные точки с повышенным содержанием золота (от 1 до 63 г/т). Для выполнения прогнозирования методами распознавания образов выполнялся расчёт большого количество трансформант исходных данных, из которых формировалось признаковое пространство, описывающее геолого-геофизическую обстановку на изучаемой территории. Особенностью ГИС РАПИД является возможность вычисления наряду с традиционными трансформантами (дифференциальными, гистограммными, морфологическими и др.) [2] геофизических полей, и характеристик линеаментной сети, основанных на выделении и обработке линеаментов полей и снимков. Получаемые характеристики несут дополнительную информацию, полезную при решении прогнозных задач.
Оценка информативности признаков выполнялась путём нахождения информативного подмножества исходной системы признаков, при помощи которого можно наилучшим образом характеризовать территорию с точки зрения её сходства с имеющейся эталонной выборкой.
Для оценки целесообразности использования космических материалов и линеаментных характеристик, прогнозирование золоторудной минерализации выполнялось по различным наборам признаков. При этом ошибка классификации, характеризующая качество прогнозных построений, составила:
- при использовании традиционных трансформант геофизических полей – 12,15%
- при использовании только линеаментных характеристик полей и снимка – 9,19%
- при использовании только традиционных трансформант и полей и снимка – 8,84%
- при использовании и традиционных и линеаментных характеристик лишь геофизических полей – 7,26%;
– при использовании всех рассчитанных трансформант – 3,91%.
Следует также отметить, что в число 10 признаков, обладающих наибольшей индивидуальной информативностью по Кендалу [2], вошли 3 трансформанты радарного снимка. Проведенные исследования позволяют говорить о том, что совместное использование геофизических и аэрокосмических данных, а также характеристик линеаментной сети участка, даёт возможность существенно повысить качество результатов, получаемых при прогнозировании золоторудной минерализации методами распознавания образов.
В результате выполнения прогноза по информативному подмножеству была построена карта перспективности территорий, хорошо согласующаяся как с априорной геологической информацией, так и с результатами новейших горно-геологических работ на изучаемой территории.

1. Пивняк Г.Г., Бусыгин Б.С., Никулин С.Л. ГИС-технология интегрированного анализа разнородных и разноуровневых геоданных // Докл. Нац. АН Украины. – 2007. – №6. – С.121-128.
2. Б.С.Бусыгин, Л.В. Мирошниченко. Распознавание образов при геолого-геофизическом прогнозировании. Днепропетровск: Изд-во ДГУ. –1991. –168 с.