Предложен и протестирован оригинальный способ автоматизации структурно-геомор-фологического (СГ) метода реконструкции сдвиговых тектонических напряжений Л.А. Сим. Данный способ основан на применении определенного набора алгоритмов компьютерного зрения к исходным картам высот или спутниковым снимкам местности. Способ состоит из трех этапов: на первом этапе производится дешифрование необходимых линеаментов, на втором – поиск и измерение углов между соприкасающимися линеаментами, на третьем – классификация по М.В. Гзовскому.

Выделение линеаментов может быть выполнено как вручную (путем нанесения векторных фигур на участок спутникового снимка или наложения готовой схемы), так и автоматически при помощи алгоритма скелетизации бинаризованной карты высот. На следующем этапе применяется процедура поиска т.н. особых точек на скелетизованном изображении или нанесенной вручную векторной маске. Далее в точках пересечения прилегающих линеаментов и линии разлома производится измерение углов. Для этого сравнивается яркость пикселей на окружностях с центром в особой точке и радиусом, подбираемым так, чтобы шаг измерения не превышал заданной погрешности. Точки-вершины развернутых углов отбрасываются, а значения острых углов записываются в массив для последующей классификации по Гзовскому.

Этап классификации реализован в виде цепи условий, проверяемых для каждого значения углов из полученного массива. Условия состоят в принадлежности угла заданному интервалу с фиксированным средним и изменяемым допустимым разбросом. Каждый тип имеет разный набор условий. После проверки всех условий для всех найденных значений углов вычисляются вероятности принадлежности разлома к тому или иному типу.

Для тестирования был выбран регион Лено-Оленекского междуречья. Территория тестирования приурочена к северо-востоку Сибирской платформы. Исходные карты высот были взяты из данных ASTER GDEM v2.

В целом, проведенное тестирование следует считать успешным, поскольку большая часть (21/25) исследуемых разломов была правильно классифицирована. При этом, конечно, был выявлен ряд замечаний на будущее.

Таким образом, к настоящему моменту было создано и успешно протестировано программное средство, позволяющее автоматизировать СГ метод Л.А. Сим и значительно ускорить работы по определению неотектонических напряжений этим методом.

Работа выполнена по теме госзадания Института Физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.

Гордеев Никита Александрович, младший научный сотрудник Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, ГСП-5, Москва Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10. E-mail: gord@ifz.ru.

Молчанов Алексей Борисович, аспирант Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Физический факультет, кафедра теоретической физики. Москва, 119991, Ленинские горы, д. 1. E-mail: alexeybm2009@gmail.com.

1. Гзовский М.В. Тектонические поля напряжений // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. – 1954. – № 5. – С. 390-410.
2. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. – М. : Наука, 1975. – 375 с.
3. Гордеев Н.А. Тектонофизический анализ линеаментов Оленекского поднятия // Четвертая тектонофизическая конференция в ИФЗ РАН. Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле : мат-лы конф. : в 2 т. – Т. 1. – М. : ИФЗ, 2016. – С. 48-52.
4. Гордеев Н.А., Сим Л.А. Комплексный подход изучения новейшей геодинамики, основанный на геологических и тектонофизических методах // Воздействие внешних полей на сейсмический режим и мониторинг их проявлений : тез.докл. Междунар. юбилейной науч. конф., г. Бишкек, 3-7 июля 2018 г. – С. 169-173.
5. Костенко Н.П., Макарова Н.В., Корчуганова Н.И. Выражение в рельефе складчатых и разрывных деформаций. Структурно-геоморфологическое дешифрирование аэрофотоснимков, космических снимков и топографических карт. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1999. – 118 с.
6. Макарова Н.В., Суханова Т.В. Геоморфология : учебное пособие / отв. ред. В.И. Макаров, Н.В. Короновский. – 2-е изд. – М. : КДУ, 2009. – 414 с.
7. Михайлова А.В. Геодинамические характеристики структур, образовавшихся в слое над активными разломами фундамента (по данным тектонофизического моделирования) // Геофизика ХХI столетия: 2006 год : сб. трудов Восьмых геофизических чтений им. В.В. Федынского, 2-4 марта 2006, Москва. – М. : ИНТЕК-ГЕОН ; ГЕРС, 2007. – С. 111-118.
8. Ребецкий Ю.Л. Напряженное состояние слоя при продольном горизонтальном сдвиге блоков его фундамента // Поля напряжений и деформаций в земной коре. – М. : Наука, 1987. – С. 4-56.
9. Сим Л.А. Изучение тектонических напряжений по геологическим индикаторам (методы, результаты, рекомендации) // Изв. вузов. Геол. и разведка. – 1991. – № 10. – С. 3-22.
10. Сим Л.А. Влияние глобального тектогенеза на новейшее напряженное состояние платформ Европы // М.В. Гзовский и развитие тектонофизики. – М. : Наука, 2000. – С. 326-350.
11. Сим Л.А. Применение полевых методов реконструкции тектонических напряжений по данным о разрывах для решения теоретических и практических задач // Современная тектонофизика. Методы и результаты : мат-лы Второй молодежной тектонофиз. школы-семинара, 17-21 окт. 2011 г., ИФЗ РАН, г. Москва. – М. : ИФЗ РАН. – Т. 2: Лекции. – С. 156-171.
12. Kass M. et.al. Snakes: Active contour models. International Journal of Computer Vision. – 1988. – V. 1 (4). – 321-331.
13. Masoud A., Koike K. Applicability of computer-aided comprehensive tool (LINDA: LINeament Detection and Analysis) and shaded digital elevation model for characterizing and interpreting morphotectonic features from lineaments [Electronic resource] // Computers & Geosciences. – 2017. – V. 106. – P. 89-100). – URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2017.06.006 (date of access: 12.09.2018).
14. Zlatopolsky A. Program LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis). Automated linear image features analysis – experimental results. Computers & Geosciences. – 1992. – V. 18, No. 9. – P. 1121-1126.
15. Zlatopolsky A. WinLESSA. Version 3.1. User guide, 2008.