Determination of Geological Linear Structures of the Low Beskids – Assessment of Suitability of Landsat 8 Satellite Images and Products of the Image Processing

• Autorzy: Kopciowski K. , Pirowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7494/geom.2015.9.4.57

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie liniowych struktur geologicznych Beskidu Niskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of validity of multi-dimensional photointerpretation assignation of linear geological structures, the so-called lineaments on the area of the Low Beskids on the basis of Landsat 8 satellite data. The methods of lineament determination on satellite images requires the re-evaluation of their suitability, due to the development of Earth image systems and the wider variety of technical possibilities to strengthen the content images. Both of these indicators may potentially influence the improvement of visual data interpretation. This paper raises an attempt to assess if, and if it is correct, which of the selected strengthening techniques of image make it possible to increase the number of lineament assignations, able to detect their progress more precisely and confirm their credibility in current geological studies. The introduction contains an explanation of lineaments and controversies which are related to them. It contains a brief presentation of geological photointerpretation in the aspect of lithology and tectonics and a description of the research area in terms of photomorphics and geology. The research part sets images which are used for geological photointerpretation. The following operations were conducted with the Landsat data: thresholds, quantization, filtration, selection of the coloured compositions (KB 123, KB 234, KB 247 were selected – numbering according to Landsat 5 and 7 channels systems) as well as inter-channel weighting. The course of the lineaments was determined independently on each of the datasets. Linear features of the surface were verified on the basis of current geological knowledge included in the detailed studies. On the basis of these results, the original evaluation method was prepared which connects the obtained quantitative and qualitative parameters of assignations and the ease of interpretation. The ranking of the methods which strengthen the content images in terms of their suitability in the geological interpretation was established. The results of inter-channel weighting were acknowledged as the best complementary set of interpretative materials and were presented in the form of B coloured composition: 2/4, G: 2/5, R: 3/5, KB 247 and quantization of the close infrared channel.

PL

W pracy przedstawiono wyniki wielowariantowego, fotointepretacyjnego wyznaczania liniowych struktur geologicznych, tzw. lineamentów, na obszarze Beskidu Niskiego z wykorzystaniem danych satelitarnych Landsat 8. Z uwagi na rozwój systemów obrazowania Ziemi oraz poszerzenie technicznych możliwości wzmacniania treści zobrazowań konieczna jest ponowna ocena przydatności metod wyznaczania lineamentów na obrazach satelitarnych. Oba wymienione czynniki mogą zwiększyć możliwości interpretacji wizualnej danych. W artykule podjęto próbę oceny, czy (a jeśli tak, to które) wybrane techniki wzmacniania obrazowania pozwalają zwiększyć ilość wydzieleń lineamentów, precyzyjniej wykryć ich przebieg, a ich wiarygodność potwierdzić na istniejących najnowszych opracowaniach geologicznych. We wprowadzeniu wyjaśniono problematykę lineamentów i kontrowersje z nimi związane. W skrócie przedstawiono fotointerpretację geologiczną w aspekcie litologii i tektoniki oraz opisano obszar badań pod kątem fotomorficznym i geologicznym. W części badawczej przygotowano zestawy zobrazowań służących do fotointerpretacji geologicznej. Wykonano takie operacje na danych Landsat, jak: progowanie, kwantyzacja, filtracje, selekcja kompozycji barwnych (wybrano KB 123, KB 234, KB 247 – numeracja wg kanałów systemów Landsat 5 i 7) oraz wagowanie międzykanałowe. Wyznaczono przebieg lineamentów niezależnie na każdym z zestawów danych. Przeprowadzono weryfikację wyznaczonych liniowych cech powierzchni terenu, opierając się na aktualnej wiedzy geologicznej zawartej w szczegółowych opracowaniach. Bazując na uzyskanych wynikach, opracowano autorską metodę oceny wiążącą uzyskane parametry ilościowe i jakościowe wydzieleń oraz łatwość pracy interpretatora. W ten sposób uzyskano ranking metod wzmacniania treści obrazów pod kątem ich przydatności w interpretacji geologicznej. Za najlepszy, komplementarny zestaw materiałów interpretacyjnych uznano wyniki wagowania międzykanałowego przedstawionego w formie kompozycji barwnej B: 2/4, G: 2/5, R: 3/5, KB 247 oraz kwantyzację kanału bliskiej podczerwieni.

Słowa kluczowe

EN

lineaments; Landsat 8; photointerpretation; validity method

PL

lineamenty; Landsat 8; fotointepretacja

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, no. 4
• Strony: 57--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kopciowski K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Krakow, Poland

autor

Pirowski T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Bandat F.: Aerogeology. Gulf Publishing Company, Houston, Texas 1962.
• [2] Bażyński J., Doktór S., Graniczny M.: Mapa fotogeologiczna Polski w skali 1:1 000 000. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1984.
• [3] Bażyński J., Graniczny M., Oberc J., Wilczyński M.: Mapa fotogeologiczna Sudetów 1:200 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1986.
• [4] Chodyń R.: Zastosowanie cyfrowego modelu terenu (DEM) w badaniach geologicznych na przykładzie obszaru między Dobczycami a Mszaną Dolną. Przegląd Geologiczny, vol. 52, nr 4, 2004, pp. 315–315.
• [5] Ciołkosz A., Miszalski J., Olędzki J.R.: Interpretacja zdjęć lotniczych. WN PWN, Warszawa 1999.
• [6] Dadlez R., Jaroszewski W.: Tektonika. WN PWN, Warszawa 1994.
• [7] Davis J.C.: Statistic and Data Analyses in Geology. Willey, USA, Kansas 2002.
• [8] Doktor S., Graniczny M.: Mapa głównych fotolineamentów Polski. PIG, Warszawa 1993.
• [9] Graniczny M.: Fotolineamenty i ich znaczenie geologiczne. Instrukcje i Metody Badań Geologicznych 50, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1989.
• [10] Graniczny M.: Kartowanie geologiczne z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych Landsat. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 402, 2002, pp. 27–50.
• [11] Graniczny M., Mizerski W.: Lineamenty na zdjęciach satelitarnych Polski – próba podsumowania. Przegląd Geologiczny, vol. 51, nr 6, 2003, pp. 474–482.
• [12] Graniczny M., Mizerski W., Piątkowska A.: Lineaments Interpreted at the Radar Images and the Digital Elevation Model within the Palaeozoic Rocks of the Holy Cross Mts. Przegląd Geologiczny, vol. 53, nr 10/2, 2005, pp. 949–955.
• [13] Hobbs W.H.: Lineaments of the Atlantic Border Region. Geological Society of America, vol. 15, no. 1, 1904, pp. 483–506.
• [14] Jankowski L., Kopciowski R., Ryłko W.: Geological Map of the Outer Carpathians: Borderlands of Poland, Ukraine and Slovakia. PIG, Warszawa 2004.
• [15] Jaroszewski W., Piątkowska A.: O naturze niektórych lineamentów. Annales Societalis Geologorum Poloniae, vol. 58, 1988, pp. 423–443.
• [16] Kac J.G., Polatajew A.J., Rumiancewa E.F.: Osnowy lieamentnoj tektoniki. Niedra, Moskwa 1986.
• [17] Kopciowski R.: Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1: 50 000, arkusz Zborów. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1999.
• [18] Koszarski L. (ed.): Carpatho-Balcan Geological Association XIII Congress, Cracow, Poland 1985, Geology of the Middle Carpathians and the Carpathian foredeep: guide to excursion 3. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1985.
• [19] Motyl-Rączkowska J., Ślączka A.: Ważniejsze lineamenty Karpat i ich związek ze znanymi uskokami. Przegląd Geologiczny, vol. 32, nr 2, 1984, pp. 72–77
• [20] O’Leary D.W, Friedman J.D, Pohn H.A.: Lineament, Linear, Lineation: Some Proposed New Standards for Old Terms. Geological Society of America Bulletin, vol. 87, 1976, pp. 1463–1469.
• [21] Olędzki J.R.: Regiony fotomorficzne Polski. Akapit-DTP, Warszawa 2001.
• [22] Ostaficzuk S.: Fotogeologia, fotointerpretacja i fotogrametria geologiczna. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1978.
• [23] Ostaficzuk S.: Lineamenty jako odwzorowanie zjawisk tektonicznych na tle wybranych przykładów w Polsce. Biuletyn Geologiczny Uniwersytetu Warszawskiego 29, 1981, pp. 195–267.
• [24] Sonder R.A.: Die Lineamentt ektonik und ihre Probleme. Eclogae Geologicae Helvetiae, vol. 31, issue 1, 1938, pp. 199–238.
• [25] Stelmaszczuk M., Wołk-Musiał E.: Metodyka przetwarzania oraz ocena przydatności zdjęć termalnych wykonanych przez satelitę Landsat w badaniach geologicznych. Teledetekcja Środowiska, t. 39, 2008, pp. 38–48.
• [26] Szczęsny R.: Geologiczna interpretacja wybranego lineamentu z Podhala. Biuletyn Geologiczny Uniwersytetu Warszawskiego 31, 1987, pp. 401–410.
• [27] Zvâgel’skij A.A.: Metodyka fotointerpretacji geologicznej. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa vol. 83, 1978.