27.06.14

Использование лидарных технологий и 3D моделирования для картографирования сейсмоопасных районов Китая

Как сообщается на портале Space Daily, китайские и американские учёные объединили усилия для исследования разлома с активной сейсмикой, в районе которого происходят наиболее разрушительные землетрясения. Для изучения применяется воздушная лидарная система/

Использование лидарных технологий открывает новые возможности для более эффективного создания детальных топографических карт. Ученые считают, что высокоточные трехмерные модели могут быть использованы не только изменений на земной поверхности после землетрясения, но и для прогнозирования грядущих катастроф. 

Эксперты из Государственной лаборатории динамики землетрясений и из Национальной службы землетрясений Китая в Пекине работают с коллегами из Геологической службы США (USGS) в Пасадене (США, штат Калифорния). Они размещают лидарную систему Leica ALS-60 на борту китайского самолёта Yun и затем производят сканирование зоны разломов Хайюань в течение недели. Зона Хайюань похожа на зону разломов Сан-Андреас в Калифорнии (США), что облегчает сканирование и сопоставление данных. 

Как учёные объясняют в новом исследовании, за прошедшее столетие в зоне Хайюань произошли два наиболее разрушительных землетрясения: вдоль восточной части зоны в 1920 году и в Гуланге в 1927 году. Землетрясение, произошедшее 16 декабря 1920 года, является одним из крупнейших в истории человечества задокументированных землетрясений на земной поверхности; оно сопровождалось разрывом грунта 237 км в длину, наиболее мощные толчки достигали магнитуды 10,2 балла, землетрясение унесло жизни 220 000 человек. 

В работе под названием «Подробное исследование тектонической геоморфологии в зоне разломов Хайюань на основе применения воздушного лидара» ведущий учёный Дзин Лю (Jing Liu) и её коллеги из Лаборатории динамики землетрясений, подразделения Китайского управления по изучению землетрясений, провели испытания с использованием лидарной системы сканирования и создали топографическую модель в высоком разрешении. 

Созданные 3D-модели были подробно проанализированы для идентификации тектонических, геоморфологичесих особенностей и проведения измерений. Кроме того, лидарные данные были применены для расчёта вертикальных и горизонтальных движений земной коры в одном секторе зоны разломов.

Лидарные данные также можно использовать для проверки полевых измерений эндо- и экзогенных форм рельефа. Как объяснили китайские исследователи, конпенсационные формы рельефа легко визуализируются, а с помощью специлизированной программы можно измерить смещение грунта в зоне разломов. Цифровые модели окрестностей зоны разломов, созданные на основе лидарных данных, помогут выявить закономерности в движениях земной коры и лучше распознать возможные крупные землетрясения, а также потенциальный риск возникновения землетрясений в будущем. 

Лазерное картографирование с воздуха помогает учёным "снять" растительный покров с моделей местности, а полученная «базовая поверхность» позволяет более точно идентифицировать тектонические особенности и процессы, приводящие к землетрясениям. 

Лидарная система сканирования земной поверхности с воздуха была использована для участка провинции Сычуань на юго-западе Китая, где располагался эпицентр землетрясения в мае 2008 года (7,9 баллов): лидарные данные применялись для картографирования оползания грунта и при разработке маршрутов эвакуации. 

В новом исследовании китайские и американские учёные заявляют, что созданные на основе лидарных данных цифровые модели зоны разломов Хайюань имеют более высокое разрешения, чем существующие топографические карты и большинство аэрофотоснимков, что позволяет картографировать движения в зоне разломов точнее, чем когда-либо прежде. Как полагают учёные, в будущем можно ожидать появления ещё более точных моделей с точностью, приближающейся к геодезической.

Наряду с анализом зоны разломов Хайюань в провинции Гансу на западе Китая лидарное сканирование и создание цифровых моделей было использовано для идентификации 600 разломов и других линейных геоморфологических форм. Следующим шагом станут измерения движений земной коры по всему протяжению зоны разломов Хайюань и анализ принципа распределения перемещений. Это позволит выявить более тесную связь между активностью в зоне разломов и крупными землетрясениями, оценить потенциальный риск ущерба от землетрясений в будущем. 

В местах, где движения земной коры во время прошедших землетрясений были выражены относительно слабо, существует риск того, что будущие землетрясения повлекут за собой более интенсивные перемещения грунта для уравнивания интенсивности движений вдоль зоны разломов. Возможен альтернативный вариант, при котором движения могут быть более интенсивными в одних и тех же местах и слабыми в остальных районах. Мониторинг распределения тектонических движений может помочь в прогнозировании стихийных бедствий в будущем.

Источник: http://gisa.ru/

ВІСНИК ГЕОДЕЗІЇ ТА КАРТОГРАФІЇ