Принципы дешифрирования четвертичных отложений

Формы и элементы мезорельефа можно увидеть непосредственно или судить о них по косвенным признакам при стереоскопическом изучении отдельных аэроснимков. Элементы речных долин, оврагов и балок, денудационные, абразионные и эрозионные уступы, формы эолового рельефа опознаются по своим характерным очертаниям, а также по своеобразному рисунку, создаваемому приуроченными к ним компонентами ландшафта, которые в большой части случаев подчеркивают эти формы рельефа.

Формы микрорельефа, карстовые воронки, просадочные западины и блюдца и другие формы легко опознаются по аэроснимкам, так же как и различные техногенные образования. Каждой из этих форм рельефа, как и элементам мезорельефа, свойственна своя конфигурации, взаимное расположение, характер границ с основным фоном и др. Так, например, небольшие просадочные западины в пределах развития лессовидных отложений обычно отличаются от карстовых воронок менее резким переходом тона к основной поверхности, что видно при сравнении рис. 39 и 40 с рис. 43 к таблице главы 2. Для западинного рельефа, сформировавшегося в пределах развития кристаллических пород определенного типа, характерны неправильные угловатые очертания отдельных западин, их групповое расположение и большая густота в пределах отдельных групп – рис. 22 и 44 к таблице главы 2.

Мелкие оползни, обвалы, подмывы берегов и т. д., имеющие небольшие размеры, видны лишь на крупномасштабных аэроснимках.

Рассмотренные формы рельефа, имеющие однородное строение в пределах различных морфогенетических типов рельефа, дешифрируются по одним и тем же признакам. Эти формы рельефа являются индикаторами отложений определенных генетических типов, а также их некоторых физико-механических свойств.

Возможности стереоскопического изучения рельефа по аэроснимкам определяются как особенностями заснятой местности, так и условиями фотографирования.

При равнинном рельефе снимки крупного масштаба (1:10 000 и крупнее), полученные короткофокусными аэрофотоаппаратами, дают возможность изучать формы микрорельефа и детали строения форм мезорельефа, а в безлесных районах можно производить и их измерения. Под подогом леса мелкие формы обычно не видны, и их присутствие устанавливается лишь по косвенным признакам, главным образом по смене типов леса. По рисунку полога леса можно определять наличие и площадь развития отдельных форм рельефа. Определение глубин отрицательных форм мезорельефа затруднительно. Учитывая высоты деревьев, можно достаточно точно измерять превышения положительных форм мезорельефа.

По снимкам средних масштабов (1:10 000-1:30 000) выявляются особенности строения форм мезорельефа с получением цифровых характеристик, менее точных на участках, закрытых пологом леса (при условии учета его средней высоты). Мелкие формы открытого рельефа видны хорошо, но детальная характеристика и измерение их невозможны.

На снимках мелких масштабов (1:30 000 и мельче) мелкие детали строения рельефа утрачиваются, и улавливается лишь общий характер строения его мезоформ, но при этом становится возможным изучение и измерение элементов форм макрорельефа.  Такие снимки совершенно, необходимы при работе в горных районах.

Гидрографическая сеть

Для целей дешифрировании четвертичных отложений существенное индикационное значение имеют различные элементы гидрографической сети. Изучение плана строения водных систем на значительной площади, проводимое с помощью материалов аэрофотосъемки, дает возможность судить о современном геологическом развитии района.

Расположение мелких рек, балок, оврагов, а также озер и болот при небольшой мощности покровных отложений отражает элементы строения подстилающих коренных пород и характеризует мощность четвертичной толщи. О близком залегании коренных пород и соответственно о малой мощности покровных отложений свидетельствует решетчатое иди параллельное расположение русел в плане и их изгибы и ветвление под углами, близкими к прямым.

Для дешифрирования вещественного состава верхнего горизонта покровных образований наибольший интерес представляют овраги, рытвины, потяжины, формирующиеся в самой толще отложений и отражающий их физические по  свойства.

Изменение общего рисунка мелкой эрозионной сети указывает на изменение вещественного состава отложений. Густая гидрографическая сеть и многочисленные водоемы свидетельствуют о водоупорных отложениях (глинах, суглинках), менее устойчивым: к эрозии, а редкая – о водопроницаемых (песках, супесях). Исключением являются лесом, которые, будучи хорошо водопроницаемыми, могут иметь густую сеть ложбин стока. Для речных террас признаком грубозернистых отложений служит наличие следов потоков н русел на их поверхности, укалывающих на отложение материала быстротекущей водой.

Древовидное ветвление эрозионной сети наблюдается в пределах равнинного рельефа. На участках, сложенных однородными суглинистыми и глинистыми осадками, при наличии интенсивной эрозионной деятельности водотоков наблюдается перистое ветвление русел.

О вещественном составе отложений можно судить по поперечному профилю оврагов и рытвин. Па глинах развиваются длинные неглубокие овраги с равномерным уклоном, плавным округлым поперечным профилем и с глубоко врезанными вершинами. Остроугольный поперечный профиль при небольшой длине и значительном уклоне тальвега свидетельствует о песчаных или гравелистых осадках. В лессах и песчано-глинистых отложениях развиваются овраги с. плоским днищем с малым уклоном и V-образным поперечным профилем.

Озера и болота также в ряде случаев являются индикаторами геологического строения. Прежде всего они указывают на высокое положение водоупорного горизонта. Так, например, пойменные, болота располагаются на участках развития глин и суглинков. Система расположения озер и болот иногда подчеркивает характер трещиноватости, разрывное нарушения, простирание коренных пород и т. д.

Дли района валдайского оледенения в целом характерна слабая дренированность и беспорядочный рисунок гидрографической сети в плане. Исключение составляют участки с неглубоким залеганием коронных пород, когда они контролируют расположение рек, озер и болот. В пределах района московского и днепровского оледенений древнеозерные котловины, как и другие некогда бывшие бессточными бассейны, освоены хорошо развитой эрозионной сетью, еще более четко контролируемой подстилающими породами.

Крупные реки и озера непосредственно отображаются на любых аэроснимках. Мелкие речки и ручьи опознаются по тону и характерным очертаниям русел, если они просматриваются на аэроснимках, или по формам сопутствующего им рельефа, по приуроченности к ним растительности, почв и объектов деятельности человека.

На участках, свободных от древесной растительности, озера, пруды, а также все места избыточного увлажнения легко опознаются по изменению тона или цвета фотоизображения, наиболее резкому на инфрахроматических, цветных и спектрозональных аэроснимках. Озера всегда изображаются розным черным цветом (и зоне блика они имеют белый цвет). IIромоины, созданные водотоками, отчетливо видны на аэроснимках.

В полностью занесенных районах видимость мелких элементов гидрографической сети резко ухудшается, и необходимо стереоскопическое изучение аэроснимков. При этом полезно использовать явление обратного стереоэффекта. По закономерному расположению разрывов древесного полога над озерами и по долинам мелких речек устанавливается положение русла водотока даже и в тех случаях, когда долинное понижение полностью маскируется растительностью и не ощущается при рассматривании аэроснимков в стереоскоп. Отметим, что здесь особенно ценны спектрозональные и инфрахроматические аэроснимки или осенние панхроматические: па них увереннее дешифрируется (по древесной растительности) гидрографическая сеть, схема которой может быть составлена путем перенесения с отдельных аэроснимков на фотосхему или карту результатов дешифрирования.

Направление течения рек может быть установлено по ряду признаков. В большинстве случаев приток впадает в русло главной реки под острым углом, направленным вниз по течению. Для рек, сильно меандрирующих. характерно стремление излучин передвигаться вниз по течению, куда обычно и обращены их выпуклости. При наличии в русле песчаных наносов у берегов или островов признаком направлении течения будут являться их пилообразные зазубрины вдоль линии уреза воды, направленные вниз по течению. В эту же сторону направлены острые окончании мысов и прибрежных кос. Все песчаные образования в самом русле круто обрываются в сторону нижнего течения.

При дешифрировании болот используется весь комплекс признаков. Болотные массивы, прежде всего, выделяются по приуроченности к определенным формам мезорельефа. Их морфология и генезис тесно связаны с морфогенетическими типами рельефа.

Характерными особенностями верховых болот, используемыми при дешифрировании, являются: приуроченность к слабодренированным водоразделам или замкнутым понижениям рельефа; округлая форма в плане и общий светлый тон фотоизображения поверхности, иногда с зернистым рисунком, создаваемым кронами редких низкорослых деревьев. Топяные участки в пределах болот выделяются темным тоном.

Легче всего дешифрируются по характерному струйчатому рисунку болота с грядово-мочажинными комплексами. Контуры болот определяются на аэроснимках и по уменьшению высоты деревьев от суходолов к болоту, и по сокращению размеров их крон рис. 64, 66 к таблице главы 2.

Дешифрирование лесных переходных болот требует более тщательного изучения древесного полога по аэроснимкам наряду с анализом рельефа и условий водно-минерального режима их питания. К ним обычно приурочены леса IV—V бонитетов, т. е, меньшей высоты и с меньшими диаметрами крон, чем на окружающих суходолах, рис, 60 ,62.

Болота низинного типа выделяются на аэроснимках прежде всего по положению в рельефе. Пойменные, притеррасовые, присклоновые и другие типы торфяником, связанных с выходами грунтовых вод или речным питанием всегда будут относиться к низинному типу, что подтверждается и наличием травяного покрова, – рис. 54-59 к таблице главы 2,

В зависимости от степени увлажнения и развития травяного покрова интенсивность потемнения тона может быть различной. К использованию тона фотоизображения вообще и для низинных торфяников и особенности надо относиться осторожно и применять его путем сравнения с окружающими участками. При этом надо учитывать, что тон и рисунок травяного болота может существенно изменяться от фенологической фазы развития растительности, от ее скошенности и т. д., от условий аэрофотографирования и обработки фотоматериалов, То же относится и к дешифрированию различных типов лесных и кустарничковых болот низинного типа.

Растительность и почвы как индикаторы геологического строения

Роль растительности и почв как индикаторов геологического строения приобрела особое значение в связи с дешифрированием аэроснимков (Справочник. . 1903; Самойлович, 1964; Пелов и др., 1962). Обе эти группы индикаторов взаимно замещают и дополняют друг друга при дешифрировании целинных участков и пашен.

Растительность индицирует вещественный состав горных пород на глубину проникновения корневых систем (до первого водоносного горизонта). Смена вещественного состава отложений по элементам мезо- и микрорельефа в сочетании с условиями водно-минерального питания растений находит выражение в мозаичном распределении растительных сообществ. Для каждого типа условий местообитания как древесной, так и травянистой растительности, а следовательно, и для каждого типа отложений характерна своя мозаика, Этот мозаичный рисунок не всегда легко уловить на местности, но он обычно вполне четко воспроизводиться на аэроснимках, особенно в местах наименьшего воздействия человека па растительность. Искусственно создаваемые контуры (вырубки, лесопосадки) обычно легко отличаются от естественных очертании своей прямолинейностью или лопастными очертаниями и другими характерными  признаками.

Для целей геологического дешифрирования в условиях зон тайги и смешанных лесов индикационная роль древесной растительности весьма существенна. По рисунку полога леса можно судить не только о смене отложений, но и об их вещественном составе. При детальных геологических работах обычно возникает необходимость в определении видового состава, что может успешно проводиться лишь при приобретении специальных навыков в лесном дешифрировании.

Наилучшие результаты при дешифрировании лесов могут быть получены по летним спектрозональным аэроснимкам пли же по весенним и осенним панхроматическим. Выделение типов леса может производиться по среднемасштабным аэрофотоснимкам; для их опознания, как правило, необходимы аэроснимки масштаба не менее 1:15000 – 1:10000.

Травянистая растительность в районах лесной, лесостепной и степной зон, подвергшихся  интенсивному хозяйственному освоению, может служить непосредственным индикатором почвенно-грунтовых условий лишь в ограниченных пределах, поскольку в естественном виде она сохранилась на небольших участках. К тому же сама травянистая растительность раин шестая распознается только по приуроченности к элементам рельефа и по тону изображения, т. е. по рисунку, создаваемому мозаичным  распределением ее сообществ. Влияние видового состава на тон зависит от процента проектного покрытия. Темный фон фотоизображения, соответствующий высокому проценту проективного покрытия, может свидетельствовать также и о наличии повышенной влажности почвы

Мозаичность, связанная со сменой условий увлажнения и почвенных различий, обычно отражена и в пределах пашен, которые также имеют характерный рисунок и в пределах развития разных типов отложений. На различных типах четвертичных отложений формируются разные генетический типы почв. 'Гак, например, на водноледниковых песках, моренных суглинках формируются подзолистые, дерново-подзолистые, на лессовидных суглинках – дерново-подзолистые серые лесные и черноземные, на элювии известняков и медовых пород — дерново-карбонатные, на аллювиальных слоистых отложениях – дерново-аллювиальные почвы.

Определенная структура рисунка фотоизображения почв создается тональными различиями отдельных их разновидностей, Так, например, по характерному неясно-мелкопятнистому рисунку, обусловленному неравномерным смывом гумусового горизонта по элементам микрорельефа дешифрируются лессовидные породы.

Тон (цвет) фотоизображения почв зависит от их спектрально-отражательных свойств и от условий аэрофотографироваиия. Наиболее шероховатые и увлажненные поверхности изображаются на аэроснимках более томным тоном, чем гладкие и менее увлажненные. Различия по влажности почв наиболее отчетливо видны па инфрахроматических и цветных спектрозональных аэроснимках. Особенности спектрального отражения почв, определяющиеся составом минеральной и органической их части, наиболее ярко проявляются в пределах красной зоны спектра (панхроматические аэроснимки). Здесь с увеличением содержания окиси железа и кремнезема яркость повышается, а с увеличением содержания гумуса – снижается.