lessa

ЛИНЕАМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ e-mail ENGLISH
ГЛАВНАЯ
АЛГОРИТМ
ТЕСТИРОВАНИЕ
МЕТОДИКА
ПРИМЕР
ВЕРСИИ
DOWNLOAD
ПРИМЕНЕНИЕ
КОНТАКТЫ
 

Здесь мы рассмотрим основные, фундаментальные рекомендации грамотного использования LESSA. С приемами анализа результатов LESSA - экстремальные области, сопряженные экстремумы, цепочки экстремумов, линии вытянутости, градиентные зоны, протяженные линеаменты - можно познакомиться на примере анализа изображения юго-западной Африки. А конкретные методики можно найти в описании приложений автоматизированного линеаментного анализ.

Информация, которую можно получить с помощью LESSA, и, в первую очередь, статистические характеристики (розы-диаграммы, поля) - это объективные данные о свойствах рисунка (о текстуре) исследуемой территории. На сколько этот рисунок отражает объекты конкретного поиска - решать специалисту, но чтобы получить адекватные характеристики территории необходимо правильно выбрать исходные данные.

В первую очередь, необходимо обратить внимание: не покрыт ли снимок облаками, техногенными объектами, шумами и т.п... Отметим, однако, что в конкретных исследованиях изображений полностью покрытых сельхозугодиями областей Украины и Венгрии при аккуратном анализе была получена искомая структурная информация.

Второй важнейший методический вопрос, который необходимо решить пользователю - это степень детализации снимка, масштаб (размер пикселя). Важно помнить, что этот выбор совершенно отличается от традиционного выбора масштаба данных для визуального анализа. С одной стороны, можно ориентироваться на размер базовых структур, то есть тех структур, которые "создают" штрихи - основу всего анализа. Соответственно этому размеру должен быть выбран и масштаб изображения (шаг сканирования, размер элемента изображения на местности). Необходимо учитывать, что, меняя масштаб, мы можем получить не более (или менее) точное описание рисунка, а описание ДРУГИХ рисунков - рисунок структур иных масштабов, которые могут существенно различаться. Очевидно также, что при слишком грубом разрешении можно пропустить базовые структуры, а при слишком высоком разрешении будут выявляться не искомые структуры, а их детали, возможно, с другой ориентацией.

Размер тех структур, которые можно обнаружить в результате статистического анализа определяется размером окна расчета розы-диаграммы. При этом необходимо учитывать, что рабочий диапазон этой величины ограничен статистическими соображениями. Оптимальный размер диаметра окна около 64 (пикселей). При существенно большем окне розы-диаграммы становятся невыразительными, усредненными, их различия стираются. В меньшем окне мало штрихов и форма розы оказывается грубой, а ее характеристики неустойчивыми.

Столь же внимательно необходимо выбирать разрешение и при поиске длинных линеаментов - при излишне большом разрешении они перестают быть прямыми, и LESSA может их не выявить.

Как анализировать результаты расчета, как к ним относится, что именно объективно, как сказываются на результатах выбор исходных данных и параметров расчета рассмотрено в статье (можно скачать, 2М) на примере анализа изображения и ЦМР района Калуги.

Своя специфика у выбора разрешения для схем и ЦМР .

Вопросы, которые часто задают.

Какие есть ограничения в программе на размер изображения?
Изображения размером до 1Г удавалось загрузить в программу, хотя практически нет смысла работать с изображением больше 100 М. Обработка изображений очень большого размера может превышать возможности используемого компьютера по памяти или быстродействию.

Можно ли считать, что протяженные линеаменты, полученные в программе - это объективные данные, что они соответствуют разломам?

Программа обращает внимание исследователя на стыковку штрихов в прямую линию. Это существует объективно, а чему эта линия соответствуют, может определить только специалист. Полученная линия подсказывает возможное место для его исследований. И для поиска разлома, в частности. Хотя гораздо более полезными для тектонических исследований могут быть результаты статистического анализа штрихов. Много из того, что привыкли искать в схемах линеаментов гораздо надежнее отражают линии вытянутости.
Об объективности. Можно утверждать, что, в отличии от ручного дешифрирования, у автоматизированного поиска
- описание того, что ищется строго формализовано;
- со строго одинаковым подходом можно проанализировать различные данные.
Но нельзя быть уверенным, что найдены все линии, которые может найти специалист (скажем, изогнутые линии), что на этой территории мы не получим другие результаты, если изменим параметры расчета или возьмем другие исходные данные. Поэтому очень важно не стараться подобрать параметры анализа для получения приятного результата, но обработать данные с разными параметрами (а если возможно, то и разные данные), чтобы понять какие именно линии, какое их соотношение устойчивы и отражают особенности территории.

Когда нужна фильтрация штрихов по размеру?
Пример. При работе с ЦМР на практически ровных участках может появиться множество штрихов от малейших неровностей. Их можно отфильтровать , оставляя только достаточно протяженные прямолинейные штрихи. В первую очередь, фильтрация сказывается на картине общей плотности штрихов и может не сказываться на линиях вытянутости.

Как сказываются пустые участки (вода, крупные облака, отсутствие данных) на протяженных линеаментах?
Если линеамент проходит через эти участки, то его выраженность соответственно понижается. Маскирование компенсирует влияние этих участков на соседние области в статистике штрихов, но не в расчете протяженных линеаментов.

Зачем нужен поиск протяженных линеаментов по фрагментам и чем это отличается от поиска "не длинных" линеаментов?
Поиск по фрагментам позволяет обнаружить линеамент, который -хорошо проявляется только на части снимка;
-не является абсолютно прямым на всем протяжении снимка;
-частично скрыт областями "нет данных".
Кроме того, это "выравнивает шансы" для линеаментов разных направлений особенно при не квадратном изображении.
Поиск не по фрагментам, а с отключенным флагом "Длинные" использовался в тех же целях, но он менее аккуратен.

Важно ли при поиске протяженных линеаментов использовать данные с максимальным разрешением?
Разрешение должно быть оптимальным, соответствовать размеру искомых структур. Если разрешение слишком велико, то можно потерять элементы рельефа, трассирующие линеамент – вместо прямой долины выявятся меандры реки, мелкие отроги вместо основного хребта и т.п. Обычно адекватным оказывается разрешение с размером пикселя в 300 – 1000 раз меньше длины искомой структуры. Имеет смысл для интересующего вас места проанализировать результаты с разным разрешением (например, использовать параметр расчета - «сжатие»).

Как правильно выбрать порог «выраженности» для линеаментов?
Показ протяженных линеаментов – это подсказка при поиске возможного расположения прямолинейных структур. Если другие данные говорят о наличии разлома в этой области, то «протяженный линеамент» может подсказать его непосредственное расположение. LESSA отмечает те элементы рисунка, которые выстраиваются в линеамент. Направление и выраженность линеамента пользователь указывает для упрощения визуального анализа, чтобы как-то ограничить число отображаемых линеаментов. Именно так, как к техническому параметру, а не как к характеристике структуры, нужно относиться к этой величине.

Можно ли для поиска разломов использовать статистику штрихов?
Предлагается именно статистику штрихов использовать для этой цели в первую очередь. Нужно обращать внимание на протяженные прямые линии либо высокого градиента плотности, либо иной статистической характеристики. Интересными могут быть как прямолинейные пучки линий вытянутости, так и прямолинейные зоны разрывов этих линий. Статистические характеристики штрихов - объективные данные, которые позволяют выявить линейные особенности в структуре рисунка, которые могут быть не видны в изображении.

Что означают параметры расчета роз «заполнение» и «заполнение в маске», чем они отличаются? Почему 0.09 и 0.9 , а не 1?
Некоторые участки изображения не принадлежат к области расчета - они скрыты маской, находятся в зоне краевого эффекта и т.п.
В скользящих окнах, которые только частично покрывают «область расчета», можно рассчитывать розу или же не рассчитывать ее.
Роза рассчитывается, если
- центр окна находится в области расчета и
- часть окна, которая покрывает «области расчета» больше порога, предлагается 0.09
или
- центр окна находится НЕ в области расчета и
- часть окна, которая покрывает «области расчета» больше порога, предлагается 0.9
Советую, эти значения не менять. Чтобы оценить эти пояснения визуально, нарисуйте маску с острыми углами и посмотрите, как будет меняться область, в которой будет рассчитана плотность штрихов при изменении этих порогов.

Несколько замечаний о розах-диаграммах по линеаментам. Поиск линеаментов нацелен на обнаружение первых, самых выраженных из них, а при понижении порога выраженности картина линеаментов, и особенно соотношение разных направлений, становится менее достоверным. В результате, при высоком пороге выраженности - линеаментов статистически недостаточно, а при низком – оценка их направления менее достоверна.

"Рисуя" длинные линеаменты, LESSA дает подсказку о наличии в рисунке такой особенности. При этом конкретная величина показателя выраженности линеамента существенно зависит
от использованных параметров расчета,
от размера и формы изображения,
от его поворота,
от наличия заведомо пустых участков (вода, нет изображения) и др.

Таким образом, важно перепроверять найденные особенности роз при разных условиях выявления линеаментов и выводы делать осторожно. Например, имеет смысл сравнивать между собой лучи одной розы, находящиеся в одинаковом положении, например СЗ и СВ, С и Ю (если изображение квадратное) и т.п.

наверх ^