استخراج الخطيات

نظرة عامة

الخطيات معالم سطحية مستقيمة أو قليلة الانحناء يمكن رسمها، تتسامت أجزاؤها وتختلف عن النمط المحيط بها، ويُفترض أنها تعكس تراكيب تحت السطح (O’Leary وآخرون 1976). وتظهر على نموذج الارتفاع وديانا مستقيمة وحافات وجروفاً وانكسارات انحدار متسامتة. والإضاءة من اتجاه واحد تخفي المعالم الموازية له، لذا تُظلَّل التضاريس من 0° و45° و90° و135° تحت شمس منخفضة (30°)، وتحتفظ كل خلية بأقوى حافة من الإضاءات الأربع.

تُكتشف الحواف بكاشف كاني، وتُرقق إلى منحنيات بعرض خلية، وتُتتبع وتُبسط وتُقطع حيث تنحني أكثر من 30° لتبقى كل قطعة قريبة من الاستقامة. ثم تُربط قطع الخطية الواحدة التي تقطعها سروج أو مسيلات أو انزلاقات إذا حافظت على الاتجاه وكانت الفجوة قصيرة، فتتحول الشظايا المتفرقة إلى خطيات متصلة، وتُدمج الحواف المزدوجة الموازية للمعلم الواحد. وهذا يتبع إجراء LINE المستعمل في PCI Geomatica والدراسات التي تطبقه على نماذج الارتفاع المظللة.

ثم تُقرأ كل خطية مقابل الارتفاعات: يبين المقطع العرضي المتوسط هل هي وادٍ (أخفض من الجانبين) أو حافة (أعلى منهما) أو جرف (درجة يكون فيها أحد الجانبين أخفض، وهو الجانب الهابط) أو خط على منحدر، مع تضاريسها وعرضها. والخطيات الأطول، ولا سيما التي تحددها نطاقات عريضة عميقة التقطيع، تعود عادة إلى فوالق تمتد أعمق، بينما القصيرة غالباً فواصل؛ وتجمعها الأداة في أصناف محلية ومتوسطة ورئيسة وإقليمية وتعطي عمقاً إرشادياً برتبة المقدار. وحيث تفصل الخطية بين وحدات صخرية مختلفة على الخريطة الجيولوجية، أو تنقطع الوحدات عندها وتظهر مزاحة بعدها، يرجح وجود فالق.

المدخلات · المخرجات

طريقة العمل في الحقل

المنهجية والمعادلات

الدقة وحدود الخطأ

• الموقع: نحو خلية واحدة (30–90 م حسب المنطقة)، والخط المنقول إلى قاع وادٍ أو قمة يقع ضمن نصف خلية منه. والاتجاه: ±3–5° للخطيات الأطول من 1 كم، وأسوأ للقصيرة. والتضاريس والعرض: دقة نموذج الارتفاع الرأسية نحو 2–4 م، فالدرجات الأقل من 5 م والعروض الأقل من خليتين غير موثوقة.
• الاكتمال: المعالم الموازية للإضاءات الأربع جميعاً نادرة، لكن قد تفوت الخطيات في السهول المستوية وتحت الغابات الكثيفة وعبر المدن، وتصنع الطرق والقنوات وحدود الحقول وتطبق الطبقات المطوية خطوطاً ليست فوالق. والعمق الإرشادي رتبة مقدار فقط (عامل 2–3).
• لتقليل الخطأ: استعمل الخلية الدقيقة للمناطق الصغيرة، وارفع أقل طول في الجبال المطوية، وقارن النتيجة بخلفية الخريطة الجيولوجية والفوالق النشطة، وافحص الخطيات الرئيسة على الصور، وأكد المهم منها حقلياً (أسطح فالقية، بريشيا، خدوش انزلاق، طبقات مزاحة).

لمن هذه الأداة

المعايير والمراجع العلمية

1. Hobbs, W.H. (1904). Lineaments of the Atlantic border region. Geological Society of America Bulletin, 15, 483–506.
2. O’Leary, D.W., Friedman, J.D. & Pohn, H.A. (1976). Lineament, linear, lineation: some proposed new standards for old terms. GSA Bulletin, 87, 1463–1469.
3. Canny, J. (1986). A computational approach to edge detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8(6), 679–698.
4. Zhang, T.Y. & Suen, C.Y. (1984). A fast parallel algorithm for thinning digital patterns. Communications of the ACM, 27(3), 236–239.
5. Douglas, D.H. & Peucker, T.K. (1973). Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature. Cartographica, 10(2), 112–122.
6. PCI Geomatics. Geomatica Help: LINE — lineament extraction (parameters RADI, GTHR, LTHR, FTHR, ATHR, DTHR).
7. Abdullah, A., Akhir, J.M. & Abdullah, I. (2010). Automatic mapping of lineaments using shaded relief images derived from digital elevation model (DEMs) in the Maran–Sungi Lembing area, Malaysia. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 15, 949–958.
8. Masoud, A. & Koike, K. (2006). Tectonic architecture through Landsat-7 ETM+/SRTM DEM-derived lineaments and relationship to the hydrogeologic setting in Siwa region, NW Egypt. Journal of African Earth Sciences, 45, 467–477.
9. Masoud, A.A. & Koike, K. (2011). Auto-detection and integration of tectonically significant lineaments from SRTM DEM and remotely-sensed geophysical data. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66, 818–832.
10. Scheiber, T., Fredin, O., Viola, G. et al. (2015). Manual extraction of bedrock lineaments from high-resolution LiDAR data: methodological bias and human perception. GFF, 137(4), 362–372.
11. Nicol, A., Watterson, J., Walsh, J.J. & Childs, C. (1996). The shapes, major axis orientations and displacement patterns of fault surfaces. Journal of Structural Geology, 18, 235–248.
12. Schultz, R.A. & Fossen, H. (2002). Displacement–length scaling in three dimensions: the importance of aspect ratio and application to deformation bands. Journal of Structural Geology, 24, 1389–1411.
13. Wood, J. (1996). The Geomorphological Characterisation of Digital Elevation Models. PhD thesis, University of Leicester.
14. Mardia, K.V. & Jupp, P.E. (2000). Directional Statistics. Wiley, Chichester.
15. Copernicus DEM GLO-30, served by the Microsoft Planetary Computer; geological map units from Macrostrat (CC BY 4.0); active faults from the GEM Global Active Faults Database (CC BY-SA 4.0).