Geologický kompas - Geological compass

Klasický geologický kompas (Brunton), boční pohled
Klasický geologický kompas (Brunton), topview

Existuje celá řada různých (specializovaných) magnetických kompasů používaných geologové měřit orientaci geologických struktur, jak mapují v terénu, analyzovat (a dokumentovat) geometrii ložní roviny, klouby a / nebo metamorfované foliace a lineace.[1][2] V tomto ohledu je dosud nejběžnějším zařízením analogové kompas.

Klasické geologické kompasy

Praktické klasické geologické kompasy kombinují dvě funkce, zaměřování a navigaci (zejména v odlehlých oblastech) a schopnost měřit stávky a ponoření podkladních ploch a / nebo metamorfovaných foliačních rovin. Strukturní geologové (tj. Ti, kteří se zabývají geometrií a vzorem relativního pohybu), také potřebují měřit ponor a směr ponoru lineací.

Mezi běžně používané kompasy patří Bruntonův kompas a Silva kompas.

Moderní geologické kompasy

  • Nastavení moderního geologického kompasu po Prof. Clarovi (Freiberger), celkový pohled

  • pohled shora

  • spodní strana

  • Osa Brunton se současným měřením úderů a ponorů a trendů a ponorů

Koncept moderního geologického kompasu vytvořil Eberhard Clar z Vídeňská univerzita během své práce jako strukturní geolog. Publikoval ji v roce 1954.[3] Výhodou jeho konceptu je, že úder a pokles se měří v jednom kroku, pomocí svislé kružnice pro úhel náklonu a kompasu pro směr úderu. První implementaci provedl VEB Freiberger Präzisionsmechanik v Freiberg, Německo. Detaily designu byly vyrobeny v úzké spolupráci s Freiberg University of Mining and Technology.[4] V roce 2016 Brunton Inc. představil Axis Pocket Transit, který poprvé nabídl simultánní měření jak úderu, tak i dipu a trendu a ponoru v různých konfiguracích. Vyznačuje se netradičním designem víka, které se otáčí o celých 360 stupňů v obou směrech a dvěma osami, které umožňují přesné měření svislých a vodorovných úhlů ve všech konfiguracích povrchů podestýlky.

  • Breithauptův geologický kompas COCLA s tlumením oscilací magnetické jehly

  • Bruntone Pocket Transit kombinuje funkce klasických a moderních geologických kompasů

  • FPM

  • Čínský geologický kompas

  • Ruský geologický kompas

Používání

Úderová čára a pokles roviny popisující postoj vzhledem k vodorovné rovině a svislé rovině kolmé na úderovou čáru

Pro začínajícího uživatele se to na první pohled zdá matoucí, protože čísla na číselníku kompasu stoupají proti směru hodinových ručiček. Důvodem je to, že kompas se používá k určení sklonu a směru ponoru povrchů (foliace) a zanoření a zanoření směrů čar (lineace). Chcete-li použít kompas, vyrovnejte víko kompasu s orientací měřeného povrchu (pro získání ponoru a směru ponoru), nebo okraj víka kompasu s orientací čáry (pro získání zanoření a zanoření směr). Kompas musí být zkroucený tak, aby se základna kompasu stala vodorovnou, což lze dosáhnout pomocí vodováhy v ní zabudované. Jehla kompasu se poté uvolní pomocí postranního tlačítka a nechá se otáčet, dokud tlumicí účinek nezpomalí jeho pohyb, a poté se stabilizuje. Boční tlačítko je uvolněno a jehla je poté pevně přidržena na místě, což umožňuje uživateli poté pohodlně číst naměřenou orientaci. Jeden nejprve přečte měřítko, které ukazuje úhel zmenšený víkem kompasu, a poté v závislosti na zobrazené barvě (červená nebo černá) konec jehly kompasu s odpovídající barvou. Data se poté zaznamenávají jako (například) 25 ° -> 333 ° (ponor a směr ponoru) nebo (ponor a směr ponoru).

Tento kompas má největší využití pro strukturní geology, měření foliace a linkování v metamorfované horniny nebo poruchy a klouby v těžebních oblastech.

Digitální kompasy

S příchodem smartphonu byly geologické kompasové programy založené na 3osé teslameter a 3-osa akcelerometr se také začaly objevovat. Tyto programy kompasu používají k výpočtu orientace roviny a lineace z akcelerometru a vektorovou algebru magnetometr data a umožňují rychlý sběr mnoha měření. Existují však potenciálně určité problémy. Měření prováděná geologickými kompasy chytrých telefonů mohou být potenciálně citlivá na hluk, zejména v důsledku vibrací nebo rychlého pohybu rukou. Uživatelé kompasu pro smartphony by měli pečlivě kalibrovat svá zařízení a provést několik testů proti tradičním magnetickým kompasům, aby pochopili omezení svého zvoleného programu.

Nyní je k dispozici několik různých digitálních geologických kompasů, včetně listerCompass [1]. To je založeno na softwaru, který obchází inherentní nepřesnost funkce „Nadpis“ zaznamenáváním dat z magnetometrů a do akcelerometrů a poté výpočtem orientace iPhone pomocí vektorové algebry. Akcelerometry zaznamenávají vibrace, takže iPhone musí zůstat v klidu. Protože za několik sekund lze provést velmi mnoho měření, lze použít statistickou analýzu. Velká odchylka znamená rozptýlená data, takže měření by mělo pokračovat, dokud chyba neklesne na přijatelnou úroveň.

Je důležité vzít v úvahu tyto aspekty při používání geologického kompasu, protože tradiční kompasy spoléhají na setrvačnost při odstraňování chyb způsobených pohybem operátora. U tradičních kompasů neexistují žádné záznamy o chybách způsobených špatným tlumením nebo pohybem obsluhy. Toto omezení je odstraněno pomocí digitálního kompasu, i když tyto mohou být náchylnější k chybám kvůli citlivosti akcelerometru, který programy používají k určení vertikální a horizontální. Profesionální použití digitálního geologického kompasu proto vyžaduje překódování odchylek v jednotlivých měřeních.

Jelikož jednotliví výrobci neposkytují žádnou záruku, nemělo by se předpokládat, že osy magnetometru a osy akcelerometru byly přesně vyrovnány s orientací iPhone. Profesionální software pro digitální kompasy proto vyžaduje kalibrační postup. Jak je uvedeno výše, lze o to zkusit porovnáním dat z tradičních kompasů a digitálního kompasu, například pomalým otáčením obou kompasů k sobě na pevné vodorovné nebo nakloněné ploše.

Neexistují žádná data, která by naznačovala, že digitální kompasy na iPhone podléhají jakékoli měřitelné formě magnetického rušení.

Moderní techniky dálkového průzkumu Země jako LiDAR a fotogrammetrie umožňují získat přesné a husté 3D mračna bodů. Tato mračna bodů umožňují měření orientací rovinných povrchů. Jordá a kol.[5] provedli srovnání orientací diskontinuit měřených pomocí klasického geologického kompasu a fotogrammetrického 3D mračna bodů, čímž prokázali, že sběr diskontinuit pole DPZ poskytuje spolehlivou alternativu k použití geologického kompasu.

Reference

  1. ^ Mapování geologických struktur (série příruček geologické společnosti v Londýně) [brožovaný výtisk] K. R. McClay
  2. ^ Statistiky dat vědy o Zemi: jejich distribuce v čase, prostoru a orientaci [brožovaný výtisk] Graham J. Borradaile (autor)
  3. ^ Clar, E .: Dvoukruhový geologický a hornický kompas pro měření plošných a lineárních geologických prvků Samostatný tisk z jednání Federálního geologického ústavu ve Vídni, 1954, sv. 4
  4. ^ http://www.fpm.de/downloads/GeologistCompass_eng.pdf
  5. ^ Jordá Bordehore, Luis; Riquelme, Adrian; Cano, Miguel; Tomás, Roberto (01.09.2017). "Porovnání sběru diskontinuity pole ručního a dálkového průzkumu použitého při hodnocení kinematické stability neúspěšných svahů hornin". International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 97: 24–32. doi:10.1016 / j.ijrmms.2017.06.004. hdl:10045/67528. ISSN  1365-1609.

externí odkazy