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Production of robust geological maps through the integration and analysis of field and remotely-sensed data in a GIS environment: an example from the eastern Grenville province, Quebec.

Parsons, Sharon M. (2006). Production of robust geological maps through the integration and analysis of field and remotely-sensed data in a GIS environment: an example from the eastern Grenville province, Quebec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 234 p.

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Résumé

La diminution des territoires facilement accessibles ou peu explorés, combinée à l'augmentation des coûts de cartographie sur le terrain, crée un besoin croissant de progresser vers de nouvelles techniques de cartographie modernes et novatrices. Parallèlement, la récente prolifération de données géoscientifiques provenant de multiples sources produit des banques de données de plus en plus lourdes et difficiles à gérer. Les plateformes SIG (systèmes d'information géographique) fournissent des outils très puissants qui permettent d'intégrer, d'analyser et d'interpréter les banques de données de natures diverses, pour produire des nouvelles cartes géologiques et pour mettre à jour des ensembles de cartes géologiques moins récentes. Cette étude présente les différentes approches et les limites entourant la préparation de cartes géologiques de nouvelle génération, par analyse empirique et mathématique de données géoscientifiques dans un environnement SIG. La grande quantité de données de télédétection disponibles pour la Minganie (NTS I2L), sa grande diversité lithologique ainsi que sa complexité structurale en font une région idéale pour effectuer une étude détaillée de la géologie sur plateforme SIG. Parmi les banques de données intégrées, on retrouve: des cartes géologiques (certaines de plus de 50 ans) comportant des données lithologiques et structurales; des données aéromagnétiques et radiométriques; des images-satellites Landsat TM-7 et Radarsat-I; des photographies aériennes; des modèles numériques d'altitude 2D et 2,5D. Des techniques et des approches ont été développées au cours de cette étude dans le but d'évaluer et d'interpréter ces différentes données. Ultimement, des modèles de corrélation entre les résultats d'analyse et les unités géologiques ont été élaborés pour chaque banque de données. Les corrélations sont obtenues par superposition ou combinaison de bandes d'images. Notre évaluation des différentes méthodes de traitement démontre, par exemple, que les données du levé aéroporté de radiométrie sont beaucoup plus efficaces pour définir les limites entre les différents domaines géologiques que les données provenant des cartes de contour. Le traitement des données aéromagnétiques démontre que certaines transformations sont plus sensibles pour différencier les lithologies, alors que d'autres s'avèrent plus utiles pour cartographier les contacts. L'évaluation du modèle numérique d'altitude radar indique que certaines variations topographiques peuvent être corrélées à des variations lithologiques. Finalement, les données satellitaires sont généralement plus efficaces pour l'interprétation structurale. La modélisation des données aéromagnétiques et l'analyse géostatistique permettent d'identifier les limites et les carences associées à ce type d'intégration et permettent de trouver des pistes de solution pour y remédier. Tel qu'il est illustré dans cette étude, l'intégration complète et l'analyse de données géoscientifiques existantes sur plateforme SIG sont une étape préliminaire essentielle avant d'entreprendre une cartographie géologique de terrain, pour bien cibler les travaux subséquents. Enfin, cette étude démontre l'importance fondamentale d'intégrer le regard et l'avis d'un géologue à toutes les étapes du processus décisionnel, afin d'en arriver à produire des cartes géologiques plus précises et ayant un meilleur potentiel prévisionnel.

Abstract

The decrease in easily accessible/unexplored territories coupled with the increase in field mapping expenses creates a growing need to progress toward modern and innovative mapping techniques. In parallel, the recent surge in the availability of multi-source geoscience data allows datasets to become increasingly larger and difficult to manage. Geographic Information System (GIS) platforms provide powerful tools to integrate, analyse and interpret datasets of diverse nature to produce new geological maps, and to update aging geological map sets. This study presents the various approaches and limitations surrounding the preparation of "new-generation geological maps ", through empirical and mathematical analysis of geoscience data in a GIS environment. The large amount of available remotely sensed data in the Mingan Region (NTS 12L) and the area 's wide range of lithologies and complex regional structure provide an ideal area for a comprehensive GIS-based study of the geology. Integrated datasets include: i) geological maps (some >50 years old) containing lithological and structural data, ii) aeromagnetic and radiometric data, iii) Landsat TM- 7 and Radarsat-l SAR satellite imagery, iv) air photographs and, v) 2D and 2.5D topographie elevation models. Techniques and approaches developed in this study are applied to the evaluation and interpretation of these data sets. Correlation models between analytic signaIs and geological units are elaborated for each. Correlations are achieved by superposing or combining various images. Our evaluation of the different treatment methods shows, for example, that the radiometric flight line data are much more effective at defining boundaries between the geological domains than are the contoured map data. Treatment of the aeromagnetic data shows that certain transformations are more effective at differentiating lithologies, while others are more effective for mapping contacts. Evaluation of the radar digital elevation model indicates that variations in topography correlate with different lithologies. Finally, satellite data are generally more effective for use in structural interpretation. Aeromagnetic data modeling and geostatistical analyses assist in identifying limitations and deficiencies associated with this type of integration study and help to define ways in which these may be overcome. As illustrated in this study, the full integration and analysis of existing geoscience data on a GIS platform is the number one step required prior to undertaking future targeted geological field mapping. Finally, this study shows the paramount importance of the geologist input at all stages in the decision making pro cess leading to more precise geological maps with greater predictive potential.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Nadeau, Léopold
Co-directeurs de mémoire/thèse: Malo , Michel
Mots-clés libres: géologie; carte; GIS; SIG; données géoscientifiques; systèmes d'information géographique; Grenville
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 17 févr. 2014 22:01
Dernière modification: 16 mars 2016 20:04
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1889

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