Основы автоматизированной методики интерпретации с использованием пакета SMI

Эффективность методики интерпретации данных с использованием пакета SMI при выделении перспективных аномалий достигается за счет:

· Эффективной экстраполяции геофизических полей, позволяющей вести полноценную обработку в краевых зонах и корректно обрабатывать участки с достаточно сложными контурами или наличием «дыр» из-за отсутствия данных.

· Возможности подавления помех, обусловленных влиянием мешающих факторов, которые не могут быть исключены стандартными методиками обработки геофизических данных. Эти помехи выражены в геофизических полях, как правило, неявным образом и отражают влияние форм дневного и подземного рельефа, общих источников гравимагнитных аномалий значительных размеров и других факторов, прямым образом не связанных с искомыми объектами.

· Районирования геофизических полей по многомерным статистическим свойствам для выделения на обрабатываемой площади участков, характеризующихся стационарным характером поля помех.

· Формализации представлений об искомом объекте и объектах-помехах в виде параметров стохастических моделей, что позволяет перевести априорную неопределенность знаний физических и геометрических параметров моделей в вероятностные характеристики ожидаемых аномальных эффектов;

· Применения оптимальных фильтров с большой базой для получения значительного эффекта накопления полезного сигнала при выделении аномалий;

· Реализации устойчивых вычислительных процедур обращения и разложения матриц большой размерности с учетом реальной точности исходной информации.

· Возможности экспорта результатов в виде текстовых файлов для обработки и визуализации в других программных продуктах.

 

Пакет SMI разработан впрограммной среде Mathcad 13, что определило особенности его интерфейса, а также возможность использования разнообразных функций и способов визуализации данных этого современного математического пакета для решения многих задач по обработке, анализу и моделированию геолого-геофизической информации. В пакет входят программы, перечисление которых приведено в примерном порядке их использования:

_0_Init_SMI.xmcd  – инициация среды для обработки данных по очередному участку;

_a_Input_xyF.xmcd – ввод данных, заданных в файлах типа *. txt или *. xls в виде x, y, значение поля;

_b_Bgr_Stat_Batch.xmcd - формирование пакета заданий для расчета многомерных статистик полей;

_ b _ Bgr _ Stat _ Calc. xmcd - расчет многомерных статистик для полей, определенных соответствующим пакетом заданий;

_c_Extrapolation_Batch.xmcd - формирование пакета заданий для экстраполяции полей;

_ c _ Extrapolation _ Calc. xmcd – экстраполирование полей, определенных в соответствующем пакете заданий;

_ d _Bgr_Diff_Batch.xmcd – формирование пакета заданий для районирования полей по статистическим свойствам поля помех;

_ d _ Bgr _ Diff _ Calc. xmcd – районирование полей, определенных в соответствующем пакете заданий;

_ e _ Field _ Component _ Batch. xmcd - формирование пакета заданий для фильтрации полей методом главных компонент (ФМГК);

_ e _ Field _ Component _ Calc. xmcd – расчетпо пакету заданий ФМГК;

_ f _Prediction_Batch.xmcd – формирование пакета заданий для выделения составляющих полей с использованием аппарата регрессионного анализа;

_ f _Prediction_ Calc.xmcd – расчет попакету заданий для выделения прогнозируемых составляющих полей;

_ g _ Detect _ Batch. xmcd - формирование пакета заданий для выделения слабых гравитационных и магнитных аномалий;

_ g _ Detect _ Batch _ Calc. xmcd – расчет по пакету заданий для выделения слабых гравитационных и магнитных аномалий;

_z_Dat_Files_Operations.xmcd – унарные и бинарные операции с файлами (сложение, вычитание, сравнение полей и др.), экспорт в текстовый формат.

 

Практическое применение пакета программ SMI включает, обычно, несколько этапов:

1. Инициация среды и задание параметрической информации для обработки данных по участку.

2. Ввод данных.

3. Предварительная обработка данных автоматической регистрации магнитного поля, характеризующихся неравномерным шагом отсчетов, к сети с регулярным шагом.

4. Приведение полей, заданных по различным сетям наблюдений к одной прямоугольной регулярной сети.

5. Исключение мешающих составляющих полей с использованием аппарата регрессионного анализа или/и ФМГК.

6. Формирование и описание геометрических и физических образов моделей искомых объектов и альтернативных неоднородностей.

7. Выделение перспективных аномалий.

 

Обязательными процедурами для 2 - 6 этапов обработки являются: получение многомерных статистических характеристик обрабатываемых полей для заданного окна обработки и экстраполяция данных. При выделении аномалий слабой интенсивности для реализации принципа накопления полезного сигнала в условиях интенсивных помех необходимо применять окна обработки значительных размеров. Например, при детальных съемках по сети наблюдений 25×25 м размер использовались окна размером 750×750 м и 1000×1000 м, что в пересчете на количество точек в окне составляет соответственно 31×31 = 961 и 41×41 = 1681. При сети 50×50 м максимальные размеры окна при том же числе точек составляют соответственно 1500×1500 м и 2000×2000 м. Количество точек в окне определяет размерность векторов значений поля и ковариационных матриц, формируемых с использованием процедуры скользящего окна, и в значительной степени влияет на время счета программ.

Обработка данных по эталонному полигону на уч. Хататский, а также на ряде других объектов Ботуобинской ГРЭ показала эффективность разработанной методики и возможность локализации в сильно зашумленных полях участков, перспективных на обнаружение кимберлитовых тел. Использование автоматизированной методики позволяет также решать ряд задач структурно-литологического картирования.  

4. Рекомендуемая литература

Основная: