Особенности создания цифровых моделей геофизических полей при наличии сухопутных и морских наблюдений

В.В. Васильев
ОАО Морская арктическая геологоразведочная экспедиция, г. Мурманск.


Доклад

Цифровые модели геофизических полей строятся в ОАО МАГЭ в рамках программы составления Государственной геологической карты России масштаба 1:1 000 000 ("Госгеолкарты-1000"). Выполненное геофизическое картирование Северо-Западного шельфа РФ (листы R-38-40, S-41-43, T-37-40, T-41-44) базируется на принципе формирования комплексного БД в геоинформационной системе (ГИС) ArcView 3.2. [2, 3, 5] (Рис. 1) Лист R-35-36 (Мурманск), работа над которым завершена в 2005 г., отличается примерно одинаковым соотношением участков акватории и суши, что вносит свои особенности. (Рис. 2)

Click here -> 446x657 pix.
Рис. 1. Листы геофизической основы Госгеолкарты-1000, подготовленные в МАГЭ.

Сухопутные съемки, выполненные в 1960-80 гг. для построения Государственный гравиметрической карты 1:200000, отличаются равномерным распределением по площади и увязаны между собой. Морские съемки 1970-х - 2000-х гг. носят ярко выраженный профильный характер и, как правило, нуждаются в дополнительной увязке съёмок разных лет. Отсюда возникает необходимость раздельной обработки этих данных и выбора параметров гридирования, исходя из особенностей пространственного распределения исходных данных. (рис. 3, 4)
Click here -> 565x417 pix.
Рис. 2. Исходные гравиметрические данные.
Click here -> 565x417 pix.
Рис. 3. Грид на акваторию.
Click here -> 565x417 pix.
Рис. 4. Грид на сушу.
Click here -> 565x417 pix.
Рис. 5. Объединённый грид.

Создание единого грида производится авторскими программами с применением т.н. "матриц-масок". [1] Они создаются по той же сети, что и гриды полей. Использование матриц-масок позволяет избежать "ступеней" на границах съемок, возникающих при значительном расхождении объединяемых полей. (рис. 5)

Значения в узлах матриц-масок представляют собой весовые коэффициенты, значения которых изменяются от нуля на границе участка до максимального значения zm.

Расстояние l от узла до контура считается положительным внутри контура и отрицательным вне контура. Задается ширина краевой полосы lp и допустимый заход за контур lz. Значения z в узлах матрицы-маски находятся следующим образом:

- при l < -lz в узел помещается код отсутствия измерения,

- в пределах краевой полосы (-lz < l < lp-lz) значение в узле вычисляется по формуле: z

- при l > lp-lz значение в узле равно максимальному значению zm.

В данном случае использовались значения zm = 1 и lz = lp = 5 км.

Эффект при соединении двух и более гридов в один напоминает объединение двух слоев с "размытыми" краями в графическом редакторе Photoshop. По мнению автора, многие функции этой программы могли бы найти свои параллели при операциях с гридами.

При статистически значимом расхождении в значениях полей в областях перекрытия съемок необходимо провести увязку уровней, для чего рассчитываются регрессионные коэффициенты a и b для пересчета по формуле:

xf

где: x - значение в точке исходного поля,

x2 - пересчитанное значение,

Традиционно используемые варианты расчета: по разности средних значений (a = 1), по отношению средних значений (b = 0) и по среднеквадратической линейной регрессии.

Представляется также обоснованным выбор коэффициентов по углу наклона эллипса рассеяния. [1]

a - коэффициент-множитель,

b - коэффициент-слагаемое,

kxy - коэффициент ковариации,

dx, dy - дисперсии величин полей на 1-м и 2-м участках,

xs, ys - средние значения на первом и втором участках.

Click here -> 400x600 pix.
Рис. 6. Расчёт регрессии через угол наклона эллипсоида рассеяния.

С точки зрения интерпретации результатов интерес представляет районирование по особенностям геофизических полей. На этом листе мы применили многоуровневую классификацию полей методом структурного анализа, позволяющим разделить многомерное поле признаков на участки со схожим поведением полей. [4] Для анализа были использованы гриды рельефа, гравитационного и магнитного полей.
Click here -> 598x467 pix.
Рис. 7. Гравитационное поле.
Click here -> 598x467 pix.
Рис. 8. Магнитное поле.
Click here -> 598x467 pix.
Рис. 9. Рельеф.
Click here -> 600x413 pix.
Рис. 10. 1-е деление программой SA.
Click here -> 600x413 pix.
Рис. 11. 2-е деление.
Click here -> 600x413 pix.
Рис. 12. 3-е деление.
Click here -> 600x413 pix.
Рис. 13. 4-е деление (неполное).
Click here -> 600x413 pix.
Рис. 14. 5-е деление (неполное).

Таблица. Статистические характеристики полей в выделенных классах.
№ выборки объём Гравитационное поле Магнитное поле Рельеф
Среднее Стандарт Среднее Стандарт Среднее Стандарт
10 667 -19.352 4.875 16.679 3.312 218.527 83.521
11 584 -18.247 3.216 30.112 7.013 267.196 61.568
12 1323 -28.514 7.325 24.644 5.059 131.803 32.628
13 868 14.556 4.828 -16.346 8.482 168.403 53.726
25 2051 7.637 10.911 13.446 10.280 -110.230 96.243
31 6116 23.151 3.221 2.436 2.676 -184.478 25.216
32 6880 32.528 3.285 2.106 1.952 -199.160 27.529
33 5950 19.106 2.818 1.878 1.395 -241.805 25.462
34 10789 25.264 4.196 -1.978 1.894 -234.598 26.863
15 658 5.286 7.775 -35.508 17.895 179.038 75.527
28 4708 8.184 4.960 1.472 2.112 -240.849 40.726
29 1428 1.883 4.481 -2.866 0.848 -259.667 15.918
30 3640 11.197 4.855 -2.546 1.689 -204.622 44.767
17 11454 1.490 5.844 18.545 23.657 154.249 59.371
18 9596 11.395 6.066 12.769 13.150 249.639 84.450
19 4634 9.597 4.848 47.380 12.505 186.149 37.901
20 2690 8.545 5.259 109.624 45.266 166.023 48.476
21 3044 20.495 4.458 73.754 30.982 263.677 45.260
22 1641 21.873 5.637 45.333 20.627 130.782 114.454
23 1881 29.869 7.286 4.896 10.415 236.352 66.792
24 2897 14.258 5.476 19.712 16.148 47.753 121.466

Литература:

1. Васильев В.В. Вычисление сводных цифровых моделей полей перекрывающихся АГС-съемок. / Международная геофизическая конференция, СПб, 2-7 октября 2000 г. // Тезисы докладов, с. 531-533.

2. Васильев В.В., Васильева Е.Г., Зайончек А.В. Применение современных геоинформационных технологий при решении задач геофизического картирования на акватории Северо-Западного шельфа России. / Международная конференция "Нефть и газ Арктического шельфа", Мурманск, 17-19 ноября 2004 г.

3. Васильев В.В. Создание опережающей геофизической основы для геологического картирования Баренцево-Карского шельфа. / Международный научный семинар "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" им. Д.Г. Успенского. Пермь, 24-29 января 2005 г.

4. Овсов М.К. Комбинированный метод кластерного и факторного анализов переменных в прикладной геохимии. / Изв. вузов, Геология и разведка, 1990, с. 60-66.

5. Французов И.Я., Васильев В.В. Гравиметрические исследования на Северо-Западном шельфе Евразии как основа геофизического картирования. // Комплексные исследования природы Шпицбергена. Вып. 5. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2005, с. 131-136.


тезисы | наверх

Created by Vlad Vasiliev on 23 Jan 2006
Last modified on 25 Jan 2006


Хостинг от uCoz
UCOZ Реклама
Каминные порталы из дерева Купить: Купить портал для камина. . анализы на пцр