Wolfram Mathematica i te Geophysics

Nga mihi ki te kaituhi o te blog Anton Ekimenko mo tana ripoata

Whakataki

I tuhia tenei korero i muri i te huihuinga Wolfram Huinga Hangarau Ruhia kei roto hoki te whakarapopototanga o te ripoata i hoatu e au. I puta te huihuinga i Hune i St. I te whakaaro kei te mahi ahau i tetahi poraka mai i te waahi huihuinga, kaore au i kaha ki te haere ki tenei huihuinga. I te 2016 me te 2017, i whakarongo ahau ki nga ripoata a te huihuinga, a i tenei tau ka hoatu e ahau he whakaaturanga. Tuatahi, kua puta mai he kaupapa whakamere (ki taku titiro), kei te whanake haere tatou Kirill Belov, tuarua, i muri i te rangahau roa o te ture a te Russian Federation mo te kaupapa here whiu, i te umanga e mahi ana ahau, e rua nga raihana i puta mai. Wolfram Mathematica.

I mua i te anga whakamua ki te kaupapa o taku whaikorero, me kite ahau i te pai o te whakahaere o te huihuinga. Ko te wharangi toronga o te huihuinga e whakamahi ana i te ahua o te Kazan Cathedral. Ko te whare karakia tetahi o nga tino waahi o St.

Wolfram Mathematica i te Geophysics

I te tomokanga ki te Whare Wananga Ohaoha o St. Petersburg State, ka tutaki nga kaiawhina mai i nga akonga - kaore ratou i whakaae kia ngaro. I te wa o te rehitatanga, ka tukuna he maharatanga iti (he taonga takaro - he koikoi uira, he pene, he whakapiripiri me nga tohu Wolfram). Ko nga kai tina me te kawhe i whakauruhia ki roto i te raupapa huihuinga. Kua korero ahau mo te kawhe reka me te pai i runga i te pakitara o te roopu - he rawe nga kaitao. Na tenei wahanga whakataki, e hiahia ana ahau ki te whakanui ko te huihuinga ake, tona whakatakotoranga me tona waahi kei te kawe mai i nga kare pai.

Ko te ripoata i whakaritea e maua ko Kirill Belov e kiia ana ko “Ma te whakamahi i a Wolfram Mathematica ki te whakaoti rapanga i roto i nga mahi matawhenua. Te tātaritanga matakite o nga raraunga ru, "i te waahi i rere nga awa tawhito." Ko nga korero o te ripoata e rua nga waahanga: tuatahi, ko te whakamahi i nga algorithms e waatea ana i roto Wolfram Mathematica mo te wetewete i nga raraunga matawhenua, tuarua, me pehea te whakatakoto raraunga matawhenua ki Wolfram Mathematica.

Te torotoro ruru

Tuatahi me mahi koe i tetahi haerenga poto ki te geophysics. Ko te Geophysics te pūtaiao e rangahau ana i nga ahuatanga o te toka. Ana, i te mea he rereke nga ahuatanga o nga toka: hiko, aukume, elastic, he rite tonu nga tikanga mo te matawhenua: te tirotiro hiko, te tirotiro autō, te tirotiro rui... I roto i te horopaki o tenei tuhinga, ka matapakihia e matou nga korero mo te tirotiro ruri. Ko te torotoro ruru te tikanga matua mo te rapu hinu me te hau. Ko te tikanga i runga i te hihikotanga o nga wiri rapa me te tuhi i muri mai o te whakautu mai i nga toka e tito ana i te waahi ako. Kei te hikaka nga wiri ki runga whenua (me nga dynamite, nga puna wiri-kore ranei o nga wiri rapa) i te moana ranei (me nga pu hau). Ka horahia nga wiri rapa i roto i te papatipu toka, ka whakaahurihia, ka whakaatahia ki nga rohe o nga paparanga he rereke nga ahuatanga. Ka hoki mai nga ngaru whakaata ki te mata, ka tuhia e nga geophones i runga i te whenua (te nuinga o nga taputapu hiko i runga i te neke o te aukume e whakatarewa ana i roto i te porowhita) me nga waea wai i te moana (i runga i te paanga piezoelectric). Hei te taenga mai o nga ngaru, ka taea e te tangata te whakatau i te hohonutanga o nga papaa whenua.

Nga taputapu toia waka ruihi
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ka whakahihiko te pu hau i nga wiri rapa
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ka haere nga ngaru i roto i te papatipu toka, ka hopukina e nga waea hiko
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Te kaipuke rangahau rangahau matawhenua "Ivan Gubkin" i te tauranga e tata ana ki te Piriti Blagoveshchensky i St.
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Tauira tohu ruru

He rereke nga ahuatanga o te toka. Mo te tuhura rū, he mea nui te mea rapa - ko te tere o te hora o te wiri rapa me te kiato. Mena he rite, he rite ranei nga ahuatanga o nga papa e rua, ka "kaore e kite" te ngaru i te rohe i waenganui i a raatau. Mena ka rere ke te tere ngaru o nga paparanga, ka puta te whakaata ki te rohe o nga paparanga. Ka nui ake te rereketanga o nga taonga, ka kaha ake te whakaata. Ko tona kaha ka whakatauhia e te whakarea whakaata (rc):

Wolfram Mathematica i te Geophysics

ko te ρ te kiato toka, ko te ν te tere ngaru, ko te 1 me te 2 e tohu ana i nga papa o runga me raro.

Ko tetahi o nga tauira tohu ruri ngawari rawa atu, e whakamahia pinepinetia ana ko te tauira hurihuri, i te wa e tohuhia ana te tohu ruuri i tuhia ko te hua o te hurihanga o te raupapa o nga whakarea whakaata me te putere tirotiro:

Wolfram Mathematica i te Geophysics

kei hea s(t) — tohu ruru, i.e. Ko nga mea katoa i tuhia e te hydrophone, geophone ranei i roto i te waa tuhi, w(t) - te tohu i hangaia e te pu hau, n(t) - haruru matapōkere.

Me tatau tatou i tetahi tohu rū waituhi hei tauira. Ka whakamahia e matou te Ricker pulse, e whakamahia nuitia ana i roto i te torotoro ruri, hei tohu tuatahi.

length=0.050; (*Signal lenght*)
dt=0.001;(*Sample rate of signal*)
t=Range[-length/2,(length)/2,dt];(*Signal time*)
f=35;(*Central frequency*)
wavelet=(1.0-2.0*(Pi^2)*(f^2)*(t^2))*Exp[-(Pi^2)*(f^2)*(t^2)];
ListLinePlot[wavelet, Frame->True,PlotRange->Full,Filling->Axis,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Initial wavelet",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
FillingStyle->{White,Black},ImageSize->Large,InterpolationOrder->2]

Te hihiko ruru tuatahi
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ka whakatauhia e matou nga rohenga e rua ki te hohonutanga o te 300 ms me te 600 ms, a ko nga whakarea whakaata he tau matapōkere.

rcExample=ConstantArray[0,1000];
rcExample[[300]]=RandomReal[{-1,0}];
rcExample[[600]]=RandomReal[{0,1}];
ListPlot[rcExample,Filling->0,Frame->True,Axes->False,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Reflection Coefficients",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]

Te raupapa o nga whakarea whakaata
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ka tatau tatou ka whakaatu i te tohu ru. I te mea he rereke nga tohu o nga whakarea whakaata, ka whiwhi tatou e rua nga hurihanga huritao mo te tohu ru.

traceExamle=ListConvolve[wavelet[[1;;;;1]],rcExample];
ListPlot[traceExamle,
PlotStyle->Black,Filling->0,Frame->True,Axes->False,
PlotLabel->Style["Seismic trace",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]

Riri whaihanga
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Mo tenei tauira, he mea tika kia rahui - i roto i te meka, ka whakatauhia te hohonu o nga paparanga, o te akoranga, i roto i nga mita, ka puta te tatauranga o te tohu ruri mo te rohe o te waa. He pai ake te whakatakoto i te hohonutanga ki roto i nga mita me te tatau i nga wa o te taenga mai ma te mohio ki nga tere o nga paparanga. I tenei keehi, ka tautuhi tonu ahau i nga paparanga ki te tuaka wa.

Mena ka korero tatou mo te rangahau mara, na te hua o enei tirohanga ka tuhia te maha o nga raupapa wa rite (nga tohu seismic). Hei tauira, i te wa e ako ana i tetahi waahi 25 kiromita te roa me te 15 kiromita te whanui, na te mahi, ko ia tohu he tohu mo te 25x25 mita te roa (ko taua putau e kiia ana he putea), ka 600000 nga tohu kei roto i te huinga raraunga whakamutunga. Ma te wa tauira o te 1 ms me te wa tuhi o te 5 hēkona, ko te konae raraunga whakamutunga ka nui ake i te 11 GB, a ko te rōrahi o te rauemi taketake "mata" ka taea te rau gigabytes.

Me pehea te mahi ki a raatau Wolfram Mathematica?

Tuhinga GeologyIO

I timata te whanaketanga o te kete Tuhinga i runga i te pakitara VK o te roopu tautoko reo Ruhia. He mihi ki nga whakautu a te hapori, i tino tere te kimi otinga. A, ko te mutunga, ka tupu hei tino whanaketanga. E rite ana Wolfram Community pou taiepa I tohuhia e nga kaiwhakariterite. I tenei wa, ka tautokohia e te kete te mahi me nga momo raraunga e whai ake nei e kaha whakamahia ana i roto i te ahumahi arowhenua:

  1. kawemai i nga raraunga mahere ki nga whakatakotoranga ZMAP me IRAP
  2. kawemai i nga inenga i roto i nga puna whakatakotoranga LAS
  3. tāuru me te putanga o te whakatakotoranga kōnae rū SEGY

Hei whakauru i te kete, me whai koe i nga tohutohu i runga i te wharangi tangohanga o te kete kua kohia, i.e. mahia te waehere e whai ake nei i roto i tetahi Pukatuhi Mathematica:

If[PacletInformation["GeologyIO"] === {}, PacletInstall[URLDownload[
    "https://wolfr.am/FiQ5oFih", 
    FileNameJoin[{CreateDirectory[], "GeologyIO-0.2.2.paclet"}]
]]]

Muri iho ka whakauruhia te kete ki te kōpaki taunoa, ko te huarahi e taea ai te tiki ko enei e whai ake nei:

FileNameJoin[{$UserBasePacletsDirectory, "Repository"}]

Hei tauira, ka whakaatuhia e matou nga tino kaha o te kete. Ka mahia te waea mo nga kete i roto i te Reo Wolfram:

Get["GeologyIO`"]

Ka whakawhanakehia te putea ma te whakamahi Wolfram Paemahi. Ma tenei ka taea e koe te haere tahi me nga mahi matua o te kete me nga tuhinga, i runga i nga ahuatanga o te whakatakotoranga whakaaturanga kaore e rereke mai i nga tuhinga a Wolfram Mathematica ake, me te whakarato i te kete me nga konae whakamatautau mo te tangata mohio tuatahi.

Wolfram Mathematica i te Geophysics

Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko taua konae, inaa, ko te konae "Marmousi.segy" - he tauira hangai tenei o te waahanga whenua, i whakawhanakehia e te French Petroleum Institute. Ma te whakamahi i tenei tauira, ka whakamatau nga kaiwhakawhanake i a raatau ake algorithm mo te whakatauira mara ngaru, te tukatuka raraunga, te hurihanga tohu ruihi, aha atu. Ko te tauira Marmousi ano kei te rongoa i roto i te putunga mai i te waahi i tangohia ai te kete. Hei tiki i te konae, whakahaerehia te waehere e whai ake nei:

If[Not[FileExistsQ["Marmousi.segy"]], 
URLDownload["https://wolfr.am/FiQGh7rk", "Marmousi.segy"];]
marmousi = SEGYImport["Marmousi.segy"]

Hua kawemai - ahanoa SEGYData
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko te whakatakotoranga SEGY ko te penapena i nga momo korero mo nga tirohanga. Ko te tuatahi, he korero kuputuhi enei. Kei roto i tenei ko nga korero mo te waahi o te mahi, nga ingoa o nga kamupene i mahia nga inenga, etc. I roto i to maatau, ka karangahia tenei pane ma te tono me te matua TextHeader. Anei he pane kupu poto:

Short[marmousi["TextHeader"]]

"I hangaia te huinga raraunga Marmousi i te Institute ...te iti rawa o te tere o te 1500 m/s me te teitei o te 5500 m/s)"

Ka taea e koe te whakaatu i te tauira matawhenua tuturu ma te uru atu ki nga tohu rui ma te whakamahi i te ki "tohu" (ko tetahi o nga ahuatanga o te kete ko nga taviri karekau e aro ki te kupu):

ArrayPlot[Transpose[marmousi["traces"]], PlotTheme -> "Detailed"]

Tauira Marmousi
Wolfram Mathematica i te Geophysics

I tenei wa, ka taea ano e te kete ki te uta i nga raraunga i roto i nga waahanga mai i nga konae nui, ka taea te tukatuka i nga konae ka eke te rahi ki te tekau gigabytes. Kei roto hoki i nga mahi a te kete nga mahi mo te kaweake raraunga ki te .segy me te taapiri i tetahi waahanga ki te mutunga o te konae.

Motuhake, he mea tika kia kite i te mahi o te kete i te wa e mahi ana me te hanganga matatini o nga konae .segy. I te mea ka taea e koe te uru atu ki nga tohu takitahi me nga pane ma te whakamahi i nga taviri me nga tohu tohu, engari me whakarereke ano ka tuhia ki tetahi konae. Ko te nuinga o nga korero hangarau mo te whakatinanatanga a GeologyIO kei tua atu i te whanuitanga o tenei tuhinga, a tera pea e tika ana mo te whakamaarama motuhake.

Te whaitakenga o te tātaritanga matakite i roto i te torotoro ruru

Ko te kaha ki te kawemai i nga raraunga ruri ki Wolfram Mathematica ka taea e koe te whakamahi i nga mahi tukatuka tohu whakaurunga mo nga raraunga whakamatautau. I te mea ko ia tohu ruri e tohu ana i te raupapa wa, ko tetahi o nga taputapu matua mo te ako i aua mea ko te tātari matakite. I roto i nga whakaritenga mo te tātari i te hanganga auau o nga raraunga ru, ka taea te whakaingoa, hei tauira, ko enei e whai ake nei:

  1. Ko nga momo ngaru rereke e tohuhia ana e te rereke o te hanganga auau. Ma tenei ka taea e koe te whakanui i nga ngaru whaihua me te pehi i nga ngaru pokanoa.
  2. Ko nga ahuatanga toka penei i te porosity me te waiwai ka pa ki te hanganga auau. Ma tenei ka taea te tautuhi i nga toka me nga mea tino pai.
  3. Ko nga paparanga he rereke te matotoru ka puta he rereke ki nga awhe auau rereke.

Ko te take tuatoru ko te mea matua i roto i te horopaki o tenei tuhinga. Kei raro nei he kongakonga tohu mo te tatau i nga tohu ruri mo te paparanga he rereke te matotoru - he tauira poro. Ka rangahaua tenei tauira i roto i te tuhura ruri ki te wetewete i nga paanga pokanoa i te wa e whakaatahia ana nga ngaru mai i nga paparanga maha ki runga i a raatau.

nx=200;(* Number of grid points in X direction*)
ny=200;(* Number of grid points in Y direction*)
T=2;(*Total propagation time*)
(*Velocity and density*)
modellv=Table[4000,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* P-wave velocity in m/s*)
rho=Table[2200,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* Density in g/cm^3, used constant density*)
Table[modellv[[150-Round[i*0.5];;,i]]=4500;,{i,1,200}];
Table[modellv[[;;70,i]]=4500;,{i,1,200}];
(*Plotting model*)
MatrixPlot[modellv,PlotLabel->Style["Model of layer",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]

Te tauira o te hanga whakawiri-waho
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko te tere ngaru i roto i te poro he 4500 m/s, kei waho o te poro 4000 m/s, a ko te kiato ka kiia he 2200 g/cm³. Mo taua tauira, ka tatau tatou i nga whakarea whakaata me nga tohu ru.

rc=Table[N[(modellv[[All,i]]-PadLeft[modellv[[All,i]],201,4000][[1;;200]])/(modellv[[All,i]]+PadLeft[modellv[[All,i]],201,4500][[1;;200]])],{i,1,200}];
traces=Table[ListConvolve[wavelet[[1;;;;1]],rc[[i]]],{i,1,200}];
starttrace=10;
endtrace=200;
steptrace=10;
trasenum=Range[starttrace,endtrace,steptrace];
traserenum=Range[Length@trasenum];
tracedist=0.5;
Rotate[Show[
Reverse[Table[
	ListLinePlot[traces[[trasenum[[i]]]]*50+trasenum[[i]]*tracedist,Filling->{1->{trasenum[[i]]*tracedist,{RGBColor[0.97,0.93,0.68],Black}}},PlotStyle->Directive[Gray,Thin],PlotRange->Full,InterpolationOrder->2,Axes->False,Background->RGBColor[0.97,0.93,0.68]],
		{i,1,Length@trasenum}]],ListLinePlot[Transpose[{ConstantArray[45,80],Range[80]}],PlotStyle->Red],PlotRange->All,Frame->True],270Degree]

Nga tohu ruru mo te tauira poro
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko te raupapa o nga tohu ruri e whakaatuhia ana i tenei ahua ka kiia ko te waahanga ru. Ka taea e koe te kite, ka taea ano te whakamaarama i runga i te taumata mohio, na te mea ko te ahuahanga o nga ngaru whakaata e tino rite ana ki te tauira i tohua i mua. Mena ka ata tirohia e koe nga tohu, ka kite koe ko nga tohu mai i te 1 ki te tata ki te 30 kaore e rereke - ko te whakaata mai i te tuanui o te hanganga me te raro kaore e whiti tetahi ki tetahi. Ka timata mai i te tohu 31, ka timata nga whakaaro huritao ki te pokanoa. A, ahakoa i roto i te tauira, karekau e huri whakapae te whakarea whakaata - ka huri te kaha o nga tohu ruri i te mea ka rereke te matotoru o te hanganga.

Kia whai whakaaro tatou ki te kaha o te whakaata mai i te rohe o runga o te hanganga. Ka timata mai i te huarahi 60th, ka timata te kaha o te whakaataata ki te piki ake, i te huarahi 70th ka piki ake. Koinei te ahua o te wawaotanga o nga ngaru mai i te tuanui me te raro o nga paparanga, e arai atu ana i etahi wa ki te kohihiko nui i roto i te rekoata ru.

ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[traces[[All,46]]],3][[;;;;2]],
InterpolationOrder->2,Frame->True,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Amplitude of reflection",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
PlotRange->All]

Kauwhata o te kaha kaha o te ngaru whakaata mai i te tapa o runga o te poro
Wolfram Mathematica i te Geophysics

He mea arorau mena he iti te tere o te tohu, ka timata te wawaotanga ki nga matotoru o te hanganga nui, a, ki te tohu tohu-nui, ka puta te pokanoa ki nga matotoru iti. Ko te snippet waehere e whai ake nei ka hangaia he tohu me nga iarere o 35 Hz, 55 Hz me 85 Hz.

waveletSet=Table[(1.0-2.0*(Pi^2)*(f^2)*(t^2))*Exp[-(Pi^2)*(f^2)*(t^2)],
{f,{35,55,85}}];
ListLinePlot[waveletSet,PlotRange->Full,PlotStyle->Black,Frame->True,
PlotLabel->Style["Set of wavelets",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
ImageSize->Large,InterpolationOrder->2]

He huinga tohu puna me nga iarere o 35 Hz, 55Hz, 85Hz
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ma te tatau i nga tohu ruri me te whakatakoto kauwhata o nga tiwerawera ngaru kua whakaatahia, ka kite tatou mo nga iarere rereke ka kitea he rereke ki nga momo matotoru o te hanganga.

tracesSet=Table[ListConvolve[waveletSet[[j]][[1;;;;1]],rc[[i]]],{j,1,3},{i,1,200}];

lowFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[1]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];
medFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[2]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];
highFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[3]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];

Show[lowFreq,medFreq,highFreq,PlotRange->{{0,100},All},
PlotLabel->Style["Amplitudes of reflection",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
Frame->True]

Nga kauwhata o nga kaha kaha o te ngaru whakaata mai i te tapa o runga o te poro mo nga iarere rereke
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko te kaha ki te whakatau whakatau mo te matotoru o te hanganga mai i nga hua o nga tirohanga ruri he tino whai hua, na te mea ko tetahi o nga mahi matua o te torotoro hinu ko te aromatawai i nga waahi tino pai mo te whakatakoto puna (ara, ko nga waahi kei reira te hanganga. matotoru). I tua atu, kei roto i te waahanga matawhenua tera pea he taonga na te ira ka puta he huringa koi i te matotoru o te hanganga. Ma tenei ka whai hua te tātaritanga mo te ako. I te waahanga e whai ake nei o te tuhinga ka whakaarohia e tatou nga momo taonga whenua i roto i nga korero taipitopito.

Raraunga whakamatautau. I whiwhi koe i hea me te aha hei rapu mo roto?

Ko nga rauemi i tātarihia i roto i te tuhinga i whiwhi i Western Siberia. Ko te rohe, e mohio ana nga tangata katoa kaore he rereke, ko te rohe whakaputa hinu nui o to tatou whenua. Ko te whanaketanga kaha o nga putunga i timata i te rohe i nga tau 60 o te rau tau kua hipa. Ko te tikanga matua mo te rapu i nga putunga hinu ko te torotoro ruru. He rawe te titiro ki nga whakaahua peerangi o tenei rohe. I te tauine iti, ka taea e koe te kite i te maha o nga repo me nga roto; ma te whakarahi i te mapi, ka kite koe i nga waahi keri poka wai, a ma te whakanui i te mapi ki te rohe, ka taea hoki e koe te wehewehe i nga waahi o nga korero i te taha o te ru. i mahia nga tirohanga.

Te ahua o nga mapi Yandex - te taone nui o Noyabrsk
Wolfram Mathematica i te Geophysics

He kupenga puna puna i tetahi o nga mara
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ko nga toka hinu-hinu o Western Siberia ka puta ki te whanuitanga o te hohonu - mai i te 1 kiromita ki te 5 kiromita. Ko te nui o nga toka kei roto te hinu i hanga i nga wa o Jurassic me Cretaceous. Ko te wa Jurassic e mohiotia ana e te tini mai i te kiriata o taua ingoa. Hurirangi Jurassic i tino rerekee mai i te mea hou. Kei roto i te Encyclopedia Britannica he raupapa o nga paleomaps e tohu ana i ia waa helogical.

Whakaatuhia te ahua
Wolfram Mathematica i te Geophysics
wā Jurassic
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Kia mahara mai i nga wa o Jurassic, ko te rohe o Siberia ki te hauauru he takutai moana (he whenua e whakawhitihia ana e nga awa me te moana papaku). I te mea he pai te ahua o te rangi, ka taea e tatou te whakaaro he penei te ahua o te ahua o te whenua o tera wa:

Jurassic Siberia
Wolfram Mathematica i te Geophysics

I tenei pikitia, ko te mea nui ki a tatou ehara i te mea ko nga kararehe me nga manu, engari ko te ahua o te awa kei muri. Ko te awa te mea matawhenua i tu i mua. Ko te meka ko nga mahi a nga awa ka taea e nga kirikiri pai te whakaemi, ka noho hei puna mo te hinu. He momo rereke, he uaua te ahua o enei puna (penei i te awaawa) he rereke te matotoru - tata ki nga tahataha he iti te matotoru, engari ka tata ki te pokapū o te hongere, ki nga waahi kopikopiko ranei ka piki ake. Na, ko nga awa i hanga i roto i te Jurassic kei te hohonu o te toru kiromita, a ko te kaupapa o te rapu mo nga puna hinu.

Raraunga whakamatautau. Te tukatuka me te tirohanga

Me rahui tonu tatou mo nga rawa rui e whakaatuhia ana i roto i te tuhinga - na te mea he mea nui te nui o nga raraunga e whakamahia ana mo te tātari - ko tetahi wahanga o te huinga taketake o nga tohu ruri kei roto i te tuhinga o te tuhinga. Ma tenei ka taea e te tangata te whakaputa i nga tatauranga o runga ake nei.

I te wa e mahi ana me nga raraunga ruia, ka whakamahia e te kaitirotiro whenua nga punaha motuhake (he maha nga rangatira o te umanga e kaha whakamahia ana nga whanaketanga, hei tauira ko Petrel, Paradigm ranei), e taea ai e koe te tarai i nga momo raraunga rereke me te atanga kauwhata pai. Ahakoa te pai katoa, kei a raatau ano nga ngoikoretanga o enei momo rorohiko - hei tauira, ko te whakatinanatanga o nga algorithms hou i roto i nga putanga pumau ka roa te waa, a ko te nuinga o te waa he iti noa nga huarahi ki te tarai i nga tatauranga. I roto i tenei ahuatanga, ka tino watea ki te whakamahi i nga punaha pangarau rorohiko me nga reo hootaka taumata-tiketike, e taea ai te whakamahi i te turanga algorithmic whanui, a, i te wa ano, he maha nga mahi. Koinei te kaupapa e whakamahia ana ki te mahi me nga raraunga ruri i Wolfram Mathematica. Kaore i te tika te tuhi i nga mahi whai kiko mo nga mahi tauwhitiwhiti me nga raraunga - he mea nui ake kia utaina mai i te whakatakotoranga e whakaaetia ana, ma te whakamahi i nga algorithm e hiahiatia ana ki a raatau me te whakahoki ano ki tetahi whakatakotoranga o waho.

Whai muri i te kaupapa i whakaarohia, ka utaina e matou nga raraunga ruri taketake ka whakaatu ki roto Wolfram Mathematica:

Get["GeologyIO`"]
seismic3DZipPath = "seismic3D.zip";
seismic3DSEGYPath = "seismic3D.sgy";
If[FileExistsQ[seismic3DZipPath], DeleteFile[seismic3DZipPath]];
If[FileExistsQ[seismic3DSEGYPath], DeleteFile[seismic3DSEGYPath]];
URLDownload["https://wolfr.am/FiQIuZuH", seismic3DZipPath];
ExtractArchive[seismic3DZipPath];
seismic3DSEGY = SEGYImport[seismic3DSEGYPath]

Ko nga raraunga i tangohia me te kawemai penei ko nga huarahi kua tuhia ki runga i te waahi 10 ki te 5 kiromita te roa. Mena ka whiwhihia nga raraunga ma te whakamahi i te tikanga rangahau ruri-toru (karekau nga ngaru i te taha o nga korero matawhenua takitahi, engari i te waahi katoa i te wa kotahi), ka taea te whiwhi poraka raraunga ruri. He taonga ahu-toru enei, ko nga waahanga poutū me nga waahanga whakapae e taea ai te rangahau taipitopito o te taiao whenua. I roto i te tauira e whakaarohia ana, e mahi ana matou ki nga raraunga ahu-toru. Ka whiwhi tatou i etahi korero mai i te pane kupu, penei

StringPartition[seismic3DSEGY["textheader"], 80] // TableForm

C 1 KO TENEI TE KUNGA WHAKAMAHI MO TE WHAKAMAHI KI TE KAUPAPA GEOLOGYIO
C 2
C 3
C 4
C 5 TE RA WHAKAMAHI INGOA: WOLFRAM USER
C 6 RANGATIRATANGA INGOA: KI TE WAHI I SIBERIA
C 7 MOMO KUPUNA 3D SEISMIC VOLUME
C 8
C 9
C10 Z RANGE: TUATAHI 2200M MUA 2400M

Ka ranea tenei huinga raraunga hei whakaatu i nga waahanga matua o te tātari raraunga. Ko nga tohu kei roto i te konae ka rekoatahia, ka rite ki te ahua e whai ake nei - koinei te tohatoha o nga amplitude o nga ngaru whakaata i te tuaka poutū (tuaka hohonu).

ListLinePlot[seismic3DSEGY["traces"][[100]], InterpolationOrder -> 2, 
 PlotStyle -> Black, PlotLabel -> Style["Seismic trace", Black, 20],
 LabelStyle -> Directive[Black, Italic], PlotRange -> All, 
 Frame -> True, ImageSize -> 1200, AspectRatio -> 1/5]

Ko tetahi o nga waahanga ruri
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ma te mohio ki te maha o nga tohu kei ia ahunga o te waahi ako, ka taea e koe te whakaputa i tetahi huinga raraunga ahu-toru me te whakaatu ma te whakamahi i te mahi Image3D[]

traces=seismic3DSEGY["traces"];
startIL=1050;EndIL=2000;stepIL=2; (*координата Х начала и конца съёмки и шаг трасс*)
startXL=1165;EndXL=1615;stepXL=2; (*координата Y начала и конца съёмки и шаг трасс*)
numIL=(EndIL-startIL)/stepIL+1;   (*количество трасс по оис Х*)
numXL=(EndXL-startXL)/stepIL+1;   (*количество трасс по оис Y*)
Image3D[ArrayReshape[Abs[traces/Max[Abs[traces[[All,1;;;;4]]]]],{numIL,numXL,101}],ViewPoint->{-1, 0, 0},Background->RGBColor[0,0,0]]

Atahanga XNUMXD o te mataono raraunga ru. (Tuaka poutū - hōhonu)
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Mēnā ka hangai e ngā āhuatanga arowhenua o te hiahia te kino o te rū, kātahi ka taea te whakamahi i ngā taputapu tirohanga mārama. Ko nga waahi "Karekau" o te rekoata ka taea te hanga kia kore e kitea, ka waiho noa nga kohikohi ka kitea. I roto i te Wolfram Mathematica ka taea tenei ma te whakamahi Opacity[] и Raster3D[].

data = ArrayReshape[Abs[traces/Max[Abs[traces[[All,1;;;;4]]]]],{numIL,numXL,101}];
Graphics3D[{Opacity[0.1], Raster3D[data, ColorFunction->"RainbowOpacity"]}, 
Boxed->False, SphericalRegion->True, ImageSize->840, Background->None]

Atahanga mataono raraunga ruru ma te whakamahi i te Opacity[] me te Raster3D[] mahi Wolfram Mathematica i te Geophysics

Pērā i te tauira waihanga, i runga i ngā wāhanga o te mataono taketake ka taea e te tangata te tautuhi i etahi rohe whenua (paparanga) me te awhina rereke.

Ko te taputapu matua mo te tātari matakite ko te huringa Fourier. Ma tana awhina, ka taea e koe te arotake i te amplitude-frequency spectrum o ia tohu, roopu roopu ranei. Heoi, i muri i te whakawhiti i nga raraunga ki te rohe auau, ka ngaro nga korero mo nga wa (panuihia te hohonutanga) ka huri te auau. Kia taea ai te tautuhi i nga huringa tohu i runga i te tuaka wa (hohonu), ka whakamahia te huringa Fourier matapihi me te pirau ngaru. Ka whakamahia e tenei tuhinga te pirau ngaru. I timata te whakamahi i te hangarau wetewete ngaru i nga tau 90. Ko te painga mo te huringa Fourier matapihi e kiia ana he pai ake te whakatau i te waa.

Ma te whakamahi i te kongakonga waehere e whai ake nei, ka taea e koe te tihore i tetahi o nga tohu ruri ki nga waahanga takitahi:

cwd=ContinuousWaveletTransform[seismicSection["traces"][[100]]]
Show[
ListLinePlot[Re[cwd[[1]]],PlotRange->All],
ListLinePlot[seismicSection["traces"][[100]],
PlotStyle->Black,PlotRange->All],ImageSize->{1500,500},AspectRatio->Full,
PlotLabel->Style["Wavelet decomposition",Black,32],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
PlotRange->All,
Frame->True]

Te tihorenga o te tohu ki nga waahanga
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Hei aromatawai me pehea te tohatoha o te kaha whakaata i nga wa rerekee o te taenga mai o nga ngaru, ka whakamahia nga tohu (he rite ki te spectrogram). Hei tikanga, i roto i nga mahi kaore he take ki te tātari i nga waahanga katoa. Ko te tikanga, ka tohua nga waahanga iti, waenga me te teitei.

freq=(500/(#*contWD["Wavelet"]["FourierFactor"]))&/@(Thread[{Range[contWD["Octaves"]],1}]/.contWD["Scales"])//Round;
ticks=Transpose[{Range[Length[freq]],freq}];
WaveletScalogram[contWD,Frame->True,FrameTicks->{{ticks,Automatic},Automatic},FrameTicksStyle->Directive[Orange,12],
FrameLabel->{"Time","Frequency(Hz)"},LabelStyle->Directive[Black,Bold,14],
ColorFunction->"RustTones",ImageSize->Large]

Tohunga. Hua mahi WaveletScalogram[]
Wolfram Mathematica i te Geophysics

Ka whakamahia e te Wolfram Language te mahi mo te huringa ngaru WaveletTransform[]. Na te tono o tenei mahi ki te huinga katoa o nga tohu ka mahia ma te whakamahi i te mahi Ripanga[]. I konei he mea tika kia kite i tetahi o nga kaha o Wolfram Mathematica - te kaha ki te whakamahi whakarara Ripanga Whakarara[]. I roto i te tauira i runga ake nei, kaore he take mo te whakarara - kaore i te rahi te rahi o nga raraunga, engari ka mahi ana me nga huinga raraunga whakamatautau kei roto nga rau mano o nga tohu, he mea tika tenei.

tracesCWD=Table[Map[Hilbert[#,0]&,Re[ContinuousWaveletTransform[traces[[i]]][[1]]][[{13,15,18}]]],{i,1,Length@traces}]; 

I muri i te tono i te mahi WaveletTransform[] Ka puta nga huinga raraunga hou e rite ana ki nga iarere kua tohua. I te tauira i runga ake nei, ko enei iarere: 38Hz, 33Hz, 27Hz. Ko te kowhiringa o nga iarere i te nuinga o te wa ka mahia i runga i nga whakamatautau - ka whiwhi mapi whai hua mo nga huinga rereke rereke ka kowhiria te mea tino korero mai i te tirohanga a te kaimatai whenua.

Mena ka hiahia koe ki te tiri i nga hua ki o hoa mahi, ki te tuku atu ranei ki te kaihoko, ka taea e koe te whakamahi i te mahi SEGYExport[] o te kete GeologyIO

outputdata=seismic3DSEGY;
outputdata["traces",1;;-1]=tracesCWD[[All,3]];
outputdata["textheader"]="Wavelet Decomposition Result";
outputdata["binaryheader","NumberDataTraces"]=Length[tracesCWD[[All,3]]];
SEGYExport["D:result.segy",outputdata];

Ki te toru o enei mataono (he iti-auau, waenga-auau, me nga waahanga teitei), ka whakamahia te whakakotahitanga RGB hei tiro tahi i nga raraunga. Ka whakawhiwhia ki ia waahanga tona ake tae - whero, matomato, puru. I roto i te Wolfram Mathematica ka taea tenei ma te whakamahi i te mahi Whakakotahi Tae[].

Ko te hua ko nga whakaahua ka taea te whakamaoritanga o te whenua. Ko nga koopikopiko kua tuhia ki runga i te waahanga ka taea te tohu i nga arai paera, tera pea he puna wai, he rahui hinu. Ko te rapu me te tātaritanga o nga tauira hou o taua punaha awa ka taea e tatou te whakatau i nga waahanga tino pai o te kookiri. Ko nga hongere ano e tohuhia ana e nga paparanga matotoru o te kirikiri kua oti te whakatakoto pai, he puna pai mo te hinu. Ko nga waahi kei waho o te "roihi" he rite ki nga putunga o te waipuke hou. Ko te nuinga o nga putunga o te Waipuke e tohuhia ana e nga toka uku me te keri ki roto i enei rohe ka kore e whai hua.

Te wahanga RGB o te mataono raraunga. Kei waenganui (he paku ki te taha maui o waenganui) ka taea e koe te whai i te awa kopikopiko.
Wolfram Mathematica i te Geophysics
Te wahanga RGB o te mataono raraunga. I te taha maui ka taea e koe te whai i te awa kopikopiko.
Wolfram Mathematica i te Geophysics

I etahi wa, ko te kounga o nga raraunga ruia e taea ai nga whakaahua tino marama ake. Ka whakawhirinaki tenei ki te tikanga mahi mara, nga taputapu e whakamahia ana e te haruru haruru algorithm. I roto i enei ahuatanga, ehara i te mea ko nga kongakonga o nga punaha awa anake e kitea ana, engari ko nga pao-awa whanui katoa.

Ko te ranunga RGB o nga wahanga e toru o te mataono raraunga ru (te poro whakapae). Tata ki te 2 kiromita te hohonu.
Wolfram Mathematica i te Geophysics
He whakaahua o te awa o Volga e tata ana ki Saratov
Wolfram Mathematica i te Geophysics

mutunga

Ka taea e Wolfram Mathematica te wetewete i nga raraunga ruri me te whakaoti rapanga e pa ana ki te torotoro kohuke, a ma te kete GeologyIO ka pai ake tenei mahi. Ko te hanganga o nga raraunga ruri he penei te whakamahi i nga tikanga hanga-roto hei tere ake i nga tatauranga (Ripanga Whakarara[], Whakarara[],…) he tino pai, ka taea e koe te tukatuka i nga raraunga maha. I te nuinga o te waa, ka awhinahia tenei e nga ahuatanga rokiroki raraunga o te kete GeologyIO. Ma te ara, ka taea te whakamahi i te putea ehara i te mea anake i roto i te waahi o te torotoro rū. He rite tonu nga momo raraunga e whakamahia ana i roto i te radar kuhu ki te whenua me te maatanga ruri. Mena kei a koe he whakaaro me pehea te whakapai ake i te hua, ko tehea tohu tātari algorithms mai i te Wolfram Mathematica arsenal e tika ana ki aua raraunga, mena he korero kino ranei taau, tena koa waiho he korero.

Source: will.com

Tāpiri i te kōrero