Блогын зохиогчид баярлалаа илтгэлийнхээ төлөө
Танилцуулга
Энэхүү тэмдэглэлийг чуулганы дараа бичсэн мөн миний өгсөн тайлангийн хураангуйг агуулсан. Энэ үйл явдал зургадугаар сард Санкт-Петербург хотод болсон. Би хурлын сайтаас нэг хэсэг ажилладаг болохоор энэ арга хэмжээнд оролцохгүй байж чадсангүй. 2016, 2017 онд чуулганы илтгэл сонсож, энэ жил илтгэл тавьсан. Нэгдүгээрт, бидний боловсруулж байгаа сонирхолтой (надад санагдаж байна) сэдэв гарч ирэв , хоёрдугаарт, ОХУ-ын хориг арга хэмжээний бодлогын талаархи хууль тогтоомжийг удаан судалсны дараа миний ажилладаг аж ахуйн нэгжид хоёр лиценз гарч ирэв. .
Ярианы сэдэв рүү шилжихээсээ өмнө арга хэмжээний сайн зохион байгуулалттайг дурдмаар байна. Чуулганы зочлох хуудсанд Казанийн сүмийн зургийг ашигласан. Энэхүү сүм нь Санкт-Петербург хотын гол үзмэрүүдийн нэг бөгөөд хурал болсон танхимаас маш тод харагддаг.
Санкт-Петербургийн Улсын эдийн засгийн их сургуулийн үүдэнд оролцогчдыг оюутнуудын дундаас туслах ажилтнууд угтаж авав - тэд төөрөхийг зөвшөөрөөгүй. Бүртгэлийн үеэр жижиг бэлэг дурсгалын зүйлс (тоглоом - гялалзсан баяжуулалт, үзэг, Вольфрамын тэмдэг бүхий наалт) өгсөн. Үдийн хоол, кофены завсарлага ч хурлын хуваарьт багтсан. Бүлгийн ханан дээр амттай кофе, бялуу зэргийг би аль хэдийн тэмдэглэсэн - тогооч нар бол гайхалтай. Энэхүү танилцуулах хэсгээр үйл явдал өөрөө, түүний хэлбэр, байршил аль хэдийн эерэг сэтгэл хөдлөлийг авчирч байгааг онцлон тэмдэглэхийг хүсч байна.
Кирилл Белов бид хоёрын бэлтгэсэн илтгэлийг “Волфрам математикийг хэрэглээний геофизикийн асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглах нь. Газар хөдлөлийн мэдээллийн спектрийн шинжилгээ буюу "эртний гол мөрөн урсдаг газар". Тайлангийн агуулга нь хоёр хэсгийг хамардаг: нэгдүгээрт, одоо байгаа алгоритмуудыг ашиглах геофизикийн өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх, хоёрдугаарт, геофизикийн өгөгдлийг Wolfram Mathematica-д хэрхэн оруулах вэ.
Газар хөдлөлтийн хайгуул
Эхлээд та геофизикийн чиглэлээр богино аялал хийх хэрэгтэй. Геофизик бол чулуулгийн физик шинж чанарыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Яахав, чулуулаг нь цахилгаан, соронзон, уян харимхай гэсэн өөр өөр шинж чанартай байдаг тул геофизикийн холбогдох аргууд байдаг: цахилгаан хайгуул, соронзон хайгуул, газар хөдлөлтийн эрэл... Энэ өгүүллийн хүрээнд бид зөвхөн газар хөдлөлтийн эрэл хайгуулын талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих болно. Газар хөдлөлтийн хайгуул нь газрын тос, байгалийн хийн хайгуулын үндсэн арга юм. Энэ арга нь уян харимхай чичиргээний өдөөлт, дараа нь судалгааны талбайг бүрдүүлэгч чулуулгийн хариу үйлдлийг бүртгэх үндсэн дээр суурилдаг. Чичиргээ нь хуурай газар (динамит эсвэл тэсрэх бус чичиргээний уян чичиргээний эх үүсвэртэй) эсвэл далайд (агаарын буугаар) өдөөгддөг. Уян чичиргээ нь чулуулгийн массаар тархаж, өөр өөр шинж чанартай давхаргын хил дээр хугарч, тусдаг. Ойсон долгион нь гадаргуу дээр буцаж ирэх ба газар дээрх геофон (ихэвчлэн ороомогт өлгөөтэй соронзонгийн хөдөлгөөнд үндэслэсэн электродинамик төхөөрөмж) эсвэл далай дахь гидрофонууд (пьезоэлектрик эффект дээр үндэслэн) тэмдэглэдэг. Долгион ирэх үед геологийн давхаргын гүнийг шүүж болно.
Газар хөдлөлтийн эсрэг хөлөг чирэх төхөөрөмж
Агаарын буу нь уян харимхай чичиргээг өдөөдөг
Долгионууд нь чулуулгийн массаар дамжин өнгөрч, гидрофоноор бүртгэгддэг
Санкт-Петербург хотын Благовещенскийн гүүрний ойролцоох хөлөг онгоцны геофизикийн судалгааны "Иван Губкин" хөлөг онгоц
Газар хөдлөлтийн дохионы загвар
Чулуулаг нь өөр өөр физик шинж чанартай байдаг. Газар хөдлөлтийн хайгуулын хувьд уян харимхай шинж чанар нь юуны түрүүнд уян чичиргээний тархалтын хурд ба нягтрал юм. Хэрэв хоёр давхарга ижил эсвэл ижил төстэй шинж чанартай бол долгион нь тэдгээрийн хоорондох хилийг "анхаарахгүй" болно. Хэрэв давхрагын долгионы хурд өөр байвал давхаргын хил дээр тусгал үүснэ. Шинж чанаруудын ялгаа их байх тусам тусгал илүү хүчтэй болно. Түүний эрчмийг тусгалын коэффициент (rc) -ээр тодорхойлно.
Энд ρ нь чулуулгийн нягт, ν нь долгионы хурд, 1 ба 2 нь дээд ба доод давхаргыг заана.
Газар хөдлөлтийн дохиоллын хамгийн энгийн бөгөөд түгээмэл хэрэглэгддэг загваруудын нэг бол судлын импульс бүхий тусгалын коэффициентүүдийн дарааллын эргэлтийн үр дүнд бүртгэгдсэн газар хөдлөлтийн ул мөрийг дүрсэлсэн тохиолдолд эргэлтийн загвар юм.
хаана s(t) - газар хөдлөлтийн ул мөр, өөрөөр хэлбэл. Тогтсон бичлэгийн хугацаанд гидрофон эсвэл геофоноор бичигдсэн бүх зүйл, w(t) - агаарын буугаар үүсгэсэн дохио; n(t) - санамсаргүй дуу чимээ.
Синтетик газар хөдлөлтийн ул мөрийг жишээ болгон тооцоолъё. Бид газар хөдлөлтийн хайгуулд өргөн хэрэглэгддэг Рикерийн импульсийг анхны дохио болгон ашиглах болно.
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]Газар хөдлөлийн анхны импульс
Бид 300 ба 600 мс-ийн гүнд хоёр хил хязгаарыг тогтоох бөгөөд тусгалын коэффициентүүд нь санамсаргүй тоо байх болно.
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]]Тусгалын коэффициентүүдийн дараалал
Газар хөдлөлтийн ул мөрийг тооцож үзүүлье. Тусгалын коэффициентүүд өөр өөр тэмдэгтэй байдаг тул газар хөдлөлтийн ул мөр дээр бид хоёр ээлжлэн тусгалаа авдаг.
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]]Загварчилсан зам
Энэ жишээний хувьд захиалга хийх шаардлагатай - бодит байдал дээр давхаргын гүнийг мэдээж метрээр тодорхойлдог бөгөөд газар хөдлөлийн ул мөрийг тооцоолох нь цаг хугацааны мужид тохиолддог. Давхаргууд дахь хурдыг мэдэж гүнийг метрээр тогтоож, ирэх хугацааг тооцоолох нь илүү зөв байх болно. Энэ тохиолдолд би нэн даруй цаг хугацааны тэнхлэг дээр давхаргыг тохируулна.
Хэрэв бид хээрийн судалгааны талаар ярих юм бол ийм ажиглалтын үр дүнд олон тооны ижил төстэй цаг хугацааны цуваа (сейсмик ул мөр) бүртгэгддэг. Жишээлбэл, 25 км урт, 15 км өргөн талбайг судлахдаа ажлын үр дүнд ул мөр тус бүр нь 25х25 метр хэмжээтэй нүдийг тодорхойлдог (ийм нүдийг хогийн сав гэж нэрлэдэг) эцсийн өгөгдлийн массив нь 600000 ул мөрийг агуулна. Дээж авах хугацаа 1 мс, бичлэг хийх хугацаа 5 секунд бол эцсийн өгөгдлийн файл нь 11 ГБ-аас их байх бөгөөд анхны "түүхий" материалын хэмжээ хэдэн зуун гигабайт байж болно.
Тэдэнтэй хэрхэн ажиллах вэ ?
Багц
Багцыг боловсруулж эхэлсэн орос хэлээр ярьдаг туслах бүлгийн VK ханан дээр. Олон нийтийн хариу арга хэмжээний ачаар маш хурдан шийдэл оллоо. Үүний үр дүнд энэ нь ноцтой хөгжил болж хувирав. Харгалзах Үүнийг модераторууд хүртэл тэмдэглэсэн. Одоогийн байдлаар уг багц нь геологийн салбарт идэвхтэй ашиглагдаж буй дараах өгөгдлийн төрлүүдтэй ажиллахыг дэмждэг.
- ZMAP болон IRAP форматаар газрын зургийн өгөгдлийг импортлох
- LAS форматтай худагт хэмжилт импортлох
- газар хөдлөлтийн файлын форматын оролт, гаралт
Багцыг суулгахын тулд та угсарсан багцыг татаж авах хуудсан дээрх зааврыг дагах ёстой, i.e. дараах кодыг аль ч хэсэгт ажиллуулна уу :
If[PacletInformation["GeologyIO"] === {}, PacletInstall[URLDownload[
"https://wolfr.am/FiQ5oFih",
FileNameJoin[{CreateDirectory[], "GeologyIO-0.2.2.paclet"}]
]]]Үүний дараа багцыг анхдагч хавтсанд суулгах бөгөөд хүрэх замыг дараах байдлаар авч болно.
FileNameJoin[{$UserBasePacletsDirectory, "Repository"}]Жишээ болгон бид багцын үндсэн боломжуудыг харуулах болно. Дуудлага нь Wolfram хэл дээрх багцуудад уламжлалт байдлаар хийгддэг:
Get["GeologyIO`"]Багцыг ашиглан боловсруулсан болно . Энэ нь багцын үндсэн функцийг баримт бичгийн хамт дагалдуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь танилцуулгын форматын хувьд Wolfram Mathematica-ийн баримт бичгээс ялгаатай биш бөгөөд анхны танилцахдаа багцыг тестийн файлаар хангах боломжийг олгоно.
Ийм файл нь ялангуяа "Marmousi.segy" файл юм - энэ бол Францын Газрын тосны хүрээлэнгийн боловсруулсан геологийн хэсгийн синтетик загвар юм. Энэхүү загварыг ашиглан хөгжүүлэгчид долгионы талбайн загварчлал, өгөгдөл боловсруулах, газар хөдлөлтийн ул мөрийг хөрвүүлэх гэх мэт алгоритмуудыг туршиж үздэг. Marmousi загвар нь өөрөө багцыг татаж авсан репозиторт хадгалагддаг. Файлыг авахын тулд дараах кодыг ажиллуулна уу.
If[Not[FileExistsQ["Marmousi.segy"]],
URLDownload["https://wolfr.am/FiQGh7rk", "Marmousi.segy"];]
marmousi = SEGYImport["Marmousi.segy"]Импортын үр дүн - SEGYData объект
SEGY формат нь ажиглалтын талаархи янз бүрийн мэдээллийг хадгалах явдал юм. Нэгдүгээрт, эдгээр нь текстийн сэтгэгдэл юм. Үүнд ажлын байршил, хэмжилт хийсэн компаниудын нэр гэх мэт мэдээлэл орно. Манай тохиолдолд энэ толгойг TextHeader түлхүүрээр хүсэлтээр дууддаг. Энд товчилсон текстийн гарчиг байна:
Short[marmousi["TextHeader"]]"Мармуси мэдээллийн багцыг хүрээлэнд үүсгэсэн ... хамгийн бага хурд нь 1500 м/с, дээд тал нь 5500 м/с)"
Та "мөр" товчлуурыг ашиглан газар хөдлөлтийн ул мөрийг олж авах замаар бодит геологийн загварыг харуулах боломжтой (багцын нэг онцлог нь товчлуурууд нь том жижиг үсгээр тэмдэглэдэггүй).
ArrayPlot[Transpose[marmousi["traces"]], PlotTheme -> "Detailed"]Загвар өмсөгч Мармуси
Одоогийн байдлаар уг багц нь том хэмжээний файлуудаас өгөгдлийг хэсэгчлэн ачаалах боломжийг олгодог бөгөөд хэмжээ нь хэдэн арван гигабайт хүрэх боломжтой файлуудыг боловсруулах боломжтой болгодог. Мөн багцын функцууд нь өгөгдлийг .segy руу экспортлох, файлын төгсгөлд хэсэгчлэн хавсаргах функцуудыг агуулдаг.
.segy файлуудын нарийн төвөгтэй бүтэцтэй ажиллахдаа багцын функцийг тусад нь тэмдэглэх нь зүйтэй. Учир нь энэ нь танд товчлуурууд болон индексүүдийг ашиглан тусдаа мөр, толгой хэсэгт хандахаас гадна тэдгээрийг өөрчлөх, дараа нь файл руу бичих боломжийг олгодог. GeologyIO-ийн хэрэгжилтийн техникийн олон нарийн ширийн зүйл нь энэ нийтлэлийн хамрах хүрээнээс гадуур байгаа бөгөөд магадгүй тусдаа тайлбар хийх ёстой.
Газар хөдлөлтийн хайгуулд спектрийн шинжилгээний хамаарал
Газар хөдлөлтийн өгөгдлийг Wolfram Mathematica руу импортлох чадвар нь туршилтын өгөгдөлд суурилуулсан дохио боловсруулах функцийг ашиглах боломжийг танд олгоно. Газар хөдлөлтийн ул мөр бүр цаг хугацааны цувааг илэрхийлдэг тул тэдгээрийг судлах гол хэрэгслийн нэг нь спектрийн шинжилгээ юм. Газар хөдлөлтийн өгөгдлийн давтамжийн найрлагад дүн шинжилгээ хийх урьдчилсан нөхцөлүүдийн дунд бид жишээлбэл дараахь зүйлийг нэрлэж болно.
- Өөр өөр төрлийн долгион нь өөр өөр давтамжийн найрлагаар тодорхойлогддог. Энэ нь танд ашигтай долгионыг тодруулж, хөндлөнгийн долгионыг дарах боломжийг олгоно.
- Сүвэрхэг чанар, ханалт зэрэг чулуулгийн шинж чанар нь давтамжийн найрлагад нөлөөлдөг. Энэ нь хамгийн сайн шинж чанартай чулуулгийг тодорхойлох боломжийг олгодог.
- Өөр өөр зузаантай давхарга нь янз бүрийн давтамжийн мужид гажиг үүсгэдэг.
Гурав дахь зүйл бол энэ өгүүллийн хүрээнд гол зүйл юм. Өөр өөр зузаантай давхаргын хувьд газар хөдлөлтийн ул мөрийг тооцоолох кодын фрагментийг доор харуулав - шаантаг загвар. Энэхүү загварыг газар хөдлөлтийн хайгуулд олон давхаргаас туссан долгионууд бие биен дээр нь наалдсан үед хөндлөнгийн нөлөөллийг шинжлэхийн тулд судалдаг уламжлалтай.
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]]Хавчих формацийн загвар
Шаантаг доторх долгионы хурд 4500 м/с, шаантагны гадна талд 4000 м/с, нягтыг тогтмол 2200 г/см³ гэж үзнэ. Ийм загварын хувьд бид ойлтын коэффициент ба газар хөдлөлтийн ул мөрийг тооцдог.
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]Шаантаг загварын газар хөдлөлтийн ул мөр
Энэ зурагт үзүүлсэн газар хөдлөлтийн ул мөрийн дарааллыг газар хөдлөлтийн хэсэг гэж нэрлэдэг. Таны харж байгаагаар туссан долгионы геометр нь өмнө нь тодорхойлсон загвартай тодорхой нийцэж байгаа тул түүний тайлбарыг зөн совингийн түвшинд хийж болно. Хэрэв та ул мөрийг илүү нарийвчлан шинжлэх юм бол 1-ээс 30 хүртэлх ул мөр нь ялгаатай биш гэдгийг анзаарах болно - формацийн дээвэр ба ёроолоос тусгал нь хоорондоо давхцдаггүй. 31-р ул мөрөөс эхлэн тусгал нь саад болж эхэлдэг. Хэдийгээр загварт тусгалын коэффициентүүд хэвтээ байдлаар өөрчлөгддөггүй - тогтоцын зузаан өөрчлөгдөхөд газар хөдлөлтийн ул мөр нь эрчмээ өөрчилдөг.
Формацийн дээд хилээс тусгах далайцыг авч үзье. 60-р замаас эхлэн тусгалын эрч хүч нэмэгдэж, 70-р замд хамгийн их болж эхэлдэг. Давхаргын дээвэр ба ёроолоос долгионы хөндлөнгийн оролцоо ингэж илэрч, зарим тохиолдолд газар хөдлөлтийн бүртгэлд мэдэгдэхүйц гажиг үүсэхэд хүргэдэг.
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]Шаантагны дээд ирмэгээс туссан долгионы далайцын график
Дохио бага давтамжтай байх үед их хэмжээний зузаан давхаргад интерференци үүсч эхэлдэг ба өндөр давтамжийн дохионы хувьд бага зузаантай үед интерференц үүсдэг нь логик юм. Дараах кодын хэсэг нь 35 Гц, 55 Гц, 85 Гц давтамжтай дохио үүсгэдэг.
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]35 Гц, 55 Гц, 85 Гц давтамжтай эх дохионы багц
Газар хөдлөлтийн ул мөрийг тооцоолж, туссан долгионы далайцын графикийг зурснаар бид янз бүрийн давтамжийн хувьд өөр өөр зузаан давхаргад аномали ажиглагдаж байгааг харж болно.
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]Янз бүрийн давтамжийн хувьд шаантагны дээд ирмэгээс туссан долгионы далайцын графикууд
Газар хөдлөлтийн ажиглалтын үр дүнгээс тогтоцын зузаанын талаар дүгнэлт хийх чадвар нь маш ашигтай, учир нь газрын тосны хайгуулын гол ажлуудын нэг нь худаг тавих хамгийн ирээдүйтэй цэгүүдийг (жишээ нь, тогтоц үүссэн газруудад) үнэлэх явдал юм. зузаан). Нэмж дурдахад геологийн хэсэгт үүсэл нь формацийн зузааныг огцом өөрчлөхөд хүргэдэг объектууд байж болно. Энэ нь спектрийн шинжилгээг тэдгээрийг судлах үр дүнтэй хэрэгсэл болгодог. Өгүүллийн дараагийн хэсэгт бид ийм геологийн объектуудыг илүү нарийвчлан авч үзэх болно.
Туршилтын өгөгдөл. Та тэдгээрийг хаанаас авсан бэ, тэднээс юу хайх вэ?
Нийтлэлд дүн шинжилгээ хийсэн материалыг Баруун Сибирээс олж авсан. Тус бүс нутаг бол манай улсын газрын тос олборлогч гол бүс нутаг гэдгийг хүн бүхэн мэдэх байх. Өнгөрсөн зууны 60-аад онд тус бүс нутагт ордуудыг идэвхтэй ашиглах ажил эхэлсэн. Газрын тосны орд хайх гол арга бол газар хөдлөлтийн хайгуул юм. Энэ нутаг дэвсгэрийн хиймэл дагуулын зургийг үзэх нь сонирхолтой юм. Жижиг хэмжээгээр та маш олон тооны намаг, нуурыг тэмдэглэж болно; газрын зургийг томруулж, кластер худгийн өрөмдлөгийн газруудыг харж, газрын зургийг хязгаар хүртэл томруулж, газар хөдлөлтийн дагуух профилын цэвэрлэгээг ялгаж болно. ажиглалт хийсэн.
Яндекс газрын зургийн хиймэл дагуулын зураг - Ноябрск хотын бүс
Талбайн нэг дэх худгийн талбайн сүлжээ
Баруун Сибирийн газрын тос агуулсан чулуулаг нь 1 км-ээс 5 км-ийн гүнд байдаг. Газрын тос агуулсан чулуулгийн гол эзэлхүүн нь Юрийн галав ба Цэрдийн галавын үед үүссэн. Юрийн галавын үеийг ижил нэртэй киноноос олон хүн мэддэг байх. орчин үеийнхээс эрс ялгаатай байв. Britannica нэвтэрхий толь бичигт гелогийн эрин үе бүрийг тодорхойлсон хэд хэдэн палеомап байдаг.
Өнөө үед
Юрийн галавын үе
Юрийн галавын үед Баруун Сибирийн нутаг дэвсгэр нь далайн эрэг (гол мөрөн гаталсан газар, гүехэн тэнгис) байсныг анхаарна уу. Уур амьсгал нь тав тухтай байсан тул тухайн үеийн ердийн ландшафт дараах байдалтай байсан гэж бид үзэж болно.
Юрийн галавын Сибирь
Энэ зурган дээр бидний хувьд ан амьтан, шувууд гэхээсээ илүү голын арын дүр төрх чухал байна. Гол бол бидний өмнө нь зогсоосон геологийн объект юм. Гол мөрний үйл ажиллагаа нь сайн ангилагдсан элсэн чулууг хуримтлуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь дараа нь газрын тосны усан сан болно. Эдгээр усан сангууд нь хачирхалтай, нарийн төвөгтэй хэлбэртэй (голын гольдрол гэх мэт) байж болох ба тэдгээр нь хувьсах зузаантай байдаг - эрэг орчмын зузаан нь бага, харин сувгийн төв рүү ойртох эсвэл мөстлөгийн бүсэд энэ нь нэмэгддэг. Тиймээс Юрийн галавын үед үүссэн голууд одоо гурван километрийн гүнд байгаа бөгөөд газрын тосны нөөц хайх объект болжээ.
Туршилтын өгөгдөл. Боловсруулалт ба дүрслэл
Нийтлэлд үзүүлсэн газар хөдлөлтийн материалын талаар нэн даруй тайлбар хийцгээе - дүн шинжилгээ хийхэд ашигласан өгөгдлийн хэмжээ их байгаа тул - газар хөдлөлийн ул мөрийн анхны багцын зөвхөн хэсэгчилсэн хэсгийг өгүүллийн текстэд оруулсан болно. Энэ нь хэн ч дээрх тооцооллыг хуулбарлах боломжийг олгоно.
Газар хөдлөлтийн мэдээлэлтэй ажиллахдаа геофизикч ихэвчлэн тусгай програм хангамжийг ашигладаг (хөгжүүлэлтийг идэвхтэй ашигладаг хэд хэдэн салбарын удирдагчид байдаг, жишээ нь Petrel эсвэл Paradigm), энэ нь янз бүрийн төрлийн өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгодог бөгөөд тохиромжтой график интерфэйстэй байдаг. Бүх тохь тухыг үл харгалзан эдгээр төрлийн програм хангамжууд нь бас сул талуудтай байдаг - жишээлбэл, орчин үеийн алгоритмуудыг тогтвортой хувилбарт хэрэгжүүлэх нь маш их цаг хугацаа шаарддаг бөгөөд тооцооллыг автоматжуулах боломж ихэвчлэн хязгаарлагдмал байдаг. Ийм нөхцөлд өргөн алгоритмын баазыг ашиглах боломжийг олгодог компьютерийн математикийн систем, өндөр түвшний програмчлалын хэлийг ашиглах нь маш тохиромжтой бөгөөд үүний зэрэгцээ маш их ажил хийдэг. Энэ бол Wolfram Mathematica-д газар хөдлөлтийн мэдээлэлтэй ажиллах зарчим юм. Өгөгдөлтэй интерактив ажиллахын тулд баялаг функцийг бичих нь зохисгүй юм - нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн форматаас ачаалах, хүссэн алгоритмуудаа ашиглах, гадаад формат руу буцааж байршуулах нь илүү чухал юм.
Санал болгож буй схемийн дагуу бид газар хөдлөлийн анхны өгөгдлийг ачаалж, харуулах болно :
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]Ингэж татсан, импортолсон өгөгдөл нь 10-аас 5 километрийн хэмжээтэй талбайд бүртгэгдсэн маршрутууд юм. Гурван хэмжээст газар хөдлөлтийн судалгааны аргыг ашиглан өгөгдлийг олж авбал (долгионыг геофизикийн хувийн профилын дагуу биш, харин нийт талбайг нэгэн зэрэг бүртгэдэг) газар хөдлөлийн мэдээллийн кубыг авах боломжтой болно. Эдгээр нь гурван хэмжээст объектууд бөгөөд тэдгээрийн босоо болон хэвтээ хэсгүүд нь геологийн орчныг нарийвчлан судлах боломжийг олгодог. Үзүүлсэн жишээн дээр бид гурван хэмжээст өгөгдөлтэй харьцаж байна. Бид текстийн толгой хэсгээс зарим мэдээллийг авах боломжтой
StringPartition[seismic3DSEGY["textheader"], 80] // TableFormC 1 ЭНЭ БОЛ ГЕОЛОГИЙН БАГЦ ТЕСТИЙН ҮЗҮҮЛЭХ ФАЙЛ
2 С
3 С
4 С
C 5 ОГНОО ХЭРЭГЛЭГЧИЙН НЭР: ВОЛФРАМ ХЭРЭГЛЭГЧ
В 6 СУДАЛГААНЫ НЭР: СИБИРИЙН ХААНА БАЙНА
C 7 ФАЙЛЫН ТӨРӨЛ 3 хэмжээст сейсмик эзэлхүүн
8 С
9 С
C10 Z ХҮРЭЭ: ЭХНИЙ 2200М СҮҮЛИЙН 2400М
Энэхүү мэдээллийн багц нь өгөгдлийн шинжилгээний үндсэн үе шатуудыг харуулахад хангалттай байх болно. Файл дахь ул мөрийг дараалан бүртгэсэн бөгөөд тус бүр нь дараах зураг шиг харагдаж байна - энэ нь босоо тэнхлэг (гүн тэнхлэг) дагуу туссан долгионы далайцын тархалт юм.
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]Газар хөдлөлтийн хэсгийн ул мөрүүдийн нэг
Судалгааны талбайн чиглэл бүрт хэдэн ул мөр байгааг мэдсэнээр гурван хэмжээст өгөгдлийн массив үүсгэж Image3D[] функцийг ашиглан харуулах боломжтой.
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]]Газар хөдлөлтийн өгөгдлийн кубын XNUMX хэмжээст дүрс.(Босоо тэнхлэг - гүн)
Сонирхсон геологийн онцлог нь газар хөдлөлтийн хүчтэй гажиг үүсгэдэг бол ил тод дүрслэх хэрэгслийг ашиглаж болно. Бичлэгийн "чухал биш" хэсгүүдийг үл үзэгдэх болгож, зөвхөн гажиг харагдах болно. Wolfram Mathematica-д үүнийг ашиглан хийж болно и .
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]Opacity[] болон Raster3D[] функцийг ашиглан газар хөдлөлтийн өгөгдлийн куб дүрс
Синтетик жишээний нэгэн адил анхны кубын хэсгүүдэд хувьсах рельефтэй зарим геологийн хил хязгаарыг (давхарга) тодорхойлж болно.
Спектрийн шинжилгээний гол хэрэгсэл бол Фурье хувиргалт юм. Түүний тусламжтайгаар та ул мөр эсвэл бүлэг ул мөр бүрийн далайц-давтамжийн спектрийг үнэлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч давтамжийн домэйнд өгөгдлийг шилжүүлсний дараа давтамж ямар үед (ямар гүнд унших) өөрчлөгддөг тухай мэдээлэл алдагддаг. Цагийн (гүн) тэнхлэгт дохионы өөрчлөлтийг нутагшуулахын тулд цонхтой Фурье хувиргалт ба долгионы задралыг ашигладаг. Энэ нийтлэлд долгионы задралыг ашигладаг. Долгионы шинжилгээний технологийг 90-ээд оноос газар хөдлөлтийн хайгуулд идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн. Цонхтой Фурье хувиргалтаас давуу тал нь илүү сайн цаг хугацааны нягтрал гэж үздэг.
Дараах кодын фрагментийг ашиглан газар хөдлөлийн ул мөрүүдийн аль нэгийг тус тусад нь задалж болно.
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]Ул мөрийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах
Долгион ирэх өөр өөр цагт тусгалын энерги хэрхэн тархаж байгааг үнэлэхийн тулд скалограммыг (спектрограмын аналог) ашигладаг. Дүрмээр бол практикт бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дүн шинжилгээ хийх шаардлагагүй болно. Ихэвчлэн бага, дунд, өндөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгодог.
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]Скалограмм. Функцийн үр дүн
Вольфрамын хэл нь долгионы хувиргалт хийх функцийг ашигладаг . Мөн энэ функцийг бүхэл бүтэн ул мөрийн багцад ашиглах нь функцийг ашиглан хийгдэнэ . Энд Wolfram Mathematica-ийн давуу талуудын нэг болох параллель байдлыг ашиглах чадварыг тэмдэглэх нь зүйтэй. . Дээрх жишээнд параллель болгох шаардлагагүй - өгөгдлийн хэмжээ тийм ч их биш, гэхдээ олон зуун мянган ул мөр агуулсан туршилтын өгөгдлийн багцтай ажиллахад энэ нь зайлшгүй шаардлагатай болно.
tracesCWD=Table[Map[Hilbert[#,0]&,Re[ContinuousWaveletTransform[traces[[i]]][[1]]][[{13,15,18}]]],{i,1,Length@traces}]; Функцийг хэрэглэсний дараа Сонгосон давтамжтай харгалзах шинэ өгөгдлийн багц гарч ирнэ. Дээрх жишээнд эдгээр давтамжууд нь: 38Hz, 33Hz, 27Hz. Давтамжийн сонголтыг ихэвчлэн туршилтын үндсэн дээр хийдэг - тэд өөр өөр давтамжийн хослолын үр дүнтэй газрын зургийг гаргаж, геологичийн үүднээс хамгийн мэдээлэл сайтайг нь сонгодог.
Хэрэв та үр дүнг хамтран ажиллагсадтайгаа хуваалцах эсвэл хэрэглэгчдэд өгөх шаардлагатай бол GeologyIO багцын SEGYExport[] функцийг ашиглаж болно.
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];Эдгээр гурван шоо (бага давтамж, дунд давтамж, өндөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд) -ийг RGB холих нь өгөгдлийг хамтдаа дүрслэн харуулахад ашиглагддаг. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр өөрийн гэсэн өнгө өгдөг - улаан, ногоон, цэнхэр. Wolfram Mathematica-д үүнийг функцийг ашиглан хийж болно .
Үр дүн нь геологийн тайлбар хийх боломжтой зургууд юм. Хэсэг дээр тэмдэглэгдсэн меандрууд нь газрын тосны нөөцтэй, усан сан байх магадлал өндөртэй палеоканелуудыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Ийм голын системийн орчин үеийн аналогийг хайж, дүн шинжилгээ хийх нь меандруудын хамгийн ирээдүйтэй хэсгүүдийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Суваг нь өөрөө сайн ангилагдсан элсэн чулууны зузаан давхаргаар тодорхойлогддог бөгөөд газрын тосны сайн нөөц юм. "Нэхсэн тор" аномалиас гадуурх газрууд нь орчин үеийн үерийн татам ордуудтай төстэй. Үерийн тамын ордууд нь гол төлөв шаварлаг чулуулгаас бүрддэг тул эдгээр бүсэд өрөмдлөг хийх нь үр дүнгүй болно.
Өгөгдлийн кубын RGB зүсмэл. Төв хэсэгт (төвөөс бага зэрэг зүүн талд) та эргэлдэж буй голын ул мөрийг харж болно.
Өгөгдлийн кубын RGB зүсмэл. Зүүн талд та эргэлдэж буй голыг харж болно.
Зарим тохиолдолд газар хөдлөлтийн өгөгдлийн чанар нь илүү тодорхой зураг авах боломжийг олгодог. Энэ нь хээрийн ажлын арга зүй, дуу чимээг бууруулах алгоритмын ашигладаг төхөөрөмжөөс хамаарна. Ийм тохиолдолд зөвхөн голын системийн хэсгүүд харагдахаас гадна бүхэл бүтэн палео голууд харагддаг.
Газар хөдлөлтийн өгөгдлийн шоо (хэвтээ зүсмэл) гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн RGB холих. Гүн нь ойролцоогоор 2 км.
Саратовын ойролцоох Волга мөрний хиймэл дагуулын зураг
дүгнэлт
Wolfram Mathematica нь газар хөдлөлтийн мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх, ашигт малтмалын хайгуултай холбоотой хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд GeologyIO багц нь энэ үйл явцыг илүү хялбар болгодог. Газар хөдлөлтийн өгөгдлийн бүтэц нь тооцооллыг хурдасгахын тулд суурилуулсан аргуудыг ашиглах явдал юм (, ,…) нь маш үр дүнтэй бөгөөд танд их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулах боломжийг олгодог. Үүнийг GeologyIO багцын өгөгдөл хадгалах боломжууд ихээхэн дэмждэг. Дашрамд хэлэхэд багцыг зөвхөн газар хөдлөлтийн хайгуулын чиглэлээр ашиглах боломжтой. Газар нэвтрэх радар, газар хөдлөлт судлалд бараг ижил төрлийн өгөгдлийг ашигладаг. Хэрэв танд үр дүнг хэрхэн сайжруулах талаар санал байвал, Вольфрам Математикийн арсеналаас ямар дохионы шинжилгээний алгоритмууд ийм өгөгдөлд хэрэглэгдэх вэ, эсвэл танд шүүмжлэлтэй хандаж байгаа бол үлдээнэ үү. сэтгэгдэл.
Эх сурвалж: www.habr.com