ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И МЕТОДОВ БЕЗЭТАЛОННОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПРИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЛЕКТРОПРОФИЛИРОВАНИЯ

  • Е.И. ПАРШАКОВ Горный институт УрО РАН

Аннотация

Для повышения достоверности и информативности результатов интерпретации естественных и искусственных электрических полей можно использовать вероятностно- статистический подход. Получаемые в результате геолого-геофизических исследований данные можно считать выборкой одной или нескольких случайных величин. Это позволяет анализи- ровать их статистические характеристики с помощью аппарата теории оценок. Такой анализ существенно увеличивает объем полезной информации, содержащейся в на- блюдениях, позволяет подчеркнуть особенности изменения геополей, оценить законо- мерности распределения изучаемого параметра, а это, в свою очередь, повышает эф- фективность процесса геологической интерпретации и качество конечных результатов в целом. Основополагающая идея многомасштабного вейвлет-представления сигналов заключается в разбивке имеющихся цифровых значений на 2 составляющие: "грубую" (аппроксимирующую) и "уточненную" (детализирующую), с последующей их детали- зацией итерационным методом. Для выполнения прямого и обратного вейвлет- преобразования, особенно с применением быстрых алгоритмов преобразований, ис- пользуют вейвлеты на основе ортогональных базисных функций, функция Хаара - про- стейшей пример ортогонального вейвлета. Процедура БВП ранее уже была апробирована на участке ВКМКС. Значения КС были разложены на 2, 3, 4 и 5 уровней, при заданной погрешности 1 и 2 Омм, где наи- более предпочтительными оказались значения КС на 4-м уровне разложения при поро- говой погрешности в 2 Омм [4, 5]. Использование вейвлетов позволило выявить и описать скрытые особенности сигналов, получить удобные для анализа представления графики электрических пара- метров при различной детальности их рассмотрения. Было высказано предположение о том, что вейвлет-преобразование дискретных значений кажущихся сопротивлений (КС) позволит получить более достоверные результаты. Электроразведочные работы проводились на подработанных площадях шахтно- го поля CКРУ-2. Исследования выполнялись трехразносным симметричным электро- профилированием (СЭП) по 9 профилям на трёх разносах питающей линии AB\2(50,100 и 160 м) с шагом 25 м. На рис. 1. представленна схема выполненных элек- троразведочных работ. Для того чтобы отчетливо выделить скрытые закономерности изменения ампли- туды поля КС предварительно проведено быстрое вейвлет-преобразование (БВП) дис- кретных значений кажущегося сопротивления с помощью программы HAAR_2 [1]. Программа производит сжатие сигнала, представленного в виде значений амплитуд, с использованием разложения в базисе Хаара. Восстановленные после применения процедуры БВП значения КС интерполиро- вались в узлы регулярной сети. Методом скользящего окна, реализованного в про- граммном комплексе «КОСКАД», с размером окна 5*5 шагов сети, рассчитывались статистические характеристики значений КС [2]. Статистические характеристики КС 238 ----------------------- Page 239----------------------- анализировались с помощью метода безэталонной классификации (общего расстояния). На рис. 2 представлены результаты классификаций по статистическим характеристикам СЭП с АВ/2=50м в окне 5*5 шагов сети. Рис. 1. Схема электроразведочных профилей Рис. 2. Результаты классификаций СЭП AB/2=50 и элементы интерпретации сейсморазведки 239 ----------------------- Page 240----------------------- Анализ результатов показал, что контуры аномальных классов попадают за пре- делы положительной структурной формы (купол), выделенной по данным сейсмиче- ских исследований (Рис. 2). Эти классы более четко, чем средние значения поля, отра- жают контрастные по физическим свойствам зоны, расположенные на флангах поло- жительной структуры.

Литература

  1. Долгаль А.С. Использование быстрого вейвлет-преобразования при решении прямой задачи гравиразведки / А.С. Долгаль // Доклады академии наук. - 2004. - Т. 399, № 8. - С. 1177-1179.
  2. Долгаль А.С. Применениe кратномасштабного вейвлет-анализа при аналитических аппроксимациях геопотенциальных полей / А.С. Долгаль, А.А. Симанов // Докл. Акад. наук. - 2008. - Т. 418, № 2. - С. 256-261.
  3. Петров А.В. Технология анализа геополей в скользящих окнах / Петров А.В., Солоха Е.В. // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: материалы 33-й сес. Междунар. семинара им. Д.Г. Успенского / Ин-т геофизики УрО РАН [и др.]. - Екатеринбург, 2006. - С. 272-275.
  4. Христенко Л.А. Электрометрические наблюдения при оценке влияния выработанного пространства недр на основание железнодорожной насыпи / Христенко Л.А., Степанов Ю.И. // Естественные и технические науки. - 2014. - № 7. - С. 58-62.
  5. Христенко Л.А. Интерпретация геоэлектрических данных с использованием и вероятностно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач / Христенко Л.А., Степанов Ю.И. // Геоiнформатика / НАН Украины. - 2015. - № 4 (56). - С. 29-34.
  6. Совершенствование интерпретации данных мониторинговых электроразведочных наблюдений с помощью аппарата теории оценок / Л.А. Христенко, Ю.И. Степанов, А.В. Кичигин, Е.И. Паршаков, А.А. Тайницкий, К.Н. Ширяев // Инженерная геофизика 2017: материалы 13-й науч.-практ. конф. и выставки. - Кисловодск, 2017. - DOI 10.3997/2214-4609.201700419. Электрон. изд. режим доступа: http://www.earthdoc.org/publication/publicationdetails/?publication=88140. Code 129037. DOI: 10.3997/2214-4609.201700419.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи