Закрыть
Авторизация
Логин:
Пароль:

Забыли пароль?
Регистрация

В І С Н И К КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ISSN 1728–2713

ГЕОЛОГІЯ 2(73)/2016

 

УДК 550.8.053

О. Дзюба, асп.,E-mail: geoinformatic@ukr.net;

К. Нікітченко, асп., E-mail: kostyanikitchenko@gmail.com;

Ю. Зеленко, асп., E-mail: zelenko.yuri@gmail.com

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

ННІ "Інститут геології", вул. Васильківська, 90, Київ, 03022, Україна

 

ВИЯВЛЕННЯ СЛАБКИХ АНОМАЛІЙ ГЕОФІЗИЧНИХ ПОЛІВ НА ОСНОВІ МЕТОДІВ СТАТИСТИЧНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ 

Мета. Виявлення слабких аномалій та локалізації аномальних об'єктів північно-східної частини Дніпровсько-Донецької западини на основі методів статистичної фільтрації та кореляційного аналізу. Дослідження факторів соляного тектогенезу геологічного середовища, що неоднозначно впливають на процес інтерпретації геофізичних полів.

Методика. Застосування алгоритмів адаптивної фільтрації для підвищення рівня якості отриманої корисної інформації із спостережених геофізичних полів. Вивчення основних проблем тектонічного районування регіону та пошуку вуглеводнів, пов'язаних з відсутністю апріорної інформації за гравіметричними даними.

Результати. Охарактеризовано основні етапи розвитку та застосування ймовірнісно-статистичних методів для обробки даних геофізичних полів. Проведений аналіз методик та алгоритмів для вирішення задач локалізації аномальних об'єктів на основі ймовірнісно-статистичних методів. Проаналізовано основні ймовірнісно-статистичні методи виявлення та оцінки сигналів (аномалій). Обґрунтовано доцільність розрахунку статистичних та фізичних характеристик (атрибутів) з метою вирішення низки задач тектонічного районування та оцінки структурно-тектонічних елементів. Описано методику роботи адаптивного фільтру як у одновимірному, так і у двовимірному випадках, що базується на оцінці автокореляційної функції вхідного сигналу. Проведено фільтрацію гравітаційного поля північно-східної частини Дніпровсько-Донецької западини. Підтверджено високу адаптивність енергетичного фільтру в умовах складного і різнорідного прояву соляного тектогенезу.

Наукова новизна. Вперше застосовано адаптивний фільтр для аналізу гравіметричних даних північно-східної частини Дніпровсько-Донецької западини. При цьому визначені області екстремальних значень. Їх виділення дозволяє більш ефективно вирішувати актуальну задачу тектонічного районування територій на стаціонарні області. Екстремальні значення статистичних атрибутів контролюють області порушення статистичної нестаціонарності геополів, які в свою чергу приурочені до геологічних границь або тектонічних зон.

Практичне значення. За результатами адаптивної фільтрації виділено регіональну та локальну складові гравітаційного поля. Це створює суттєвий потенціал підвищення корисного виходу з інформації, яку несуть спостережені фізичні поля. Аналіз результатів показує, що даний тип фільтру є досить ефективним при застосуванні його до гравіметричних даних, аномальні ефекти яких переважно викликані наявністю соленосних структур різного типу. Необхідно відзначити, що отримати результати такої ж якості за допомогою звичайної фільтрації досить складно, оскільки форма аномалій переважно ізометрична, а простягання мінливо змінюється по площі. Параметри адаптивного фільтру дають можливість локалізувати аномальні ефекти від геологічних тіл та виділити на фоні завад менш енергетичні аномалії. Вирішення таких завдань можна застосувати у задачах районування та пошуку вуглеводнів. 

Ключові слова: статистична фільтрація, геофізичне поле, ймовірнісно-статистичні методи, локальна аномалія, адаптивний фільтр, базове вікно, автокореляційна функція, соляні структури, інтерпретація даних. 

 

            Engl. [Abstract] 

 

ВЫДЕЛЕНИЕ СЛАБЫХ АНОМАЛИЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 

Цель. Обнаружение слабых аномалий и локализация аномальных объектов северо-восточной части Днепровско-Донецкой впадины на основе методов статистической фильтрации и корреляционного анализа. Исследование факторов соляного тектогенеза геологической среды и их влияния на процесс интерпретации геофизических полей.

Методика. Применение алгоритмов адаптивной фильтрации для повышения уровня качества получаемой полезной информации из наблюденных геофизических полей. Изучение основных проблем тектонического районирования региона и поиска углеводородов, связанных с отсутствием априорной информации по гравиметрическим данным.

Результаты. Охарактеризованы основные этапы развития и применения вероятностно-статистических методов для обработки данных геофизических полей. Проведен анализ методик и алгоритмов для решения задач локализации аномальных объектов на основе вероятностно-статистических методов. Проанализированы основные вероятностно-статистические методы выявления и оценки сигналов (аномалий). Обоснована целесообразность расчета статистических и физических характеристик (атрибутов) с целью решения ряда задач тектонического районирования и оценки структурно-тектонических элементов. Описана методика работы адаптивного фильтра как в одномерном, так и в двумерном исполнениях, основанного на оценке автокорреляционной функции входного сигнала. Проведено фильтрацию гравитационного поля северо-восточной части Днепровско-Донецкой впадины. Подтверждена высокая адаптивность энергетического фильтра в условиях сложного и разнородного проявления соляного тектогенеза.

Научная новизна. Впервые применен адаптивный фильтр для анализа гравиметрических данных северо-восточной части Днепровско-Донецкой впадины. При єтом установлены области экстремальных значений. Их выделение позволяет более эффективно решать актуальную задачу тектонического районирования территорий на стационарные области. Экстремальные значения статистических атрибутов контролируют области нарушения статистической нестационарности геополей, которые в свою очередь приурочены к геологическим границам или тектоническим зонам.

Практическая значимость. По результатам адаптивной фильтрации выделены региональная и локальная составляющие гравитационного поля. Это создает существенный потенциал повышения полезного выхода из информации, которую несут наблюдаемые физические поля. Анализ результатов показывает, что данный тип фильтра является достаточно эффективным при применении его к гравиметрическим данным, аномальные эффекты которых приурочены преимущественно к соленосным структурам различного типа. Необходимо отметить, что получить результаты такого же качества с помощью обычной фильтрации достаточно сложно, поскольку форма аномалий в большинстве случаев изометрическая, а простирание изменчиво по площади. Параметры адаптивного фильтра позволяют локализовать аномальные эффекты от геологических тел и выделить на фоне помех менее энергетические аномалии. Решение таких заданий возможно применять для районирования и поиска углеводородов. 

Ключові слова: статистическая фильтрация, геофизическое поле, вероятностно-статистические методы, локальная аномалия, адаптивный фильтр, базовое окно, автокорреляционная функция, соляные структуры, интерпретация данных. 

 

PDF [Текст] - Мова статті :  українська. 

 

Список використаних джерел: 

1. Гольцман Ф. М. Статистические методы интерпретации / Ф. М. Гольцман. – М.: Наука, 1971. – 283 с.

2. Губерман Ш. А. Неформальный анализ данных в геологии и геофизике / Ш. А. Губерман. – М: Недра, 1987. – 262 с.

3. Девис Дж. Статистический анализ данных в геологии / Дж. С. Девис. – М.: Недра, 1990. – 319 с.

4. Демидович О. А. Выделение слабых геофизических аномалий статистическим способом / О. А. Демидович. – М.: Недра, 1969. – 112 с.

5. Демура Г. В. Выделение геофизических аномалий с помощью самообучающихся фильтров / Г. В. Демура // Изв. вузов. Геология и разведка. – 1973. – №9. – С. 49-58.

6. Каратаев Г. И. Корреляционная схема геологической интерпретации гравитационных и магнитных аномалий / Г. И. Каратаев. – Н.: Наука, 1966. – 135 с.

7. Никитин А. А. Статистические методы выделения геофизических аномалий / А. А. Никитин. – М.: Недра, 1979. – 280 с.

8. Никитин А. А. Теоретические основы обработки геофизической информации / А. А. Никитин, А. В. Петров. – М.: Недра, 2008. – 342 с.

9. Никитин А. А. Комплекс спектрально-корреляционного анализа данных "Коскад 3D" / А. А. Никитин, А. В. Петров. – М.: Недра, 2004. – 65 с.

10. Родионов Д. А. Статистические методы разграничения геологических объектов по комплексу признаков / Д. А. Родионов. – М.: Недра, 1968. – 158 с.

11. Тархов А. Г. О математической обработке геофизических данных / А. Г. Тархов, А. А. Сидоров. // Изв. АН СССР. Сер геофизическая. – 1960. – №10. – С. 1450-1457.

12. Тархов А. Г. Принципы комплексирования в разведочной геофизике / А. Г. Тархов, В. М. Бондаренко, А. А. Никитин. – М.: Недра, 1977. – 212 с.

13. Христич Т. А. К использованию способа самонастраивающейся фильтрации при решении задач геологического картирования геофизическими методами. / Т. А. Христич, А. Г. Никитин. – М.: Недра, 1977. – 91 с.

 

(Рекомендовано членом редакційної колегії д-ром геол. наук, проф. С.А. Вижвою) 

 

 

© Дзюба О., Нікітченко К., Зеленко Ю., 2016

© Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2016