Градиентное зондирование

Процедура предназначена для вычисления градиентных характеристик в последовательности скользящих окон увеличивающихся размеров с образованием трехмерной сети. Градиентное зондирование позволяет проследить изменение градиентных характеристик, вычисленных в скользящих окнах в зависимости от размера этих окон.

Увеличение размеров окна ведет к увеличению глубинности, поскольку в обработку включается информация от всё более глубинных объектов. Таким образом, увеличение размеров окна позволяет провести градиентное зондирование с целью обнаружения разноглубинных неоднородностей строения геологического разреза.

Алгоритм

Сначала исходное поле обрабатывается скользящим круглым окном с диаметром равным заданному значению параметра Начальный диаметр окна и результат записывается в первый слой результирующей трехмерной сети. Затем диаметр окна увеличивается на величину параметра Шаг изменения диаметра, а результат обработки новым скользящим окном записывается во второй слой. И так до тех пор, пока диаметр окна не превысит значение параметра Конечный диаметр окна. Могут быть рассчитаны такие градиентные характеристики:

модуль полного градиента
направление полного градиента

Вычисление характеристик производится по значениям поля, попавшим в скользящее окно. При каждом положении скользящего окна исходное поле в нем методом наименьших квадратов аппроксимируется полиномом второго порядка:

F = C₀ + C_X*X + C_Y*Y + C_XY*X*Y + C_XX*X² + C_YY*Y², где:

F – исходное поле в окне;

C₀ - C_YY - коэффициенты полинома;

X и Y - локальные координаты в окне (начало координат в середине окна, ось X идет вдоль профиля, ось Y идет вдоль линии равных пикетов, шаги dX и dY совпадают с аналогичными параметрами исходного поля).

Вычисление характеристик производится по коэффициентам подобранного полинома. Формула для вычисления полного градиента имеет вид:

Направление полного градиента GFi находится как решение уравнения: tg(GFi) = CY/CX.

В исходном поле могут быть пропуски, главное чтобы их было не слишком много – для устойчивого вычисления коэффициентов полинома необходимо не менее MIN_Pnt_WIN=15 точек в окне. Если это условие не выполняется, то в выходных полях для данного положения центра окна размещаются пропуски.

Параметры

Для определения обрабатываемого поля необходимо выбрать нужное свойство из числа существующих в текущей ТОС (см. Рис. 1), параметр Свойство на панели Исходное поле.

Рис. 1. Выбор параметров для градиентного зондирования

Параметры последовательности окон зондирования расположены на панели Размеры окна зондирования. Размеры окон могут задаваться как в ячейках сети, так и в метрах. Начальный диаметр окна должен быть представлен либо целым положительным числом (ячейки) либо дробным положительным числом, не меньшим, чем максимум из шага по профилям и шага по пикетам (метры). Конечный диаметр окна должен быть не меньше, чем Начальный диаметр окна. Шаг изменения диаметра окна должен быть представлен либо целым положительным числом (ячейки) либо дробным положительным числом, не меньшим чем максимум из шага по профилям и шага по пикетам (метры).

Определение параметров окон завершается нажатием кнопки Создать окна, после чего рядом с ней появляется информация о числе окон (и, следовательно, слоев в 3D-Тос) а также о том, сколько точек исходного поля в них попадает. Если пользователь не удовлетворен параметрами последовательности окон, он может изменить их и заново нажать кнопку.

Параметры выходных объектов представлены на панели Результат градиентного зондирования.

Рассчитанные характеристики могут быть размещены либо в одной ТОС, либо в нескольких в зависимости от флажка в окне Все в одну ТОС. Независимо от состояния флажка все выходные ТОС должны быть новыми. При определении параметров размещения характеристик для каждой из них необходимо определить Свойство и Имя файла ТОС. В зависимости от особенностей решаемой задачи, пользователь может отказаться от расчета не нужных характеристик - для этого достаточно снять отметку (флажок) о расчете соответствующей характеристики, которая находится слева от ее названия.

В результате выполнения процедуры образуются одна или несколько новых трехмерных ТОС, совпадающих по пикетам и профилям, шагу по профилям и пикетам с исходной сетью. Величина шага по слоям определяется по формуле 1.2*Шаг изменения диаметра в метрах. Число слоев определяется параметрами последовательности статистических окон зондирования, вычисляется по формуле [(Конечный диаметр окна - Начальный диаметр окна)/Шаг изменения диаметра + 1] , пользователю это число выдается после нажатия кнопки Создать окна. Глубина верхнего слоя определяется по формуле 1.2 * Начальный диаметр окна

Реакция на прерывания расчета пользователем В случае прерывания пользователем задачи зондирования, определяется удалось ли рассчитать хотя бы один слой. Если ни один слой еще не посчитан, то выдается стандартное сообщение "Расчет прерван пользователем". Если же хотя бы один слой рассчитан, то результат записывается в результирующую/результирующие ТОС, а пользователю выдается сообщение о количестве удачно рассчитанных слоев, пример на рисунке.

Рис. 2. Сообщение о удачном расчете части слоев при прерывании пользователем.

Каждый слой результирующих ТОС содержит значения градиентных характеристик, рассчитанных в круглом окне соответствующего диаметра. Первый слой результирующей сети соответствует окну с начальными размерами.