книги из ГПНТБ / Автоматизированная система обработки и интерпретации результатов гравиметрических измерений
..pdf
|
ЕЗѴ |
Е З ' |
Е В * |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
Рис. 19. Поля аномалий |
силы тяжести над структурой, |
|||||
|
перспективной |
на |
нефть и газ. |
|
||
а — исходное |
поле аномалий; б — поле аномалий |
ѵ ,' |
восстановлен |
|||
ное регуллрнзирующим алгоритмом |
на уровне |
0,75 |
км; в — поле |
|||
аномалий V |
, восстановленное регуляризирующим алгоритмом на глу |
|||||
бине 0,35 км; J — изолинии; |
г |
— изоглубины палеозойских отложе |
||||
|
ний; з — контуры нефтяной залежи. |
|
ископаемые. Но аномалии, обусловленные этими отростками, как правило, не превосходят нескольких десятых миллитал и первого десятка гамм. Кроме того, они наблюдаются на фоне аномалии, созда ваемой основным телом, амплитуда которой на несколько порядков превышает интенсивность искомых сигналов. В этом случае регуляризнрующий алгоритм служит достоверным методом интер претации.
На рис. 21 (кривая 1) видно, что правая ветвь аномалии имеет более повышенный уровень, чем левая. На рис. 21 (кривые 2 и 3) показаны сигналы, выделенные вне основной аномалии. По данным В. В. Копаева (Воронежский университет), проводившего эту съемку
101
и сопоставлявшего результаты расчетов с данными бурения, 88% выделенных сигналов оказались полезными.
При изучении океанического типа строения земной коры регулярнзпрующий алгоритм эффективно применяется для расчетов дан-
Рис. 20. ' Восстановление функции za па уровнях нижнего полупространства с целью разделения суммарной исходной аномалии.
ных гидромагнитных съемок. Непрерывная запись измеряемой функ ции позволяет брать предельно малый шаг задания исходной функции и тем самым получить высокую точность определяемых глубин и форм аномальных масс. Например, на рис. 22 показана кривая аномаль ного магнитного поля АТа по одному из профилей на акватории Черного моря и результаты ее интерпретации путем продолжения поля ДГ а в область нижнего полупространства. Из приведенных
102
данных следует, что верхние кромки магнитоактивных масс в основ ном сосредоточены в базальтовом слое. Массовые расчеты такого типа позволяют расчленить области океанической коры на зоны с разной глубиной залегания и разным геологическим строением,
Рнс. 21. Выделение слабопптенсивных сигналов |
в периферической |
частп |
|
|
аномалий. |
|
|
1 — высокоточная аномалия га\ 2 |
— сглаженная z a (участок |
АВУ, 3 — функция дг/дг |
в об |
ласти |
нижнего полупространства. |
|
|
выявить приуроченность аномальных масс к той или иной границе раздела земной коры, а также более точно определить магнитные характеристики возмущающих масс.
Итак, область использования в разведочной геофизике решения на ЭВМизложенных задач охватывает как некоторые вопросы строения земной коры на континентах и в океанах, так и разведку
103
1, хлг
Рис. 22. График аномального магнитного поля по одному пз профилей на акваторпп Черного моря.
рудных и нефтегазоносных месторождений. При этом на стадии разведки, проводимой с помощью гравимагнитных высокоточных съемок, особое значение приобретает обработка данных с помощью АСО, позволяющей для повышения достоверности небольших по величине аномалий решать задачу редуцирования.
Г Л А В А |
X |
О ПЕРСПЕКТИВАХ И |
ПРОБЛЕМАХ |
РАЗВИТИЯ СИСТЕМ |
ОБРАБОТКИ |
С каждым годом перед разведочной геофизикой возникают все более сложные и тонкие задачи. Для их решения точность съемок увеличивается за счет применения более чувствительной аппаратуры и усложнения методики наблюдений. Это в свою очередь приводит к резкому увеличению объемов полевых и камеральных работ, которыми вынуждена заниматься значительная часть среднетехни ческого и, главное, инженерного состава партий, загруженного в основном технической работой. Как показывает опыт, обработка результатов измерении вручную, помимо существенной трудоем кости, приводит к значительной потере точности в процессе обра ботки, тем самым уменьшает эффективность и возможность решения обратных задач. Кроме того, в настоящее время ряд поисковых задач не может быть решен без таких приемов обработки, которые можно реализовать только на ЭВМ (например, редуцирование).
Опробование и эксплуатация описанной нами системы автома тизированной обработки показали, что она позволяет реализовать цели, указанные во «Введении» данной монографии. Так, в частности, при одном из вариантов опробования для сопоставления с ручной обработкой было построено традиционное и наиболее распространен ное произведение операторов: U (п, Сп) = ÄtÄ3А^Н и gH = В2В^, где N — массив исходных данных, полученных в результате поле вых гравиметрических измерений, и второй массив {ПРПК, х, у, z} топографо-геодезических данных. Эти расчеты подтвердили оценки точности, сделанные по каждому оператору, и показали, что при автоматизированной обработке выдерживается высокая точность на всех этапах, а в целом точность аномальных значений и точность полевых наблюдений становятся практически равными, т. е. погреш ности обработки сводятся к минимуму. Этот вывод получен нами совместно с сотрудниками треста Спецгеофизика О. Г. Асташенковым и Б . П. Суровцевым по результатам сопоставления обработки, проведенной вручную и по автоматизированной системе.
Кроме того, при обработке по АСО резко улучшается качество (например, можно осуществить объективный контроль за кондицион ностью съемки), увеличивается достоверность и повышается инфор мативность съемок.
105
Острая производственная необходимость приводит к тому, что в самом ближайшем будущем системы обработки наземных измере
ний |
будут |
активно |
развиваться и, очевидно, |
будет происходить |
их специализация в следующих направлениях: |
|
|||
1. Создание математического и технического |
обеспечения АСО, |
|||
способного |
хранить |
первичную н промежуточную информацию (об |
||
работанную |
на ЭВМ) в виде, удобном для ввода ее в ЭВМ. |
|||
2. |
Разработка специализированных АСО с |
учетом точности |
ишага исходной функции.
3.Разработка специализированных АСО соответственно мето дике съемки (например, как это сделано в тресте Укргеофнзразведка);
4.Разработка специализированных АСО соответственно виду
исходных функций (например, можно И Л И нельзя считать для задан ной точности съемки дневную поверхность плоской либо плотность
промежуточного |
слоя постоянной?). |
|
|
|
||
5. Разработка |
специализированных АСО, с учетом целей интер |
|||||
претации |
(другими |
словами, построение АСО для |
отдельных |
гео |
||
лого-геофизических |
провинций, где разведка ведется на нефть и газ, |
|||||
рудные месторождения и т. п.). |
|
|
|
|||
6. Разработка автоматических систем обработки, для чего необ |
||||||
ходимо, |
во-первых, |
в результате |
эксплуатации |
различных |
АСО |
|
в разнообразых |
условиях получить |
ряд параметров, позволяющих |
увеличить степень автоматизации систем, и, во-вторых, перестроить или видоизменить организационную службу.
7. Разработка АСО как части системы управления отраслью. Остановимся прежде всего на проблемах, связанных с первым направлением — наиболее актуальным, потому что в настоящее время при работе систем обработки результативная и частично обработанная информация (например, каталоги) выдается на бумаж ные носители, а, как известно, информация в таком виде не при
годна ни для |
длительного хранения, ни |
для непосредственного |
многократного |
ввода ее в ЭВМ. Последнее |
особенно может потре |
боваться при изменении в-будущем процесса |
обработки и интерпре |
тации (например, при изменении понятия «аномалия силы тяжести»). В проблеме хранения гравиметрической информации выделяются два крупных направления, резко различающихся математическим, техническим и организационным аспектами. Первое из них состоит в построении АСО с учетом цели не только обработки, но и хранения исходной и промежуточной информации в виде, пригодном для ее ввода в ЭВМ, второе — в построении системы, обеспечивающей перевод ы перекодировку уже накопившейся информации на посто
янный |
носитель для ввода ее в |
ЭВМ. Рассмотрим некоторые во |
||||||
просы, |
связанные только с первым направлением, |
которое |
по су |
|||||
ществу является составной частью АСО. |
|
|
|
|
||||
Как |
видно из предыдущих глав, в процессе |
работы АСО можно |
||||||
выдать |
на |
бумажный |
носитель функции |
gH |
(х, у, |
z), |
Aga |T , |
|
|
у, го), |
Ù (п, Сп), |
U'\2<0, |
U ( z ) | z < 0 , U'\2>0, |
|
U(z)\2>0 |
в |
виде |
106
буквенно-цифровых таблиц, графиков и карт. Однако не все функции, определяемые целями АСО, необходимо передавать на хранение. Отметим, что термин «хранение» имеет два режима: 1) хранение ин формации (исходных, промежуточных и результативных данных, а также библиотеки программ) во время обработки данного массива (допустим, равного объему наблюдений одной партии); 2) долговре менное или бессрочное хранение информации на долговременных запоминающих устройствах (ДЗУ).
Хранение в первом режиме будем называть о п е р а т и в н ы м. Оно практически может быть реализовано при работе существующих АСО во внешних запоминающих з^стройствах (ВЗУ) ЭВМ, которые представляют собой накопители на магнитных лентах (МЛ) и маг нитных барабанах (МБ). Разработка и внедрение оперативного
хранения, |
так же как в ряде других |
отраслей |
промышленности, |
|||||
где внедряются ЭВМ, настоятельно требуют введения |
ж е с т к и х |
|||||||
стандартов |
для |
всех |
АСО. Стандарты |
должны |
регламентировать: |
|||
1) |
содержание |
функции; 2) размеры массивов хранимых |
данных; |
|||||
3) |
единую адресацию массивов; ее кодировку и размещение в мас |
|||||||
сиве; 4) |
единую последовательность |
записи |
внутри |
массива; |
||||
5) |
длину |
разрядного |
слова, т. е. число разрядов, |
описывающих |
||||
единую информацию и т. д. Тем самым |
стандарты должны |
сделать |
||||||
совместными массивы |
информации, передаваемой |
на |
хранение. |
Ниже термин «хранение» будем употреблять во втором смысле: долговременное хранение информации на ДЗУ .
Еще в 1965 году нами отмечалась связь между хранением и обра
боткой информации, если |
обработка |
осуществляется на ЭВМ, и |
|
в универсальной |
программе |
обработки |
(так автор [52] назвал про |
цесс обработки, |
реализуемый на ЭВМ) предлагалось делать вывод |
результатов счета после введения поправок и после построения гравиметрических карт. Это позволяет хранить каталоги гравимет рических пунктов и карты в весьма компактном виде — на перфо картах, которые всегда легко использовать для дальнейшего счета [52]. В связи с бурным развитием электроники и вычислитель ной техники появились более современные технические носители информации, обеспечивающие считывание информации с них и не посредственный ввод ее в оперативную память.
В настоящее время неразрывная связь обработки и хранения сделалась еще более очевидной, причем настоятельно необходимо функционирование системы обработки на базе автоматизированных архивов (фондов) [56]. При обработке данных с помощью АСО изменяется вид исходных данных (для ввода в ЭВМ они переносятся на промежуточный носитель — перфокарты или перфоленты), а стан дартный каталог пунктов страдает изыточностыо.
Технические данные ЭВМ среднего класса позволяют построить систему обработки, в которой ввод информации производится с пер фокарт, с перфоленты (с телеграфного аппарата). Устройства вывода позволяют вызвать результат в цифровом виде на узкую бумажную ленту, в символьно-цифровом виде на широкую бумажную ленту
107
и на промежуточный вид носителя — перфоленту, которая исполь зуется для работы автономного графопостроителя для построения карт изолиний. Однако в серийный комплект з'стройств ввода — вывода ЭВМ не включаются устройства, используемые при долго временном хранении информации и притом в виде, удобном для ввода ее в ЭВМ.
С проблемами обеспечения долговременного хранения больших объемов информации в настоящее время приходится встречаться в различных отраслях науки и производства, в которых обработка данных ведется на ЭВМ (экономика, метеорология банковое дело, библиотеки, патентная служба и т. д.). При этом выделяются две обширные области, где интенсивно ведутся исследования:
1. Разработка способов хранения п е р в и ч н ы |
х |
д о к у м е н |
т о в и создание устройств, обеспечивающих ввод |
этих |
документов |
вЭВМ.
2.Разработка устройств памяти ЭВМ (ДЗУ), предназначенных для хранения больших массивов информации в двоичном коде, уже
обработанной |
на |
ЭВМ, |
на ввод, дальнейшая |
обработка |
которой, |
||||
еще может потребоваться. |
|
|
|
|
|
|
|||
В гравиразведке мы имеем также |
несколько |
видов |
информации, |
||||||
и поэтому результаты |
исследований |
в |
обеих |
указанных |
областях |
||||
представляют |
существенный |
интерес. |
|
|
|
|
|
||
Остановимся |
на первой |
области, |
где |
в последнее |
десятилетие |
бурное развитие получили исследования, направленные на автома тизацию чтения первичных документов, на которых нанесена алфа витно-цифровая информация.
Устройства, разработанные для этой цели, называются ч и т а ю щ и м и а в т о м а т а м и .
При создании читающих автоматов едва ли не наибольшая труд ность состоит в том, что письменные знаки отличаются исключи тельным разнообразием форм. Это препятствие создатели автоматов преодолевают путем разработки и использования специальных шриф тов. В настоящее время наибольшее распространение получили четыре основных способа записи информации: кодированные шрифты, стилизованные, рукописные нормализованные шрифты, а также запись информации в виде графических отметок на типизированных бланках [78, 851. Естественно, что каждый шрифт требует с п е ц и а л и з и р о в а н н о г о с ч и т ы в а ю щ е г о у с т р о й с т в а .
В основу создания стилизированных шрифтов положены разно образные совокупности характерных черт. Эти черты сохраняют некоторые особенности алфавитных знаков, поэтому они читаются и человеком и машиной.
Примером нормализованных шрифтов может служить шрифт, используемый в настоящее время на почтовых конвертах.
Наконец, исходную информацию часто записывают в виде гра фических отметок на типизированных бланках. При записи в виде графических отметок бланк графится на столбцы и строки и имеет табличную часть, которая заполняется обычным способом, и кодо-
108
вую, на которой ставятся отметки в виде точек, штрихов, кружка или прямоугольника. При переходе с перфокарт и перфолент к типи зированному бланку на последнем удобна десятичная система, не нарушающая существующих приемов записи [бланки IBM (США), бланки НИИ ЦСУ СССР [82].
В зависимости от вида обрабатываемых документов различаются три типа считывающих устройств: 1) для чтения письменных знаков с Малострочных и многострочных листовых документов; 2) для чтения письменной информации с лент кассовых или других реги стрирующих аппаратов; 3) для обработки документов различных форм и форматов [85]. По ансамблю читаемых знаков они подразде ляются на устройства [85] для чтения: 1) цифровых знаков с несколь кими символами специального назначения; 2) алфавитно-цифровой информации; 3) алфавитно-цифровой информации с возможностью считывания данных, представленных в виде графических отметок.
Для считывания информации, записанной указанными выше спосо бами, активно ведутся разработки читающих оптических автоматов (ЧА). В основу их положены разные принципы сканирования * [781: 1) с помощью «бегающего луча» электроннолучевой трубки; 2) с по
мощью следящей |
развертки; |
3) с помощью светочувствительных |
|||||
элементов; |
4) с |
помощью |
матрицы |
светочувствительных |
эле |
||
ментов. |
|
|
|
|
|
|
|
В |
работе |
[85] дается сравнительная |
характеристика |
отечествен |
|||
ных |
оптических |
читающих |
автоматов |
и отмечается, |
что они |
по |
своим основным техническим характеристикам не уступают лучшим
зарубежным |
образцам. |
|
Для считывания информации с |
т и п и з и р о в а н н ы х |
|
б л а н к о в |
разработаны и серийно |
выпускаются комплекты |
устройств, обеспечивающие подачу бланков, считывание и ввод данных в ЭВМ. К таким устройствам относятся «Бланк» (СССР), «Лектор» и «Автолектор» (Англия), системы ІВМ-1230, ІВМ-1231, ІВМ-1232 (США) и др. [85].
Если необходимы длительное хранение первичной информации с ее многократной обработкой и выборочная обработка документов, то выступают недостатки хранения информации на типизированных бланках: большие физические объемы, специальные условия хране ния, недостаточная механическая прочность бумаги, невысокая ско
рость считывания и т. п. Для |
длительного хранения |
применяется |
|
м и к р о ф и л ь м и р о в а н и е |
п е р в и ч н ы х |
д о к у м е н |
|
т о в . |
Для фотографирования |
используется специальная пленка |
«Микрат-300». Микрофильмирование производится на аппарате
УДМ-2, на котором |
укладка документов выполняется вручную. |
По заказу НИИ ЦСУ |
СССР был выполнен опытный образец устрой |
ства автоматического фотографирования документов: подача, вырав нивание и съем документов [82].
* Сканированием называется осмотр, восприятие и преобразование гра фических или письменных знаков в электрические сигналы.
109