Сайт кафедри  географії ДНУ
Кафедра географії історичного факультету Дніпровського національного університету імені Олеся Гонара     
.
Навігація


Форма входу
    Вітаємо на нашому сайті!

Соколов К. О.

Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, аспирант.

Научный руководитель: с.н.с., к.т.н. Федорова Л.Л.

О НОВЫХ ВОЗМОЖНОСТЯХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ ДЛЯ  ДЕТАЛИЗАЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА

 

Георадиолокация – наиболее эффективный геофизический метод в условиях многолетнемерзлых пород, благодаря дистанционному способу исследований подповерхностных слоев. Георадиолокация успешно применяется для определения границ маломощных слоев торфа, песчаника и т.п., оконтуривания линз и прочих неоднородностей.

Для наиболее полного извлечения информации из данных георадиолокации, требуется постоянное совершенствование методов цифровой обработки сигналов. Вейвлет-анализ – один из самых современных методов, применяющийся как в геофизике, так и во многих областях радиотехники, связи, радиоэлектроники и других отраслях науки и техники.

Вейвлет-преобразование сигнала – это его представление в виде обобщенного ряда или интеграла Фурье по системе базисных функций, сконструированных из материнского (исходного) вейвлета ψ(t), обладающего определенными свойствами за счет операций сдвига во времени (b) и изменения временного масштаба (a):

Масштаб в вейвлет-анализе является аналогом частоты в анализе Фурье. Множитель  обеспечивает независимость нормы этих функций от масштабирующего числа a. Малые значения а соответствуют мелкому масштабу ψab(t) или высоким частотам (ω ~1/a ). То есть, дает возможность выделения локальных особенностей для дифференциации композиции сигналов.

Нами проведены исследования по выбору типа вейвлет-преобразования, материнского вейвлета. Определены оптимальные параметры вейвлет-обработки георадиолокационных данных, позволяющие повысить разрешающую способность георадиолокационного сигнала без потери информации, снизить влияние помех и выделить на их фоне полезный сигнал.

Таблица 1. Результаты вейвлет-обработки георадиолокационных данных

Георадар

Масштаб (а)

Количество повторений

АБ400

0,2-0,4

2-3

АБ150

0,6-0,7

3-4

«Тритон»

1,2-1,4

4-5

При этом масштаб вейвлета и количество вейвлет - преобразований варьируется в зависимости от использованного георадара и особенностей радарограммы (табл. 1).

Рассмотрена возможность многократного применения вейвлет-обработки георадиолокационного сигнала, что приводит к увеличению детализации исходного сигнала вплоть до частоты самого вейвлета.

Для апробации методики вейвлет-обработки данных была проведена георадиолокационная съемка на тестовом участке россыпного месторождения алмазов на севере Якутии. По данным бурения геологический разрез представлен доломитами, перекрытыми малой мощностью рыхлых отложений до 10 м. Максимальные глубины зон выявленных аномалий 40 м. Минимальные мощности отдельных слоев 0,5 м. Породы локальных аномалий содержат преимущественно глинистые фракции. Для обеспечения требуемых глубинности и разрешения, в условиях обводненности, при георадиолокационной съемке использован георадар «Тритон» с центральной частотой 30МГц. Результаты георадиолокационного зондирования и вейвлет-обработки радарограммы представлены на рис. 1.

На рис. 1а представлен фрагмент верхней части георадиолокационного разреза, из-за низкочастотных сигналов на глубинах до 5 м не удается четко выделить отражающие границы. Эти сигналы являются композицией (наложением друг на друга) зондирующего импульса и отражений от границы слоев верхней части разреза. На рис.1б представлен результат использования вейвлет-преобразования. Данные георадиолокационного разреза были 5 раз обработаны вейвлетом с масштабом 1,4. В результате георадиолокационные сигналы имеют более короткие импульсы и на разрезе можно четко выделить отражающую границу на глубине 3–3,5 м. При сопоставлении с результатами бурения данная граница определена как кровля коренных пород.

Вейвлет_АлАн_WEEK-2

 

Рис. 1. Результат вейвлет-обработки результатов

георадиолокационного зондирования мерзлых рыхлых отложений

 

В результате проведенных исследований разработана оригинальная методика вейвлет-обработки данных георадиолокационных зондирований, позволяющая повысить детализацию структурных особенностей верхней части геологического разреза.

 

Информационные источники:

1.    Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – С.136-158.

2.    Омельяненко А.В., Федорова Л.Л. Георадиолокационные исследования многолетнемерзлых пород. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. – С.3–26.

Соколов К.О. Применение вейвлет-анализа для повышения эффективности обработки георадиолокационных данных // Материалы Всеросс. науч. конф. «ИТНОиЭ». – Якутск: Изд-во Якутского гос. ун-та, 2007. – С. 70. 


Новини


  Погода

  Партнеры

  Реклама

  Календарь

  Погода

.
Кафедра географії, історичний факультет Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (106 Географія, 242 Туризм, 014.07 Середня освіта (Географія))
© 2006-2019. Поширення матеріалів сайту дозволяється за умови посилання на www.ggf-dnu.org.ua
© Розроблення та підтримка сайту - Гаврюшин Олександр (admin@ggf-dnu.org.ua)