Применение ЭВМ для решения задач гравиразведки и магниторазведки

Для эффективного и быстрого решения любых прикладных задач на ЭВМ требуется хорошее математическое обеспечение. Все чаще встречающиеся геофизические задачи невозможно решать с помощью тех средств, которые традиционно излагаются в литературе по гравиразведке и магниторазведке. Использование классических формул для вычисления аномалий от тел правильной геометрической формы, номограммы, палетки и других средств ручного счета для решения сложных (линейных и нелинейных) задач теории интерпретации не дают должных результатов. Проводимые космические и другие современные съемки представляют огромный объем информации, который требуется быстро обработать и принимать решения. В последние годы основной упор в работе исследователей был сделан на применении ЭВМ при решении сложных задач, на создание эффективных алгоритмов в гравиразведке и магниторазведке. Тем не менее, еще слабо развивается математическое обеспечение вычислительных комплексов для интерпретации гравитационных и магнитных аномалий, не применяются, или почти не применяются, современные быстрые методы вычислительной математики. В частности, не нашли должного отражения в задачах геофизики хорошо развитые методы теории разностных схем.

Основной задачей магнитометрии является определение аномальных тел, лежащих в толще Земли, по априорным данным, полученным в результате измерений и съемок, проводимых, главным образом, на земной поверхности. Эта задача называется обратной задачей магниторазведки и она принадлежит к классу некорректно поставленных. Решение обратной задачи предполагает определение формы и расположения тел, их плотности и объема. Решение этой сложной задачи обычно проводится в несколько этапов.

Аномальное поле, создаваемое неоднородными массами, характеризуется потенциалом (гравитационный и магнитный), его первыми производными, а также производными более высоких порядков по всем направлениям.

Первым этапом в процессе решения обратных задач и моделирования геофизических процессов является решение прямой задачи. Она состоит в определении аномального поля (гравитационный и магнитный потенциалы и их производные), создаваемого телами определенной формы, плотности при известных условиях залегания.

Другой класс задач это задачи трансформации (пересчета) поля на некоторый другой уровень в полупространство, свободное от аномальных масс. Такие задачи являются корректно поставленными и широко используются при интерпретации данных магниторазведки. Пересчет поля на другой уровень уменьшает шумы, случайные помехи, сглаживает ошибки измерений. Трансформация поля позволяет определить другие элементы аномальных полей (например, производные по направлениям и т.д.).

Наиболее важным этапом является продолжение потенциала или его производных, заданных на поверхности Земли или на каком-либо другом уровне, в сторону аномальных (возмущающих) масс. Задача продолжения в сторону возмущающих масс является неустойчивой относительно входных данных, поэтому она некорректно поставлена [3]. Эта задача играет большую роль в практике, так как ее решение дает ценную информацию об условиях залегания возмущающих масс, позволяет получить качественную информацию об аномальных телах, а иногда даже решить обратную задачу.

Существуют другие классы задач, типа задач о контактной поверхности, продолжения полей в вертикальную плоскость, приведение к уровню относимости, учета влияния рельефа местности, сглаживания априорной информации, обработки входных данных и т.д.

Приведем краткий обзор применяемых методов решения тех или иных задач в геофизике на современном этапе.

Дата добавления: 2015-11-30