Особенности геолого-геофизических данных

Особенности геолого-геофизических данных

Геоданные – это любые сведения о свойствах объектов, связанных с Землей.

Геоданные могут быть получены в результате: измерения (количественные хар-ки) и наблюдения (качественные и количественные хар-ки объектов). Геолого-геофизические данные имеют пространственную привязку и тематические свойства (литология, г/х, г/ф). Геолого-геофизические данные образуют особый класс данных - геопространственные или географически координированные данные.

Программа Surfer: особенности моделирования поверхностей

Программа позволяет создавать цифровые модели поверхности и позволяет их визуализировать в различные формы.

В пакете реализованы 3 варианта получения значений в узлах сетки:

· по исходным данным, заданным в произвольных точках области (в узлах нерегулярной сетки), с использованием алгоритмов интерполяции двухмерных функций;

· вычисление значений функции, заданной пользователем в явном виде;

· переход от одной регулярной сетки к другой.

Выбор плотности сети следует производить в соответствии с исходными данными или требуемым масштабом карты.

· Если известен масштаб, в котором надо изобразить карту, то шаг между линиями сетки надо задать равным тому количеству единиц карты, которые помещаются в 1 мм изображения.Например, при масштабе 1:50 000 это 50 м.

· Если требуемый масштаб заранее не известен, то шаг между линиями сетки можно задать равным половине среднего расстояния между точками данных.

Результат построения сохраняется в виде векторной графики в файле.srf:

· Контурная карта

· Трехмерная поверхность

· Трехмерная сетка

· Векторная карта

· Растр

· Затененный рельеф

· Карта основы

· Карта точечных данных

Вспомогательные операции с поверхностями:

· Математические операции над гридами,

· Сглаживание сплайнами,

· Бланкировка,

· Конвертация в другие форматы,

· Извлечение части грида,

· Трансформация грида (преобразование координат),

· Создание мозаики гридов (компоновка грида из нескольких файлов),

· Вычисление объема тел, ограниченных поверхностями,

· Построение разрезов по профилям,

· Вычисление ошибок интерполяции,

· Графическое редактирование грида,

· Учет «следов разломов» (Breaklines) и разломов (Faults).

Особенности интерфейса

Меню программы, панели инструментов, менеджер объектов, окно worksheet.

Стр-ра программы

· Построение цифр. модели поверхности;

· Опред. операции над цифровыми моделями;

· Визуализация.

Цифровая модель поверхности Z(x, y)

Представляется в виде значений в узлах регулярной сетки, дискретность которой определяется в зависимости от конкретной решаемой задачи. (квадратные, треугольные, разбиение сферы на равновеликие трапеции)

Методы 2D- интерполяции: сравнительный анализ

· Метод обратно взвешенных расстояний;

· Естественная окрестность;

· Метод Сплайн;

· Метод Тренд;

· Метод Кригинг;

· Метод триангуляции с линейной интерполяцией;

· Метод Топо в растр.

Метод Обратно взвешенных расстояний (InverseDistancetoaPower)

Рассчитывает значения ячеек путем усреднения значений в опорных точках, находящихся в окрестности каждой ячейки. Чем ближе точка к центру ячейки, значение которой вычисляется, тем большее влияние, или вес, она имеет в процессе усреднения. Применяют для выделения локальных аномалий (геохимия).

Метод Сплайн (Minimum Curvature)

Метод минимальной кривизны, рассчитывает значения с использованием математической функции, которая минимизирует общую кривизну поверхности и строит сглаженную поверхность, проходящую через опорные точки:

· проходящую точно через исходные опорные точки – сплайн натяжения;

· выходящую за пределы диапазона значений z опорных точек – регуляризованный сплайн.

Метод подходит для медленно меняющихся поверхностей: рельеф (сильно не расчлененный), концентрация опасных веществ в воздухе.

Метод Кригинг (Kriging)

Базируется на статистических моделях, которые учитывают статистическую взаимосвязь между опорными точками - геостатистический метод. Нужен при больших объеме исходных данных.

Метод Тренд (Polynomial Regression)

Основан на аппроксимации поверхности полиномом определенного порядка:z(x)=a0+a1x1+a2x2+…+anxn полином n-го порядка.

Построение разрезов.

Это вспомогательная операция над моделью поверхности производится за счет команды бланкирования данных и команды slice(построения разреза) с последующим преобразованием получившегося файла в формат.DAT. Открываем.dat, редактируем по типу BLN-файла, сохраняем как BLN файл, используем функцию New->Base Map, выбираем сделанный BLN файл как источник данных, убираем зависимость горизонтального и вертикального масштабов, выбираем нужные масштабы, оформляем.

Процедура бланкирования.

· Выбираем данные (x,y,z)

· Задаем метод интерполяции;

· Определяем геометрию сетки

Исходные данные и способы их визуализации

· Карта основы

· Контурная карта

· Карта точечных данных

· Классифицированная карта

· Растр

· Затененный рельеф

· Векторные карты

· Трехмерная сетка

· Трехмерная поверхность

Каркасное моделирование.

Каркасная модель – наборы треугольных граней, построенных на точках контуров соответствующих элементов.

Осуществляется построение регулярно-ячеистых моделей структурных поверхностей, соответствующих кровле и подошве объекта, которые замыкаются по границам экстента поверхностей.

Блочное моделирование

· Модель формируется из ряда слоев ячеек, полученных на основе двумерной интерполяции данных.

· Модель создается на основе трехмерной интерполяции данных. Впервые технология построения 3D модели объектов на основе трехмерной интерполяции была реализована в программе Voxler (GoldenSoftware, США). Подобные модели носят название «воксельные».

· Блочная модель MICROMINE представляет собой упорядоченное множество 3D ячеек в границах каркасной модели тела.

При создании блочной модели пласта часто рассчитываются регулярно-ячеистые модели кровли (или подошвы) толщи и регулярно-ячеистые модели толщин всех слоев разреза. Каждая ячейка становится 3D блоком.

Процесс интерполяции содержаний в Micromine осуществляется одновременно с созданием блочной модели.

Этапы моделирования:

· Создание пустой блочной модели

· Выбор размера элементарного блока: В целом, размер элементарного блока должен быть приблизительно равен или немного меньше половины расстояния между скважинами буровой сети.

· Выбор блоков в пределах каркасной модели. «Субблокирование» определяет, на сколько частей будет делиться материнский блок, в случае если он оказывается на границе блочной модели.

Для проверки созданной модели и оценки правильности подбора параметров блоков, полученную блочную модель можно загрузить в 3D просмотре.

Методы 3D интерполяции.

Впервые технология построения 3D модели объектов на основе трехмерной интерполяции была реализована в программе Voxler (GoldenSoftware, США). Подобные модели носят название «воксельные». Методы 3D интерполяции:

В статистическом методе (DataMetrics) по исходным данным вычисляется набор статистических параметров, которые используются для определения значения в каждом из узлов сети.

Метод локальных полиномов (LocalPolynomial) основан на аппроксимации полиномом 1, 2 или 3 порядка данных в пределах эллипсоида поиска.

В методе обратно пропорциональных расстояний (InverseDistance) осуществляется взвешивание данных при интерполяции таким образом, что влияние точки наблюдения уменьшается пропорционально удалению от узла сети.

Метод 3D кригинг (3D kriging) является геостатистическим методом и позволяет проводить интерполяцию на основе построения вариограмм исходных данных.

Разновидности 3D сеток

Структурированная сетка типа регулярная. Ячейки — шестигранная призма, всегда 8 вершин.

Регулярная сетка. У ячеек одинаковая Длина и Ширина горизонтальной проекции. При описании сетки регулярной геометрии используется только Z-координата вершин всех ячеек. Самый простой вид структурированных сеток — прямоугольная призма с постоянными размерами (Блочное моделирование в Micromine) дельта Х, У, Z=const

Блочно-центрированная сетка. У этой сетки верхняя и нижняя грани должны быть строго горизонтальны.

Особенности:

· упрощенное описание (так как все ячейки имеют одинаковую длину и ширину),

· быстрый расчет геометрии,

· все ячейки обязательно должны иметь одинаковую длину и ширину,

· ребра всех ячеек всегда строго вертикальны,

· невозможно встроить разломы с наклонной плоскостью смещения.

Неструктурированные сетки

PEBI (РerpendicularBisector) — перпендикулярная бисекторная (Сетки Вороного). Ячейки PEBI-сетки характеризуются большим разнообразием возможных форм и могут быть размещены по отношению друг к другу так, чтобы отразить любые структурные особенности.

Неструктурированные сетки дают преимущество при моделировании околоскважинного пространства, позволяя сочетать в одной сетке радиально расходящиеся от скважины ячейки со стандартными ячейками, дискретизирующими межскважинное пространство.Основные преимущества неструктурированных сеток реализуются в гидродинамическом моделировании.

Особенности:

· гибкость,

· практически произвольная форма и размер ячеек,

· точная дискретизация околоскважинного пространства (допустима высокая степень измельчения),

· возможность одновременного корректного учета большого количества сложных особенностей (разломы, трещиноватость, петрофизические свойства),

· сетка может существовать как в 2D, так и в 3D варианте,

· возможность одновременного решения двух основных проблем при создании сеток: минимизировать количество ячеек, сохранив максимальный учет геологической неоднородности,

· количество ячеек может быть уменьшено до 50% без ущерба разрешающей способности сетки.

Элементы чертежа.

Под термином "Чертеж" подразумевается геометрия модели вместе с ее видами, примечаниями, размерами, выносными элементами, таблицами, а также основной надписью, отображаемой на “листе”.

 

 

Пространство модели	Пространство листа

 

Этапы создания чертежа.

Для создания чертежей, где в качестве единиц измерения используются британские - дюймы, используются шаблоны acad.dwt, acadlt.dwt.

Для создания чертежей, где в качестве единиц измерения используются метрические единицы - миллиметры, используются acadiso.dwt или acadltiso.dwt

Создание геометрии модели.

В AutoCAD геометрия модели создается в пространстве модели посредством построения ряда графических примитивов:

· Отрезок. Для создания отрезка необходимо указать положение начальной и конечной точки.

· Прямоугольник. Для построения прямоугольника необходимо указать положение двух точек на диагонали прямоугольника.

· Круг.

· Полилиния. Полилиния представляет собой связанную последовательность сегментов линии или дуги; все эти сегменты являются единым объектом.

· Штриховки и заливки. В AutoCAD штриховка представляет собой единый составной объект, покрывающий заданную область образцами линий, точек, форм, сплошной или градиентной заливки.

Работа со слоями и блоками.

Слои. Слои являются наиболее важным организационным элементом, доступным в чертежах AutoCAD. Объекты рекомендуется объединять в слои по тематическим принципам: по их назначению, для отображения и скрытия связанных объектов, для следования стандартам.

Блоки. В AutoCAD блок — это набор объектов, объединенных в один именованный объект.

Создание аннотаций.

С помощью панели «Аннотации» вкладки «Главная» создаются различные типы надписей на чертеже.

Печать документов.

Чтобы распечатать чертеж, нажимаем на вкладку печати, или нажмем ctrl + P.

 

Особенности геолого-геофизических данных

Геоданные – это любые сведения о свойствах объектов, связанных с Землей.

Геоданные могут быть получены в результате: измерения (количественные хар-ки) и наблюдения (качественные и количественные хар-ки объектов). Геолого-геофизические данные имеют пространственную привязку и тематические свойства (литология, г/х, г/ф). Геолого-геофизические данные образуют особый класс данных - геопространственные или географически координированные данные.