Концепция и свойства алгоритмов.

1. Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели. Разделение выполнения решения задачи на отдельные операции (выполняемые исполнителем по определенным командам) – важное свойство алгоритмов, называемое дискретностью.

2. Каждый алгоритм строится в расчете на некоторого исполнителя. Для того чтобы исполнитель мог решить задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы он был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма. Такое свойство алгоритмов называется определенностью ( или точностью) алгоритма. (Например, в алгоритме указано, что надо взять 3—4 стакана муки. Какие стаканы, что значит 3—4, какой муки?)

3. Еще одно важное требование, предъявляемое к алгоритмам, - результативность ( или конечность) алгоритма. Оно означает, что исполнение алгоритма должно закончиться за конечное число шагов.

4. Универсальность. Алгоритм должен быть составлен так, чтобы им мог воспользоваться любой исполнитель для решения анало­гичной задачи. (Например, правила сложения и умножения чисел годятся для любых чисел, а не для каких-то конкретных.)

Таким образом, выполняя алгоритм, исполнитель может не вникать в смысл того, что он делает, и вместе с тем получать нужный результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, т.е. отвлекается от содержания поставленной задачи и только строго выполняет некоторые правила, инструкции.

Общая концепция алгоритма

Концепция алгоритма построения геологических разрезов отражена на блок-диаграмме, изображенной на рисунке 3.2, и заключается в следующем. Изначально, мы имеем геологическую карту, через которую необходимо построить разрез. На нее нанесены выделенные в данном районе картирования стратиграфическими подразделениями, линии дизъюнктивных нарушений различных типов, магматические тела, замеренные в обнажениях элементы залегания различных структурных элементов геологических тел, а также любая другая пояснительная информация, облегчающая понимание структуры и состава данного района. Другими словами, карта, как результат геологического картирования - итоговый документ, содержит всю зафиксированную в поле информацию.

Как правило, реальные геологические карты отличаются большой сложностью. То есть они состоят из нескольких структурных этажей, осложнены большим количеством разломов различных типов, а также выходами на поверхность магматогенных образований. Поэтому первым шагом алгоритма является аппроксимация сложной геологической карты набором простых в структурном плане доменов.

Каждый домен не должен иметь внутри занимаемой им площади на карте разрывных нарушений влияющих на его структуру, а также содержать слои, относящиеся к разным структурным этажам, с угловым несогласием между ними. Разломами, по которым не наблюдается вертикального и горизонтального смещений, и стратиграфическими несогласиями можно пренебречь, поскольку ни те, ни другие, не оказывают существенного влияния на общую структуру домена.

Разбиение должно осуществляться геологом вручную, поскольку формально описать критерии выделения доменов не представляется возможным. Этот шаг требует от специалиста большой ответственности, так как влияет на корректность финального разреза.

В результате, после первого шага алгоритма, мы имеем набор простых геологических карт. Следующий блок заключается в нахождении максимального количества стратоизогипс внутри каждого домена. Логичным будет начинать с той выделенной области, которая содержит большее по сравнению с остальными количество структурной информации. Затем можно переходить к все менее информативным доменам, располагая к этому моменту дополнительными сведениями о положении границ, полученными при рассмотрении предыдущих простых блоков.Стратоизогипсы, полученные в результате второго шага, являются промежуточными построениями и не отображаются на разрезе, но именно они формируют математическую модель геологической структуры изображенного на карте района, которая, в свою очередь, может быть использована и для других полезных в структурно-геологических исследованиях целей. Например, могут быть выполнены различные операции между поверхностями. Когда математическая модель геологической структуры задана, можно переходить к следующему шагу алгоритма - к непосредственному построению разреза. Эта процедура является чисто вычислительной. Поскольку каждая стратоизогипса относится к той или иной стратиграфической границе и имеет определенную относительно уровня Мирового океана высотную отметку, то нахождение положения границ на профиле сводится к пересчету координат точек пересечения стратоизогипс с линией разреза из плоскости карты в плоскость профиля. Схематично это можно представить следующим образом: [X,Y]->[X']; [Z]->[Y'], где X,Y - координаты точки пересечения в плоскости карты, Z - высотная отметка точки пересечения, а X',Y' - координаты точки пересечения в плоскости профиля. Координата T используется в качестве критерия принадлежности точек на разрезе к той или иной стратиграфической границе.

Заключительным шагом является проверка валидности полученного разреза. В настоящее время существует только один метод контроля подобных построений, называемый методом балансировки разрезов. Его суть заключается в предположении постоянства длин линий границ, площадей и объемов, занимаемых пластом под действием пластических деформаций. На разрезе выбирается участок между двумя так называемыми пин-лайнами, внутри которого измеряются соответствующие величины и сравниваются между собой. Пин-лайны обычно располагают вдоль осей складок, поскольку считается, что там нет сдвиговой компоненты, и в первоначальном состоянии эти линии располагались перпендикулярно напластованию. Так или иначе, эту методику контроля (вернее ее численный аналог), вероятно, следует использовать на заключительном этапе алгоритма.