Трехмерных геоданных «коскад 3D».

Эффективность современного геологоразведочного производства во многом определяется степенью внедрения в процесс обработки и интерпретации геолого-геофизической информации компьютерных технологий. При этом специфика геологической отрасли, предопределяет применение самых разнообразных технологий, охватывающих практически все основные направления современной компьютерной индустрии. Огромные объемы и разнообразие пространственно-индексированной геолого-геофизической информации, требуют внедрения самых современных компьютерных систем для ее сбора, хранения, систематизации и организации эффективного поиска. Географическая привязка информации, предполагает применение географических поисковых и картографических компьютерных систем, а также средств визуализации пространственной, координированной цифровой информации. Современные космические, воздушные, наземные и глубинные геофизические исследования, включающие измерения, обработку и интерпретацию самых разнообразных геофизических полей невозможны без применения соответствующих специальных компьютерных технологий. При этом на стадии измерения необходимо программное обеспечение для работы измерительной аппаратуры, каждый отдельный геофизический метод требует собственного программного обеспечения для проведения качественной обработки первичных наблюдений и, наконец, необычайно широк спектр задач, решаемых с помощью компьютерных технологий на этапе интерпретации. Среди них можно выделить два основных блока. Первый включает программное обеспечение, направленное на решение обратных задач, посредством классического детерминистского подхода. Второй базируется на методах вероятностно-статистического подхода и других разделах современной прикладной математики, оригинальное использование которых позволяет получить дополнительную информацию для решения основной задачи интерпретации - построения качественной и максимально детализированной геолого-геофизической модели конкретного геологического объекта. Можно легко продолжить неограниченный перечень проблем и специфических задач, решаемых в процессе геологоразведочного производства на основе современных компьютерных технологий.

 К сожалению, в последнее время доля российских разработок в области компьютеризации геологических исследований значительно уменьшилась. Прежде всего, это относится к областям, где традиционно наблюдалось отставание - в разработке географических информационных систем и глобальных баз данных, картографических систем и средств визуализации. С другой стороны, огромное количество отечественных теоретических разработок в различных областях интерпретации, накопленных за предыдущие десятилетия, частично реализованы в современных компьютерных технологиях, не уступающих западным аналогам по качеству и содержанию. При этом в последнее время наблюдается увеличение количества разработок, решающих определенный спектр задач интерпретации данных грави-магнитометрии, электроразведки, электромагнитных наблюдений, обработки ядерно-радиометрических данных, где традиционно российская школа занимала ведущие позиции.

Одной из таких разработок является компьютерная технология статистического и спектрально-корреляционного анализа данных «КОСКАД 3D», предназначенная для анализа трехмерной цифровой геоинформации методами вероятностно-статистического подхода. В основе функционального наполнения технологии лежат работы Г.А.Тархова, А.А.Никитина, В.И.Аронова, С.А.Серкерова, Д.А.Родионова, Г.В.Демуры, О.А.Демидовича и др., в которых впервые был обозначен спектр оригинальных геологических задач, решаемых с помощью вероятностно-статистических методов. Анализ, описанных в этих работах методов и результатов, полученных с помощью их первых программных реализаций, позволил выработать эффективную схему обработки геолого-геофизических наблюдений методами вероятностно-статистического подхода. Совершенствование известных и создание новых способов и алгоритмов обработки геоинформации привело к формированию в середине восьмидесятых годов уникальной компьютерной технологии "КОСКАД 3D", занявшей определенное место в общей структуре интерпретации геофизической информации. 

Первые версии технологии «КОСКАД 3D» были предназначены для анализа исключительно потенциальных геополей и обработки методов рудной геофизики. При этом часть алгоритмов, включенных в комплекс, и их теоретическое обоснование были заимствованы из сейсморазведки с соответствующей переработкой для корректного использования в обработке данных рудной геофизики. В настоящее время происходит обратный процесс и программный комплекс «КОСКАД 3D» находит все большее применение при анализе 2D-3D сейсмической параметризованной информации оригинальными алгоритмами статистического анализа, обнаружения слабых аномалий, распознавания образов и классификации. При анализе полей сейсмических параметров представляет интерес использование аппарата обнаружения слабых сигналов, созданного для анализа потенциальных полей, применение адаптивных фильтров, анализ и расчет статистических характеристик в скользящих окнах, как по всему сейсмическому разрезу, так и по отдельным горизонтам.

 Программный комплекс спектрально-корреляционного анализа данных "КОСКАД 3D" предназначен для обработки цифровой геоинформации, организованной в трехмерные, регулярные сети методами статистического, спектрального и корреляционного анализа, линейной оптимальной фильтрации, обнаружения слабых аномалий, классификации и распознавания образов.

Функциональное наполнение комплекса "КОСКАД 3D" дает возможность на современном уровне провести полный спектрально-корреляционный и статистический анализ геоданных, выполнить расчет спектров Фурье, различных корреляционных функций и градиентных характеристик геополей.

 В комплексе широко представлены линейные оптимальные фильтры, использование которых позволяет представить исходное поле набором составляющих с последовательным уменьшением доли низких частот.

Уникальные алгоритмы адаптивной линейной фильтрации дают возможность корректно обрабатывать нестационарные по спектрально-корреляционным характеристикам геополя.

Программная реализация методов межпрофильной корреляции, самонастраивающейся фильтрации, обратных вероятностей и их многомерных аналогов позволяет успешно решать задачу обнаружения слабых сигналов на фоне соизмеримых по амплитуде помех.

Алгоритмы комплексного анализа нескольких геолого-геофизических признаков и их производных предназначены для решения задач геологического районирования и картирования, на базе методов распознавания и классификации по данным комплексных геофизических, геохимических и геологических наблюдений.

Оригинальная база данных комплекса позволяет эффективно работать с цифровой пространственно распределенной информацией, организованной в трехмерные, регулярные сети. Сервисные функции базы данных обеспечивают обмен информацией между различными обрабатывающими системами, выполняют операции ввода/вывода, позволяют фрагментировать, объединять и дополнять сети, восполнять отсутствующие в сетях значения, осуществлять различные алгебраические преобразования над признаками и т.д.

Графический интерфейс комплекса "КОСКАД 3D" предназначен для представления содержательной информации из базы данных на экране дисплея в виде отдельных графиков, карт графиков, растровых карт, трехмерных объектов и т.д.