Расширенный поиск
ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ВАРИАЦИЙ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ РЕЖИМНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ МЕТОДОМ ВЭЗ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 98
Номер: 1
Год: 2019
Страницы: 35-56
УДК: 550.837.311 + 550.8.056
DOI: 10.21455/std2019.1-3
Показать библиографическую ссылку
ДЕЩЕРЕВСКИЙ А.В., СИДОРИН А.Я. ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ВАРИАЦИЙ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ РЕЖИМНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ МЕТОДОМ ВЭЗ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98. № 1. С. 35-56. DOI: 10.21455/std2019.1-3
@article{ДЕЩЕРЕВСКИЙОПТИМИЗАЦИЯ2019,
author = "ДЕЩЕРЕВСКИЙ, А. В. and СИДОРИН, А. Я.",
title = "ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ВАРИАЦИЙ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ РЕЖИМНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ МЕТОДОМ ВЭЗ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ",
journal = "Наука и технологические разработки",
year = 2019,
volume = "98",
number = "1",
pages = "35-56",
doi = "10.21455/std2019.1-3",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Ключевые слова: геоэлектрический разрез, горизонтально-слоистая модель, вертикальное электрическое зондирование, многоэлектродные установки, прецизионный геоэлектрический мониторинг, решение обратной задачи, удельное электрические сопротивление, временные вариации, оптимизация методики расчета
Аннотация: Авторами развивается метод прецизионного мониторинга удельных электрических сопротивлений отдельных слоев земной коры. Эта задача крайне сложна, поскольку фактически наблюдаются кажущиеся сопротивления, а затем надо решать целый комплекс сложных задач по их обработке: очистке от шумов, выделению физически обусловленных составляющих вариаций и, главное, решению обратной задачи восстановления удельного сопротивления по измеренным значениям кажущегося сопротивления. Цель работы - совершенствование методических основ прецизионного геоэлектрического мониторинга методом ВЭЗ для повышения его точности. Алгоритм процессинга данных разбит на последовательность элементарных операций: агрегацию данных, сглаживание временных рядов, фильтрацию шумов, оценку сезонных (экзогенных) эффектов, решение обратной задачи ВЭЗ. Решение обратной задачи - существенно нелинейная операция, а все остальные становятся нелинейными при наличии в сигнале пропусков данных, что фактически неизбежно при длительных наблюдениях. Поэтому окончательный результат может существенно зависеть не только от настроек отдельных операций (ширины и/или вида весовой функции окна агрегации/сглаживания и т.п.), но и от порядка, в котором эти операции выполняются. В работе методом численного эксперимента на реальных данных оценивается, насколько сильно очередность выполнения перечисленных операций влияет на результат. Для расчетов использованы уникальные данные многолетнего прецизионного мониторинга методом ВЭЗ. Показано, что оператор сглаживания может применяться как к кажущимся, так и к удельным сопротивлениям - на результат это почти не влияет. Порядок сезонной фильтрации и решения обратной задачи, наоборот, важен. Показано, что оценки погрешности расчета удельного сопротивления, основанные на внутренней сходимости алгоритма решения обратной задачи, неприемлемы, так как они на два порядка отличаются от реальных погрешностей. Для надежного мониторинга временных вариаций удельного сопротивления в глубоких слоях зондируемого разреза необходимо повысить устойчивость подбора удельных сопротивлений по заданной кривой ВЭЗ, а также принять другие меры по оптимизации алгоритма.
Список литературы: Дещеревский А.В., Журавлев В.И. Анализ временных рядов с программой ABD. М.: ОИФЗ РАН, 1997. 80 c.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Экспериментальные исследования сезонных вариаций кажущегося сопротивления применительно к задачам сейсмологии // Сейсмические приборы. 1999а. Вып. 32. С.62-75.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Некоторые вопросы методики оценки среднесезонных функций для геофизических данных. М.: ОИФЗ РАН, 1999б. 40 с.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Проблема фликкер-шума при изучении причинно-следственных связей между природными процессами // Докл. АН СССР. 2003. Т. 392, № 3. С.392-396.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. О зависимости сезонных вариаций кажущегося сопротивления от глубины зондирования // Физика Земли. 2004а. № 3. С.3-20.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Исследование значимости корреляции электрической активности рыб и электротеллурического поля // Биофизика. 2004б. Т. 49, вып.4. С.715-722.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Поиск влияния гравитационных приливов на региональную сейсмичность Греции разными методами: 3. Корреляция с солнечным и лунным компонентами прилива // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49, № 3. С.42-54.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. О суточной периодичности представительных землетрясений Греции: Сравнение данных разных систем наблюдений // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15, № 4. С.27-42. https://doi.org/10.21455/gpb2016.4-3
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Некоторые алгоритмы фильтрации для геофизических временных рядов // Физика Земли. 1996а. № 2. С.56-67.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Линейность спектров несезонных компонент геофизических временных рядов // Доклады Академии наук. 1996б. Т. 346, № 6. С.815-818.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Спектрально-временные особенности сезонных изменений кажущегося сопротивления // Физика Земли. 1997. № 3. С.53-63.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Организация банка данных геоэлектрического мониторинга на Гармском полигоне и свойства временных рядов // Сейсмические приборы. 1998. Вып. 30. С.61-79.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 1. Требования к программе обработки // Сейсмические приборы. 2016а. Т. 52, № 1. С.61-82.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 2. WinABD - пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52, № 3. С.50-80.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Программный пакет ABD - универсальный инструмент для анализа данных режимных наблюдений // Наука и технологические разработки. 2016в. Т. 95, № 4. С.35-48. https://doi.org/10.21455/std2016.4-6
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в программе WinABD // Геофизические процессы и биосфера. 2016г. Т. 15, № 3. С.5-34.
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Метод построения модели геоэлектрического разреза с учетом сезонных вариаций по данным многолетнего мониторинга методом ВЭЗ для поиска предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 4. C.61-80. https://doi.org/10.21455/si2017.4-5
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Построение оптимальной модели геоэлектрического разреза по данным режимных ВЭЗ на примере центральной части Гармского полигона // Геофизические процессы и биосфера. 2018а. Т. 17, № 3. С.109-140. https://doi.org/10.21455/ GPB2018.3-7
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Сезонные вариации удельного электрического сопротивления в верхних слоях земной коры // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018б. Т. 45, № 3. С.68-83. https://doi.org/10.21455/VIS2018.3-6
Заборовский А.И. Электроразведка: Учебник для вузов. М.: Гостоптехиздат, 1963. 423 с.
Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. М.: Недра, 1984. 270 с.
Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. М.: Наука, 1990. 206 с.
Сидорин А.Я. Вариации электрического сопротивления верхнего слоя земной коры // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278. № 2. С.330-334.
Сидорин А.Я. Результаты прецизионных наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления на Гармском полигоне // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290, № 1. С.81-84.
Сидорин А.Я. (ред.). Гармский геофизический полигон. М.: Наука, 1990. 240 с.
Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 192 с.
Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. M.: Изд-во АН СССР, 1963. 322 с.
Хмелевской В.К., Шевнин В.А. (ред.). Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 2. М.: Изд-во МГУ, 1992. 200 с.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Экспериментальные исследования сезонных вариаций кажущегося сопротивления применительно к задачам сейсмологии // Сейсмические приборы. 1999а. Вып. 32. С.62-75.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Некоторые вопросы методики оценки среднесезонных функций для геофизических данных. М.: ОИФЗ РАН, 1999б. 40 с.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Проблема фликкер-шума при изучении причинно-следственных связей между природными процессами // Докл. АН СССР. 2003. Т. 392, № 3. С.392-396.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. О зависимости сезонных вариаций кажущегося сопротивления от глубины зондирования // Физика Земли. 2004а. № 3. С.3-20.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Исследование значимости корреляции электрической активности рыб и электротеллурического поля // Биофизика. 2004б. Т. 49, вып.4. С.715-722.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Поиск влияния гравитационных приливов на региональную сейсмичность Греции разными методами: 3. Корреляция с солнечным и лунным компонентами прилива // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49, № 3. С.42-54.
Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. О суточной периодичности представительных землетрясений Греции: Сравнение данных разных систем наблюдений // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15, № 4. С.27-42. https://doi.org/10.21455/gpb2016.4-3
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Некоторые алгоритмы фильтрации для геофизических временных рядов // Физика Земли. 1996а. № 2. С.56-67.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Линейность спектров несезонных компонент геофизических временных рядов // Доклады Академии наук. 1996б. Т. 346, № 6. С.815-818.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Спектрально-временные особенности сезонных изменений кажущегося сопротивления // Физика Земли. 1997. № 3. С.53-63.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Организация банка данных геоэлектрического мониторинга на Гармском полигоне и свойства временных рядов // Сейсмические приборы. 1998. Вып. 30. С.61-79.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 1. Требования к программе обработки // Сейсмические приборы. 2016а. Т. 52, № 1. С.61-82.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 2. WinABD - пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52, № 3. С.50-80.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Программный пакет ABD - универсальный инструмент для анализа данных режимных наблюдений // Наука и технологические разработки. 2016в. Т. 95, № 4. С.35-48. https://doi.org/10.21455/std2016.4-6
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в программе WinABD // Геофизические процессы и биосфера. 2016г. Т. 15, № 3. С.5-34.
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Метод построения модели геоэлектрического разреза с учетом сезонных вариаций по данным многолетнего мониторинга методом ВЭЗ для поиска предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 4. C.61-80. https://doi.org/10.21455/si2017.4-5
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Построение оптимальной модели геоэлектрического разреза по данным режимных ВЭЗ на примере центральной части Гармского полигона // Геофизические процессы и биосфера. 2018а. Т. 17, № 3. С.109-140. https://doi.org/10.21455/ GPB2018.3-7
Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Сезонные вариации удельного электрического сопротивления в верхних слоях земной коры // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018б. Т. 45, № 3. С.68-83. https://doi.org/10.21455/VIS2018.3-6
Заборовский А.И. Электроразведка: Учебник для вузов. М.: Гостоптехиздат, 1963. 423 с.
Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. М.: Недра, 1984. 270 с.
Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. М.: Наука, 1990. 206 с.
Сидорин А.Я. Вариации электрического сопротивления верхнего слоя земной коры // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278. № 2. С.330-334.
Сидорин А.Я. Результаты прецизионных наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления на Гармском полигоне // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290, № 1. С.81-84.
Сидорин А.Я. (ред.). Гармский геофизический полигон. М.: Наука, 1990. 240 с.
Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 192 с.
Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. M.: Изд-во АН СССР, 1963. 322 с.
Хмелевской В.К., Шевнин В.А. (ред.). Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 2. М.: Изд-во МГУ, 1992. 200 с.
