ВВЕДЕНИЕ 4
1 Постановка задачи 7
1.1 Связь геофизических признаков и параметров горных пород
геологического разреза 9
1.3 Корреляционный анализ данных и расчет выборочных характеристик в
комплексировании геофизических методов 12
1.4 Обзор подобных решений на современном рынке 13
1.5 Выводы по главе 1 14
2 Формализация и выбор метода решения 16
2.1 Обоснование математического аппарата 17
2.2 Расчет выборочных характеристик 18
2.3 Корреляционный анализ данных 19
2.4 Перспективы расширения функционала алгоритма 21
2.5 Выводы по главе 2 21
3 Разработка программного модуля 22
3.1 Требования 22
3.2 Выбор средств 24
3.3 Проектирование 25
3.4 Реализация алгоритма 28
3.5 Выбор ограничений на типы входных и выходных данных 34
3.5 Разработка графического интерфейса 37
3.6 Связь с другими модулями в системе 38
3.7 Проверка адекватности результата 38
3.8 Вывод по главе 3 45
4 Анализ экспериментальных данных 46
4.1 Теоретическое обоснование 46
4.2 Результаты эксперимента 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 498
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Одним из самых востребованных прикладных направлений в современной науке является сложная естественная наука геофизика, которая исследует строение Земли при помощи физических методов. Одним из ее разделов является разведочная геофизика, которая посвящена изучению строения Земли с целью поиска, уточнения залежей полезных ископаемых и выявлению предпосылок для их образования [1]. Разведочная геофизика занимается процессами и объектами, недоступными для прямого исследования, определяя методы, позволяющие, не нарушая структуры среды, исследовать недра Земли и сделать предположения с минимальной степенью ошибки об их содержимом. Этот раздел делится еще на несколько подразделов: сейсморазведка, гравиразведка, магниторазведка и электроразведка.
Исследование геологической среды заключается в исследовании её электромагнитного поля, наблюдая за изменениями которого можно сделать заключение о характере и строении залежей пород. Такие исследования проводятся с помощью специальной аппаратуры, которая на сегодняшний день производится повсеместно - как в России, так и за рубежом. Одним из самых ярких отечественных представителей является аппаратура электромагнитных методов (комплекс ПО ЭММ), начало разработки которой было положено в 60х годах прошлого века доктором наук Г.Ф. Игнатьевым. Данная аппаратура и ее сопровождение востребованы на рынке для решения геолого-разведочных задач при разведке новых месторождений или строительных работах, так как предлагают возможность исследования земной поверхности без нарушения ее структуры, что значительно снижает стоимость проведения исследовательских работ. На сегодняшний день под руководством Г.Я. Шайдурова, В.И. Иголкина,О.А. Тронина, М.Ф. Хохлова на базе компании «ООО R.D.SCIENCE» в сотрудничестве с СФУ осуществляется поддержка аппаратуры и проведение полевых работ. Сама аппаратура ЭММ изготовлена в ОАО «Алмаззолотоавтоматика» совместно с ООО «Енисейзолотоавтоматика».
Для оптимизации процесса интерпретации данных и ускорении его проведения в разы, а также для обеспечения достойной конкуренции отечественного продукта на рынке на базе кафедры ИС Института Космических и Информационных Технологий СФУ разрабатывается программное обеспечение аппаратного комплекса ЭММ.
Программный комплекс ЭММ состоит из блоков модулей, каждый из которых реализует тот или иной метод исследования земных недр. В данной работе речь пойдет о разработке модуля для площадного корреляционного анализа геолого-геофизических данных.
Наличие автоматизированного программного обеспечения для произведения расчета и обработки геофизических данных, уменьшающего временные и денежные затраты, - одна из очень актуальных проблем современной разведочной геофизики.
В зависимости от рода деятельности и применяемых разведывательных методов (электроразведка, сейсморазведка, химическая разведка и другие), каждая организация определяет собственные узкоспециализированные цели и задачи. Поэтому для анализа полевых данных разведочной геофизики отсутствует единое и легкодоступное для рядовых организациями программное обеспечение. Существующие же на сегодняшний день программные комплексы в основном ориентированы на конкретные предприятия или организации, а так же требуют больших финансовых затрат для их приобретения [2].
Следовательно, на сегодняшний день проблема определения корреляционной связи между параметрами геологической среды геологического разреза действительно актуальна.
Из вышеизложенного следует, объектом исследования является комплексирование геофизических методов, а предметом исследования - прикладные аспекты моделирования корреляции свойств геологической среды.
Целью работы является разработка программного модуля корреляции свойств независимых друг от друга полей по разведочным данным и выявление участков, пригодных для дальнейшего исследования с целью добычи руды [3].
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. анализ предметной области, в рамках которого изучаются закономерности соответствия:
1.1) геофизических признаков и параметров горных пород исследуемого геологического разреза,
1.2) критериев рациональности выбора методов для последующего комплексирования;
2. построение математической модели физического процесса с помощью методов математической статистики:
2.1) расчет выборочных характеристик,
2.2) корреляционный анализ данных;
3. создание программного модуля
3.1) анализ требований и составление технического задания на разработку модуля,
3.2) выбор средств разработки,
3.3) проектирование программного модуля.
В первой главе в рамках постановки задачи будет исследована предметная область и рассмотрены решения, которые предлагает современный рынок. Во второй главе будут сформированы правила для математического аппарата и математическая модель. В третьей главе будут описаны и обоснованы требования к модулю, средства разработки и непосредственно процесс разработки, а также проведена проверка работы модуля на корректность математической модели. В четвертой главе будет описана непосредственно реализация вычислительного эксперимента. В заключении приведены выводы и сформулировано дальнейшее развитие этой темы.
В результате бакалаврской работы выполнены поставленные задачи. Изучена и проанализирована предметная область, построена математическая модель, выявлены и сформулированы требования к разрабатываемому модулю, обоснованы методы и средства разработки, спроектирован, разработан и подготовлен к интеграции с основной системой программный модуль площадного корреляционного анализа геолого-геофизических данных для системы ПО ЭММ.
