книги из ГПНТБ / Коваль Л.А. Автоматизированная система обработки данных магниторазведки с применением ЭВМ (АСОМ-АМ)
.pdf
М и н и с т е р с т в о г е о л о г и и СССР
В с е с о ю з н ы й н а у ч н о - и с с л е д о в а т е л ь с к и й и н с т и т у т
р а з в е д о ч н о й |
геофизики (ВИРГ) |
|
К а з а х с к и й филиал |
|
|
М и н и с т е р с т в о высшего |
и с р е д н е г о |
с п е ц и а л ь н о г о |
о б р а з о в а н и я |
К а з а х с к о й |
ССР |
К а з а х с к и й п о л и т е х н и ч е с к и й и н с т и т у т им. В . И . Ленина
Л . А . К о в а л ь , В.И.Гольдшмидт
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ МАГНИТОРАЗВЕДКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ (АСОМ-АМ)
А л м а - А т а - 1973
Уда 681.3.06:550.BSfr
140%
В работе Л.А.Коваля и В.И.Голъдшмвдта "Автоматизированная система обработки данных магниторазведки с применением ЭВМ (АСОМ-AM)" приведены сведения о методике автомобильных магнитных съемок в связи с машинной обработкой результатов наблюдений на ЭВМ "Минск-2(22)" и с графопостроителем типа "АТЛАС". Описыва ются блок-схема АСОМ-AM, алгоритмы программ, входящих в систему, организация работ, действия, связанные с домашинным контролем числового материала; в работу включены тексты программ на вход ном языке.
Система производит первичную обработку данных полевых съе мок, отбраковку ошибочных точек, вычисление и введение поправок„ обработку контрольных наблюдений, сглаживание, построение карт графиков и карт изодинам наблюденного и сглаженного полей. Си стема включает необходимые сервисные средства, облегчающие диа лог геофизика-обработчика с ЭВМ.
Система легко расширяется. Ее эффективность подтверждена широким производственным испытанием.
Работа представляет интерес для геофизиков и других специа листов, занимающихся использованием ЭВМ при обработке геологогеофизической информации, созданием автоматизированных систем обработки материалов; студентов специальностей "Геофизические методы разведки".
Редакционная коллегия: В.И.Гольдшмидт, И.А.Непомнящих, Р.Д.Умышев
С ) |
К а з а х с к и й ф и л и а л В с е с о ю з н о г о н а у ч н о - и с с л е д о в а т е л ь с к о г о |
|
и н с - т у т а разведочной геофизики (Каз. филиал В И Р Г ) , |
1973 |
|
В В Е Д Е Н И Е
Дискретная, цифровая регистрация наблюденных значений модуля вектора напряженности магнитного поля Т обеспечивается автомагштометром типа МСС, сконструированным в Казахском филиале ВИРГ [71
Опыт эксплуатации автомагнитометра показан его высокую производительность. Однако первичная обработка вручную сотен ты сяч наблюдений, полученных в цифровом виде, является несомненно узким местом всего комплекса работ.
Автоматизация процесса обработки материалов магнитной съемки на ЭВМ в полной мере (от регистрации и до построения результатив ных карт) стала возможной после разработки и изготовления на за воде "Казгеофизприбор" протонного автомагнитометра МАРС, выдаю щего результаты в цифровом виде, в том числе пробитыми в цифровом коде ЭВМ "Минск-2(22)п на стандартной пятипозиционной перфоленте, а тшсяе благодаря наличию состыкованного с ЭВМ графопостроителя АТЛАС. ..
Автоматизированная обработка в значительной мере увеличива ет "отчуждение" первичного полевого материала от его автора и истолковг.т(.ля-инженера-геофизика. Эта тенденция не нова и объек тивна, .'.этоматизацая наблюдений и фиксирование их в виде, пригод ном для звода в ЭВМ, ставит перед геофизиками значительные про блемы, связанные с качеством получаемых результатов. По-видимому, только высоконадежная регистрирующая аппаратура и разработанная методика тщательного контроля за ее состоянием в поле могут уст ранить опасность массового брака. При этом наиболее уязвимыми являются именно однокаиальные измерения.
В ответственных областях при решении аналогичных, но унк-
3
калышх задач надежность обеспечивается,кроме всего прочего, мно гократно дублированием регистрирующих, передающих, принимающих ' и даже обрабатывающих устройств. В обозримой перспективе геофизи ки таких возмохностей иметь не будут. Поэтому обеспечение надеж ности в немалой степени связано с облегчением диалога между ква лифицированным геофизиком, обрабатывающим материал, и ЭВМ, а так же с повышением оперативности обработки.
§I . СВЕДЕНИЯ О МЕТОДИКЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ СЪЕМОК
ВСВЯЗИ С МАШИННОЙ ОБРАБОТКОЙ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ.
0Б03НАЧКНЖ
Методика автомобильных магнитных съемок [ 7] с приборами МСС или МАРС испытывает обратное влияние машинной обработки на уров не кодирования, введения обозначений и некоторых других деталей. С помощью протонных магнитометров производятся измерения в авто
матическом режиме с, примерно, десятиметровым шагом по профили. Ре гистрация наблвдений на магнитометре МСС ведется на цкфропечать
(рис. I ) . |
Значения модуля вектора напряженности магнитного поля |
|
|
|
Т сопровождаются метками |
|
|
времени - от автоматическо |
|
5 4005 |
го таймера через минуту и |
|
метками репера -по сигналу |
|
|
5 4 0 7 4 |
|
|
оператора. Наблюдения на |
|
|
54132 |
|
|
ленте оператор сопровожда |
|
|
5 4 144 |
ет текстовым комментарием, |
|
54 157 |
который содержит сведения |
|
о номере профиля, дате.за |
|
|
54160 |
|
О |
езда, времекг старта и фи- |
|
|
54.095 |
ата, пикетах старта и фи |
|
54031 |
ниша. |
|
5 4 0 0 4 |
Регистрация наблюде |
|
S 4 Ч. |
ний на магнитометре МАРС |
|
ведется на цифропечать и |
|
|
|
|
|
|
параллельно на перфориро |
Рис I . |
Фрагмент шфропечати маг |
ванную ленту (рис. 2 ) , Пе |
нитометров МСС и МАРС |
ред наблюдением на профиле |
|
I - метка времени; 2 - метка репера; |
дается протяжка ленты, за |
|
3 - направление движения по профилю |
||
тем набивается граница, открывающая профиль, снова дается протяжка, 4
на месте которой оператор помечает номер профиля (первые образца МАРСА не снабжены устройством, позволяющим пользоваться перфора тором для пробивания номера профиля, сейчас это делается на руч ном дыроколе во время композиции или домашинного контроля ленты), далее фиксируются наблюдения. Профиль завершается протяжкой и границей.
Рис. 2. Фрагмент перфоленты магнитометра МАРС
I - синхродорожка; 2 - границы (слева - открывающая профиль, справа - замыкающая его); 3 - знак десятеричного плюса; 4 - циф
ровой код значения Т(54389); 5 - метка времени; 6 - метка репера; 7 - знак записи
Информация об одной точке наблюдения составляет слово из
8 строк на нерфолзнте: I строка - знак десятеричного плюса; 2-6 - значения поля в гаммах; 7 - знак "репер-время" (репер дается про бивкой 4, минута - 3}, 8 - знак записи.
Автомагнитная съемка проводится по прямолинейным отрезкам с закрепленными (геодезически) началом (стартом) и концом (финишем) заезда. Иначе говоря, то, что обычно именуется профилем с излома ми ш ш пропусками, объездами, здесь составляет несколько профилей, ровно столько,, сколько будет прямолинейных и*непрерывных отрезков.
Машинная обработка накладывает ограничение и на длину профи ля, который не должен превышать 10 км, точнее: на профиле не долж но быть больше 1021 точек. При стандартном шаге в 10 м идеальный десятикилометровый профиль содержит 1001 точку. Но санитарный до пуск - 20 точек - невелик и, еслигнет надежной информации о пробук совках и топографических невязках, лучше ограничиваться профилями меньшей длины.
Каждый профиль нумеруется десятеричным числом, любым, кроме±0 (запрещенный номер). Порядок нумерации безразличен, важно линь, чтобы каждый профиль, в том числе и контрольный, повторный, тлел бы овой индивидуальный номер.
5
Координаты старта и финиша в метрах могут исчисляться от ус ловного начала. Но направление координатных осей должно строго соответствовать принятому в геодезии: х - на географический се вер, у - на восток8.
Обработка полевых наблюдений предполагает задание различной дополнительной информации (ДОПИНФА), которая содержит необходимые сведения, сопровождающие съемку. Использование ЭВМ требует четкой систематизации этих сведений:
1. Информация о каждом профиле, кроме координат старта х, ,у, и финиша х5,у, , включает дату, время старта и продолжительность заезда.
2. Девиационная кривая (таблица). Кривая девкационного влия ния Тд агрегата на показания прибора снимается для равностоящих азимутов в интервале 0-360Л. Азимута девиационной кривой отсчитываются от географического меридиана - оси х исходной системы коор динат. Если девиационная кривая отнаблюдена в магнитных азимутах, то ее следует исправить на склонение.
3.Вариационные кривые (таблицы). Данными о вариациях шля
Тв должны быть обеспечены все дни полевых съемок в интервале
времени, перекрывающем время заездов. Значения вариации снимаются в характерных точках кривых, получаемых с вариационных станций, с точностью до целых гамм или,чаще, определяются через постоянный промежуток времени (15' или 30' ) , что также обеспечивает введе ние поправок за вариацию с необходимой точностью. Если яе полевые наблюдения проводятся с использованием опорной сети, то по наблю дениям на опорных точках следует воссоздать "вариационные" кривые.
4. Влияние нормального поля учитывается заданием:
а) Т„ - величины нормального значения модуля напряженности магнитного поля;
б) |
Г |
- |
нормального градиента поля в f /км; |
в) |
Y |
- |
азимута нормального градиента (в радианах), отсчи |
тываемого от географического меридиана - оси х исходной системы координат;
я Иногда употребляют координаты с иным направлением осей, преобразовав к ним девиацию и нормальный градиент, но и в этих координатах поворот от \i к х должен быть против часовой стрелки.
S
г ) xo,.Yot |
- координат точки, которой присваивается нулевая |
|||
поправка за нормальный градиент. |
|
|||
С помощью сведений из пунктов 1-4 определяется суммарное зна |
||||
чение поправки |
Тп |
, которую необходимо вычесть из наблюденного |
||
значения Т для получения |
д Т. |
|
||
5. Группа данных, используемая при отбраковке числового ма |
||||
териала: |
|
|
|
|
а) значения |
Т т а х |
и Tm i n |
, определяющие возможный диа |
|
пазон изме"ения поля Т на участках; |
|
|||
б) значение |&T|min |
на единичный выскок. |
|||
Из опыта эксплуатации протонных автомагнитометров известно, что довольно часты одиночные всплески поля - выскоки (рис. 3 ) . Можно приблизительно оценить допустимую максимальную вариацию по
|
|
ля в точках от соседних - |
|
|
|
нижнюю границу амплитуды |
|
|
|
выскоков на один шаг,обо |
|
|
|
значаемую |STIm V t l . Вели |
|
|
|
чина эта зависит как от |
|
|
|
особенностей прибора, так |
|
|
|
и от характера измеряемо |
|
|
|
го поля. Точки, выпадаю |
|
|
|
щие из заданного диапазо |
|
|
|
на ( Tmin . T m a y |
ТЭККе |
|
|
точки,в которых фиксиру |
|
U2 U3 |
пртриля |
ется вариация от соседних |
|
1+4 ТОЧКИ |
|
|
|
|
|
(выскок) больше |
(бТЦ^ , |
РИС. 3. |
|
при обработке бракуются. |
|
|
_ 6. Изображение пла |
||
нов, схем и т.п. требует "топографического" обеспечения участка в целом. Сюда относятся следующие сведения:
а) М - знаменатель масштаба съемки; б) "горизонтальное" направление при представлении материалов.
Преобразованные координаты х,у , учитывающие поворот осей ( и масштаб изображения), задаются координатами двух точек - х ш , у01
и хс5 • Voa • 0° и х < У новой системы координат располагаются так, как показано на рис. 4;
в) топографический допуск - 5 М Н , соответствующий точности топографических работ в масштабе изображения. Величина § ^ обыч но равная 0,5-1 мм, используется,в частности,дня отождествления контрольных профилей.
7
7. Изображение графиков (планов графиков) ведется с исполь зованием указанной ниже дополнительной информации:
а) m |
- масштаб графиков, j /см; |
б) дТ0 |
- уточнение .положения нулевого уровня (значение дТ0 |
вычитается из полученных прежде значений дТ); |
|
в) Б |
- деформация плана (графиков) ьТ в направлении оси у |
Оси абсцисс профилей, направление которых совпадает с направленишем оси X , изо бражаются в исход ном масштабе. При Б =1 размеры пла на по оси у оста ются неискаженными, при D =2 масштаб изображения в этом направлении увели чивается вдвое по отношению к исход ному и т.п.
(рис. 5 ) .
8. Вычерчива ние планов изодинам л Т (от уров ня Т0 + дТ„ ) ве- . дется по прямо угольным фрагмен там участка съемки (по фрагменту мод
но выдавать и планы графиков). Четырехугольный фрагмент задается указанием координнт его угловых точек (х^у^ I изменяются от I до 4)в исходных осях. Вычерчивание планов изодинам требует за дания прямоугольных матриц значений поля. Для преобразования ис ходных профильных наблюдений г. значениям в узлах прямоугольной матрицы необходимо задать: др - шаг в метрах в направлении оси х , до, - шаг в метрах - у . Обычно значения др и дц со ответствуют округленным расстояниям между точками и профилями: для съемки масштаба 1:10 ООО др =10 м, Aq =100 м и т.д. Планы изодинам (и планы пересечения изолиний с профилями) вычерчива ются по заданным градациям изолиний дТ.
8
9. Сглаживание наблюдений предполагает задание параметров сглаживания в соответствии с двумя реализованными в системе алго
ритмами - по Фурье-Ланцошу и по Савинскому.
§ 2. БЛОК-СХЕМА АСОМ-AM. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ
Система азтоматиэИ1Ювшшой обра ботки данных автомагнитной съемки, блок-схема которой представлена на рис, 6, включает в себя как домашин ные действия, связанные с подготовкой числового материала к счету, так и не посредственную обработку наблюдении на ЭВМ.
Домашинн&ч подготовка полевых на блюдений с прибором МАРС зключает в себя следующие действия:
а) перфорацию номеров профилей, композицию перфоленты в бобины, про верку перфолент на КСУ (контрольносчитывающем устройстве) с использова нием его новой функции - поиска запрр щонных сочетаний;
б) составление и перфорацию ДОПИНФА, содержание которого в основ ном изложено в предыдущем параграфе.
Работы, относящиеся к первому блоку схемы (рис. 6), начинаются в полевой партии, а завершаются на вы
числительном центре. Вместе о перфолентой на ВЦ отправляется и цифропечать, которая является дубликатом перфоленты и может слу жить для восстановления некоторых "испорченных" профилей. Обра ботка наблюдений прибора МСС представляет собой как бы крайняя случай такого восстановления.
Программное обеспечение АСОМ-AM включает в себя др* сясчеиы программ ПЕРО и МИС, а также программу КИ - построен*" кяртн я^о- линий по прнмоуголъннм матрицам значений поля [8] .
1-Ш9