АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ

2006

Содержание

2.6. Восстановление сечений. Модуль TALG.

Этот модуль предназначен как для получения сечений распределения

в среде исследуемых параметров, так и для моделирования по таким сечениям

соответствующих характеристик волн просвечивания.

Модуль исполняется нажатием кнопки "ВЫПОЛНИТЬ". При этом, в строке

"ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ" стартового диалога, Вы можете определить режим работы

и подходящий для Ваших условий алгоритм решения обратной (или прямой)

задачи.

2.6.1. Восстановление сечений параметров среды

Этот режим позволяет произвести томографическое обращение лучевых

данных или получить сечение параметров среды по одному из алгоритмов лу-

чевой томографии ( а также рассчитать сечение плотности распределения

лучей). Требуется заполнить следующие параметры стартового диалога.

1."ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ:" – для формирования сечения по лучевым данным,

в этой строке должно быть указано одно из перечисленного ниже:

-"СЕЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛУЧЕЙ" , расчет относительной густоты

распределения в просвечиваемом сечении лучей. При этом получен-

ное в результате обработки сечение будет иметь значения около "1"

там, где густота лучей оптимальна, меньше "1" - там где она недо-

статочна, и больше "1" - если она избыточна. Надо, впрочем иметь

в виду, что условие оптимальной густоты не обеспечивает качест-

венного восстановления - еще необходимо пересечение среды лучами

под различными углами.

-"СЕЧЕНИЯ ОБРАТНОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ" , восстановление сечения среды

по алгоритму обратного проецирования - рекомендуется либо при

приблизительных оценках , когда требуется устойчивое решение и

нет острой необходимости в большой разрешающей способности. Может

оказаться единственно приемлемым при сильноконтрастных неоднород-

ностях.

-"СЕЧЕНИЯ СУММИРОВАНИЯ РАЗНОСТЕЙ" , восстановление сечения по ал-

горитму суммирования разностей ( Колонин, 1989 ) - рекомендуется

в случаях, когда требуется разрешенный результат, и можно пожерт-

вовать устойчивостью решения и точностью количественных оценок в

конкретных точках сечения. В отдельных участках получаемого сече-

ния возможно появление существенно завышенных и заниженных значе-

ний, но в целом по сечению, в большинстве случаев, программа дает

наиболее соответствующий действительности количественный резуль-

тат.

-"КОРРЕКТИРОВАННОЙ ОБРАТНОЙ ПРОЕКЦИИ" - восстановление корректи-

ровкой сечения, предварительно полученного в результате обратного

проецирования. Алгоритм соответствует обратному преобразованию

Радона ( свертки обратной проекции ), рекомендуется для разрешен-

ного восстановления с л а б о н е о д н о р о д н ы х сечений,

( Колонин, 1989 ).

-"СЕЧЕНИЯ ИТЕРАЦИОННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ" - восстановление по алго-

ритму одновременного итерационного восстановления (МОИВ). В этом

случае возможны два варианта. Вы можете заранее задать число ите-

раций при восстановлении ( нулевая итерация не учитывается , так

как служит для оценки "первого приближения" на основе обратного

проецирования ). Если Вы зададите число итераций "0" , то после

каждой итерации ( первая - не в счет ) Вам будет сообщаться

полученное в ее результате среднеквадратичное расхождение и пред-

лагаться решить вопрос о необходимости продолжения итераций.

Имейте в виду , что среднеквадратичное расхождение выводится в

тех единицах, в которых собственно ведется восстановление, в не-

перах на метр - для коэффициента поглощения-рассеяния, в секун-

дах на метр (медленности) - при восстановлении скоростных сече-

ний. По-видимому, сначала имеет смысл пропустить достаточно боль-

шое число итераций, не ограничивая сразу их количество, чтобы по-

нять, после какой из них уменьшение расхождения прекращается, а

затем еще раз "начисто" запустить программу,задав соответствующее

фиксированное число итераций.

2."ФАЙЛ ДАННЫХ :" - указать файл данных типа *.R*, содержащий опре-

деленные программой TWRK или Вами времена (*.RTM) или рассчитан-

ные TPRE коэффициенты поглощения-рассеяния (*.RAF), или коэффици-

енты экранирования (*.RAC), или нормированные амплитуды (*.RAN).

3."ФАЙЛ СЕЧЕНИЯ:" - указать файл сечения типа *.S*,куда должны быть

записаны результаты обработки. Его тип должен соответствовать

типу файла в предыдущей строке, как показано на рисунке 1.3.,

(типу "*.RTM" соответствует *.SVL), или, если установлен режим

расчета "сечения распределения лучей", типу *.SRL.

4."ФАЙЛ МОДЕЛИ :" - если у Вас имеется априорная информация о рас-

пределении в пределах исследуемого сечения соответствующих

параметров, то в данной строке Вы можете указать файл сечения

типа *.S*, в котором должно быть задано априорное сечение, подго-

товленное с помощью экранного редактора или программы TSEC. В та-

ком сечении должны быть заданы значения параметров в тех точках,

где они точно или предположительно известны. Во всех остальных

точках сечения должны быть заданы "пустые" значения - "0". Имейте

в виду, что, если Вы задали в этой строке файл, то восстановление

будет вестись для сечения, имеющего диапазон изменений по осям X

и Y и шаг по этим осям, такие же, как и для указанного файла

модели. Тип файла должен соответствовать типу, указанному в

предыдущем пункте.

5."X MIN, X MAX:" - задать границы прямоугольной области восстанов-

6."Z MIN, Z MAX:" - ления по осям X и Y. Если здесь ничего не ука-

зывается, то программа сама подставит соответствующие значения,

как максимально возможные для имеющегося в распоряжении набора

лучей.

7."ШАГ ПО X И Y:" - здесь обязательно должны быть указаны два зна-

чения : размеры элементарной ячейки для восстановления по осям X

и Y. Они могут быть одинаковы (квадратная ячейка), но могут и от-

личаться. Вообще говоря, желательно, чтобы ячейки были несколько

растянуты параллельно направлению основного распределения лучей.

8."КОЛИЧЕСТВО ИТЕРАЦИЙ:" – в случае, если выбрано "СЕЧЕНИЯ ИТЕРАЦИ-

ОННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ", Вам предлагается ввести число итераций

при восстановлении. Если Вам трудно это определить, то введите

"0" и после каждой итерации Вам будет сообщаться средне-квадра-

тическое расхождение между истинными и модельными для полученного

сечения данными. Когда Вы решите, что итерации пора прекратить,

ответьте на вопрос утвердительно.

9."ФОРМАТ СЕЧЕНИЯ:" – если Вы планируете производить визуализацию

полученного сечения посредством программы TSEC, укажите “GEOTOMO”

и результат будет сохранен в формате *.S. Если же Вы планируете

визуализацию посредством системы Surfer, укажите “SURFER GRID”.

10."СМЕНА ОСЕЙ:" – если выше было указано “SURFER GRID”, то, при

записи сечения в формате GRD системы Surfer, будет произведено

преобразование из системы координат Geotomo в систему координат

Surfer, с заменой осей (например X=>Y) и возможным зеркальным

отображением (например X => -X).

О Б Р А Т И Т Е В Н И М А Н И Е, что те ячейки среды, через которые

не прошел ни один луч, заполняются "0", то есть - "пустым значением", и

в дальнейшем, при обработке и визуализации сечения программой TSEC, игно-

рируются и заполняются пустыми местами.

2.6.2. Расчет модельных данных по сечению

Этот режим позволяет происзвести моделирование времен прихода или

амплитуд волн по заданным сечениям скорости или коэффициента поглощения-

рассеяния в лучевом приближении, в представлении о прямолинейном рас-

пространении лучей.

1."ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ:" – для данного режима, в этой строке должно

быть указано - "МОДЕЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО СЕЧЕНИЮ"

2."ФАЙЛ ДАННЫХ :" - задать файл типа *.R* (*.RAM или *.RTM) , в ко-

торый будут записаны результаты моделирования. При этом

предварительно должен быть подготовлен файл типа *.RAY в том-же

подкаталоге и с тем-же именем, что и указанный здесь. Если такого

файла не окажется, то программа выдаст сообщение об ошибке.

3."ФАЙЛ МОДЕЛИ :" - определить файл типа *.S*, в котором с помощью

текстового редактора или программы TSEC предварительно должна

быть подготовлена информация о модельном сечении параметра среды

( "VL" для "TM", "AF" для "AM" ). Следует заметить, что при

моделировании недопустимо использование сечений в формате Surfer

в качестве модели.

2.6.3. Сообщения модуля

В процессе работы программы возможны следующие сообщения:

"НЕПРАВИЛЬНО ЗАДАНО СЕЧЕНИЕ." - Вы некорректно задали границы се-

чения для восстановления, или не

указали размеры ячейки для вос-

становления по обеим осям.

"ОСТАНОВИТЬ(Y)?" - Требуется указать, следует ли про-

должать процесс итерационного вос-

становления, в зависимости от ве-

личины среднеквадратичного расхож-

дения, (ответ N) или остановить

(ответ Y).