Res3Dinv

Для Windows 3.1, 95 и NT

В тех местах, где строение геологических структур можно приближенно оценить как двухмерное, с успехом используются обычные исследования с целью построения 2-мерного изображения среды. Главным недостатком таких исследований является предположение о 2-мерности геологической среды. В местах со сложной структурой иного выхода, кроме 3-мерных исследований, нет. Данная программа предназначена для инверсии данных, полученных при проведении съемки типа E-SCAN (Li и Oldenburg 1992), когда электроды размещаются в узлах прямоугольной сетки. Наиболее часто для проведения 3-мерных исследований используются двухэлектродные, трехэлектродные, и дипольные установки. Электродные установки другого типа, вероятно, не обеспечивают такого охвата по горизонтали, который был бы достаточен для полного картирования участка, представляющего интерес.

Для создания 3-мерной модели геологической среды на основе данных по кажущимся удельным сопротивлениям, в программе RES3DINV использован способ инверсии методом наименьших квадратов с ограничением сглаженности. Этот процесс выполняется в полностью автоматическом режиме, и от пользователя даже не требуется предоставить начальную модель. Программа оптимизирована для инверсии больших массивов данных. Свободная память используется так, чтобы уменьшить время работы компьютера, путем сведения до минимума обмена с диском. Рекомендуется использовать микрокомпьютер на базе процессора Pentium Pro или Pentium II, с ОЗУ емкостью не менее 64 Мб, и жестким диском емкостью не менее 3,2 Гб.

В зависимости от размера сетки наблюдений и количества полевых измерений, а также быстродействия используемого компьютера, инверсия одного массива 3-мерных данных может занять от нескольких минут до более чем 12 часов! Кроме того, с помощью этой программы могут быть введены поправки на рельеф, с использованием нелинейной конечноэлементной сетки, поверхность которой совпадает с рельефом.

Программа автоматически выбирает оптимальные параметры инверсии для определенного массива данных. Тем не менее, те параметры, которые оказывают влияние на процесс инверсии, могут корректироваться пользователем. Предусмотрены три различных варианта метода наименьших квадратов; очень быстрый квазиньютоновский метод, более медленный, но более точный метод Гаусса-Ньютона, и сравнительно быстрая гибридная методика, которая объединила преимущества квазиньютоновского метода и метода Гаусса-Ньютона. Имеются два различных варианта метода наименьших квадратов с ограничением сглаженности, один из них оптимизирован для уменьшения разности между расчетными и измеренными значениями кажущегося удельного сопротивления, а второй гарантирует создание модели со сглаженными отклонениями величины удельного сопротивления, даже при обработке массивов зашумленных данных.

Результаты, полученные при выполнении исследований с целью построения изображения среды, с помощью электрических или электромагнитных методов на участке со сложным геологическим строением, показаны на примере, на Рисунке 1. Это исследование было проведено в Южной Швеции, в Lernacken, над закрытым отложением шлама (Dahlin и Bernstone 1997). Электроразведка методом сопротивлений проводилась с использованием сетки, состоящей из 21 х 17 электродов с расстоянием между соседними электродами 5 метров. Была использована двухэлектродная установка. Старые илонакопители, содержащие сильно загрязненную грунтовую воду, в верхних двух слоях проявили себя как зоны с низким удельным сопротивлением. Это было подтверждено химическим анализом проб. Низкое удельное сопротивление отдельных участков в двух нижних слоях объясняется наличием соленой воды, поступающей из находящегося поблизости моря.

Поскольку программа RES3DINV работает в операционной системе Windows, поддержка всех графических карт и принтеров с драйвером Windows осуществляется автоматически. Было проведено испытание программы для графических режимов с максимальным разрешением 1600 х 1200 пикселей с 256 цветами.