Применение данных дзз для повышения экономической эффективности планирования сейсморазведочных работ, б. бо

      Комментарии к записи Применение данных дзз для повышения экономической эффективности планирования сейсморазведочных работ, б. бо отключены

Применение данных дзз для повышения экономической эффективности планирования сейсморазведочных работ, б. бо

Б. Бо (B. Baugh; DigitalGlobe, США)

Разработчик современных геопространственных продуктов развития   компании и департамента исследований DigitalGlobe, США

Использование данных ДЗЗ для увеличения экономической эффективности планирования сейсморазведочных работ*

ВВЕДЕНИЕ

Новые возможности в коммерческом дистанционном зондировании Почвы (ДЗЗ) призваны повысить экономическую эффективность сейсмической разведки. Новейшие коротковолновые инфракрасные каналы (SWIR), совместно с улучшенным пространственным разрешением изображений с космического аппарата WorldView-3, как ожидается, быстро повысят эффективность планирования сейсморазведочных работ за счет применения космических снимков (примеры предшествующих изучений применения спутниковых данных обрисованы в [1]).

Релевантные параметры, приобретаемые посредством оптических спутниковых изображений делятся на три главные категории: состав материала поверхности, модели поверхности и влажность поверхности рельефа. Классификация минерального состава поверхности, текстуры и влажности, полученная согласно данным WorldView-3 обязана как следует различаться от классификации, взятой по вторым спутниковым данных.

Преимущества применения данных WorldView-3 заключаются в:

  1. возможности проводить технико-экономический анализ доступности области изучения для транспортных средств, полученный на базе информации об уклонах местности, влажности материала и составе поверхности;
  2. лучше осознавать скоростные приповерхностные характеристики передвижения пород и подстилающей поверхности;
  3. лучше определять их сцепления устойчивости и характеристики материалов к вибрациям.

Сравнительно не так давно запущенный спутник WorldView-3 конкретно подходит для исполнения этих задач. При определении материала подстилающей выявлении и поверхности увлажненности, спутник применяет расширенный комплект спектральных каналов от видимых и ближних инфракрасных (VNIR) до коротковолновых инфракрасных (SWIR). Коротковолновый инфракрасный диапазон, например, очень чувствителен к неповторимым особенностям поглощения электромагнитного излучения почвами и минералами.

Диапазон SWIR кроме этого весьма чувствителен к присутствию жидкости. Все это открывает новые возможности, каковые ранее были не достижимы, по картографированию в большом масштабе нужных ископаемых, степени увлажнённости и растительного покрова. Для цифровой моделей рельефа употребляется высокая маневренность спутника, что разрешает приобретать пара изображений с одной либо с нескольких орбит.

Изменение углов съемки при перемещении спутника на протяжении орбиты дает возможность приобрести стереоизображение объекта.

Теория и МЕТОДИКА

Съемочная аппаратура WorldView-3

Спутник WorldView-3 открывает новые возможности применения данных для составления геологических и минералогических карт, и карт, отображающих относительную увлажненность поверхности. Использование этих возможностей совместно с классическими спутниковыми способами, применяемыми для планирования сейсморазведки разрешают  действеннее экономить ресурсы.

Изображения диапазона SWIR WorldView-3 имеют исходное пространственное разрешение 3,7 м, и охватывают широкий спектр разнообразных и неповторимых изюминок поглощения электромагнитного излучения разными материалами, каковые воображают интерес для геофизической разведки. Помимо этого, дешёвы 8-ми канальные эти WorldView-2, охватывающие видимый и ближний инфракрасной (VNIR) диапазон электромагнитного спектра. В каналах VNIR изображения получаются с более высоким разрешением — 1,2 м. Панхроматический канал имеет пространственное разрешение 0,31 м, что разрешает отобразить объекты на Земле с беспрецедентной детальностью.

Спектральные каналы WorldView-3 продемонстрированы на рис. 1. 8 каналов VNIR такие же как и у WorldView-2, но имеют более высокое пространственное разрешение (1,2 м). Новыми являются 8 каналов коротковолновой инфракрасной области электромагнитного спектра, они разрешают приобретать изображения с разрешением 3,7 м. Кое-какие каналы схожи с теми, что имеют место на инструменте ASTER (спутник Terra, пространственное разрешение 30 м) [2]. Это каналы 5–8 спутника WorldView-3.

Отметим корреляцию каналов WorldView-3 и ASTER для этого диапазона. Но, аналог канала ASTER SWIR 9 не представлен на WorldView-3. Обстоятельство этого — ограниченный выбор конечного числа каналов, предназначенных для разных целей.

Рис.1. Размещение спектральных каналов WorldView-3 для VNIR диапазона с разрешением 1,2 м, SWIR диапазона с разрешением 3,7 м, и для CAVIS с разрешением 30 м. (Панхроматический канал с разрешении 0,31 м не продемонстрирован).

Каналы SWIR 2–4 на WorldView-3 соответствуют широкому каналу 4 сенсора ASTER, но они поделены на три дискретных спектральных канала для лучшей разделения материалов подстилающей поверхности. Каналы SWIR 1 на WorldView-3 не имеет аналога на инструменте ASTER, и есть действенным как для обнаружения поглощения электромагнитного излучения железом (на длине волны около 900 нм) так и для расчета нормализованного индекса воды (NDWI).

Каналы CAVIS (от британских слов Cloud, Aerosol, Vapor, Ice, Snow — соответственно — облачность, аэрозоль, пар, лед, снег) были выбраны чтобы получить информацию о наличии в воздухе паров и аэрозоля воды. Информация из этих каналов употребляется в качестве входных данных для методов улучшения расчётов и атмосферного моделирования отражательной свойстве поверхности. Инструмент CAVIS трудится синхронно с главным сенсором и приобретает эти в один момент с главной съемкой.

Дополнительные каналы CAVIS предназначены для обнаружения перистых туч, обнаружения льда / снега на фоне туч, и для измерения высоты верхней границы облачности.

Что касается геофизических приложений, имеющих отношение к теме данной статьи, каналы SWIR смогут дифференцировать разные классы материалов и минералов. Это обеспечивается химическим составом материала породы и тем как он взаимодействует с электромагнитным излучением в SWIR диапазоне.

При подобном сотрудничестве спектральные изюминки поглощения неповторимы для разных материалов, что позволяет составить спектральную подпись для автоматизированного получения информации из изображений, и получить данные о химическом составе материала. К примеру, наличие поглощения на канале приблизительно 900 нм наводит на идея, о присутствии железа в породе либо материале.

Это достаточно интенсивное свето-химическое сотрудничество для обнаружения объектов в SWIR диапазоне (второй обертон колебательного поглощения). Эффект кроме этого присутствует во VNIR диапазоне, но он через чур не сильный дабы его возможно было применять в аэросъемочных либо космических сенсорах (третий обертон колебательного поглощения). Добавление каналов SWIR открывает совсем новые возможности в обнаружении разных материалов и типов минералов.

Типы пород, каковые смогут быть выяснены по SWIR данным WorldView-3 включают: карбонаты, глины, слюды, вторичные минералы, железосодержащие материалы, и кое-какие оксиды кремния (рис. 2). Это разрешает лучше различать стратиграфические слои с различными составными фрагментами либо скрепляющими материалами.

Кроме этого обеспечивается возможность выявлять поверхности, богатые глиной либо известняком.

Рис. 2. Невада, США: сравнение цветного изображения WorldView-2 (слева) с минералогической картой, взятой согласно данным WorldView-3 (справа). Красные, зеленые, и светло синий цвета на минералогической карте, являются минеральными индексами ASTER, каковые чувствительны к глинам, вторичным минералам (красный, оранжевый, желтый), слюдам (оттенки зеленого) и карбонатным породам (светло синий).

Обратите внимание на улучшение информативности изображения при применении SWIR каналов спутника WorldView-3.

Вода очень сильно поглощает электромагнитное излучение в ближнем инфракрасном (NIR) диапазоне, а тем более в диапазоне SWIR. Это разрешит улучшить определение состояния влажности поверхности. Применение космических данных SWIR Landsat TM низкого разрешения для определения параметров влажности поверхности обрисованы в [3].

И, наконец, познание текстуры поверхности в области сейсмической разведки имеет важное значение для определения контактных черт между землёй и источником вибраций. Сверхвысокое  пространственное разрешение панхроматического канала спутника WorldView-3 (0,31 м,) может отобразить беспрецедентную по детальности текстуризацию исследуемой площадки.

ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Геофизики применяют эти сейсморазведки для многомерных видов геологических структур под поверхностью Почвы. На протяжении разведки углеводородов, эти подземные карты разрешают оказать помощь в определении образований, каковые имели возможность бы являться ловушками для нефти и газа. По окончании того, как потенциальные резервуары найдены компьютерное моделирование объединяет сейсмические и другие геофизические эти для моделирования оптимального способа извлечения углеводородов.

В сейсморазведке, самый эффективным и довольно часто применяемым источником звука есть вибросейсмический вибратор на платформе грузовика. Подобные платформы, но, габаритные и тяжелые. Их развертывание требует тщательного технического планирования.

В гористой местности имеется опасность опрокидывания, а при мягком грунте платформа может застрять в песке либо грязи.

Другие риски появляются на протяжении сотрудничества источника вибраций с поверхностью почвы. рыхлый гравий и Мягкие отложения может ослабить звуковой сигнал. Иначе, усыпанная жёсткой породой поверхность может не обеспечить верную сообщение по причине того, что контактная колодка касается только нескольких наивысших точек на горе в точке изучения.

И, наконец, применение вибросейсмической платформы может привести к тому, что он провалиться под почву под действием дополнительной силы от источника вибраций при применении его, к примеру, в руслах высохших рек [4].

Эти сигналы, проходящие через поверхностные либо приповерхностные горные породы и грунтовые слои и отраженные от глубоких образований, имеют важное влияние на познание всей подземной структуры исследуемого объекта. Прежде всего, нужно совершенно верно осознавать скорости поверхностных звуковых волн. Главной переменной, воздействующей на эти скорости, есть плотность и состав поверхностных пластов.

К примеру, жёсткие породы передают сигнал на поверхность в противном случае, чем земли либо рыхлый гравий.

Спутниковые снимки традиционно играются большое количество ролей в планировании сейсмической разведки. Во-первых, в качестве инструмента логистики. Сейсмопартии в большинстве случаев, включают много людей, десятки грузовых транспортных тонны и средств оборудования, каковые должны перевозиться к месту разведки.

При планировании экспедиций, изображения употребляются для поиска близлежащих городов, современной инфраструктуры, существующих источников и подъездных дорог воды. Потом, изображения употребляются для планирования фактического размещения сейсмоприемников. Планировщики довольно часто применяют изображения, классифицированные по типу землепользования и растительному покрову, дабы оценить поверхности в зоне изысканий и выяснить самый либо наименее благоприятные места для сейсморазведочных работ [4].

«Применение отличных спутниковых снимков и информации о местности ведет к минимизации рисков, — говорит Боб Брук, председатель совета директоров Salamanca Energy. Неспециализированная цена дополнительных работ, в большинстве случаев, менее 1 процента от обычной сейсморазведки — это маленькая цена, при большом уменьшении рисков» [4].

ВЫВОДЫ

Новые SWIR каналы большого пространственного разрешения спутника WorldView-3, и улучшение разрешения панхроматического канала (31 см) разрешит, с экономической точки зрения, действенные планировать сейсморазведочные работы. Это связано с резким увеличением качества определения поверхностных черт, а также видов нужных ископаемых, поверхностной жидкости, и поверхностных неровностей. Маневренные спутники разрешают создавать цифровые модели рельефа (ЦМР) большого разрешения.

Это знание позволяет улучшить наземную часть сейсмического планирования благодаря лучшему пониманию поверхности почвы, в частности более правильному описанию тяговых черт, способности выдерживать нагрузки, вибрационные требования (к примеру, текстура поверхности), оценка наклона местности, и оценка поверхностных скоростных эффектов.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Grabak S.C.O., Sweeney A.C.D., Schachinger R.H.M., Laake A., Monk D.J. Towart, J. [2009] Satellite Sensing: Risk Mapping for Seismic Surveys. Oilfield Review, 4, 40-51.
  2. LP DAAC [2014, April 14] ASTER Overview. Retrieved from https://lpdaac.usgs.gov/products/aster_products_table/aster_overview.
  3. Groeneveld D.P., Watson R.P., Barz D.D., Silverman J.B., Baugh W.M. [2010] Assessment of two methods to monitor wetness to control dust emissions, Owens Dry Lake, California. International Journal of Remote Sensing, 31, 3019-3035.
  4. Galovski V. [2013] Satellite Imagery Improves Quality of Seismic Surveys. POB Point of Beginning, August 2013.

*Статья представлена компанией DigitalGlobe. Перевод с английского языка.

Лесорубочные работы в ПАО ГЕОТЕК Сейсморазведка


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: