Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Июнь 2015 – Выпуск 6 – Том 33 – Новости EAGE

Аэрогеофизика продолжает осваивать новые маршруты

Uwe Meyer из Федерального ведомства по геонаукам и природным ресурсам (Ганновер, Германия) даёт краткую зарисовку прошедшего недавно семинара EAGE/DGG на тему «Аэрогеофизика: новые технологии в оборудовании и интерпретации».

Двенадцать приглашённых докладчиков выступили на семинаре EAGE/DGG по аэрогеофизике, который состоятся 27 марта. Они рассказали о последних достижениях в этой области. В мероприятии приняли участие 51 человек из 10 стран.

Первая часть семинара была посвящена всему спектру существующих платформ аэрогеофизики, используемых при геофизических исследованиях. В первых выступлениях был сделан обзор недавних исследований и областей применения БПЛА и сверхлёгких самолётов (СЛА). В частности, были рассмотрены следующие темы, связанные с применением БПЛА: полезная нагрузка, эффективные время и скорость полёта, схемы исследования и электромагнитные помехи со стороны самого аппарата. На БПЛА уже могут размещаться миниатюризированное измерительное оборудование, такое как магнитные датчики, низкочастотные электромагнитные системы датчиков (VLF) и инфракрасные или оптические камеры, всё это уже применяется компанией Mobile Geophysical Technologies. Вскоре на БПЛА можно будет использовать небольшие лазерные сканеры, профиломеры на основе радара и многоспектральные камеры.

Точность позиционирования глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) в сочетании с миниатюрными инерционными блоками измерения делают возможным осуществление предварительно запрограммированных исследовательских полётов. Помимо мультикоптеров доступны также небольшие вертолёты и БПЛА с крылом неизменяемой геометрии, выбор зависит от целей и условий проведения исследования. БПЛА имеют преимущество с той точки зрения, что могут перевозить более тяжёлые грузы на дальние расстояния. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы избежать проблем интерференции между корпусом ЛА и системами датчиков, как это было сделано в Бранденбургском техническом университете.

Помимо геофизических измерительных систем на БПЛА могут быть также установлены миниатюрные версии спектрометров гамма-излучений. Некоторые высокоточные инерционные блоки измерения могут использоваться в качестве аэрогравиметрических систем на борту БПЛА. У обеих категорий летательных аппаратов, БПЛА и СЛА, часто возникают проблемы с получением разрешений на полёт в зависимости от страны и региона. Практический опыт исследований, такой как у компании Terrascan, свидетельствует о том, что БПЛА идеально подходят для тщательного и очень точного исследования небольших территорий, особенно для геомагнитных, если аэродром находится рядом с изучаемым районом. Все участники семинара согласились с тем, что в будущем эти платформы будут иметь большое влияние на геофизические и телеметрические исследования.

Тем не менее, исследование длинноволновых аномалий и глубокозалегающих геологических структур по-прежнему требует больших ЛА, которые могут брать на борт громоздкое тяжёлое оборудование, такое как большие системы для зондирования становлением поля или оборудования для многочастотной элекромагниторазведки. За последнее десятилетие особенно много новых систем было разработано в области зондирования становлением поля (TDEM), многие из которых дают хорошие результаты при аэроразведке. Для различной глубины исследования имеются рамочные антенны разного размера, а режимы тумблера позволяют переключаться между высоко- и низкочастотным током (более длинным и более коротким временем перекрытия) и разными полярностями (разработка SkyTEM Surveys).

Всё это позволило значительно улучшить новые методы сбора массивов данных, необходимых для моделирования и инверсии, которые за последние годы стали более совершенными. Для того чтобы перевозит системы для TDEM и FDEM, нужны вертолёты, если антенны не намотаны вокруг ЛА с постоянной геометрией крыла. Современные вертолёты, такие как те, которые имеются у Федерального ведомства геонаук и природных ресурсов, оборудованы современными системами ГНСС и инерционными блоками измерения. Они могут брать на борт самое различное измерительное оборудование — от георадара до аэрогравиметрических и телеметрических приборов.

Одним из самых больших и современных ЛА для геофизических исследований в Европе является HALO (воздушное судно дальнего действия для полётов на большой высоте), оно используется преимущественно для изучения атмосферы, но также для геофизических и геодезических целей. HALO находится в распоряжении Национального центра аэронавтики и космических исследований Германии. Его преимущества были наглядно продемонстрированы во время проекта GEOHALO, который проводили Технический университет Дрездена и Немецкий геологический научно-исследовательский центр им. Гельмгольца (GFZ). Во время полёта были отработаны очень длинные гравиметрические и рефлектометрические профили ГНСС по всей территории Италии и на прилегающих участках Средиземного моря, где проводились основные исследования.

Вторая часть конференции была посвящена новым технологиям и стратегиям обработки и интерпретации данных. Многие соглашаются с тем, что геомагнитные исследования по-прежнему остаются одним из самых важных средств геофизики, особенно геологоразведки. Вот почему так удивляет тот факт, что до сих пор не были разработаны новые датчики или хотя бы усовершенствованы старые, за исключением более миниатюрных версий. Единственным исключением является работающий на базе SQUID (квантовый магнитометр, основанный на свойствах сверхпроводимости) градиентометр для измерения полного тензора, используемый в разведке полезных ископаемых и разработанный Институтом фотонных технологий (IPHT) и Supracon. Чувствительность и точность этого недавно разработанного и успешно протестированного оборудования в зависимости от условий сравнения значительно превышает показатели обычных систем, по крайней мере, с точки зрения магнитуды. Система обеспечивает данные о полном геомагнитном тензоре для лучшего моделирования, ограничивая большое количество значимых для моделирования решений до минимума. В то же время на основании данных градиентометра может быть полностью восстановлено геомагнитное поле, поэтому могут применяться также стандартные методы моделирования. Имеющаяся система была использована на вертолёте BGR во время проекта INFLUINS (по изучению комплексной динамики флюидов в осадочных бассейнах).

Дальнейшие разработки по созданию системы AFMAG (электромагнитный метод на звуковых частотах) продолжаются в рамках проекта DESMEX (глубокого электромагнитного зондирования для разведки полезных ископаемых). Основная цель заключается в проектировании системы, которая будет способна получать геофизическую информацию на глубине более одного километра.

Все геонаучные исследования в Антарктике относятся к глубинным, поскольку тектоническая обстановка на континенте скрыта под огромным слоем льда. Поскольку орбиты движения спутников по-прежнему образуют пробелы в области полюсов и обеспечивают лишь длинноволновые данные, аэрогеофизика остаётся предпочтительным методом реконструкции внутриледниковой и подледниковой геологической структуры. За последнее десятилетие в Антарктике было собрано такое же количество аэрогеофизических данных, как за все предыдущие годы исследований. Например, недавно Антарктическое управление Великобритании приняло участие в таких важных проектах, как AGAP и ICECAP.

Электромагнитные исследования по-прежнему широко используются для изучения геосреды. Одна из самых важных проблем заключается в том, как преобразовать эти данные и объяснить их значение инженерам, являющимся их главными потребителями. С этой целью Норвежский геотехнический институт (NGI) разработал полуавтоматическое средство обработки данных для глубинного геологического картирования до поверхности коренных пород. Взаимодействие между четвертичными слоями и коренными породами является наиболее ценной информацией для любого планирования инфраструктуры, начиная с улиц и новых индустриальных зон до частных поселений. Также могут быть получены и другие геотехнические свойства, такие как оценка объёма тёмных сланцев.

Другой подход заключается в использовании различных аэрогеофизических и спутниковых данных, таких как магнитные, гиперспектральные, данные гамма-каротажа и т.п., для автоматического извлечения данных, как это было сделано в Центре экологических исследований им. Гельмгольца. Цель заключалась в том, чтобы помочь интерпретаторам упорядочить и структурировать огромные массивы данных, собранных на обширных территориях. В частности, могут быть автоматически выявлены границы и выступы, а затем использованы в компьютерном анализе текстуры. Полученный результат может быть использован для зонального анализа и выявления зон с самым высоким потенциалом, например для добычи полезных ископаемых.

Альтернативный подход, разработанный компанией Beak Consultants, предполагает использование искусственных нейронных сетей (ANN). Многочисленные уровни данных соединяются в нейроны с помощью моделей с прямой связью. Это средство можно настроить для выполнения конкретных задач, чтобы создать хорошую прогнозную модель, например для оценки запасов золота. Примеры успешного применения были получены в разных частях мира, в том числе в Гане. В заключение необходимо сказать, что аэорогеофизика и последующая обработка данных имеют большое значение для многих полевых геофизических исследований. Замечательно, что сейчас проводятся новые разработки, открывающие дополнительные возможности и области применения аэрогеофизики в исследованиях и геологоразведке. Следите за последними новостями.

Все расширенные тезисы можно прочитать на веб-сайте earthdoc.eage.org, они будут опубликованы в специальном выпуске DGG Mitteilungen: EAGE/DGG Workshop Airborne Geophysics – New Technologies in Hardware and Interpretation, Hannover, 27 марта, 2015, Sonderband (Special Issue) II/2015, ISSN-Nr. 0947-1944.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.