Разработка алгоритмического и программного обеспечения для картирования горных пород по их плотностным и магнитным свойствам

Огородников, Алексей Сергеевич Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Алгоритм и программное обеспечение для картирования горных пород по их плотностным и магнитным свойствам, проводимого в АО “СНИИГГиМС”, г. Новосибирск.
Цель работы – создание программного обеспечения с целью картирования
горных пород по их плотностным и магнитным свойствам, позволяющее более
продуктивно решать поставленные задачи, в частности – решать задачи по
определению векторов индуцированной и остаточной намагниченностей горных
пород по данным магниторазведки для поиска полезных ископаемых.

Введение ………………………………………………………………………………………………………… 14
1 Обзор литературы ……………………………………………………………………………………….. 18
2 Постановка задачи ………………………………………………………………………………………. 23
2.1 Содержательная постановка задачи …………………………………………………………… 23
2.2 Математическая постановка задачи …………………………………………………………… 23
2.2.1 Формула параллелепипеда (магниторазведка) ………………………………………… 24
2.2.2 Формула параллелепипеда (гравиразведка) …………………………………………….. 27
3 Основные методы решения задач …………………………………………………………………. 28
3.1 Обзор и обосно‫ﮦ‬вание выбора метода решения …………………………………………… 28
3.1.1 Метод Ньютона ……………………………………………………………………………………… 28
3.1.2 Метод наискорейшего спуска …………………………………………………………………. 32
3.1.4 Метод Флетчера-Ривса …………………………………………………………………………… 34
4. Методика работ ………………………………………………………………………………………….. 37
4.1 Подготовка плотностных и магнитных моделей начального приближения…. 47
4.2 Разделение пол‫ﮦ‬ей эффективной намагниченности на индуктивную и
остат‫ﮦ‬чную по наблюдённому магнитному полю. …………………………………………….. 47
4.2.1 Проверка на теоретической модели ………………………………………………………… 51
4.2.2 Практические примеры использования …………………………………………………… 56
5 Программный модуль ………………………………………………………………………………….. 59
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффе‫ﮦ‬ктивность и ресурсосбережение ………. 63
6.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………………… 63
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………………. 63
6.1.2 Анализ конкур‫ﮦ‬ентных технических решений с пози‫ﮦ‬ции
ресурсоэффективности и‫ ﮦ‬ресурсосбережения ………………………………………………. 64
6.2 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………………. 68
6.3 Инициация проекта …………………………………………………………………………………… 70
6.3.1 Организационная структура прое‫ﮦ‬кта ……………………………………………………. 71
6.3.2 Ограничения и допущ‫ﮦ‬ения проекта. …………………………………………………….. 72
6.4 План проекта …………………………………………………………………………………………….. 72
6.5 Разработка граф‫ﮦ‬ика проведения НИО‫ﮦ‬КР……………………………………………………. 74
6.6 Бюджет научно-технического исслед‫ﮦ‬ования (НТИ) …………………………………… 75
6.7 Основная заработная плата исполн‫ﮦ‬ителей темы…………………………………………. 77
6.8 Отчисления в‫ﮦ‬о внебюджетные фон‫ﮦ‬ды ……………………………………………………….. 78
6.9 Накладные расходы ………………………………………………………………………………….. 79
6.10 Формирование бюдж‫ﮦ‬ета затрат нау‫ﮦ‬чно-исследовательского прое‫ﮦ‬кта………… 79
6.11. Реестр рис‫ﮦ‬ков …………………………………………………………………………………………. 80
6.12 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и‫ﮦ‬
экономической эффекти‫ﮦ‬вности исследования …………………………………………………. 81
7 Социальная ответств‫ﮦ‬енность ……………………………………………………………………….. 84
7.1 Производственная безопасность ……………………………………………………………….. 85
7.2 Экологическая безопа‫ﮦ‬сность ……………………………………………………………………… 97
7.3 Безопа‫ﮦ‬сность в чрезвы‫ﮦ‬чайных ситуациях …………………………………………………… 98
7.4 Правовые и‫ ﮦ‬организационные вопросы обеспечения безопасности …………… 100
8. Заключение ………………………………………………………………………………………………. 105
9. Список использованных источников …………………………………………………………. 107
Приложение А ……………………………………………………………………………………………… 113
Прило‫ﮦ‬жение Б ………………………………………………………………………………………………. 116
Приложение В ……………………………………………………………………………………………… 118
Приложение Г ………………………………………………………………………………………………. 122

Геофизика, как одна из наук о Земле, сформировалась на принципах и
достижениях физического подхода к исследованию окружающего мира и нацелена
на выявление самой сущности или природы явлений и процессов, происходящих в
Земле. Принято следующее определение. Геофизика – это комплекс наук,
исследующих физическими методами формирование, эволюцию, свойства,
строение и вещественный Принятосостав методыЗемли, а иследованятакже атмосфергизкприродные и физческогтехногенные других
процессы, которые происходят в ней. оснвуОбъектом комплесисследования происхдящегеофизики (то Физческесть, изучает
вещстны
что в простанвеконечном методаиитоге применизучает йгеофизика) являетсяОбъе:
– окружающегЗемля в районвцелом и методыее геосфрысферические оболочки (например, детальноглитосфера, следующ
гидросфера, времниатмосфера);
– других геологические иенстро процессы (перемещение происхдяще литосферных Принято плит, Земля
землетрясения);
– физческхгеологические такжесреды (массивы иследованюгорных другихпород и т. п.);
– приоды геологические харктеизуюся объекты (например, котрые месторождения Как полезных также
ископаемых, определяющие итоги геофизических исследований).
Целью работы является создание программного обеспечения с целью
картирования горных пород по их плотностным и магнитным свойствам,
позволяющее более продуктивно решать поставленные задачи, в частности –
решать задачи по определению векторов индуцированной и остаточной
намагниченностей горных пород по данным магниторазведки для поиска полезных
ископаемых.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выбрать оптимальный метод минимизации
2. Создание начальной цифровой модели исследуемой площади,
геометрические параметры и физические свойства которой соответствовали
бы современному представлению о геологическом строении этой площади
(используется вся имеющаяся геолого-геофизическая информация о
строении этой площади, т.е. скважины, сейсмические методы,
электоразведочные методы и др.)
3. На основе решения прямых и обратных задач магнито- и гравиразведки
получить новую цифровую модель в соответствии со сходимостью
вычисленных и наблюденных полей.
4. Разделить эффективную намагниченность на векторы индуктивной и
остаточной намагниченности.
5. По полю остаточной намагниченности построить структурно-тектоническую
схему изучаемой (исследуемой) площади
измертьФизические методы исследований непосредственно связаны с измерением
физических величин, которые характеризуют свойства исследуемого объекта или
процесса. В большинстве случаев, исследуемый процесс растянут во времени, а
объект имеет пространственную протяженность. В связи с этим, чтобы их детально
изучить необходимо измерить целые совокупности физических величин,
именуемые физическими полями. Введём определение физическому полю.
Физическое поле – это множество точек, которые распределены в пространстве, и
которые, в свою очередь характеризуются конкретными (постоянными или
переменными) значениями физических величин.
Геофизические исследования широко применяются при прогнозировании и
поисках “открытого” и “скрытого” оруденения. Основу геофизических
исследований, в условиях разных рудных районов и узлов, составляет анализ
результатов аэро- и наземных магнитометрических и гравиметрических съемок в
масштабах 1:50000… 1:25000, а при изучении рудных полей и месторождений в
масштабах 1:10000… 1:2000 – материалов наземных магнитометрических и других
геофизических методов.
Данные магнитометрии, гравиметрии, сейсморазведки позволяют уточнить
или расшифровать геологические структуры, выявить скрытые рудоносные тела,
рудолокализующие структуры, выявить внутреннее строение вмещающего
геологического пространства в физических полях. Все вышеперечисленное
содействует прямому прогнозу рудоносных метасоматитов, крупных рудных
залежей магнетитовых, сульфидных и прочих месторождений. Зоны метасоматоза
(с этими зонами обычно связаны месторождения полезных ископаемых) с
сульфидной минерализацией и рудные залежи в щелочных метасоматитах хорошо
картируются методами ЕП, ВП, радиометрическими исследованиями (гамма-
съемка, радиоактивный каротаж скважин и др.). Методика геофизических работ, их
дальнейшая интерпретация описываются в специальных курсах и поэтому здесь их
рассматривать не будем.
Геофизические предпосылки прогнозирования и поисковые признаки
отражают характер проявления физических полей, интенсивность и контрастность
аномалий. Геологические объекты, которые создают разноконтрастные
геофизические аномалии, могут выходить на дневную поверхность или залегать на
глубине. С увеличением глубины залегания верхней кромки рудных залежей
снижается интенсивность аномалий, в то же время ослабевает их контрастность.
Если аномалии и прочие особенности наблюдаемых физических полей вызваны
непосредственно объектом поиска (рудным полем, рудным телом,
месторождением), то подобные геофизические аномалии необходимо
анализировать как прямые поисковые признаки.
В качестве примера можно привести геофизические поля разнообразных
типов рудных месторождений, рудных полей, узлов – медно-порфировых,
сульфидных, золоторудных и др. Наиболее интенсивные аномалии фиксируются
над залежами магнетитовых скарновых и кварцитовых руд; радиометрические –
над телами радиоактивных руд; аномалии ЕП, ВП – над сульфидными и
графитовыми телами. Если в геофизических полях отражается не объект поиска, а
структура, вмещающая его или же сопутствующий ему геологический признак, то
аномалии, которые были выявлены, рассматриваются как косвенные поисковые
признаки.
Поиски скрытого оруденения методами геофизики проводятся довольно
часто крайне эффективно. Также необходимо не забывать, что при
прогнозировании и поисках слепых рудных тел и месторождений различных
формационных типов, выявляемых в разных регионах, иногда обладают сходством
геофизических нолей, а иногда нет. Нужно учитывать конкретные условия
залегания и возможные параметры возмущающего тела – интрузив, структура,
рудная залежь, и, также, глубину верхней и нижней его кромки, другие данные,
которые способствуют пониманию геологической природы аномалий и оценке их
перспектив.
Существенное значение при прогнозировании и поисках рудных объектов
имеют исследования физических полей региональных и локальных, которые
создаются от геологических структур разного ранга. Геофизические методы
предоставляют уникальную информацию, раскрывая связи явлений глубинного
магматизма, метасоматоза, дианиризма и рудообразования при исследовании
глобальных, региональных и локальных участков земной коры – линейных,
кольцевых, дугообразных, купольных структур, магмо-флюидных
рудообразующих систем. Геофизические данные, которые в тоге получены, дают
возможность направлять поисковые работы на обнаружение новых рудных полей,
рудных месторождений и рудных залежей в перспективных геологических
структурах. При этом региональные геофизические исследования позволяют с
большей уверенностью распознавать разноглубинные рудообразующие системы,
разрабатывать их формационные и генетические модели и на этой основе
выполнять прогнозно- поисковые работы в наиболее перспективных участках
земной коры.
При проведении геофизических работ важнейшую роль занимает
интерпретация полученных материалов, с помощью которой уточняются
структурно-тектонические элементы земной коры, состав и геометрия
прогнозируемых месторождений.
Если в самом начале интерпретация проводилась вручную, графическими
методами или с помощью “палеток”, то, с появлением электронно-вычислительных
машин возможности интерпретации существенно расширились.
В настоящее время большой акцент сделан на разработку новых методик и
программного обеспечения с целью распознавания, и прогнозирования
расположения геологических объектов.
Процесс интерпретации потенциальных полей расшифрован в главе “Обзор
литературы”.
1 Обзор литературы

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет