А.Е.Старобинец
О сечении изогипс на структурных картах
В регламентирующих документах по сейсморазведке постулируется, что величина сечения изолиний на структурных картах устанавливается в зависимости от точности определения значений глубины.
Вот, например, что об этом говорится в "Инструкции по сейсморазведке" 1986 г.: "п.195. Сечение карты следует выбирать равным погрешности определения глубин. При исследовании малоамплитудных структур и достаточно густой сети исследований допустимо сечение, равное половине ошибки в определении глубины" и в проекте "Инструкции по сейсморазведке" 2003 г.: "п.7.3.9.8. Сечение структурных карт выбирают равным погрешности определения глубин. Для более рельефного отображения малоамплитудных структур допустимо проведение дополнительных изолиний с сечением, равным половине ошибки определения глубины. Участки с пониженной точностью построений отображаются пунктирными изолиниями или другим условным знаком. Для лучшего визуального восприятия структурных карт в дополнение к изолиниям используют закраску цветом".
Давайте разберемся правильно ли это.
Например, мы имеем вот такую трехмерную поверхность.
Допустим, что это изображение поверхности какого-то отражающего сейсмического горизонта, значения глубины до которого содержит погрешности.
Всем известно, что карты в изолиниях предназначены для отображения трехмерных поверхностей в двумерном виде.
При представлении этой поверхности в виде карты в изолиниях (структурной карты) естественно выбрать такое сечение изолиний, которое обеспечит выполнение двух условий:
1. получение двумерного изображения практически без потери информации, содержащейся в трехмерном (пусть и отягощенном ошибками) варианте, из чего следует , что чем меньше сечение, тем точнее будет отображаться трехмерная поверхность на карте в изолиниях;
2. получение читаемого, т.е. не перегруженного изолиниями (изогипсами) изображения, из чего следует, что величина сечения должна быть адекватной тем формам рельефа, которые отображаются, т.е. чем больше перепады глубин (амплитуды колебаний рельефа поверхности), тем больше должно быть сечение.
Выполнение первого условия обеспечивает возможность возврата к неискаженному исходному трехмерному отображению путем обратного преобразования карты в изолиниях (структурной карты), а второго - недопущение такого схождения изолиний, когда просветы между ними неразличимы человеческим глазом.
Возражение, что структурная карта , построенная по данным сейсморазведки, содержит погрешности и поэтому ее нужно корректировать с помощью выбора того или иного сечения, не принимается, поскольку двумерная карта должна соответствовать своему трехмерному оригиналу. Легко представить, что такие данные можно представить не на бумаге, а в трехмерном варианте, например, в виде папье-маше или с помощью 3D- принтера. И что? Кто скажет, что изображение в таком трехмерном виде неправильное? И если преобразовать зафиксированную сейсморазведкой трехмерную поверхность с помощью каких-нибудь математических действий, то и в этом случае отображение ее в виде карты в изолиниях также должно адекватно (т.е. практически без потери информации) соответствовать преобразованной поверхности.
Теперь относительно того, что "Сечение карты следует выбирать равным погрешности определения глубин". Совершенно очевидно, что этот постулат, эта рекомендация, это пожелание, это требование, выбирайте любой вариант, не работает, например, в случаях отображения на структурных картах диапиров, имеющих огромные амплитуды, которые во много раз превышают погрешности определения глубины. Если выбрать сечение, равное погрешности, на структурных картах диапиры будут отображаться в виде темных пятен.
Вот наглядный пример из жизни. Это фрагмент структурной карты , на котором в правой части отображены соляные диапиры с сечением, которое рекомендуется в регламентирующих документах.
Теперь допустим, что погрешность определения глубины составляет 20м, и рассмотрим несколько карт, построенных для рассматриваемой трехмерной поверхности с разными сечениями изолиний.
Это карта с сечением изолиний 2 м.
Видно, что она отображает все особенности строения трехмерной поверхности, и имея сечение, в 10 раз меньше погрешности определения глубины, не слишком сильно перегружена.
Следующая карта с сечением изолиний 5 м.
Она также отображает все особенности строения трехмерной поверхности, и имея сечение, в 4 раза меньше погрешности определения глубины, совсем не перегружена.
А вот эта карта с сечением изолиний 10 м.
Она уже не так хорошо отображает все детали строения трехмерной поверхности, имея при этом сечение, в 2 раза меньше погрешности определения глубины.
И наконец это карта с "рекомендуемым" сечением изолиний 20 м.
Видно, что эта карта уже плохо отображает морфологию исходной трехмерной поверхности.
Чтобы наглядно увидеть, как эта карта с сечением изолиний 20 м, отвечает исходной трехмерной поверхности, ее изолинии были оцифрованы с помощью процедуры Digitize программы Surfer и по этим данным построена трехмерная поверхность.
И вот сопоставление трехмерного изображения исходной поверхности и того, что получилось:
Хорошо видно их существенное отличие. Причем исходная карта претерпела неконтролируемое искажение.
Задача нивелирования случайных погрешностей должна решаться не выбором сечения равного погрешности определения глубин, а путем применения процедуры сглаживания.
Вот карта с сечением изогипс 5 м, полученная после сглаживания исходной карты:
А это сопоставление исходного трехмерного изображения поверхности и полученного в результате сглаживания:
Здесь наглядно виден эффект сглаживания.
Таким образом, очевидно, что априорно нельзя устанавливать никаких ограничений на сечение изолиний, и что оно должно выбираться в каждом конкретном случае по отмеченным выше двум критериям. А бороться с погрешностями нужно другими средствами.