Алгоритмическое и программное обеспечение для преобразования архивных данных аэромагнитных полей

УДК 550.8.055

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АРХИВНЫХ ДАННЫХ АЭРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

А.Б.Середкин1

Иркутский государственный технический университет, 664о74, г, Иркутск, ул, Лермонтова, 83

Рассмотрено алгоритмическое и программное обеспечение для преобразования архивных материалов аэромагнитных съемок, представленных картами графиков и лентами магнитограмм, в цифровые форматы, Ил. 5. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: аэромагнитная съемка; архивные материалы; карты графиков; магнитограммы; преобразование; алгоритмическое обеспечение; программное обеспечение; картографирование.

ALGORITHMIC SUPPORT AND SOFTWARE FOR THE TRANSFORMATION OF ARCHIVAL MATERIALS OF AEROMAGNETIC FIELDS A.B. Seredkin

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The author examines algorithmic support and software for the transformation of aeromagnetic survey archival materials (such as diagram charts, magnetogram tapes) into digital formats. 5 figures. 3 sources.

Keywords: aeromagnetic survey; archival materials; diagram charts; magnetograms; transformation; algorithmic support; software; map-making,

На данный момент времени в архивах различных геологоразведочных предприятий, а также в государственных геологических фондах накоплено очень много материала по аэромагнитным исследованиям, проведенным в середине-конце прошлого века.

Весь накопленный материал представляет ценность для современных геологических и геофизических предприятий и по мере необходимости обрабатывается и подвергается анализу и интерпретации.

Так как все архивные материалы прошлого века по большей части представлены на бумажных носителях, а современные методы анализа и интерпретации данных уже не могут обходиться без компьютерных технологий, то остро встает вопрос создания пакета прикладных программ по оцифровке и обработке данных материалов с целью их дальнейшего использования,

В рамках работы по созданию программного пакета было разработано алгоритмическое и программное обеспечение для преобразования архивных данных аэромагнитных полей в форматы, принятые в современной компьютерной картографии,

Архивные материалы аэромагнитных полей прошлого века подразделяются на три основных вида по способу отображения; карты изолиний, карты графиков и ленты магнитограмм со схемами ориентиров или бортовыми журналами (рис.1). Современные же форматы данных, предназначенных для компьютерной обработки, предполагают наличие цифровых материалов в виде файла, несущего информацию о ко-орди-

динатах точки замера и значении измеряемого параметра в этой точке,

Современный рынок программного обеспечения предлагает довольно широкий спектр программных продуктов в сегменте оцифровки картографической информации но, в связи со спецификой материалов аэромагнитной съемки, результаты оцифровки как конечные данные, пригодные для дальнейшего использования в компьютерной картографии, могут быть использованы только после оцифровки карт изолиний,

Карты изолиний уже содержат в явном виде значение

измеряемого параметра (подписи изолиний) и не требуют дополнительных трансформаций, полученных в результате векторизации данных с целью его установки, тогда как материалы, представленные картами графиков и лентами магнитограмм, нуждаются в дополнительных преобразованиях с целью получения значения измеряемого параметра,

Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение автоматизирует процесс преобразования данных, полученных в результате оцифровки карт графиков и лент магнитограмм в форматы, применяемые в компьютерном картографировании, что позволяет значительно сократить время, необходимое специалисту для приведения материалов в пригодный для дальнейшего использования вид, а также повысить качество полученных данных путем исключения ошибок, возникающих при ручной обработке материалов.

Карты графиков. Карты графиков магнитного поля представляют собой изображения на бумажных носителях, на которых отображены графики магнитного поля и соответствующие им маршруты пролета, нанесенные на топографические трапеции (рис.1).

^ередкин Антон Борисович, аспирант, тел,; 89501125186, e-mail; seredkin@pochta.ru Seredkin Anton Borisovich, a postgraduate, те!,; 89501125186, e-mail: seredkin@pochta.ru

Они имеют выдержанный горизонтальный масштаб в двух направлениях. Значение магнитного поля вычисляется как амплитуда между точкой графика и соответствующей ей точкой маршрута, умноженная на вертикальный масштаб карты графиков (рис.2). На вход модуля преобразования карт графиков подаются данные, полученные в результате оцифровки и записанные в файлы формата DAT.

Формат DAT представляет собой широко распространенный открытый формат записи данных в файлы. Практически все программы оцифровки растровых изображений на данный момент позволяют сохранять результаты работы в файлы этого формата.

D качестве исходных данных необходимо определить номера маршрутов пролета, координаты их начала и конца, а также координаты точек графиков, соответствующих этим маршрутам.

Интерфейс пользователя модуля преобразования карт графиков представляет собой экранную

форму (рис, 3). В правой части формы в виде точек оцифровки отображаются полученные на входе графики магнитного поля, а также начало и конец маршрутов пролета, соответствующих этим графикам. В левой части расположено поле для ввода вертикального масштаба обрабатываемой карты графиков и элементы управления.

Полученные в результате преобразования дан= ные сохраняются в файл формата DAT.

Ленты магнитограмм. Ленты магнитограмм представляют собой изображения на бумажных носителях, на которых отображены графики магнитного поля, построенные посредством использования графопостроителей с вынесенными на них ориентирами (рис. 1), По вертикальной оси такого графика откладываются значения магнитного поля, по горизонтальной - время пролета по маршруту.

К лентам магнитограмм в обязательном порядке прикладываются схемы ориентиров, привязанные к

"'--. .. ••• - 30

\ f ......

; / f л \\Л (.' V\1

МШШ i »W •41' 1! ! II

б)

У kl

1\

ор 1 / ор 2 I

Рис. 1. Виды архивных материалов аэромагнитных полей: а - карта изоляций; б - карта графиков; в - магнитограмма

Т=а*М

- график магнитного поля - — - маршрут пролета | д - амплитуда |\/| - вертикальный масштаб X • значение магнитного поля

Рис. 2. Элементы карты графиков

системе координат, либо бортовые журналы летательных аппаратов, в которые записываются номера маршрутов, названия ориентиров с привязкой к элементам местности (реки, озера, населенные пункты и т.д.), а также расстояния между ориентирами и время пролета от одного ориентира к другому. Информация, записанная в бортовые журналы, позволяет создать на их основе схему ориентиров, если таковая не была составлена ранее или была утеряна.

В процессе обработки лент магнитограмм прово-

В данном списке производится выбор магнитограмм, которые необходимо подвергнуть вертикальной увязке. В верхней левой части формы в виде точек оцифровки отображается полученный на входе график магнитного поля, соответствующий выделенному элементу списка, В нижней левой части формы отображается преобразованный график магнитного поля (в случае, если вертикальная увязка еще не производилась, этот график будет аналогичен исходному). В поле «Поправка» автоматически рассчитывается значение вер-

fÜi Карты графиков

Сохранить

Вер I ик.альный |-14<.ш I aö;

Г"

Рассчет (?) Отмена

Карта графиков:

582 583 584 585 586 587 588 589 530 591 592 593 594 595 596 597

Рис. J. Экранная форма интерфейса пользователя моОуля преобразования карт графиков

дится два вида преобразований: вертикальная и плановая увязка.

Вертикальная увязка. Одной из особенностей магнитограмм, полученных в результате аэромагнитной съемки, является наличие участков разрыва графиков магнитного поля. Такие участки появляются вследствие изменения коэффициента умножения шкалы аналогового графопостроителя,когда график достигает верхней или нижней границы ленты.

В процессе вертикальной увязки участки разрыва графиков магнитного поля устраняются путем смещения в вертикальной плоскости правой части графика относительно его левой части. На вход модуля вертикальной увязки лент магнитограмм подаются данные, полученные в результате оцифровки и записанные в файлы формата DAT, В качестве исходных данных необходимо определить номера маршрутов пролета, время, в которое были произведены замеры и значения магнитного поля, соответствующие этому времени.

Интерфейс пользователя модуля вертикальной увязки лент магнитограмм представляет собой экранную форму (рис. 4).

В правой части расположен список обрабатываемых магнитограмм с указанием номера маршрута.

тикальной поправки (при необходимости это значение может быть изменено пользователем вручную).

Полученные в результате преобразования данные сохраняются в файл формата DAT.

Плановая увязка. Так как ленты магнитограмм привязаны только к соответствующим им маршрутам (посредством вынесения в название ленты номеров этих маршрутов) и временной шкале, для дальнейшего их использования необходимо осуществлять плановую увязку магнитограмм с целью получения координат точек замеров на местности.

Для плановой увязки магнитограмм используются схемы ориентиров. Они представляют собой точки ориентиров, вынесенные на топографические трапеции, с указанием их названия и времени пролета над ними летательного аппарата,

В процессе плановой увязки в интервале времени, полученном между двумя ближайшими ориентирами, распределяют точки замеров магнитного поля, принимая скорость пролета летательного аппарата между этими ориентирами за постоянную величину, и используя координаты ориентиров, находят координаты каодой точки замера.

г, Ивргикопьнйя увязка магнитограмм

Сохранить

Исходная магнитограмме

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 ПреоОразовяннеп магнитограмма

! ! ! ! \ ;

/ч/

4..... «.«4—.....| ..... /

1

1

V аоо М ао;

V 902

* 803 «'ШЭ

V 805

806

V 807

V ООП

V 809

* 310 811 012 913

814

815

10 12 14 16 10 20 22 24 26 20 30 32 34 36

>/ Выделить все Л Снйть выделение Пдпр»к«: [12 5| ^ Расчст |

0 Отменить оыдсгвннос

Рис. 4. Экранная форма интерфейса пользователя модуля вертикальной увязки магнитограмм

Плановая увя?ка магнитограмм

Сохранить

Результат у в язки:

5 846 5 844   5 843 5 842---5 841

5 838

......

---

=

—

г - •  • г  - '

5 840 -- ^

оээ

ЙПП 801 зог

415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480

Магнито грамме

г—'^г '   I

805

806

807

808 005 810 011 812

813

814

815

•10 12 14 1$ 10 20 22 24 28 28 30 32 34 3(5

'Расчет

Рис. 5. Экранная форма интерфейса пользователя модуля плановой увязки магнитограмм

На вход модуля плановой увязки лент магнитограмм подаются данные, полученные в результате оцифровки и записанные в файлы формата DAT.

В качестве исходных данных необходимо определить номера маршрутов пролета, время, в которое были произведены замеры, и значения магнитного поля, соответствующие этому времени, а также названия ориентиров, их координаты и время пролета над ними летательного аппарата.

Интерфейс пользователя модуля плановой увязки лент магнитограмм представляет собой экранную форму (рис, 5),

В правой части расположен список обрабатываемых магнитограмм с указанием номера маршрута, В верхней левой части формы в виде точек оцифровки отображаются полученные на входе ориентиры, а также схема точек замеров, привязанная к системе координат (в случае, если осуществлена плановая увязка магнитограмм), Элементы, соответствующие выделенной в списке магнитограмме, подсвечиваются на схеме. В нижней левой части формы отображается график магнитного поля,

Полученные в результате преобразования данные сохраняются в файл формата DAT.

Внедрение разработанного программного обеспечения в производственный процесс различных геологоразведочных предприятий, занимающихся обработкой архивных данных аэромагнитной съемки, позволит значительно сократить время, затраченное на преобразование архивных материалов в форматы, принятые в современном компьютерном картографировании, а также значительно повысить качество полученных в результате преобразования данных путем исключения ошибок, вызванных в случае, если расчеты ведутся при непосредственном участии человека,

Библиографический список

1. Логачев А А, Захаров В.П, Магниторазведка, Л.: Недра, 1973,352 с.

2. Никитин A.A. Теоретические основы обработки геофизической информации. М.: Недра, 1986. 342 с.

3. Середкин А.Б. Методика оцифровки и обработки аэромагнитных данных, представленных картами графиков магнитного поля II Сб. избранных трудов региональной на-учнотехнической конференции, Иркутск: ИрГТУ, 2007, Вып, 7, С, 31-32,

УДК 628.86

КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ПРИВЯЗКИ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОЗЕРА БАЙКАЛ

Е.Н.Сутырина

Иркутский государственный университет, 664025, г. Иркутск, ул. Карла Маркса,!

Статья посвящена решению актуальных проблем, связанных с автоматизацией процесса обработки спутниковых изображений озера Байкал, в том числе с выбором специализированного программного обеспечения и С реализацией конкретных этапов обработки. Ил. 3. Библиогр, 8 назв.

Ключевые слова: данные радиометра AVHRR; озеро Байкал.

COMPUTER METHODS OF GEOGRAPHICAL BINDING OF SATELLITE IMAGES OF THE LAKE BAIKAL E.N. Sutyrina

Irkutsk State University 1 Carl Max St., Irkutsk, 664025

This article is devoted to the solution of actual problems connected with the automation of the processing of satellite image data of the lake Baikal, the selection of specialized software and realization of specific stages of processing are Included.

3 figures. 8 sources.

Keywords: AVHRR radiometer data; lake Baikal.

Введение. Дистанционное зондирование представляет собой процесс, посредством которого собирается информация об объекте, территории или явлении без непосредственного контакта с ними [1], Интенсивное развитие методов дистанционного зондирования с борта космических аппаратов в последние деся-

тилетия предоставило наукам 0 Земле новые возможности для исследования земной поверхности. Дистанционные методы исследования природных объектов обеспечивают большую обзорность, возможность повторного получения данных через определенные промежутки времени, а также возможность применения

1 Сутырина Екатерина Николаевна, старший преподаватель, тел,: 8-9-500-506-086, e-mail; ensut@rambler.ru Sutyrina Ekaterina Nikoiaevna, a senior lecturer, tel: 8-9-500-506-086, e-mail: ensut@rambler.ru