بخشی از مقاله
چکیده
امروزه تخمین عمق و دستیابی به شکل ساختارهای زیرسطحی نظیر کانال ها و حفره ها از ابهاماتی است که پزوهشگران علوم مرتبط در پی تعریف راه حل مناسب برای تعیین آن می باشند. یکی از روشهای موثر استفاده از دادههای میدان پتانسیل است. با استفاده از روشهای اویلر دیکانولوشن و سیگنال تحلیلی در تفسیر دادههای گرانی و مغناطیس میتوان اطلاعات مفیدی در زمینه تخمین عمق و لبههای این ساختارها به دست آورد.
بنابراین دراین مقاله تلاش شده است تا با استفاده از این دو روش به تفسیر دادههای گرانیسنجی منطقه یوکا از سایت آموزشی نوادا پرداخته شود. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان میدهد دو روش سیگنال تحلیلی و اولیر دیکانولوشن برای تخمین عمق و مرز تونل موفق بوده است.
-1 مقدمه
روش گرانیسنجی در اکتشاف و شناسایی ساختارهای زیرسطحی نظیر حفرات کارستی شده، کانالها و تونلها به دلیل تباین چگالی مناسب آنها با زمینه، بسیار پر کاربرد میباشد . - Butler, 1977 - اهمیت مطالهی این ساختارها در اکتشافات کانسارهای تودهای و دایک مانند و نیز کانلهای آب و قناتها به دلیل انجام پروژههای معدنی و عمرانی قابل توجه است.
از جمله پارامترهای مهم در کارهای اکتشافی، تعیین عمق و محدوده کانسار میباشد.
نبیقیان - - 1972 نشان داد که مشتق افقی و قائم آنومالی مغناطیسی تولید شده توسط تبدیل هیلبرت بیانگر یک سیگنال تحلیلی میباشد.
سو و همکاران - - 1998 نشان دادند که سیگنال تحلیلی چگونه باعث تفسیر بهتر عمق و بدنه کانسار میشود. دوو و همکاران - 2007 - مطالعاتی در پیشرفت روش سیگنال تحلیلی انجام دادند.
اویلر دیکانولوشن برای اولین بار توسط هود - 1963 - مطرح شد و بعدها توسط تامسون - 1982 - و رید و همکاران - 1990 - توسعه پیدا کرد. این روش به دو صورت استاندارد و مکانی قابل اجرا می باشد.
در روش استاندارد با استفاده از سیگنال تحلیلی و مقدار شاخص هندسی ساختار مورد مطالعه، عمق آنومالی مشخص میشود. در روش اویلر مکانی با استفاده از تبدیل هیلبرت و تولید دو یا سه معادله که تعیین کننده خطا و شاخص ساختار است - با توجه به ثابت بودن مقدار زمینه - ، عمق هدف تعیین میشود.
با توجه به اینکه حفرات کارستی شده شکل کانال و یا تونل به خود می گیرند، با استفاده از سیگنال تحلیلی و اویلر دیکانولوشن، تخمین مرز و عمق این ساختارها مورد بررسی قرار میگیرد. ساختار مورد مطالعه کانالی در منطقهی یوکا از سایت آزمایشی نوادا در ایالت امریکا میباشد. در ابتدا با استفاده از دادههای مصنوعی، این دو روش را مورد آزمایش قرار داده و پس از اعتبارسنجی نتایج، از دادههای واقعی منطقه ذکر شده جهت تخمین مرز و عمق بیهنجاری استفاده خواهد شد.
-2 تئوری روشها
-1-2 روش سیگنال تحلیلی
از مشتق قائم در نقش فیلتر به طور گسترده در مرحله تفسیر بیهنجاریهای میدان پتانسیل استفاده میشود. با استفاده از این فیلتر جزئیات موجود در نقشه برجستهتر و بیهنجاریها متمایزتر میشوند - علمدار و همکاران، . - 1387 نبیقیان - 1974 - مفهوم سیگنال تحلیلی را در دو بعد بر روی داده های میدان پتانسیل اعمال کرد. در حالت سهبعدی سیگنال تحلیلی از رایطه زیر بدست می آید
که در اینجا مشتق مرتبه nام از سیگنال تحلیلی ساده محاسبه شده - معادله - 2، و سپس اندازه سیگنال تحلیلی بدست میآید
با توجه به استفاده از مشتق قائم به عنوان یک روش تشخیص لبه، در این زمینه مشتق قائم دوم سیگنال تحلیلی نتایج قابل قبولی ارائه میدهد. بنابراین معادله نهایی به عنوان یک فیلتر جدید برای نشان دادن بهبود تشخیص مرز بیهنجاری با توجه به ساختارهای مختلف آن مورد استفاده قرار میگیرد.
-2-2 روش اویلر دیکانولوشن استاندارد
روش استاندارد اویلر براساس معادله همگن اویلر با استفاده از میدان پتانسیل و مولفههای مشتق آن در مکان آنومالی و درجه همگنی N، که میتوان آن را از روی ضریب ساختاری تشخیص داد، حاصل میشود - تامپسون، . - 1982 شاخص ساختاری معیار سنجشی از میزان تغییر میدان با فاصله است. برای مثال، در میدان گرانی، استوانه افقی دارای شاخص ساختاری N=1 وکره N=1 میباشد. در اینجا به طور خلاصه تئوری روش اویلر دیکانولوشن بررسی میشود.
که در آن - - x0 , y0 , z0 مکان هندسی منبع مغناطیسی - یا گرانی - است که دارای میدان کل اندازهگیری شده T - یا - g در نقطهی - x, y , z - میباشد و B آنومالی منطقهای است. با در نظر گرفتن ضریب ساختاری N و استفاده از دادههای برداشت شده و حل معکوس معادلات اویلر میتوان مکان مطلوب آنومالی - - x0 , y0 , z0 را تعیین کرد.
-3-2 روش اویلر دیکانولوشن مکانی
بر خلاف روش اویلر استاندارد در روش اویلر مکانی ، ابتدا سیگنال تحلیلی محاسبه می شود. سپس قلههای موجود در شبکه بر اساس الگوریتم Blakely تعیین میگردد. در نهایت اویلر دیکانولوشن مکانی محاسبه میشود
