Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Автоматизированная система обработки и интерпретации результатов гравиметрических измерений

..pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.56 Mб
Скачать

 

 

бспоногатель-

 

Оснодные

Программы Вид Выдачи.

 

 

ные программы

программы

хранения

 

результа •

 

 

 

 

Обработка

 

 

ілидным(

 

 

 

 

 

 

дзунхции

 

 

 

 

рейсоб

Формирова­

 

 

 

 

В, (ОсП,)

 

 

 

 

 

 

ние MИДj

 

 

 

 

 

 

 

 

и Выбор

 

 

 

мии-

 

 

 

 

подмассиІРЦ

 

 

 

 

Уравнивание

 

 

 

MaccuS исходной

 

 

 

 

 

 

 

сетей

 

 

 

 

инірѵрнаціш

 

 

Формирова­

 

 

 

Вг

(ОсП2)

 

 

 

 

 

 

ние масса •

і

 

 

 

 

 

 

BtMp' npt^

 

 

 

 

Віедение необходи­

массиВоб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мых редукций

 

 

 

 

 

 

 

А,

(ОсЛ,)

Узкая .

,

 

 

 

 

 

ZT

 

 

 

 

 

бумажная ленгга

а

МИД! -

 

 

Редуцирование

 

 

 

данные гравимет­

 

 

 

 

 

 

 

Аг(ОсП^)

 

 

 

рических измере­

 

 

 

 

 

 

нии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление фунАций

Иикроозильмы

 

 

5

 

 

 

 

 

В узлах квадратной

Деріракарты

 

 

 

 

сетки

 

 

 

 

Aj(OcfJs)

 

 

 

 

НИДЛ-

7"

Вычисление значс -

 

 

Q

бедоноспь топогра

 

 

(рс - геодезических

 

ний изолиний и их

Магнитная лепта

(

данных

 

.

координат

Программа

 

обработанные

 

A*(Ocns)

 

 

данные)

 

 

 

 

лранеHUP

ш

 

 

 

Розничного Вида

карт

 

 

 

 

 

 

 

транс<рормации(кор

 

 

 

 

 

ректные задачи)

 

 

 

 

 

A; As (ОсП-,)

 

МРПі

МИДданные в струк­ туре

V

Вычисление функций В нижнем полупрост­ ранстве (не хоррехт ные задачи)

Прямик jа дача А, (Ocns)

РИС. 27. Обобщенная блок-схема математического обеспечения при повышении уровня автоматизации.

МИИ — м а с с и в

и с х о д н о й

и н ф о р м а ц и и .

Номенклатура листа (район

ра­

боты); запроектированные: масштаб,

точность о р я д , сго п ;

тип прибора; номер прибора;

ин­

струментальные данные: цена деления шкалы; таблица поправок за нелинейность шкалы; (таблица температурных характеристик; коэффициент сползания нуль-пункта; год съемки;

вид выдачи результативных

функций (перфокарты, узкая бумажная лента АЦПУ, ДРП-3);

таблица твердых значений g;

какие функции вычислять (&£ф Agg)?; составлять каталог гра­

виметрических

пунктов?

вычислять

функціш

VXz,

Ѵуг,

Wxs,

tg ф,

Ѵ 2

г і

Vz

(г),

Vz (z) — V z (0),

розы Vг

(—z),

V a (—z)? вычислять прямую

задачу?

МИД^ —

д а н н ы е

г р а в и м е т р и ч е с к и х

 

и з м е р е н и й .

Номер

прибора;

день,

месяц;

профиль

пикет; время наблюдения; температура; средний отсчет по микрометру; . . .; признак

конца

рейса и т. д. МИД,, — в е д о м о с т ь

т о п о г р а ф о - г е о д с з и ч е с к и х

д а н н ы х

(обработанные данные). Прямоугольные координаты пунктов наблюдений {х, у,

г, ПРПН}

МИД — д а н н ы е

о

с т р у к т у р е

{ z } ;

( а )

или

o-const.

 

 

Ig обеспечивает тем самым точность обработки данных и надежность

вычислений

в

системе.

Элемент

І 1 0

(время обработки) состоит из двух характеристик —

времени счета

на ЭВМ и времени подготовки МИД и исходной инфор­

мации о счете. Наряду с повышением точности обработки, дости­ гаемой при работе с АСО, время счета и время подготовки данных служит одним из основных показателей эффективности и оптималь­ ности численных методов, лежащих в основе ОсП. Элемент І 1 0 опре­ деляет затраты, которые необходимо подсчитывать для оценки

стоимости эксплуатации

системы.

 

 

 

 

В следующую группу входят элементы

І 1 Х — І 1 3 ,

характери­

зующие р е з у л ь т а т и в н ы е

ф у н к ц и и .

Содержание

и число

результативных

функций

[массивы результативных данных

(МРД)1,

их вид и объем определяются

целями, поставленными перед систе­

мой обработки, а также возможностями ОсП.

 

 

Элемент І 1 4

(информация,

подлежащая хранению)

включает:

1. Элемент

1} (первичные

данные;

содержание было

описано

выше).

 

 

 

 

 

 

 

2. Аиалог-каталог пунктов,

который,

так

же как

э. Іх ,

состоит

из адресов массивов, сведений о точности данных и массивов опор­ ных и рядовых пунктов. Адрес массивов, по-видимому, целесооб­ разно сохранить адекватным адресу э. 1г. Сведения о точности вклю­ чают: точность g„, точности координат пунктов, пункта приведения, значение gn в пункте приведения. Массивы данных содержат по­ следовательности тетрад {gH, X, у , z}. Авторы считают, что на хра­ нение нужно отправлять наблюденное, а не аномальное значение силы тяжести, так как не исключено, что в ближайшем будущем процесс обработки и понятие аномалии могут измениться и быть разными для съемок разной точности.

Каталог пунктов, подлежащий хранению, является массивом промежуточных данных (МПД) — промежуточной информацией или частично обработанной с точки зрения АСО), исходной для обра­ ботки гравиметрических данных в будущем и окончательной или основной с точки зрения хранения.

3. Карту Aga , подлежащую хранению. По-видимому, после пере­ хода на цифровую обработку информации во всех смежных отраслях, потребляющих продукцию (карты) гравиразведки, потребность в та­ ком традиционном изображении и хранении карт отпадет, но пока, по крайней мере на ближайшее десятилетие, она сохранится.

Элемент І 1 5 (вид информации) для первичных данных рассмот­ рен выше. Для промежуточного типа (каталога) целесообразно при­ нять цифровой вид информации в двоичном коде, как при хранении больших цифровых массивов, полученных на ЭВМ и предназначен­ ных для многократного ввода, так как при этом экономится время на операциях — переводе данных из десятичной системы в двоичную и наоборот.

Рассмотрим э л е м е н т ы

т е х н и ч е с к о г о

а с п е к т а

(рис. 25).

 

 

121

При создании системы обработки и хранения гравиметрических данных на ее возможности и элементы существенное влияние ока­ зывает имеющееся в наличии техническое оборудование. Поэтому рекомендуется учитывать класс решаемых задач (объем исходных данных, время счета, сложность реализуемых задач, объем и вид результативных функций), пригодность серийно выпускаемых ЭВМ для реализации поставленных задач, а также возможности несерий­ ного оборудования (если не все цели могут быть достигнуты на -средних ЭВМ), класса машин, имеющихся и поставляемых в ВЦ геофизической службы.

Как было показано в предыдущих главах, основные гравиметри­ ческие задачи, когда они рассматриваются в общей постановке, имеют разнообразное и достаточно сложное математическое выражение (двух-трех- и однократные интегралы по дискретно заданным и ана­ литическим не выражающимся функциям, интегральные уравнения, некорректные задачи и т. д.). Для их реализации необходимо при­ влекать разнообразные численные методы. Кроме того, объем исход­ ных данных достаточно велик и переработка их требует довольно

.значительного машинного времени. Эти обстоятельства делают воз­ можным реализацию АСО только на универсальных машинах Не менее чем среднего класса [63].

Элементы I I g , I I 1 0 . І І 1 в , П 1 Э введены в структуру системы обра­ ботки на основании сформулированных принципов хранения инфор­ мации и в соответствии с возможностями разработок в ряде других областей, о чем говорилось в начале данной главы. Другие элементы в частности читающие устройства (ЧУ), относятся к серийно вы­ пускаемым установкам ЭВМ среднего класса.

Рассмотрим теперь, по возможности, э л е м е н т ы

о р г а н и ­

з а ц и о н н о г о

а с п е к т а

структуры.

 

На рис. 25 можно видеть, что организационный аспект, в котором

авторам

удалось

выделить 13

элементов, оказывает

определяющее

влияние

на элементы других

аспектов.

 

Сопоставляя элементы ІІІ^ — І П 1 3 АСО с элементами, имеющими

место при ручной обработке (рис. 26), отмечаем,

что э. IIІ х

(место

получения ИД) остается без изменения (полевая партия).

 

Относительно э. І І І 2 (место предварительной

обработки)

можно

высказать следующие точки зрения:

 

 

1. Не проводить в полевых партиях вообще никакой обработки. Для этого необходимо, чтобы частота получения ИД (э.ІІІ5 ) была равна одному дню, процесс обработки велся в реальном масштабе времени (э.ІІІ8 ), а между э.ІІІі (местом получения ИД — полевой партии) и э . ІІІ 3 (местом окончательной обработки — ВЦ) существо­ вала ежедневно действующая двухсторонняя связь. Однако, как по­ казал опыт ряда экспедиций, удобнее проводить обработку с некото­ рой задержкой (один день — неделя). В одном из трестов (Н. И. Ба­ кланов) осуществляется передача части ИД по телетайпу, но даже в этом случае обработка ведется с некоторой задержкой.

122

2. Сохранить э . ІІІ 2 , т. е. проводить предварительную обработку в полевой партии, как это и делалось до внедрения АСО. По-видимому,

для

труднодоступных районов,

в которых

э . ІІІ 4

представляет

 

собой

транспортные средства (а не средства связей)

и частота поступления

ИД

не может быть больше чем одно поступление за 1—2

месяца

(п

даже реже),

сохранение

э . І І І а

пока

единственный

способ

обеспечить

контроль за полевыми наблюдениями

в процессе

их

про­

ведения. В

этом случае виды построения потоков ИД могут

быть

Л І і б о Э. I I 1 0

Либо

Э. 1117 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Увеличить настолько процент контрольных наблюдений, чтобы

они

дали

возможность

отказаться

от

обратной связи

между

ВЦ

(э.Шд)

и полевой

партией

(э.ІІІі)

и

по

полученному

 

коли­

честву наблюдений

отбраковывать

измерения

в

процессе

обработки

на

ЭВМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для обоснования и выбора этих элементов и построения наибо­ лее целесообразного процесса необходимо привести экономические расчеты.

Элемент П І І 0 определит срок хранения ИД, промежуточных и ре­ зультативных данных. По-видимому, могут быть установлены сроки хранения ИД в течение одного-двух десятилетий, а промежуточных

(каталога) — в пределах

нескольких десятилетий. В связи

с этим

возникает необходимость

четко

определить содержание

э.1Пп,

э . Ш 1 2 , э . ІІІ1 3 , т. е. определить

функции

территориального

вычис­

лительного центра (ТВЦ)

и центрального

(ЦВЦ). Видимо,

наряду

с другими функциями территориальные ВЦ должны обеспечивать: обработку ИД до стадии карт в необходимых редукциях и проводить интерпретацию на ЭВМ (т. е. эксплуатировать специализированные АСО); хранить ИД и промежуточные данные (каталоги) в течение нескольких десятилетий (10—20 лет) в компактном виде, удобном для непосредственного ввода в ЭВМ, т. е. создать автоматизирован­ ные фонды или архивы. Естественно, что вся хранимая и обраба­ тываемая информация относится к территории данного ВЦ. Но ТВЦ должны быть снабжены таким математическим обеспечением, кото­ рое позволяло бы записывать и хранить информацию в строго стан­ дартной форме, которая была бы единой для всех ТВЦ (рис. 28). В центральном ВЦ можно было бы некоторые этапы обработки про­ вести «во вторую руку». Отсюда вытекают, как всегда при исполь­ зовании АСО на базе ЭВМ, проблемы стандартизации документов (исходных, промежуточных и окончательных данных). С этой целью для АСО, работающих в ТВЦ, должно быть введено несколько обя­ зательных требований (нечто вроде существующих инструкций, но только при обработке данных на ЭВМ). Центральный ВЦ, работа­ ющий на базе автоматизированного фонда, образуется из поступле­ ний исходных, промежуточных и результативных данных из ТВЦ (см. рис. 25). Срок хранения данных, особенно промежуточных (ката­ лога), достаточно велик, и, следовательно, указанные массивы не

должны содержать никаких ошибок. Однако не

исключено,

что

в ВЦ придется снова проводить обработку, но уже

без выдачи

всех

123

Обработка S территориальных ВЦ

Кодированная информация

Считы­ вание и

Первоначальная

абрабопц

Iка

дляполучения!

j^^x^,!}

[Дальнейшая

обработка

\ для получения

карт и.

\их

интерпретации.'

Обработка и хранение В центральном ОЦ

Хранение на ДЗУ

 

 

Обработка

для полу-

МП

Выдача

Сканирование]

f

чения[д„,х,у,г}

 

 

на ник-

 

 

 

 

части

ИД для

интерпретация,оо~ра

'

рофильм.

контроля

 

Сканирование]

ботка

для

ответов

 

 

на

запросы

 

 

по

запросам

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 28. Элементы систем обработки и хранения информации в территориальных и центральном ВЦ.

^

_ X | V t Z — наОлюденные значения силы тяжести, полученные

в территориальных

ВЦ; gH, х, у, z — наблюденные значения силы

Н

тяжести, повторно обработанные в центральном

ВЦ, не содержащие

ошибок и подлежащие хранегода.

Места по­

Sud

Виды построения исход­

 

 

Место

окончательной

обработки,

з.Ж3

лучения

исходных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных данных л месту обра-

 

 

 

 

 

 

 

 

рит.обра

документов]

бот ки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Потки ИД\

ИД

э.Жг

; з.Ш7 ; з.Ж*

п

ч

»

 

Носитель

Устройство

ввода

Устройство Выводи

 

Журналі

Нгпоточная обработка.t

Процесс

подготовки

 

уд

 

 

,Контроль^

Перфокарты

 

 

 

 

полевой

( труднодоступные райо­

 

 

 

 

 

 

 

 

ны) .

 

 

 

 

 

 

Il Ko«m£om,jtocnejipo^oM^Koiimpojw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ci

 

 

 

ПУЩ; -

 

 

 

 

I У

 

 

Обработка с задержкой

Контроль праграгнным путем

 

 

(обжитые районы}

 

 

 

З.Ш7

 

 

 

 

 

 

 

 

HHMjuHitn

 

Пер<ролента\

 

 

 

 

Цифровые

Обработка б реаль -

Процессы обработки.,

Перфокарты

 

С

 

ИД

ном масштабе вре­

подготовки к храме -

 

 

мени.

 

ни/о, ответы на запро

Магнитная

 

Каталог

 

 

сы - программным путемі

 

 

 

 

Q m

 

З.Іш

 

 

 

Микрофильм

 

 

 

 

 

 

 

З.Ши - способы поступления ИД в ВЦ-

 

 

 

средства

связи

 

 

 

 

Э.Ш; - частота

поступления ИД в ВЦ-

3-ïïsJ

-r-, V

 

ежегодно или ежеквартально

Э.Шю - срок хранения - несколько десятилетий

У8 на микро- с/ильм

вид исходных, промежуточных^ результативных

Для

 

 

 

Дпя

хранения

 

 

 

 

 

 

 

 

отчетов

 

Носитель

 

Срок

\Несто\

 

 

 

 

ИсходHue

(первичные) данные

НИДІ7МИД]1

 

 

Оперативное гранение

 

 

 

(

J Перфокарты

1-5

ТВЦ

 

 

Типизированный ко лет

 

 

 

Ш дарованный бланк

 

ТВЦ

 

 

Магнитная лента /год

ТВЦ

 

^jjjî*

Перфолента

I-S

 

 

лет

ТВЦ

_'акпослера-

 

Фотопленка

10-20

 

лет

 

'отыбкахдон\

 

 

 

 

 

0 с П

Каталог

 

 

пунктов

 

 

' Оперативное хранение

I

ТвЦ

 

 

 

 

 

 

1-5

 

 

(

I Перфокарты

лет

ТВЦ

 

 

"Г^Магнитная лента

/год

 

 

10-20

ТВЦ

 

 

 

фотопленка

лет

 

 

 

 

 

 

 

 

Карты

I

 

 

 

 

Магнитная лента

/год

ТВЦ

 

 

 

Фотопленка

10лет ТВЦ

Карта

 

 

 

 

 

 

 

на бумаге

 

 

 

 

 

 

ИНемин-

Носитель

 

Физический объем

 

рорнаціЩ

 

 

 

 

 

 

170-lui

Исходные (пердичные) данные 2 "

бт

/

I

 

I £ S-I01перфокарт.

 

 

I

1

U 150 коробок

*

 

 

О

* магнитофона

 

 

 

 

 

 

 

 

BS10s

s

К a m а л о г

 

 

бт

I

é IS-101 * перфокарт

 

 

1

1

< Wкоробокi

0,S»S

 

 

 

 

< & магниторона.

 

 

 

 

^

/кассета(300м}

 

Рис. 29. Элементы системы обработки наземных гравиметрических измерении на ЭВМ.

ВД — "сходные данпыё (документы); МИД — массивы исходных дапішх; ПФ — перфоратор; УДМ — установка для микрофильмирования; УВ на микрофильм — устройство выдачи на юикрофнльм; АУДМ — автоматическая установка для микрофильмирования; ПрУ — проявляющая установка; ЧА — читающий автомат; ЧУ — читающее устройствоУСМ — устройство для чтения с микрофильмов; CA — сканирующий автомат; ТА — телетайпный аппарат; НМЛ — пакопитель на магнитной ленте;.НМБ— накопитель на магнитном барабанеЭМП — устройство электромехашіческой печати — выдача чисел на узкую бумажную ленту; АЦПУ — алфавитно-цифровое печатающее устройство; Б — бланк; ТКБ — типизированный кодированный бланк

Заказ 76

1

промежуточных данных, а лишь с целью контроля за данными, пере­ даваемыми на долговременное хранение.

В дополнение к рис. 25, на котором изображена структура си­ стемы обработки и хранения данных, на рис. 29 показаны некоторые связи и элементы этой структуры, т. е. нечто вроде технологического процесса обработки на базе ЭВМ. При его построении автор исполь­

зовал не только

собственный опыт и практику применения ЭВМ

в гравиразведке,

но и опыт работы с АСО в некоторых экспедициях

{Н. И. Бакланов) и в трестах Киевгеология и Укргеофизразведка <Г. С. Бутаков, В. И. Старостенко, В. И. Дядюра).

Ч А С Т Ь В Т О Р А Я

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММАХ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Программы, составляющие автоматизированную систему обра­ ботки, делятся на основные (ОсП) и вспомогательные (ВсП). Основ­ ная программа решает одну из основных гравиметрических задач. Каждая ОсП имеет ряд модификаций, решающих на основе того же численного метода более узкие задачи. Функциями ВсП являются формирование и организация числовых данных в виде, необходи­ мом для ОсП, а также настройка ОсП в соответствии с информацией. По основным и вспомогательным программам подвергаются обра­ ботке числовые массивы ограниченных размеров (МИД массивы исходных данных).

Помимо числовых данных, каждой из программ необходимо за­ давать некоторую информацию, характеризующую массивы исход­ ных и результативных данных, и режим работы. Эта информация задается в карте информации о счете и в карте информации о маг­ нитной ленте. В первой из них всегда указываются параметры счета Ii управляющие признаки, которые делятся на три группы: первая — характеризует вид исходных данных (например, исходные данные

заданы по

неравномерной

сетке),

вторая — модификацию

основной

программы,

третья — вид

выдачи

результативных

данных (узкая

печать, выдача на АЦПУ и т. д.).

 

 

 

Возможны д в а р е ж и м а и с п о л ь з о в а н и я

основных

программ:

 

 

 

 

 

 

1. О д и н о ч н ы й

р е ж и м,

когда работает одна программа,

выполняющая один этап обработки данных.

 

 

2. Г р у п п о в о й

(или пакетный)- . р е ж и м,

когда

работает

в определенной последовательности пакет программ, выполняющих сразу несколько этапов или весь процесс обработки данных.

Если основная программа используется в первом режиме, то под­ готовка массивов, исходных данных состоит в записи цифровых данных в определенной последовательности на бланки (подготовка к перфорации) и перфорации. Перфорация исходных данных прово­ дится «в две руки» с последующей сверкой полученных экземпляров и считкой распечатанной информации с бланка. Подготовка исход­ ной информации к счету заканчивается получением контрольных сумм массивов. Наличие дубликатов всех массивов обязательно.

126

Если основные программы используются во втором режиме, то при этом результаты предыдущей основной программы являются

исходными данными для

следующей программы. Передача дан­

ных от одной программы

к другой ведется с помощью магнитной

ленты (МЛ).

 

Ниже приводятся перечень основных программ автоматизиро­ ванной системы обработки и их модификации, а также названия

решаемых

ими

конкретных

задач.

 

 

 

 

 

ОсШ — первоначальная

обработка

рейсов.

 

 

 

ОсП2 — уравнивание

опорных сетей.

 

 

 

 

Модификации:

ОсП2.1 — передача

абсолютных

значений

силы

тяжести в

рядовые пункты;

Ос1І2.2 — уравнивание

опорных

сетей

с весом Рц = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОсПЗ — вычисление аномальных значений

силы тяжести и

соста­

вление каталога

 

пунктов.

 

 

 

 

 

 

Модификации:

ОсПЗ.1 — перевод координат { х, у } т±

{

ф, А);

ОсПЗ. 2 — вычисление нормальных значений

силы тяжести

по

фор­

мулам Гельмерта

 

и Красовского; ОсПЗ.З — вычисление аномальных

значений

силы

тяжести

в

редукции

Фая;

ОсПЗ.4 — вычисление

аномальных значений силы тяжести в редукции Буге при трех

постоянных, заданных пользователем,

плотностях.

 

 

ОсП4 — редуцирование

гравиметрических измерений

со

слож­

ного рельефа на плоскость ОТНОСИМОСТИ.

 

 

 

ОсП5 — интерполяция

(восстановление

исходной функции

в уз­

лах квадратной сети).

 

 

 

 

 

Модификации: ОсП5.1 — вычисление

горизонтальных

градиен­

тов функции в узлах квадратной сети;

ОсП5.2 — вычисление

векто­

ров исходной функции в узлах квадратной сети; ОсП5.3 — вычисле­

ние осредненных значений исходной функции в узлах

квадратной

сети; ОсП5.4 — вычисление вторых вертикальных

производных

исходных функций в узлах квадратной сети.

 

ОсП7 — трансформации потенциальных

полей.

 

Модификации: ОсП7.1 — вычисление

потенциальных полей

в верхнем полупространстве и остаточных аномалий (с розами про­ стирания изолиний); ОсП7.2 — вычисление вертикальной производ­ ной исходной функции (с розами простирания изолиний).

ОсП8 — устойчивое продолжение исходной функции на плоскости нижнего полупространства.

Модификации: ОсП8.1 — вычисление вертикальных производных на плоскостях нижнего полупространства; ОсП8.2 — сглаживание исходной функции; ОсПЗ.З — пересчет исходной функции в верхнее

полупространство;

ОсП8.4 — вычисление вертикальных

производ­

ных на плоскостях верхнего полупространства;

 

ОсП9 — решение

прямой задачи — вычисление Ѵг от

аномаль­

ных тел типа контактной поверхности на горизонтальную плоскость. Модификации: ОсГО.І — вычисление поправки за рельеф мест­ ности в средней ИЛИ дальней зоне по равномерной сети; ОсП9.2 — вычисление поправки за рельеф местности по неравномерной сети;

127

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ