Kitengo 7 / 11

Upigaji picha wa Chini ya Ardhi: ERT, GPR na Tomografia ya Mitetemo

Faida:

  • Uwezo wa kuelewa fizikia na mipaka ya ERT, GPR na tomografia ya seismic na kuchagua njia inayofaa kwa lengo.
  • Uwezo wa kuthibitisha kina cha GPR na urekebishaji wa kasi na ukiukaji wa tafsiri ya kupingana/kasi badala ya kutumia njia moja.
  • Uwezo wa kuzingatia utofauti na athari za msimu wa uso wa karibu na kuthibitisha kila hali isiyo ya kawaida na uthibitishaji wa ardhi (kuchimba visima / mfereji).

Baadhi ya matatizo ya kijiofizikia ni ya kina na makubwa; Lakini zingine ziko karibu sana: uvujaji chini ya bwawa, pengo chini ya barabara, muundo wa kiakiolojia, maji ya kina kirefu, au bomba la uchafuzi wa mazingira. Jiofizikia ya uso wa karibu na upigaji picha wa chini ya ardhi ni kazi ya kupiga picha mita chache za kwanza hadi mamia ya mita na azimio la juu. Kitengo hiki kitashughulikia mbinu tatu za kawaida—tomografia ya resistivity ya umeme (ERT), rada ya kupenya ardhini (GPR), na tomografia ya mitetemo—na jinsi akili bandia (AI) inavyoharakisha uchakataji wa data, ubadilishaji, na tafsiri ya mbinu hizi; lakini tutaona kwa nini kutokuwa na uhakika wa asili ya uso wa karibu unahitaji kutumia AI kwa tahadhari.

Njia tatu, fizikia tatu

Kamusi fupi. ERT (tomografia ya resistivity ya umeme) ni njia inayoondoa usambazaji wa upinzani wa chini ya ardhi (upinzani wa sasa wa umeme) kwa kutumia mkondo chini na kupima tofauti inayowezekana; Ina nguvu katika kutenganisha maji, udongo na voids. GPR (rada ya kupenya ardhini) hutuma mawimbi ya sumakuumeme ya mzunguko wa juu na picha tabaka na vitu visivyo na kina (mabomba, mashimo, uimarishaji) kutoka kwa tafakari; Ina umumunyifu wa juu lakini kina kikomo na hufifia haraka kwenye udongo unaopitisha (udongo, maji ya chumvi). Tomografia ya mitetemo hutoa usambazaji wa kasi ya uso wa chini ya ardhi kutoka nyakati za kuwasili kwa mawimbi katika njia nyingi za vipokezi vya chanzo; Inatumika kwa njia ya msalaba au usawa wa uso.

Kile ambacho zote tatu zinafanana ni kwamba zote hutoa ubadilishaji: kukadiria usambazaji wa mali ya chini ya ardhi (upinzani, kasi) kutoka kwa data iliyopimwa. Na wote wanakabiliwa na kutokuwa na uhakika sawa: azimio hupungua kwa kina, data ni mdogo, na matokeo yake ni kutegemea utaratibu.

Mchango wa AI

AI huangaza kwa njia hizi katika maeneo machache:

  • Ufafanuzi wa GPR: Tambua otomatiki mifumo ya haipabola (akisi ya tabia inayotolewa na vitu vilivyozikwa - bomba, mwamba) kwenye radagramu (sehemu ya GPR) na upendekeze eneo na kina.
  • Kuongeza kasi ya ubadilishaji wa ERT/tomografia: Kufupisha suluhu ya kujirudia kwa miundo mbadala tuliyoona katika kitengo kilichotangulia.
  • Kuondoa kelele na kuingiliwa: kuashiria vipimo vya nje kutoka kwa mlio wa antena katika GPR, mawasiliano duni ya elektrodi katika ERT.
  • Uwekaji alama wa hitilafu kiotomatiki: Kupendekeza utupu, njia inayovuja, wagombeaji wa muundo uliozikwa katika sauti yote.

Hatari pia zinajulikana: kigunduzi cha hyperbola kinaweza kutofautiana na tafakari; kiongeza kasi cha ubadilishaji kinaweza kujaza eneo la kina lisiloonekana kwa data na mtangulizi; Kigunduzi kisicho cha kawaida kinaweza kukosea utofauti wa msingi kwa "muundo".

Kidokezo: Katika GPR, curvature ya hyperbola inatoa kasi ya wimbi la kati; Kina kinakadiriwa na AI inategemea kasi hii. Ikiwa kasi sio sahihi, kina pia sio sawa. Usionyeshe kina kamili bila kusawazisha kasi kwenye angalau lengo moja linalojulikana (k.m. bomba la kina kinachojulikana).

Kutokuwa na uhakika maalum kwa uso wa karibu

Azimio ni la juu kwenye uso wa karibu, lakini ardhi ni tofauti sana: unyevu, kujaza, mizizi, uchafu hubadilika kwa kila mita. Hii imejaa mitego ya AI. Katika ERT, eneo la chini la kupinga linaweza kuwa maji, udongo, au seep - upinzani pekee hautofautishi. Kwa hiyo, ukweli wa karibu wa ardhi (kisima, mfereji, miundombinu inayojulikana) ni muhimu; Kila dosari iliyoripotiwa na AI inathibitishwa na ukaguzi wa kimwili, ikiwezekana.

Tahadhari: Matokeo ya GPR na ERT ni nyeti sana kwa kipimo cha jiometri na hali ya ardhi; Mstari huo huo huonekana tofauti katika msimu wa kiangazi na baada ya mvua. Usifanye AI kusema "udanganyifu huu hakika ni pengo"; Soma matokeo na muktadha wa hali ya kipimo, msimu na upatanishi.

Ufafanuzi wa njia nyingi karibu na uso

Njia moja mara nyingi haitoshi kwenye uso wa karibu. ERT inatoa resistivity, GPR inatoa muundo, seismic tomography inatoa kasi; Zote tatu kwa pamoja husababisha tafsiri salama zaidi ya upinzani wa chini + amplitude ya juu ya kutafakari GPR + kasi ya chini, kama vile "nafasi iliyojaa maji". AI husaidia kuchanganya tabaka hizi (muunganisho wa data), lakini chini ya uangalizi wa kitaalamu ambao unaheshimu azimio na mipaka ya kina ya kila mbinu.

kesi tatu ndogo

Kesi ya 1 - Njia ya uvujaji wa bwawa. Bwawa la kujaa udongo lilishukiwa kuvuja. Bendi ya chini ya kupinga ilionekana na ERT; Kigunduzi kisicho cha kawaida cha AI kiliripoti hii kama mgombeaji wa njia ya uvujaji. Timu ilithibitisha kwa GPR na sauti mbili; Bendi ilikuwa kweli eneo la mpito lililojaa. Ikiwa uamuzi ulifanywa kwa njia moja tu, inaweza kuchanganyikiwa na lens ya udongo.

Kesi ya 2 - Uongo wa Hyperbola. Katika uchunguzi wa miundombinu, AI iliweka alama 14 na kusema "bomba 14". Urekebishaji ulionyesha kuwa kasi haikuwa sahihi: kina halisi kilikuwa 30% ya kina kifupi na hyperbola mbili kwa kweli zilikuwa vielelezo vingi vya bomba moja. Wakati kasi ilirekebishwa kutoka kwa mstari unaojulikana, nambari ilishuka hadi 11 na kina kuboreshwa.

Kesi ya 3 - Athari ya msimu. Katika tovuti moja ya kiakiolojia, ERT ilitoa "hakuna miundo" mwishoni mwa majira ya joto. Kipimo kinachorudiwa baada ya mvua kufichua misingi ya ukuta: utofautishaji ulikuwa mdogo kwenye ardhi kavu. Ikiwa ufafanuzi wa AI ungetegemea data ya awali na kutangaza uwanja "tupu", muundo ungekosa.

Violezo vinne vinavyoweza kunakiliwa

1) Mashauriano ya uteuzi wa njia:

Jukumu lako: mwanajiofizikia wa uso wa karibu. Lengo langu: [shimo lililozikwa / maji ya mvua / muundo wa kiakiolojia / meza ya maji], udongo: [udongo/mchanga], kina: [0-5 m]. Ni ipi ya ERT, GPR na tomografia ya seismic inafaa na kwa nini? Eleza nguvu, mapungufu, na matumizi ya ziada ya kila mbinu kwa lengo hili.

2) Urekebishaji wa kasi ya GPR:

Kuna mifumo ya hyperbola kwenye rada yangu ya GPR. Je, ninakadiriaje kasi iliyoko kutoka kwa mkunjo wa hyperbola, je, ninaweza kuirekebisha kwa lengo linalojulikana? Eleza athari ya kasi isiyo sahihi kwenye kosa la kina na jinsi ya kutofautisha uakisi mwingi kutoka kwa kitu halisi.

3) Ubaguzi usio wa kawaida wa ERT:

Kuna eneo la upinzani wa chini katika ubadilishaji wangu wa ERT. Ninawezaje kutenganisha uwezekano wa hii kuwa maji, udongo au nafasi? Ni data gani (GPR, kuchimba visima, marudio ya msimu) inafafanua tofauti? Eleza kwa nini kupinga peke yake haitoshi.

4) Mpango wa uthibitishaji wa msingi:

AI iliripoti watahiniwa kadhaa wenye hitilafu katika sauti. Pendekeza mpango wa uthibitishaji wa ardhini (kuchimba visima/mfereji) ili kuthibitisha haya kimwili: ni makosa gani ninayojaribu kwanza, ni pointi ngapi zinahitajika angalau, ninawezaje kulinganisha matokeo na ramani ya AI?

Mwongozo dhaifu / Mwongozo thabiti

Agizo dhaifu:

Nionyeshe ikiwa kuna mapungufu yoyote katika data hii ya GPR.

Hakuna urekebishaji wa kasi, hakuna muktadha wa ardhini na hakuna uthibitishaji; AI huhesabu hyperbolas, lakini kina na aina haziaminiki.

Agizo lenye nguvu:

Jukumu lako: Mtaalam wa GPR. Muktadha: njia ya chini ya ardhi halisi, tundu/bomba lengwa, unyevu wa ardhini, kina cha bomba [X] m. Kazi: (1)rekebisha kasi ya wastani kupitia bomba linalojulikana; (2) weka alama kwenye mifumo ya hyperbolic na urekebishe kina cha kila moja; (3) kutofautisha tafakari nyingi kutoka kwa kitu halisi; (4) kuainisha kisiwa kama tundu au bomba kwa kiwango cha kujiamini na kupendekeza uthibitisho wa ardhini. Usitumie lugha kali.

Urekebishaji, ubaguzi wa aina na ombi la uthibitishaji hufanya pato kutegemewa.

Ulinganisho wa njia

kipengele

ERT

GPR

tomografia ya seismic

kupimwa na

resistivity

Tafakari ya EM

kasi ya wimbi

ina nguvu

maji/udongo/nafasi

Muundo/kitu duni

muundo wa kasi

udhaifu

azimio la chini

ardhi conductive

chanjo ya barabara

Mchango wa AI

Kasi ya ubadilishaji

Utambuzi wa hyperbola

Kasi ya ubadilishaji

Makosa ya kawaida

  • Inatoa kina cha GPR bila kusawazisha kasi. Kasi isiyo sahihi inamaanisha kina kibaya.
  • Kutafsiri resistivity peke yake. Resistivity ya chini inaweza kuwa maji, udongo au nafasi.
  • Kuzingatia tafakari nyingi kama vitu halisi. Jihadharini na muundo unaorudiwa katika GPR.
  • Kupuuza athari ya msimu/hali. Ardhi kavu / mvua inatoa matokeo tofauti kabisa.
  • Kukwepa uthibitishaji wa ardhi. Uthibitishaji wa karibu wa kuchimba visima/mfereji ni muhimu.

Kwa muhtasari

ERT, GPR na tomografia ya seismic picha ya uso wa chini na azimio la juu; AI inatoa mchango mkubwa katika utambuzi wa hyperbola, kuongeza kasi ya ubadilishaji, na kuweka alama kwa njia isiyo ya kawaida katika GPR. Lakini utofauti uliokithiri wa uso wa karibu, kutokuwa na uhakika wa uwezo wa kupinga/kasi, hitaji la kurekebisha kasi, na athari ya msimu hufanya pato la AI kuwa tete. Matumizi sahihi; rekebisha kiwango, changanya mbinu, usifasiri uwezo wa kustahimili hali ya kutengwa, na uthibitishe kila hitilafu kwa uthibitishaji wa ardhini. Tafsiri ya mwisho iko kwa mtaalam ambaye anajua mipaka ya azimio.

Jukumu la maombi

Chagua lengo la karibu la uso (cavity, uvujaji, muundo uliozikwa). Bainisha mbinu zinazofaa ukitumia kiolezo cha "Mashauriano ya uteuzi". Ikiwa umechagua GPR, panga uaminifu wa kina na kiolezo cha "GPR kasi ya kurekebisha"; Ikiwa ulichagua ERT, weka utenganisho wa maji/udongo/nafasi kwa kiolezo cha "ERT utenganishaji usio wa kawaida". Andika mpango wa uthibitishaji wa msingi kwa angalau hitilafu moja.

orodha ya ukaguzi

  • [ ] Nilichagua njia zinazofaa na uhalalishaji.
  • [ ] Nilirekebisha kina cha GPR kwa lengo linalojulikana.
  • [ ] Nimefasiri mtambuka tofauti ya kupinga/kasi badala ya kutumia njia moja.
  • [ ] Nilizingatia athari ya hali ya msimu/kipimo.
  • [ ] Nilithibitisha hitilafu na mpango wa uthibitishaji wa msingi.