Гіперспектральний структурно-польовий спосіб прогнозування покладів нафти і газу

Гіперспектральний структурно-польовий спосіб прогнозування покладів нафти і газу, при якому одержують гіперспектральне космічне зображення для еталонної та досліджуваної ділянок, який відрізняється тим, що обчислюють коефіцієнти кореляції між значеннями яскравості зображень еталонної та досліджуваної ділянки у каналах гіперспектрального космічного знімка, визначають спектральні залежності коефіцієнта кореляції від зсуву по довжині хвилі електромагнітного випромінювання від поверхні Землі, формують еталони нафтогазових родовищ на основі спектральних залежностей, визначають інформативні ознаки для еталонної та досліджуваної ділянки, обчислюють функцію близькості для кожної інформативної ознаки досліджуваної ділянки відповідним ознакам еталонної ділянки, функції відповідності та функції належності як зваженої суми функцій відповідності, а прогнозування покладів нафти і газу виконують за максимальним значенням функції належності. UA (21) a200707039 (22) 22.06.2007 (24) 10.03.2010 (46) 10.03.2010, Бюл.№ 5, 2010 р. (72) ФЕДОРОВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ДМИТРОВИЧ, ЯКИМЧУК ВЛАДИСЛАВ ГРИГОРОВИЧ, КОЗЛОВ ЗАХАР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ДРОЗД ВОЛОДИМИР ОЛЕГОВИЧ, ПАВЛЮКОВ СЕРГІЙ СЕРГІЙОВИЧ (73) НАУКОВИЙ ЦЕНТР АЕРОКОСМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ЗЕМЛІ ІНСТИТУТУ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 63073 A; 15.01.2004 UA 65757 A; 10.05.2007 SU 1280409; 30.12.1986 US 20070038378; 15.02.2007 UA 6401 U; 16.05.2005 SU 911218; 07.03.1982 SU 1631484; 28.02.1991 RU 2169381; 20.06.2001 RU 2117317; 10.08.1998 RU 2210094; 10.08.2003 C2 2 (19) 1 3 89802 яке перевищує критичне за хоч би одним з морфометричних показників з апріорного списку (тобто значення, що не входить до множини дозволених). Сегментація поля зображення здійснюється шляхом фільтрації ("гасіння") тих пікселів зображення, яким відповідають нульові значення сформованої бінарної цифрової карти, після чого на областях зображення, що залишилися, проводиться дешифрування об'єктів заданого класу. Однак, спектральні характеристики об'єктів і місцевості при такому дешифруванні не враховуються, що зменшує кількість корисної інформації і не дає підвищити достовірність дешифрування. Крім того, при цьому не використовується можливість комплексування космічної інформації ДЗЗ з результатами наземних спостережень. Відомо мультиспектральний структурнопольовий спосіб прогнозування покладів нафти і газу (патент України №63073А) в пастках будьякого типу [4] (прототип). Фізичною основою способу є наявність генетичного зв'язку всіх елементів сучасних ландшафтів, в тому числі мультиспектральних ознак рослинності, з розташованими під ними покладами вуглеводнів. Спосіб дозволяє за результатами співставлення визначених мультиспектральних ознак, результатів аналізу висотного поля ландшафтів, структури блокових полів досліджуваних об'єктів та оточуючого фону виділити оптичні та висотні аномалії, після порівняння контR E Li s E L2 i 0 0 E Li Li 0 s 2 0 E L2 i E Li 0 0 s E Li E Li можна одержати послідовність значень R( s ) , s=1,2,...,S. Спектральна функція f(R( s )) визначається математичними сподіваннями ER s (2) s Зазначена мета досягається тим, що формують еталони нафтогазоносних ділянок - розбурених нафтогазоносних родовищ на основі спектральних ознак. Сукупність операцій, що реалізують спосіб, та послідовність їх виконання наведені на кресленні (Фіг.). В блоці 1 одержується гіперспектральне космічне цифрове зображення, для якого обчислюються у відповідності до (1) коефіцієнти кореляції R( s ) між значеннями яскравості зображень досліджуваних ділянок, одержаних у каналах гіперспектрального космічного знімка (блок 2). Після чого визначаються спектральні залежності (2) коефіцієнта кореляції від зсуву по довжини хвилі електромагнітного випромінювання від поверхні Землі (блок 3). Далі вираховуються інформативні ознаки для еталонної ділянки за дистанційним космічним вимірюванням (блок 4) і для досліджуваної ділянки (блок 5). В блоці 6 одержуються результати наземних польових вимірювань, статистична обробка яких виконується в блоці 7. Далі виконується формування інформативних ознак наземних вимірювань (блок 8) та вираховуються інформативні ознаки за наземним вимірюванням для еталонної ділянки (блок 9) і для досліджуваної ділянки (блок 10). Наступним є комплексування дистанційних космічних та назем 4 растів цих аномалій з еталоном зробити висновок про нафтопродуктивність досліджуваних об'єктів. Недоліками даного способу є те, що не використовуються такі інформативні ознаки, як кореляційні зв'язки між значеннями яскравості зображень ділянок, одержаних у всіх спектральних каналах космічного знімка, що знижує вірогідність правильного дешифрування при використанні гіперспектральної космічної інформації. Мета способу, що пропонується - усунення даного недоліку, а саме підвищення вірогідності дешифрування за рахунок доповнення ознак у вигляді структурно-текстурних характеристик спектральною функцією ( s ), аргументом якої є зсув по довжині хвилі електромагнітного випромінювання від поверхні Землі. Функція має в основі коефіцієнти кореляції R( s ) між значеннями яскравості зображень досліджуваних ділянок, одержаних у каналах гіперспектрального космічного знімка: f R s , де s 1 s s 0, s 0, ,2,... Функція коефіцієнта кореляції характеризує міру узгодженості відбивної здатності елементів ділянок при зсуві по довжині хвилі. Як правило, функція кореляції зменшується з ростом зсуву. Якщо обчислення коефіцієнта кореляції виконується у відповідності до виразу 0 s 2 0 s 1 2 (1) них інформаційних ознак для еталонної ділянки (блок 11) і для досліджуваної ділянки (блок 12). Для подальших розрахунків використовують функції близькості для двох випадків: - коли значення інформативних ознак максимізуються a j b j / a j, a j b j S b j, a j (3) 0, aj bj - коли значення інформативних ознак мінімізуються b j a j / b j, a j b j S b j, a j (4) 0, aj bj та функції відповідності G інформативних ознак (bj, j=1, 2,....., m) досліджуваних ділянок узагальненим ознакам еталонів (aj). G b j, a j 1 S b j, a j (5) а також функція належності F досліджуваної ділянки відповідному рівню нафтогазоперспективності m F G b j, a j (6) j 1 Наступним кроком є обчислення функції близькості (3) або (4) для кожної інформативної ознаки досліджуваної ділянки відповідним ознакам еталонної ділянки (блок 13), функції відповідності у блоці 14 згідно з виразом (5) та функції належності, як зваженої суми функцій відповідності, (блок 5 89802 15) згідно з виразом (6). Визначення нафтогазоперспективності виконується за значенням функції належності (блок 16). Джерела інформації: 1. Ильинский Н.Д., Обиралов A.M., Фостиков А.А. Фотограмметрия и дешифрирование аэроснимков. - М.: Недра, 1986. - 375с. 2. Устройство для считывания и обработки изображений объектов (его варианты). - А.С. №1280409 от 30.12.86г., МКИ G 06K 9/36. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 6 3. Спосіб тематичного дешифрування аерокосмічних зображень. Патент №65757, G06K9/00. 4. Деклараційний патент на винахід UA №63073А. Мультиспектральний структурнопольовий спосіб прогнозування покладів нафти і газу / Перерва В.М., Тепляков М.О., Архіпов О.І. та ін. - опубліковано -15.01.2004. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601