Автореферат (Методика коррекции данных дистанционного зондирования в задаче интерпретации результатов космической съёмки в интересах оценки перспектив нефтегазоносности локальных геологических структур), страница 4

4. Технологическая схема решения задачи коррекции данных съѐмкии формирования компонентов векторов признаков ОВ и РОПредложенные в диссертационной работе подходы и алгоритмы реализованы в разработанном под MS Win32 программном комплексе, который, крометого, выполняет все основные технологические операции с геопространственными данными в растровых и векторных форматах представления (рис.

5).13Векторная картографическаяинформацияРастровые данные,данные съѐмкиERMapperTMMapInfoTM ProfessionalФункциональное назначение Предварительная обработка данных ДЗЗ и другойрастровой геопространственной информации; Анализ векторных данных и построение полейраспределения тематических параметров (цифроваямодель рельефа и др.)Функциональное назначение Систематизация и предварительная обработка векторныхгеопространственных данных (топографических, геологогеофизических, семантических и др.); Формирование результирующих карт и схемPrepStatФункциональное назначение Расчѐт статистических характеристикраспределений тематических параметров (в т.ч.

поданным ДЗЗ) в пространстве признаков впределах контуров замкнутых объектовКомпоненты векторовпризнаковлокальных структур̅ =(̅ =(,11,22,)̅,,)̅LOWTRAN7ERS Data ProcessorФункциональное назначение Поддержка данных съѐмки регистрирующейаппаратурой КА серии Landsat (MSS, TM, ETM+),Terra (Aster, Modis), Aqua (Modis); Расчѐт параметров освещѐнности местности; Синхронизация и управление программным модулемрасчѐта параметров пропускания атмосферыLOWTRAN7; Калибровка и комплексная коррекция данных съѐмкина предмет учѐта влияния условий освещѐнностиместности и пропускания атмосферы; Реализация технологических операций обработкирастровых геопространственных данных(визуализация результатов расчѐтов, формированиемногослойной модели данных, фильтрация,гистограммный анализ и др.)Функциональное назначениеРасчѐт параметров пропускания атмосферыКонверторФункциональное назначение Синхронизация программных комплексов MapInfo TM, ERMapperTMи ERS Data Processor на уровне файлового обмена; Импорт/экспорт данных тематических изолиний, поверхностей,контуров локальных структур и другой картографическойинформации в требуемые форматы представления данныхРис.

5. Функциональная схема программного комплекса(зелѐный – привлекаемое ПМО, оранжевый – разработанное)В третьей главе рассмотрены вопросы верификации и применения разработанной методики в решении задачи оценки перспектив нефтегазоносностилокальных структур, проведена оценка достоверности интерпретации данныхмультиспектральной космической съѐмки участка Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции в районе Печоро-Кожвинского мегавала и Большесынинской впадины.В качестве исходных данных привлекалась информация по 17 находящимся в пределах изучаемого участка эталонным структурам с достоверноустановленным статусом нефтегазоносности.Для анализа использовались данные съѐмки c КА Landsat-5 (TM) и Landsat-7 (ETM+) со 169 и 170 маршрутов (p) в пределах 14 и 15 кадров (r) в спецификации WRS-2: от 21.07.2000 (p169r14, ETM+), от 28.06.2006, 30.05.2007(p169r15, TM), от 26.06.2000 (p170r15, ETM+), а также 17.09.2001 (ETM+) и19.06.2006 (TM) в пределах кадров p170r14-15.Представленные результаты пространственного анализа (рис.

6) показывают, что изучаемый участок и объекты классов нефтегазоносных (НГ) и пустых (Пуст.) структур в большинстве случаев не покрываются одной сценойсъѐмки, за исключением сцен от 19.06 и 17.09, когда съѐмка проводилась вмаршрутном режиме. Вместе с тем, вследствие наличия в моменты проведениясъѐмок локальной облачности, накрывающей отдельные локальные структуры,несмотря на формальное покрытие таких структур данными съѐмки, фактически спектральная информация по ним отсутствует.Таким образом, из-за неблагоприятных метеорологических условий в различные периоды времени в совокупности с параметрами покрытия исследуемого участка данными съѐмки, отсутствовали спектральные данные по следующим структурам:30.05: № 32, 2, 22, 31, 30, 23, 42;1426.06: № 32, 2, 26, 37, 33, 24, 22, 27, 31, 25, 34, 30, 41, 23, 42, 43;28.06: № 1, 13, 27, 35, 45;21.07: № 1, 28, 26, 24, 13, 27, 35, 34, 36, 40, 44.№объекта3228263724132731343630412340424344СтатусНазвание структурыНГНГНГНГНГНГНГНГПуст.Пуст.Пуст.Пуст.Пуст.Пуст.Пуст.Пуст.Пуст.Печоро-КожвинскаяЮгидскаяКыртаельскаяЗап.-ПечорогородскаяСеверо-КожвинскаяХудоельскаяАранецкоеПесчанкаПрипечорскаяНовая-1ИскавожскаяАранец-139СоплесскаяРис.

6. Схема покрытия изучаемого участка сценами съѐмки с КА серииLandsat со 169 и 170 маршрутов в пределах 14 и 15 кадров (WRS-2)В качестве исходных данных для оценки условий освещѐнности местности, а также расчѐта параметров пропускания атмосферы на момент проведения съѐмок использовалась цифровая модель рельефа, построенная по даннымцифровой топографической карты М 1:100 000.Проведѐнные расчѐты показали, что диапазон изменения условий освещѐнности местности, определяемых величиной(6), в условиях реального рельефа достигает 0,6 при диапазоне сезонного (апрель-сентябрь) изменения средних значений [0,45-0,74]. Рис.7 иллюстрирует обусловленную рельефом местности неоднородность условий освещѐнности как на территории участка в целом, так и в пределах контуров отдельных локальных структур. Отмеченные обстоятельства не позволяют в полной мере использовать допущение оплоскостности территории при решении задачи восстановления отражательныххарактеристик локальных областей ПП.Зависимости полученных с использованием предложенного подхода (14)расчѐтных значений отражательной способности ПП от величин DN приведены на рис.

8.Основным показателем результативности разработанной методики коррекции данных является достоверность решения задачи оценки перспективнефтегазоносности геологических структур.15а) Профиль через структуру 25б) Профиль через структур 2Рис. 7. Изменение расчѐтноговдоль профилей через структуры0,4Зависимость расчётных значений альбедо от величин DNпо данным съёмки с КА Landsat-7 от 21.07.20000,6Отражательная способностьОтражательная способностьЗависимость расчётных значений альбедо от величин DNпо данным съёмки с КА Landsat-7 от 21.07.20000,6B10B20B30B40B50B700,20,00511021532042550,4B10B20B30B40B50B700,20,00Digital Number (DN)51102153204255Digital Number (DN)а)б)Рис.

8. Зависимость расчѐтных значений альбедо от относительныхвеличин DN исходных данных съѐмки: а) без коррекции, б) после коррекцииВ соответствии с постановкой задачи были рассчитаны два комплектакомпонентов векторов признаков объектов эталонных классов: для исходных данных съѐмки с КА Landsat-5 и 7 – средние по площади локальной структуры зарегистрированные значения яркости в относительныхединицахи(), оцененные в 7спектральных каналах ЦА; для данных съѐмки, прошедших коррекцию – средние по площади локальной структуры значения расчѐтной отражательной способности (для спектральных каналов 1-5 и 7) и радиационной температуры (для спектральногоканала 6) в соответствии с (13-15) с учѐтом условий съѐмки.Спектральные свойства первого из эталонных классов (класса нефтегазоносных объектов) представлены восемью реализациями (по количеству эталонных месторождений) вектора признаков, полученными для каждого из вышеперечисленных моментов съѐмок.

Второй эталонный класс (пустых объек16тов) объединил девять реализаций вектора признаков, соответствующих темже периодам съѐмки с поправкой на отсутствие единого покрытия и локальнуюоблачность на отдельные даты съѐмки.Результаты сопоставления характера изменений во времени отдельныхкомпонентов векторов признаков объектов эталонных классов, сформированныхпо исходным данным съѐмки в DN и на основе оценок радиометрических параметров ПП с учѐтом условий съѐмки на основе предложенного подхода (13-15),приведены на рис. 9.Д иапазон 0,63-0,69 м кмД иапазон 10,4-12,6 м км0 ,1 02410040200 ,0 80 ,0 62080DN30А л ь б ед оDN1201660400140120 ,0 410201601802002202402600 ,0 22800140С езон съ ѐм ки (№ дня с нач ала года)Н ефтегазоносны еП усты е структурыН ефтегазоносны еП усты е структуры8160180200220240260Р а д и а ци о н н а я те м п е р а тур°С а ,50280С езон съ ѐм ки (№ д ня с нач ала года)структуры (д о коррекции , D N )(д о коррекции , D N )структуры (п осл е коррекции , ал ь бед о)(п осл е коррекции , ал ь бед о)Н ефтегазоносны еП усты е структурыН ефтегазоносны еП усты е структурыструктуры (д о коррекции , D N )(д о коррекции , D N )структуры (п осл е коррекции, темп ература)(п осл е коррекции, темп ература)а)б)Рис.

9. Зависимость компонентов векторов признаков ОВ и РО от сезонасъѐмки: а) в диапазоне 0,63-0,69; б) в диапазоне 10,4-12,6 мкм.Анализ достоверности решения задачи оценки перспектив нефтегазоносности проведѐн путѐм решения задачи классификации для каждого из объектовэталонных классов. То есть в качестве РО в задаче классификации последовательно выступали все приведенные в таблице на рис. 6 эталонные объекты,которые должны были быть отнесены к одному из двух эталонных классов –нефтегазоносных или пустых объектов. В качестве показателя достоверностирезультатов классификации выступала частота правильной классификацииэталонных объектов.С целью получения максимально объективных оценок для решения задачи классификации привлекались три разных метода, представляющие построенные на различных принципах группы методов классификации: метод статистической (байесовской) классификации, основу которого составляет гауссовская аппроксимация плотности совместного распределениязначений спектрорадиометрических характеристик (альбедо, радиационныетемпературы); метод дискриминантного анализа (многомерной линейной классификации),базирующийся на расчѐте дискриминантных функций по ОВ; метод сравнения с прототипом, основанный на количественных оценкахблизости распознаваемого объекта к эталонным классам в идее расстоянияМахаланобиса.Результаты проведѐнных расчѐтов показали, что все три упомянутых выше метода продемонстрировали сопоставимые оценки достоверности распознавания эталонных объектов на основе исходных данных съѐмки и данных,17прошедших коррекцию в соответствии с разработанной методикой.