Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач
Интерпретация данных полевых измерений методами электропрофилирования чаще всего основана на простейших приемах оценки глубин и размеров тел или на качественном анализе, что влечет неоднозначность выводов о наличии и природе явлений, вызвавших изменения наблюдаемых параметров. Анализ статистических...
Saved in:
| Date: | 2015 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
2015
|
| Series: | Геоінформатика |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/125666 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач / Л.А. Христенко, Ю.И. Степанов // Геоінформатика. — 2015. — № 4. — С. 29-34. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-125666 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1256662017-11-01T03:02:55Z Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач Христенко, Л.А. Степанов, Ю.И. Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ Интерпретация данных полевых измерений методами электропрофилирования чаще всего основана на простейших приемах оценки глубин и размеров тел или на качественном анализе, что влечет неоднозначность выводов о наличии и природе явлений, вызвавших изменения наблюдаемых параметров. Анализ статистических характеристик потенциалов естественного поля (ЕП) и кажущегося сопротивления (КС) с помощью аппарата теории оценок позволяет значительно увеличить объем полезной информации и более четко проследить неявно выраженные в наблюденных полях особенности геологического строения. Разбиение на классы многопризнакового пространства методами безэталонной классификации существенно облегчает локализацию участков возможных инженерно-геологических осложнений. Исходными данными служили значения потенциалов ЕП и КС, полученные при выполнении профильных измерений в пределах Верхнекамского месторождения солей. Расчеты выполнялись с помощью модулей “КОСКАД-ПРОФИЛЬ” и “КОСКАД 2D” программного комплекса “КОСКАД 3D”. Результаты приведены по отдельно взятому профилю и по площади, сформированной из интерполированных по нескольким профилям значений потенциалов ЕП и КС. В результате интерпретации многомерных данных по формальным признакам повышена достоверность выводов о геологической природе изучаемых явлений и процессов, а также выделены зоны инженерно-геологических осложнений. Інтерпретація даних польових вимірювань методами злектропрофілювання найчастіше ґрунтується на найпростіших способах оцінювання глибин і розмірів тіл або на якісному аналізі. Це спричинює неоднозначність висновків про наявність і природу явищ, що зумовили зміни спостережуваних параметрів. Аналіз статистичних характеристик потенціалів природного поля (ПП) і уявного опору (УО) за використання апарату теорії оцінок дає змогу істотно збільшити обсяг корисної інформації та чіткіше прослідкувати неявно виражені у спостережених полях особливості геологічної будови. Розбиття на класи багатопризнакового простору методами безеталонної класифікації істотно полегшує локалізацію ділянок можливих інженерно-геологічних ускладнень. Вихідними даними слугували значення потенціалів ПП і УО, отримані під час виконання профільних вимірів у межах Верхньокамського родовища солей. Розрахунки виконано за допомогою модулів “КОСКАД- ПРОФІЛЬ” і “КОСКАД 2D” програмного комплексу “КОСКАД 3D”. Результати наведено за окремо взятим профілем і за площею, сформованою з інтерпольованих за кількома профілями значень потенціалів ПП і УО. В результаті інтерпретації багатовимірних даних за формальними ознаками підвищено достовірність висновків про геологічну природу досліджуваних явищ і процесів, а також виділено зони інженерно-геологічних ускладнень. Purpose. The purpose of the article is to study the possibility of applying the theory of assessments and methods of no¬standard classifications to localize areas of possible geotechnical complications in interpreting electric methods of horizontal profiling (self-potential and resistance with a symmetric configuration of the electrodes). Design/methodology/approach. For self-potential and apparent resistances (pa) statistical characteristics were calculated, which were used as additional data at interpretation. Calculations were carried out by a program complex of the spectral and correlation analysis of “KOSKAD 3D” data. The complex is an effective computer technology of processing geologic- geophysical data. The “KOSKAD 3D” includes algorithms of probabilistic and statistical analysis and splitting of the analyzed square into uniform areas (classes). SP, pa and their statistics were united in a uniform space, its structure being analyzed by means of methods of no- standard classifications. Findings. The results obtained in classification of geophysical parameters and their statistical characteristics allowed us to localize a number of zones of engineering-geological complications on sites of the railroad located within the developed space of a subsoil of the Verkhnekamsky salts field (Ural, Russia). Practical value/implications. Statistical characteristics of geoelectric parameters and methods of classification of multidimensional data on formal grounds help to increase reliability of allocating of zones of engineering-geological complications. 2015 Article Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач / Л.А. Христенко, Ю.И. Степанов // Геоінформатика. — 2015. — № 4. — С. 29-34. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1684-2189 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/125666 550.8.05 ru Геоінформатика Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ |
| spellingShingle |
Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ Христенко, Л.А. Степанов, Ю.И. Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач Геоінформатика |
| description |
Интерпретация данных полевых измерений методами электропрофилирования чаще всего основана на простейших приемах оценки глубин и размеров тел или на качественном анализе, что влечет неоднозначность выводов о наличии и природе явлений, вызвавших изменения наблюдаемых параметров. Анализ статистических характеристик потенциалов естественного поля (ЕП) и кажущегося сопротивления (КС) с помощью аппарата теории оценок позволяет значительно увеличить объем полезной информации и более четко проследить неявно выраженные в наблюденных полях особенности геологического строения. Разбиение на классы многопризнакового пространства методами безэталонной классификации существенно облегчает локализацию участков возможных инженерно-геологических осложнений. Исходными данными служили значения потенциалов ЕП и КС, полученные при выполнении профильных измерений в пределах Верхнекамского месторождения солей. Расчеты выполнялись с помощью модулей “КОСКАД-ПРОФИЛЬ” и “КОСКАД 2D” программного комплекса “КОСКАД 3D”. Результаты приведены по отдельно взятому профилю и по площади, сформированной из интерполированных по нескольким профилям значений потенциалов ЕП и КС. В результате интерпретации многомерных данных по формальным признакам повышена достоверность выводов о геологической природе изучаемых явлений и процессов, а также выделены зоны инженерно-геологических осложнений. |
| format |
Article |
| author |
Христенко, Л.А. Степанов, Ю.И. |
| author_facet |
Христенко, Л.А. Степанов, Ю.И. |
| author_sort |
Христенко, Л.А. |
| title |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| title_short |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| title_full |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| title_fullStr |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| title_full_unstemmed |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| title_sort |
интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач |
| publisher |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Геолого-геофізичні та математичні методи і сучасні комп’ютерні технології дослідження ЗемліІ |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/125666 |
| citation_txt |
Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач / Л.А. Христенко, Ю.И. Степанов // Геоінформатика. — 2015. — № 4. — С. 29-34. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| series |
Геоінформатика |
| work_keys_str_mv |
AT hristenkola interpretaciâgeoélektričeskihdannyhsispolʹzovaniemveroâtnosnostatističeskihharakteristikprirešeniiinženernogeologičeskihzadač AT stepanovûi interpretaciâgeoélektričeskihdannyhsispolʹzovaniemveroâtnosnostatističeskihharakteristikprirešeniiinženernogeologičeskihzadač |
| first_indexed |
2025-07-09T03:35:14Z |
| last_indexed |
2025-07-09T03:35:14Z |
| _version_ |
1837138829844152320 |
| fulltext |
29ISSN 1684-2189 ÃÅβÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
Ýëåêòðîðàçâåäêà ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü âûñîêóþ
äåòàëüíîñòü èçó÷åíèÿ ãåîëîãè÷åñêîé ñðåäû íà
ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ ãëóáèíàõ; èñïîëüçîâàòü
îáëåã÷åííûå èçìåðèòåëüíûå óñòàíîâêè, ÷òî óäå-
øåâëÿåò ðàáîòû è äàåò âîçìîæíîñòü ïðîâåäåíèÿ
ïîâòîðíûõ íàáëþäåíèé; ïîâûñèòü òî÷íîñòü ïî-
ëó÷àåìîé èíôîðìàöèè ïðè êîìïëåêñèðîâàíèè ñ
äðóãèìè ãåîôèçè÷åñêèìè ìåòîäàìè [7]. Âîçìîæ-
íîñòü âûäåëåíèÿ è îêîíòóðèâàíèÿ ó÷àñòêîâ èí-
æåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé ïî ðåçóëüòà-
òàì ýëåêòðîìåòðè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ìåòîäàìè
åñòåñòâåííîãî ïîëÿ (ÅÏ) è êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ (ÊÑ) â ìîäèôèêàöèè ñèììåòðè÷íîãî
ýëåêòðîïðîôèëèðîâàíèÿ (ÑÝÏ) ñïîñîáñòâóåò èõ
øèðîêîìó èñïîëüçîâàíèþ â óñëîâèÿõ óðáàíèçè-
ðîâàííûõ òåððèòîðèé. Îäíàêî èíòåðïðåòàöèÿ äàí-
íûõ ïîëåâûõ èçìåðåíèé ÅÏ è ÑÝÏ ÷àùå âñåãî
îñíîâàíà íà êà÷åñòâåííîì àíàëèçå èëè íà ïðîñ-
òåéøèõ ïðèåìàõ îöåíêè ãëóáèí è ðàçìåðîâ àíî-
ìàëèåîáðàçóþùèõ òåë, à ýòî âëå÷åò íåîäíîçíà÷-
íîñòü âûâîäîâ î íàëè÷èè è ïðèðîäå ÿâëåíèé,
âûçâàâøèõ èçìåíåíèÿ íàáëþäàåìûõ ïàðàìåòðîâ.
×òî êàñàåòñÿ ìåòîäà ÅÏ, òî, êàê îòìå÷àëîñü [5, 6],
“íåñìîòðÿ íà ìíîãîëåòíèé îïûò èñïîëüçîâàíèÿ
ÿâëåíèÿ òîêà òå÷åíèÿ â ãèäðîãåîëîãè÷åñêèõ èñ-
ñëåäîâàíèÿõ, ìåòîäèêà àíàëèçà ïîëåâûõ äàííûõ,
êàê ïðàâèëî, îãðàíè÷èâàåòñÿ èçîáðàæåíèåì íà
ñõåìàõ ñòðåëîê, íàïðàâëåííûõ ïî ãðàäèåíòó ïî-
òåíöèàëà ÅÏ îò îòðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé ê ïîëî-
æèòåëüíûì. Ñî ñòðåëêàìè îòîæäåñòâëÿåòñÿ íà-
ïðàâëåíèå ïîòîêà ïîäçåìíûõ âîä”. Âñåãäà æåëà-
òåëüíî èñïîëüçîâàòü íåñêîëüêî äîïîëíèòåëüíûõ
ãåîôèçè÷åñêèõ ìåòîäîâ â èíòåãðèðîâàííîé ïðî-
ãðàììå èññëåäîâàíèÿ, âìåñòî òîãî ÷òîáû ïîëàãàòü-
ñÿ íà åäèíñòâåííûé ìåòîä [12]. Ìíîãèå èññëåäî-
âàòåëè, îïèðàÿñü íà ñâîé ìíîãîëåòíèé îïûò,
ïûòàþòñÿ îöåíèâàòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ìî-
äåëèðîâàíèåì [1]. Èìåþòñÿ ïðèìåðû óñïåøíîãî
èñïîëüçîâàíèÿ ÅÏ äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî èçó÷åíèÿ
äâèæåíèÿ ïîäçåìíûõ âîä è êàëèáðîâêè ÷èñëåí-
íûõ ôèëüòðàöèîííûõ ìîäåëåé [5, 6]. Ïîâûñèòü
äîñòîâåðíîñòü èíòåðïðåòàöèè ìîæíî òàêæå ïóòåì
ðàñøèðåíèÿ àíàëèçèðóåìîãî ïðèçíàêîâîãî ïðî-
ñòðàíñòâà çà ñ÷åò ôîðìàëüíûõ ïðèçíàêîâ, íàïðè-
ìåð, ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñàìèõ íàáëþ-
äåííûõ ïàðàìåòðîâ.
Ïîëó÷àåìûå â ðåçóëüòàòå ãåîëîãî-ãåîôèçè÷å-
ñêèõ èññëåäîâàíèé äàííûå â ñèëó îáúåêòèâíûõ
ïðè÷èí ìîæíî ñ÷èòàòü âûáîðêîé îäíîé èëè íå-
ñêîëüêèõ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí. Ýòî ïîçâîëÿåò àíà-
ëèçèðîâàòü èõ ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñ
ïîìîùüþ àïïàðàòà òåîðèè îöåíîê. Òàêîé àíàëèç
äàåò âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåííî óâåëè÷èòü îáúåì
ïîëåçíîé äëÿ èññëåäîâàòåëÿ èíôîðìàöèè, ñîäåð-
æàùåéñÿ â íàáëþäåíèÿõ, ïîçâîëÿåò ïîä÷åðêíóòü
îñîáåííîñòè èçìåíåíèÿ ãåîïîëåé, îöåíèòü çàêî-
íîìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ èçó÷àåìîãî ïàðàìåòðà,
÷òî ïîâûøàåò ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà ãåîëîãè-
ÓÄÊ 550.8.05
ÈÍÒÅÐÏÐÅÒÀÖÈß ÃÅÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÄÀÍÍÛÕ
Ñ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅÌ ÂÅÐÎßÒÍÎÑÒÍÎ-ÑÒÀÒÈÑÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
ÏÐÈ ÐÅØÅÍÈÈ ÈÍÆÅÍÅÐÍÎ-ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÕ ÇÀÄÀ×
Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
Ãîðíûé èíñòèòóò Óðàëüñêîãî îòäåëåíèÿ ÐÀÍ, óë. Ñèáèðñêàÿ, 78à, Ïåðìü 614007, Ðîññèéñêàÿ Ôåäåðàöèÿ,
e-mail: liudmila.hristenko@yandex.ru; stepanov@mi-perm.ru
Èíòåðïðåòàöèÿ äàííûõ ïîëåâûõ èçìåðåíèé ìåòîäàìè ýëåêòðîïðîôèëèðîâàíèÿ ÷àùå âñåãî îñíîâàíà íà ïðîñ-
òåéøèõ ïðèåìàõ îöåíêè ãëóáèí è ðàçìåðîâ òåë èëè íà êà÷åñòâåííîì àíàëèçå, ÷òî âëå÷åò íåîäíîçíà÷íîñòü
âûâîäîâ î íàëè÷èè è ïðèðîäå ÿâëåíèé, âûçâàâøèõ èçìåíåíèÿ íàáëþäàåìûõ ïàðàìåòðîâ. Àíàëèç ñòàòèñòè÷å-
ñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîòåíöèàëîâ åñòåñòâåííîãî ïîëÿ (ÅÏ) è êàæóùåãîñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ (ÊÑ) ñ ïîìîùüþ àïïà-
ðàòà òåîðèè îöåíîê ïîçâîëÿåò çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòü îáúåì ïîëåçíîé èíôîðìàöèè è áîëåå ÷åòêî ïðîñëåäèòü
íåÿâíî âûðàæåííûå â íàáëþäåííûõ ïîëÿõ îñîáåííîñòè ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ. Ðàçáèåíèå íà êëàññû ìíîãî-
ïðèçíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà ìåòîäàìè áåçýòàëîííîé êëàññèôèêàöèè ñóùåñòâåííî îáëåã÷àåò ëîêàëèçàöèþ ó÷àñò-
êîâ âîçìîæíûõ èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé. Èñõîäíûìè äàííûìè ñëóæèëè çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëîâ
ÅÏ è ÊÑ, ïîëó÷åííûå ïðè âûïîëíåíèè ïðîôèëüíûõ èçìåðåíèé â ïðåäåëàõ Âåðõíåêàìñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ
ñîëåé. Ðàñ÷åòû âûïîëíÿëèñü ñ ïîìîùüþ ìîäóëåé “ÊÎÑÊÀÄ-ÏÐÎÔÈËÜ” è “ÊÎÑÊÀÄ 2D” ïðîãðàììíîãî
êîìïëåêñà “ÊÎÑÊÀÄ 3D”. Ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû ïî îòäåëüíî âçÿòîìó ïðîôèëþ è ïî ïëîùàäè, ñôîðìèðî-
âàííîé èç èíòåðïîëèðîâàííûõ ïî íåñêîëüêèì ïðîôèëÿì çíà÷åíèé ïîòåíöèàëîâ ÅÏ è ÊÑ.  ðåçóëüòàòå èíòåð-
ïðåòàöèè ìíîãîìåðíûõ äàííûõ ïî ôîðìàëüíûì ïðèçíàêàì ïîâûøåíà äîñòîâåðíîñòü âûâîäîâ î ãåîëîãè÷åñêîé
ïðèðîäå èçó÷àåìûõ ÿâëåíèé è ïðîöåññîâ, à òàêæå âûäåëåíû çîíû èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: åñòåñòâåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, êàæóùååñÿ ñîïðîòèâëåíèå, ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè,
êëàññû, èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèå îñëîæíåíèÿ.
30 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè è êà÷åñòâî êîíå÷íûõ ðå-
çóëüòàòîâ â öåëîì. Ñðåäíåå, ìîäà, ìåäèàíà, öåíò-
ðàëüíûå ìîìåíòû è äðóãèå õàðàêòåðèñòèêè ñëó-
÷àéíîé âåëè÷èíû ïîçâîëÿþò ïîä÷åðêíóòü
ðàçëè÷íûå ñâîéñòâà ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ êîí-
êðåòíîé ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû X: îñòðîâåðøèí-
íîñòü, àñèììåòðè÷íîñòü, ïîëîæåíèå ñðåäíåãî çíà-
÷åíèÿ, ñòåïåíü ðàçáðîñàííîñòè è äð. Ïðè ðàñ÷åòå
ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê â ñêîëüçÿùèõ îê-
íàõ âûÿâëÿþòñÿ çàêîíîìåðíîñòè èçìåíåíèÿ ñëó-
÷àéíîé âåëè÷èíû X âäîëü ïðîôèëÿ, ïî ïëîùàäè
èëè â ïðîñòðàíñòâå. Ïðè èíòåðïðåòàöèè ñòàòèñ-
òè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ îñíîâíîé èíòåðåñ ïðåäñòàâ-
ëÿþò îáëàñòè èõ ýêñòðåìàëüíûõ çíà÷åíèé, âûäå-
ëåíèå êîòîðûõ äàåò âîçìîæíîñòü ýôôåêòèâíî
ðåøàòü çàäà÷ó ðàéîíèðîâàíèÿ â ñëîæíûõ ôèçèêî-
ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ [4].
Ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè è ìåòîäû áåç-
ýòàëîííîé êëàññèôèêàöèè ïðè èíòåðïðåòàöèè äàí-
íûõ ýëåêòðîìåòðèè. Ïðîôèëüíûé âàðèàíò. Äëÿ
îöåíêè âëèÿíèÿ âûðàáîòàííîãî ïðîñòðàíñòâà íåäð
Âåðõíåêàìñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ êàëèéíî-ìàãíèå-
âûõ ñîëåé íà ó÷àñòêàõ Ñâåðäëîâñêîé æåëåçíîé
äîðîãè ïðîâîäèëèñü ïðîôèëüíûå èññëåäîâàíèÿ
îñíîâàíèÿ æåëåçíîäîðîæíîé íàñûïè ìåòîäàìè ÅÏ
è ÑÝÏ íà äâóõ ðàçíîñàõ ïèòàþùåé ëèíèè ÀÂ:
110 è 210 ì. Äëÿ çíà÷åíèé ïîòåíöèàëîâ U ÅÏ è
ÊÑ ïî êàæäîìó ïðîôèëþ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàì-
ìíîãî êîìïëåêñà “ÊÎÑÊÀÄ-ÏÐÎÔÈËÜ” [3]
áûëè ðàññ÷èòàíû â ñêîëüçÿùåì îêíå îöåíêè èõ
ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê (ñðåäíåãî, äèñïåð-
ñèè, àñèììåòðèè, ýêñöåññà, êîýôôèöèåíòà âàðèà-
öèè). Íà ðèñ. 1 â êà÷åñòâå ïðèìåðà ïðèâåäåíû
ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîòåíöèàëîâ ÅÏ
ïî ïðîôèëþ ÐÆÄ5-3.
Ðàññ÷èòàííûå ñòàòèñòèêè áûëè èñïîëüçîâàíû
â êà÷åñòâå âñïîìîãàòåëüíûõ ïðèçíàêîâ äëÿ áåç-
ýòàëîííîé êëàññèôèêàöèè ãåîýëåêòðè÷åñêèõ ïî-
ëåé (ìåòîäàìè îáùåãî ðàññòîÿíèÿ è äèíàìè÷å-
ñêèõ ñãóùåíèé). Ýâðèñòè÷åñêèå ìåòîäû êëàññè-
ôèêàöèè, ðåàëèçîâàííûå â êîìïëåêñå ñïåêòðàëü-
íî-êîððåëÿöèîííîãî àíàëèçà äàííûõ “ÊÎÑÊÀÄ
3D” [3] îñíîâàíû íà ðàçáèåíèè äèàïàçîíà çíà÷å-
íèé êàæäîãî ïðèçíàêà íà çàäàííîå ÷èñëî ãðàäà-
öèé è â áîëüøèíñòâå ñâîåì ñâîäÿòñÿ ê ðàñ÷åòó
êîìïëåêñíîãî ïàðàìåòðà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ëèíåé-
íîé êîìáèíàöèåé ñîîòâåòñòâóþùåãî íîìåðà èí-
òåðâàëà ãðàäàöèè ïî ñîâîêóïíîñòè àíàëèçèðóåìûõ
ïðèçíàêîâ â êàæäîé òî÷êå íàáëþäåíèé. Îñíîâíàÿ
èäåÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñîâîêóïíîñòü îáúåê-
òîâ, íàõîäÿùèõñÿ íà îäèíàêîâîì ðàññòîÿíèè îò
êàæäîãî èç k ýòàëîíîâ, îáðàçóåò êîìïàêòíóþ
ãðóïïó.
Íà ðèñ. 2 ïîêàçàíû ðåçóëüòàòû ðàçáèåíèÿ íà
êëàññû ìíîãîïðèçíàêîâûõ äàííûõ, ïîëó÷åííûå â
ðåçóëüòàòå îáúåäèíåíèÿ çíà÷åíèé ïîòåíöèàëîâ U
ÅÏ, ÊÑ è èõ ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, ìå-
òîäîì äèíàìè÷åñêèõ ñãóùåíèé ñ àâòîìàòè÷åñêèì
îïðåäåëåíèåì êîëè÷åñòâà êëàññîâ.
Àëãîðèòì ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âàðèàíò ìåòîäà
êëàññèôèêàöèè ìíîãîïðèçíàêîâûõ íàáëþäåíèé
íà çàðàíåå èçâåñòíîå ÷èñëî êëàññîâ k â óñëîâèÿõ
ìèíèìóìà èíôîðìàöèè î íà÷àëüíûõ öåíòðàõ
êëàññîâ, èçâåñòíûé ïîä íàçâàíèåì k-ñðåäíèõ èëè
k-áëèæàéøèõ ñîñåäåé. Â îñíîâå ìåòîäà ëåæèò èòå-
ðàöèîííûé ïðîöåññ, ïîçâîëÿþùèé îáúåäèíÿòü â
îäèí êëàññ òî÷êè, êîòîðûå ðàñïîëîæåíû áëèæå
âñåãî (â L2- èëè L1-ìåòðèêå) ê öåíòðó êëàññà.
 ðåçóëüòàòå êëàññèôèêàöèè ëîêàëèçîâàí ó÷àñòîê
èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêîãî îñëîæíåíèÿ ìåæäó ïè-
êåòàìè 180–250 ì, íå âûÿâëåííûé ïðè êà÷åñòâåí-
íîì àíàëèçå ãðàôèêîâ ïîëÿ.
Âûÿâëåííàÿ ïî äàííûì ÂÝÇ íèçêîîìíàÿ çîíà
(ïê 1420–1900, ì) â íèæíåé ÷àñòè íàäñîëÿíûõ
îòëîæåíèé, ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàþùàÿ ñ ìåñ-
òîïîëîæåíèåì Çûðÿíñêîãî ñäâèãà, áûëà âûäåëåíà
ïðîöåäóðîé êëàññèôèêàöèè ïðè îáúåäèíåíèè âñå-
ãî äâóõ ïðèçíàêîâ: ïîòåíöèàëîâ ÅÏ è ÊÑ [9].
Ðèñ. 1. Ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîòåíöèàëîâ ÅÏ ïî ïðîôèëþ ÐÆÄ5-3: ñèíèé öâåò – ñðåäíåå, êðàñíûé – äèñ-
ïåðñèÿ, çåëåíûé – àñèììåòðèÿ, æåëòûé – ýêñöåññ, ôèîëåòîâûé – êîýôôèöèåíò âàðèàöèè
Ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû èíòåðïðåòàöèè ïî ïðîôèëþ ÐÆÄ5-3: 1 – çîíà ðàçóïëîòíåíèÿ, ïîëó÷åííàÿ ïî äàííûì ÂÝÇ; 2 – çîíà
ïîâûøåííîé ôèëüòðàöèè
31ISSN 1684-2189 ÃÅβÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
Ïðîòÿæåííîñòü ïðîôèëÿ, îòâå÷àþùåãî íà ãðàôè-
êàõ ó÷àñòêó ïîíèæåííûõ çíà÷åíèé U è ÊÑ ñî-
ñòàâëÿåò îêîëî 400 ì, ïîýòîìó äîñòàòî÷íî ëåãêî
ïðîâåñòè êà÷åñòâåííóþ îöåíêó. Âûäåëèòü ó÷àñòîê
ïðîòÿæåííîñòüþ 70 ì ïðè òàêèõ ÷àñòîòíûõ è àì-
ïëèòóäíûõ èçìåíåíèÿõ ãðàôèêîâ âèçóàëüíî íå-
âîçìîæíî, à ðàçáèåíèå ãåîýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðîâ íà êëàññû ïî ôîðìàëüíûì ïðèçíàêàì
ñóùåñòâåííî îáëåã÷àåò ëîêàëèçàöèþ ó÷àñòêîâ èí-
æåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé.
Ïëîùàäíîé âàðèàíò. ×òîáû âûäåëèòü çîíû
âîçìîæíûõ èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíå-
íèé ïî åäèíûì êðèòåðèÿì, öåëåñîîáðàçíî âûïîë-
íèòü êëàññèôèêàöèþ îáùåãî ïðèçíàêîâîãî ïðî-
ñòðàíñòâà ïî äâóì ñáëèæåííûì ó÷àñòêàì
èññëåäîâàíèé – ÐÆÄ4 è ÐÆÄ5. Èçìåðåíèÿ íà
ñóáïàðàëëåëüíûõ è ïðàêòè÷åñêè ðàâíîóäàëåííûõ
ïðîôèëÿõ ðàññìàòðèâàëèñü êàê ïëîùàäíûå. Çíà-
÷åíèÿ ïîòåíöèàëîâ ÅÏ è ÊÑ èíòåðïîëèðîâàëèñü
â óçëû ðåãóëÿðíîé ñåòè. Çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëîâ
ÅÏ ïî ïðîôèëÿì ïðåäâàðèòåëüíî óâÿçûâàëèñü
ìåæäó ñîáîé.
Ïðîãðàììíûì êîìïëåêñîì “ÊÎÑÊÀÄ 2D” ïî
ãåîôèçè÷åñêèì ïîëÿì â ñêîëüçÿùåì îêíå ðàññ÷è-
òûâàëèñü ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè. Íà
ðèñ. 3, â êà÷åñòâå ïðèìåðà ïîêàçàíû ïîëó÷åííûå
ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîòåíöèàëîâ ÅÏ.
Âèäíî, ÷òî ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ïîëÿ äèñïåð-
ñèè ïîòåíöèàëîâ U ÅÏ òÿãîòåþò ê ãðàíèöàì àíî-
ìàëüíûõ îáëàñòåé. Ìèíèìàëüíûå è ìàêñèìàëü-
íûå çíà÷åíèÿ àñèììåòðèè è ýêñöåññà U ÅÏ òàêæå
ïðèóðî÷åíû ê ãðàíèöàì àíîìàëèé. Êàæäàÿ ñòàòè-
ñòè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîçâîëÿåò áîëåå ÷åòêî
ïðîñëåäèòü íåÿâíî âûðàæåííûå â íàáëþäåííûõ
ïîëÿõ îñîáåííîñòè ãåîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ. Ðàñ-
ñ÷èòàííûå ñòàòèñòèêè U ÅÏ è ÊÑ íà äâóõ ðàçíî-
ñàõ ÀÂ è ñàìè íàáëþäåííûå ïàðàìåòðû (âñåãî 15)
îáúåäèíÿëèñü â ìíîãîïðèçíàêîâîå ïðîñòðàíñòâî,
ñòðóêòóðà êîòîðîãî àíàëèçèðîâàëàñü ñ ïîìîùüþ
ìåòîäîâ áåçýòàëîííîé êëàññèôèêàöèè (îáùåãî
ðàññòîÿíèÿ è äèíàìè÷åñêèõ ñãóùåíèé).
Ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ êëàññèôè-
êàöèé ñ ðåçóëüòàòàìè ñåéñìè÷åñêèõ è ãàçîãåîõè-
ìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïîêàçàëî, ÷òî íàèáîëåå
ñîäåðæàòåëüíûå êîíòóðû êëàññîâ ïîçâîëèë ïîëó-
÷èòü ìåòîä äèíàìè÷åñêèõ ñãóùåíèé (ðèñ. 4).
Îáëàñòè, îêîíòóðåííûå ãðàíèöàìè 3–5 êëàñ-
ñîâ, ïðîñòðàíñòâåííî ñîâïàäàþò ñ îñëîæíåíèÿìè
âîëíîâîãî ïîëÿ è àíîìàëèÿìè, çàôèêñèðîâàííû-
ìè ìåòîäîì ãàçîãåîõèìè÷åñêîãî îïðîáîâàíèÿ
(ðèñ. 5). Áîëüøèíñòâî îòëè÷íûõ îò ôîíà êëàññîâ
ïðèóðî÷åíî ê ïëîùàäè ÐÆÄ5. Êîíòóðàìè áåëîãî
öâåòà íà ðèñ. 4 âûíåñåíû ðåçóëüòàòû êëàññèôèêà-
öèè, âûïîëíåííûå ðàíåå [9, 10] òîëüêî ïî ó÷àñò-
êó ÐÆÄ5. Âèäíî, ÷òî óâåëè÷åíèå ðàçìåðíîñòè
ïðèçíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïîçâîëèëî ëó÷øå
Ðèñ. 3. Ñòàòèñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîòåíöèàëîâ ÅÏ â
ñêîëüçÿùåì îêíå: à – ñðåäíåå, á – äèñïåðñèÿ, â – àñèì-
ìåòðèÿ, ã – ýêñöåññ, ä – êîýôôèöèåíò âàðèàöèè
Ðèñ. 4. Ðåçóëüòàòû êëàññèôèêàöèè ìíîãîìåðíûõ äàííûõ Ðèñ. 5. Ðåçóëüòàòû ãàçîãåîõèìè÷åñêîãî îïðîáîâàíèÿ [2]:
1 – îñëîæíåíèÿ âîëíîâîãî ïîëÿ, âûäåëåííûå ïî ðåçóëü-
òàòàì ñåéñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé; 2 – Çûðÿíñêèé ñäâèã
32 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
ó÷åñòü îñîáåííîñòè ïîëåé è âûäåëèòü óñòîé÷èâûå
êîíòóðû êëàññîâ [8, 11].
Ïðîñòðàíñòâåííîå ñîâïàäåíèå êîíòóðîâ âûäå-
ëåííûõ êëàññîâ ñ çîíàìè ïîâûøåííîé òðåùèíî-
âàòîñòè, ïî êîòîðûì ñîãëàñíî ãåîõèìè÷åñêèì äàí-
íûì îñóùåñòâëÿåòñÿ ìàññîïåðåíîñ ãàçîâ â
ïðèïîâåðõíîñòíóþ ÷àñòü ðàçðåçà [2], ìîæåò ñâè-
äåòåëüñòâîâàòü î íàëè÷èè ñêâîçíûõ çîí âåðòè-
êàëüíûõ ïåðåòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä.
Ïðè âèçóàëüíîì êà÷åñòâåííîì àíàëèçå íàáëþ-
äåíèé ÑÝÏ è ÅÏ òðóäíî èçáåæàòü ñóáúåêòèâíîñ-
òè â èíòåðïðåòàöèè. Ðàçáèåíèå íà êëàññû ìíîãî-
ïðèçíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà ñóùåñòâåííî îáëåã÷àåò
ëîêàëèçàöèþ ó÷àñòêîâ âîçìîæíûõ èíæåíåðíî-
ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé.
Âûâîäû. Èñïîëüçîâàíèå ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàê-
òåðèñòèê ãåîýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ è ìåòîäîâ
êëàññèôèêàöèè ìíîãîìåðíûõ äàííûõ ïî ôîðìàëü-
íûì ïðèçíàêàì ïîìîãàåò ïîâûñèòü äîñòîâåðíîñòü
âûâîäîâ î ãåîëîãè÷åñêîé ïðèðîäå âîçíèêíîâåíèÿ
èçó÷àåìûõ ÿâëåíèé è ïðîöåññîâ, à òàêæå âûäå-
ëèòü çîíû èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ îñëîæíåíèé.
1. Âûæâà Ñ.À. Ìîíèòîðèíã ïðîöåññîâ ïîäòîïëåíèÿ íà
òåððèòîðèè íàöèîíàëüíîãî êîìïëåêñà “Ýêñïîöåíòð
Óêðàèíû” / Ñ.À. Âûæâà È.È. Îíèùóê, È.Â. Öþïà //
Ãåî³íôîðìàòèêà. – 2010. – ¹ 1. – Ñ. 66–71.
2. Îöåíêà âëèÿíèÿ ãîðíûõ âûðàáîòîê íà îáúåêòû èí-
ôðàñòðóêòóðû íà ó÷àñòêàõ Ñâåðäëîâñêîé æåëåçíîé äî-
ðîãè, íàõîäÿùèõñÿ íàä âûðàáîòàííûì ïðîñòðàíñòâîì
ó÷àñòêîâ íåäð Âåðõíåêàìñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ êàëèé-
íî-ìàãíèåâûõ ñîëåé, ïðåäñòàâëåííûõ ÎÀÎ “Óðàëêà-
ëèé”: îò÷åò ïî äîãîâîðó ¹ 250/2011 îò 01.02.11 ñ ÎÀÎ
“Óðàëêàëèé”: â 3 êí. è 1 ïàïêå. Êí. 1 / ÃÈ ÓðÎ ÐÀÍ;
ðóê. È.À. Ñàíôèðîâ. – Ïåðìü, 2012. – 217 ñ. – (Ôîí-
äû ÃÈ ÓðÎ ÐÀÍ).
3. Ïåòðîâ À.Â. Îáðàáîòêà è èíòåðïðåòàöèÿ ãåîôèçè÷å-
ñêèõ äàííûõ ìåòîäàìè âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêîãî
ïîäõîäà ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðíîé òåõíîëîãèè
“ÊÎÑÊÀÄ 3D” / À.Â. Ïåòðîâ, Ä.Á. Þäèí , Õîó Ñþå-
ëè // Âåñòíèê ÊÐÀÓÍÖ. Íàóêè î Çåìëå. – 2010. –
¹ 2, âûï. 16. – Ñ. 126–132.
4. Ïåòðîâ À.Â. Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû îáðàáîòêè ãåîôè-
çè÷åñêèõ äàííûõ: Ó÷åá. ïîñîáèå. – Ì.: Ìîñê. ãîñ.
ãåîë.-ðàçâ. óí-ò, 2004. – 37 ñ.
5. Òèòîâ Ê.Â. Åñòåñòâåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå êàê ñðåä-
ñòâî êàëèáðîâêè ãåîôèëüòðàöèîííûõ ìîäåëåé /
Ê.Â. Òèòîâ, Ï.Ê. Êîíîñàâñêèé, Þ.Ò. Èëüèí, À. Ëå-
âèöêè // Ìàòåðèàëû êîíôåðåíöèè “Ñîâðåìåííûå
ïðîáëåìû ãèäðîãåîëîãèè è ãèäðîãåîìåõàíèêè” ïàìÿ-
òè Â.À. Ìèðîíåíêî, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, 28 ôåâð. –
2 ìàðòà 2002 ã.: Ñá. äîêë. – Èçä-âî Ñàíêò-Ïåòåðá. ãîñ.
óí-òà, 2002. – Ñ. 522–532.
6. Òèòîâ Ê.Â. Ïåðñïåêòèâû ïðèìåíåíèÿ ìåòîäîâ ýëåê-
òðîðàçâåäêè ïðè ðåøåíèè ãèäðîãåîëîãè÷åñêèõ çàäà÷. /
Ê.Â. Òèòîâ, Â.À. Òàðàñîâ, À.Â. Òàðàñîâ, Ï.Ê. Êîíî-
ñàâñêèé // Ðàçâåäêà è îõðàíà íåäð. – 2003. – ¹ 4. –
Ñ. 64–67.
7. Õìåëåâñêîé Â.Ê. Ãåîôèçè÷åñêèå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ
çåìíîé êîðû. ×. 2. 1997 ã. [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. –
Ðåæèì äîñòóïà: http://www.astronet.ru/db/msg/1173324/
page22.html (äàòà îáðàùåíèÿ: 08.06.2015).
8. Õðèñòåíêî Ë.À. Âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû
èíòåðïðåòàöèè äàííûõ ýëåêòðîðàçâåäêè ÅÏ è ÑÝÏ ïðè
ðåøåíèè èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ çàäà÷ / Ë.À. Õðèñ-
òåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ // XIVth International
Conference – Geoinformatics: Theoretical and Applied
Aspects, Kiev, 11–14 May 2015. – Kiev, Ukraine [Ýëåê-
òðîííûé ðåñóðñ]. – Ðåæèì äîñòóïà: http://
www.earthdoc.org/publication/publicationdetails/
?publication=80207 (äàòà îáðàùåíèÿ: 08.06.2015).
9. Õðèñòåíêî Ë.À. Èíòåðïðåòàöèÿ ïðîôèëüíûõ ýëåêòðî-
ìåòðè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, âûïîëíåííûõ â ïðåäåëàõ
Âåðõíåêàìñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ñîëåé / Ë.À. Õðèñòåí-
êî, Þ.È. Ñòåïàíîâ // Ìåæäóíàðîäíàÿ êîíôåðåíöèÿ
“Ñåäüìûå íàó÷íûå ÷òåíèÿ Þ.Ï. Áóëàøåâè÷à «Ãëó-
áèííîå ñòðîåíèå, ãåîäèíàìèêà, òåïëîâîå ïîëå Çåìëè,
èíòåðïðåòàöèÿ ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé»”, Åêàòåðèíáóðã,
8–13 ñåíò. 2013. – Åêàòåðèíáóðã: Ãô ÓðÎ ÐÀÍ,
2013. – Ñ. 327–328.
10. Õðèñòåíêî Ë.À. Èíòåðïðåòàöèÿ ýëåêòðîìåòðè÷åñêèõ
íàáëþäåíèé ïðè èññëåäîâàíèè îñíîâàíèÿ æåëåçíî-
äîðîæíîé íàñûïè / Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ //
Âîïðîñû òåîðèè è ïðàêòèêè ãåîëîãè÷åñêîé èíòåðïðå-
òàöèè ãðàâèòàöèîííûõ, ìàãíèòíûõ è ýëåêòðè÷åñêèõ
ïîëåé: 41-ÿ ñåñ. Ìåæäóíàð. ñåìèíàðà èì. Ä.Ã. Óñïåí-
ñêîãî.– Åêàòåðèíáóðã: ÈÃô ÓðÎ ÐÀÍ, 2014. –
Ñ. 269–271.
11. Õðèñòåíêî Ë.À. Ýëåêòðîìåòðè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ ïðè
îöåíêå âëèÿíèÿ âûðàáîòàííîãî ïðîñòðàíñòâà íåäð íà
îñíîâàíèå æåëåçíîäîðîæíîé íàñûïè / Ë.À. Õðèñòåí-
êî, Þ.È. Ñòåïàíîâ // Åñòåñòâåííûå è òåõíè÷åñêèå
íàóêè. – 2014. – ¹ 7. – Ñ. 58–62.
12. Wightman W.E., Jalinoos F., Sirles P., Hanna K.
Application of Geophysical Methods to Highway Related
Problems. Federal Highway Administration, Central
Federal Lands Highway Division, Lakewood, CO,
Publication No. FHWA-IF-04-021, September 2003.
Available at: http://www.cflhd.gov/resources/agm/(äàòà
îáðàùåíèÿ: 08.06.2015).
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 02.07.2015 ã.
33ISSN 1684-2189 ÃÅβÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
²ÍÒÅÐÏÐÅÒÀÖ²ß ÃÅÎÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÄÀÍÈÕ
Ç ÂÈÊÎÐÈÑÒÀÍÍßÌ ²ÌβÐÍÎÑÍÎ-ÑÒÀÒÈÑÒÈ×ÍÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
ÏÐÈ ÂÈвØÅÍͲ ²ÍÆÅÍÅÐÍÎ-ÃÅÎËÎò×ÍÈÕ ÇÀÂÄÀÍÜ
Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.I. Ñòåïàíîâ
óðíè÷èé ³íñòèòóò Óðàëüñüêîãî â³ää³ëåííÿ ÐÀÍ, âóë. Ñèá³ðñüêà, 78à, Ïåðì 614007, Ðîñ³éñüêà Ôåäåðàö³ÿ,
e-mail: liudmila.hristenko@yandex.ru
²íòåðïðåòàö³ÿ äàíèõ ïîëüîâèõ âèì³ðþâàíü ìåòîäàìè ýëåêòðîïðîô³ëþâàííÿ íàé÷àñò³øå ´ðóíòóºòüñÿ íà íàé-
ïðîñò³øèõ ñïîñîáàõ îö³íþâàííÿ ãëèáèí ³ ðîçì³ð³â ò³ë àáî íà ÿê³ñíîìó àíàë³ç³. Öå ñïðè÷èíþº íåîäíîçíà÷í³ñòü
âèñíîâê³â ïðî íàÿâí³ñòü ³ ïðèðîäó ÿâèù, ùî çóìîâèëè çì³íè ñïîñòåðåæóâàíèõ ïàðàìåòð³â. Àíàë³ç ñòàòèñòè÷-
íèõ õàðàêòåðèñòèê ïîòåíö³àë³â ïðèðîäíîãî ïîëÿ (ÏÏ) ³ óÿâíîãî îïîðó (ÓÎ) çà âèêîðèñòàííÿ àïàðàòó òåîð³¿
îö³íîê äຠçìîãó ³ñòîòíî çá³ëüøèòè îáñÿã êîðèñíî¿ ³íôîðìàö³¿ òà ÷³òê³øå ïðîñë³äêóâàòè íåÿâíî âèðàæåí³ ó
ñïîñòåðåæåíèõ ïîëÿõ îñîáëèâîñò³ ãåîëîã³÷íî¿ áóäîâè. Ðîçáèòòÿ íà êëàñè áàãàòîïðèçíàêîâîãî ïðîñòîðó ìåòîäà-
ìè áåçåòàëîííî¿ êëàñèô³êàö³¿ ³ñòîòíî ïîëåãøóº ëîêàë³çàö³þ ä³ëÿíîê ìîæëèâèõ ³íæåíåðíî-ãåîëîã³÷íèõ óñêëàä-
íåíü. Âèõ³äíèìè äàíèìè ñëóãóâàëè çíà÷åííÿ ïîòåíö³àë³â ÏÏ ³ ÓÎ, îòðèìàí³ ï³ä ÷àñ âèêîíàííÿ ïðîô³ëüíèõ
âèì³ð³â ó ìåæàõ Âåðõíüîêàìñüêîãî ðîäîâèùà ñîëåé. Ðîçðàõóíêè âèêîíàíî çà äîïîìîãîþ ìîäóë³â “ÊÎÑÊÀÄ-
ÏÐÎÔ²ËÜ” ³ “ÊÎÑÊÀÄ 2D” ïðîãðàìíîãî êîìïëåêñó “ÊÎÑÊÀÄ 3D”. Ðåçóëüòàòè íàâåäåíî çà îêðåìî âçÿòèì
ïðîô³ëåì ³ çà ïëîùåþ, ñôîðìîâàíîþ ç ³íòåðïîëüîâàíèõ çà ê³ëüêîìà ïðîô³ëÿìè çíà÷åíü ïîòåíö³àë³â ÏÏ ³ ÓÎ.
 ðåçóëüòàò³ ³íòåðïðåòàö³¿ áàãàòîâèì³ðíèõ äàíèõ çà ôîðìàëüíèìè îçíàêàìè ï³äâèùåíî äîñòîâ³ðí³ñòü âèñíîâê³â
ïðî ãåîëîã³÷íó ïðèðîäó äîñë³äæóâàíèõ ÿâèù ³ ïðîöåñ³â, à òàêîæ âèä³ëåíî çîíè ³íæåíåðíî-ãåîëîã³÷íèõ óñêëàä-
íåíü.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ïðèðîäíå åëåêòðè÷íå ïîëå, óÿâíèé îï³ð, ñòàòèñòè÷í³ õàðàêòåðèñòèêè, êëàñè, ³íæåíåðíî-ãåî-
ëîã³÷í³ óñêëàäíåííÿ.
INTERPRETATION OF GEOELECTRIC DATA USING PROBABILISTIC
AND STATISTICAL CHARACTERISTICS IN SOLVING ENGINEERING-GEOLOGICAL PROBLEMS
L.A. Hristenko, Y.I. Stepanov
Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 78à Sibirskaya Str., Perm 614007,
Russian Federation, e-mail: liudmila.hristenko@yandex.ru
Purpose. The purpose of the article is to study the possibility of applying the theory of assessments and methods of no-
standard classifications to localize areas of possible geotechnical complications in interpreting electric methods of horizontal
profiling (self-potential and resistance with a symmetric configuration of the electrodes).
Design/methodology/approach. For self-potential and apparent resistances (ρa) statistical characteristics were calculated,
which were used as additional data at interpretation. Calculations were carried out by a program complex of the spectral
and correlation analysis of “KOSKAD 3D” data. The complex is an effective computer technology of processing geologic-
geophysical data. The “KOSKAD 3D” includes algorithms of probabilistic and statistical analysis and splitting of the
analyzed square into uniform areas (classes). SP, ρa and their statistics were united in a uniform space, its structure being
analyzed by means of methods of no- standard classifications.
Findings. The results obtained in classification of geophysical parameters and their statistical characteristics allowed us to
localize a number of zones of engineering-geological complications on sites of the railroad located within the developed
space of a subsoil of the Verkhnekamsky salts field (Ural, Russia).
Practical value/implications. Statistical characteristics of geoelectric parameters and methods of classification of
multidimensional data on formal grounds help to increase reliability of allocating of zones of engineering-geological
complications.
Keywords: field of self-potential, apparent resistivity, statistical characteristics, classes, engineering-geological complications.
References:
1. Vyzhva S.A., Onishchuk I.I., Tsyupa I.V. Monitoring protsessov podtopleniya na territorii natsional’nogo kompleksa “Ekspotsentr
Ukrainy” [Monitoring processes of flooding on the territory of national complex “Expocenter of Ukraine”]. Geoinformatika,
2010, no. 1, pp. 66-71.
2. Sanfirov I.A. Otsenka vliyaniya gornykh vyrabotok na ob’ekty infrastruktury na uchastkakh Sverdlovskoy zheleznoy dorogi,
nakhodyashchikhsya nad vyrabotannym prostranstvom uchastkov nedr Verkhnekamskogo mestorozhdeniya kaliyno-magnievykh
soley, predstavlennykh OAO “Uralkaliy”: otchet po dogovoru ¹ 250/2011 ot 01.02.11 s OAO “Uralkaliy” [Assessment of
influence of excavations on objects of infrastructure on the sites of the Sverdlovsk railroad which are over the developed space
of subsoil plots of the Verkhnekamsky field of the potassium-magnesium salts presented to corp. “Uralkali”]. Perm, Russian
Acad. Sci., Min. Inst. Ural Branch, 2012, vol. 1, 217 p.
3. Petrov A.V., Yudin D.B., Syueli Khou. Obrabotka i interpretatsiya geofizicheskikh dannykh metodami veroyatnostno-
statisticheskogo podkhoda s ispol’zovaniem komp’yuternoy tekhnologii “KOSKAD 3D” [Processing and interpretation of
34 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2015, ¹ 4 (56)
© Ë.À. Õðèñòåíêî, Þ.È. Ñòåïàíîâ
geophysical data by methods of probabilistic and statistical approach with use of the computer technology “KOSKAD 3D”].
Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2010, no. 2, issue 16, pp. 126-132.
4. Petrov A.V. Teoreticheskie osnovy obrabotki geofizicheskikh dannykh. Uchebnoe posobie [Theoretical bases of processing of
geophysical data. Manual]. Moscow, Moscow State Geological Prospecting University, 2004, 37 p.
5. Titov K.V., Konosavskij P.K., Il’in Ju.T., Levicki A. Estestvennoe jelektricheskoe pole kak sredstvo kalibrovki geofil'tracionnyh
modelej [Natural electric field as means of calibration of geofiltrational models]. Sbornik dokladov konferencii “Sovremennye
problemy gidrogeologii i gidrogeomehaniki” pamjati V.A. Mironenko [The proceedings of the conference “Modern problems of
hydrogeology and hydrogeomechanical” to the memory of V.A. Mironenko]. St. Petersburg, St. Petersburg State University,
2002, pp. 522-532.
6. Titov K.V., Tarasov V.A., Tarasov A.V., Konosavskij P.K. Perspektivy primenenija metodov jelektrorazvedki pri reshenii
gidrogeologicheskih zadach [Prospects of application of methods of electrical prospecting in solving hydrogeological problems].
Razvedka i ohrana nedr, 2003, no. 4, pp. 64-67.
7. Hmelevskoj V.K. Geofizicheskie metody issledovanija zemnoj kory. Chast’ 2. [Geophysical methods of studying the earth’s
crust. Part 2]. 1997. Available at: http://www.astronet.ru/db/msg/1173324/page22.html (accessed: 8 June 2015).
8. Hristenko L.A., Stepanov Ju.I. Verojatnostno-statisticheskie metody interpretacii dannyh jelektrorazvedki EP i SJeP pri reshenii
inzhenerno-geologicheskih zadach [Probabilistic-statistical methods of data interpretation of electrical prospecting EP and SEP
in the solution of geological engineering problems]. XIVth International Conference - Geoinformatics: Theoretical and Applied
Aspects 11–14 May 2015, Kiev, Ukraine, 2015. Available at: http://www.earthdoc.org/publication/publicationdetails/
?publication=80207 (accessed: 8 June 2015).
9. Hristenko L.A., Stepanov Ju.I. Interpretacija profil’nyh jelektrometricheskih nabljudenij, vypolnennyh v predelah Verhnekamskogo
mestorozhdenija solej [Interpretation of electrometric profiling observations within the Verkhnekamskoye Deposit of salts].
Mezhdunarodnaja konferencija “Sed’mye nauchnye chtenija Ju.P. Bulashevicha” Glubinnoe stroenie, geodinamika, teplovoe
pole Zemli, interpretacija geofizicheskih polej, 8-13 sentjabrja 2013, Ekaterinburg [International conference “Seventh scientific
reading of Yu. Ulasevich” Deep structure, geodynamics, thermal field of the Earth, interpretation of geophysical fields].
Ekaterinburg, Russian Acad. Sci., Inst. of Geophysics Ural Branch, (Institut geofiziki Ural’skogo otdeleniya Rossiyskoy Akademii
nauk), 2013, pp. 327-328.
10. Hristenko L.A., Stepanov Ju.I. Interpretacija jelektrometricheskih nabljudenij pri issledovanii osnovanija zheleznodorozhnoj
nasypi [Interpretation of resistivity observations in the study of the foot of the railway embankment]. Voprosy teorii i praktiki
geologicheskoj interpretacii gravitacionnyh, magnitnyh i jelektricheskih polej: 41-ja ses. Mezhdunar. seminara im. D.G. Uspenskogo
[The theory and practice of geological interpretation of gravity, magnetic and electric fields: 41-I SES. Intern. workshop them.
D.G. Uspensky]. Ekaterinburg, Russian Acad. Sci., Inst. of Geophysics Ural Branch, (Institut geofiziki Ural’skogo otdeleniya
Rossiyskoy Akademii nauk), 2014, pp. 269-271.
11. Hristenko L.A., Stepanov Ju.I. Jelektrometricheskie nabljudenija pri ocenke vlijanija vyrabotannogo prostranstva nedr na
osnovanie zheleznodorozhnoj nasypi [Electrometric observations when assessing the influence of a goaf of the subsoil at the base
of the railway embankment]. Estestvennye i tehnicheskie nauki, 2014, no. 7, pp. 58-62.
12. Wightman W.E., Jalinoos F., Sirles P., Hanna K. Application of Geophysical Methods to Highway Related Problems. Federal
Highway Administration, Central Federal Lands Highway Division, Lakewood, CO, Publication No. FHWA-IF-04-021,
September 2003. Available at: http://www.cflhd.gov/resources/agm/ (accessed: 8 June 2015).
Received 02/07/2015
|