Методологическое и программное обеспечение обработки больших объемов данных электромагнитных зондирований, гравиразведки и БПЛА-магниторазведки на основе комплексного решения трехмерных обратных задач рудной геофизики

За отчетный период реализации междисциплинарного проекта были разработаны новые усовершенствованные алгоритмы распараллеливания совместной мультифизичной 3D-инверсии данных комплексных геофизических исследований, включающих электромагнитные зондирования, измерения магнитных и гравитационных полей. Алгоритмы ориентированы на распараллеливание в распределенной вычислительной системе (содержащей многоядерные персональные компьютеры, соединенные сетью, в том числе глобальной), учитывают архитектуру реализующей мультифизичную 3D-инверсию программной системы и включают предварительный анализ вычислительной сложности каждой из решаемых подзадач, оценку свободных ресурсов каждого узла распределенной вычислительной системы и планирование распределения подзадач по узлам. На основе предложенных алгоритмов были разработаны функционирующие в вычислительной системе с распределенными ресурсами программы совместной мультифизичной 3D-инверсии данных комплексных геофизических исследований методами электроразведки, магниторазведки и гравиразведки, включая БПЛА-варианты. Кроме того, разработанные на предыдущих этапах методики проведения мультифизичных 3D-инверсий для технологий, в которых электромагнитные зондирования выполняются с использованием наземных источников, были дополнены специальными аспектами, характерными для комплексных аэрогеофизических съемок. Для оценки возможностей разработанных методик и программ были проведены вычислительные эксперименты, в ходе которых выполнялись различные этапы мультифизичной 3D-инверсии данных аэрогеофизических исследований, проведенных различными аэросистемами на нескольких площадях при поиске целевых объектов различной морфологии. Вычислительные эксперименты показали высокую отказоустойчивость разработанной программной системы, обеспечение загрузки компьютеров до установленного уровня, масштабируемость, возможность модификации состава вычислительных узлов в процессе 3D-инверсии, равномерную загрузку. Все это позволяет обеспечить возможность выполнения мультифизичных 3D-инверсий «multisource» аэрогеофизических данных в масштабах времени, близких к требованиям производственных работ. Кроме того, исследования, связанные с проверкой работоспособности программной системы в распределенной вычислительной системе и анализом точности восстановления целевых объектов, были проведены для технологий ЭМЗ-ВП и БПЛА-МПП для различных типов полезных ископаемых. Для синтетических данных было получено хорошее совпадение положения целевого объекта в истинной и восстановленной моделях, для практических – хорошее совпадение расчетных и практических данных по пространству и времени, а также соответствие геологическим представлениям об изучаемых объектах. В результате проведенных вычислительных экспериментов было получено, что мультифизичная 3D-инверсия комплексных аэрогеофизических данных позволяет существенно снизить область эквивалентности при восстановлении магнитных и плотностных свойств за счет регуляризации (фокусировки) на геометрию структурных частей объектов, выделенных в результате 3D-инверсии данных аэроэлектроразведки, которая пока не применяется в производственных масштабах. При этом ее внедрение в производство позволит не только резко увеличить качество геоэлектрических моделей, но и качество комплексных геофизических моделей и соответствующей геологической интерпретации за счет более достоверного определения всего набора физических свойств. Таким образом, для рассматриваемого класса задач базовой является именно геоэлектрическая модель, для построения которой должна использоваться 3D-инверсия.