GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование


Форумы GIS-Lab.info

Геоинформационные системы (ГИС) и Дистанционное зондирование Земли


Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Программы и алгоритмы для обработки данных дистанционного зондирования: ERDAS, ENVI и другие.

Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение MBG » 02 июн 2012, 12:14

Выложил часть своих наработок, связанных с восстановлением 3D модели недр по космоснимкам. Софт написан на ANSI C под OC linux (32 и 64 разрядные). Source-пакет и бинарная сборка под 32 бит linux Deian прилагаются.
http://mobigroup.ru/debian/pool-squeeze ... med3d-bin/

Документацию пока не выкладывал, равно как и примеры снимков. Ежели у кого есть снимки, которые можно опубликовать и по которым получаются интересные результаты - выкладывайте здесь ссылки, с описанием, что на снимке, кому он принадлежит и под какой лицензией публикуется. Скрипт для построения вертикального разреза приведен ниже:
Код: Выделить всё
#!/bin/sh
# скрипт построения вертикального разреза
# глубина в метрах = 0.7*R*(разрешение исходного изображения)
# для работы скрипта нужен установленный ImageMagick и пакет geomed3d
set -e

# исходное изображение
IMAGE=sample.tif
# размер исходного изображения, пикселов
WIDTH=3217
HEIGHT=2782
# глубина построения разреза, шагов
R=300

# удалить файлы предыдущего запуска
rm -f v_min.grad.tif v_mode.grad.tif

# преобразуем исходное изображение в RAW массив
convert -depth 8 "$IMAGE" gray:in.raw
# строим маску
geomed3d_mask $WIDTH $HEIGHT 0 0.5 1 0.5 > v_mask
# размер маски в пикселях (каждому пикселу соответствует отдельная строка в файле маски)
LENGTH=$(cat v_mask | wc -l)
# построить вертикальное сечение (фокальная статистика)
cat v_mask | geomed3d $WIDTH 0 $R in.raw v_min.raw v_mode.raw
# определим размерности полученного массива
W=$LENGTH
H=$((R+1))
# посчитать градиент
geomed3d_grad $LENGTH v_min.raw        v_min.grad.raw
geomed3d_grad $LENGTH v_mode.raw       v_mode.grad.raw
# для просмотра
convert -size ${W}x${H} -depth 8 gray:v_min.grad.raw  v_min.grad.tif
convert -size ${W}x${H} -depth 8 gray:v_mode.grad.raw v_mode.grad.tif

# удалить временные файлы
rm -f in.raw v_mask v_min.raw v_mode.raw v_min.grad.raw v_mode.grad.raw

# готово! смотреть файлы v_min.grad.tif и v_mode.grad.tif


Также можно строить и горизонтальные разрезы на заданной глубине.

Вопросы, пожелания, предложения - приветствуются.

Upd. Параметры построения маски 0 0.5 1 0.5 в команде "geomed3d_mask $WIDTH $HEIGHT 0 0.5 1 0.5 > v_mask" это относительные координаты двух точек сечения X1 Y1 X2 Y2 и означают, что сечение будет проходить посередине снимка от левого до правого края. Для сечения посередине снимка сверху и донизу следует указать "geomed3d_mask $WIDTH $HEIGHT 0.5 0 0.5 1> v_mask", а для диагонального сечения из верхнего левого угла в нижний правый - "geomed3d_mask $WIDTH $HEIGHT 0 0 1 1 > v_mask".
  • 0

Последний раз редактировалось MBG 02 июн 2012, 21:14, всего редактировалось 1 раз.
MBG
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 02 июн 2012
 
Сообщения: 16
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение Максим Дубинин » 02 июн 2012, 20:24

вкратце можете описать что значит "3D модель недр по космоснимкам"? Причем тут космоснимки?
  • 0

пристегивайтесь, турбулентность прямо по курсу
Аватара пользователя
Максим Дубинин
NextGIS
 
Зарегистрирован: 06 окт 2003
Откуда: Москва (на карте)
 
Сообщения: 8889
Репутация: 635
Статьи: 231
Проекты: 12/6

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение MBG » 02 июн 2012, 20:57

Максим Дубинин писал(а):вкратце можете описать что значит "3D модель недр по космоснимкам"? Причем тут космоснимки?


Берем космоснимок и по результатам его анализа выдаем 3D картинку всего, что находится под землей на территории снимка. Как пример, при пространственном разрешении снимка 15 метров получаем разрешение по вертикали (вглубь Земли) 10 метров и на сечениях хорошо видны разломы, нефтяные "колокола" и проч. Используется для поиска месторождений полезных ископаемых и т.п. Если интересуют аналоги технологии - то это георадары, но по космоснимкам результат получаем намного быстрее и дешевле.
  • 0

MBG
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 02 июн 2012
 
Сообщения: 16
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение ivant » 03 июн 2012, 16:20

О! Как интересно!
Актуальная для меня тема.
Но Максим правильно заметил, что по одним только космоснимкам 3Д-модель недр не восстановить.
Необходимы еще и скважины (литология/стратиграфия + инклинометрия), или, как минимум, местность должна быть хорошо обнажена, и выходы пластов различной литологии должны проявляться в рельефе. Тогда возможно по космоснимкам (+ ЦМР) прикинуть геол.схему (черновой вариант геол.карты) с указанием элементов залегания пластов горных пород, разломных зон и т.п. Такое дешифрирование аэро- космоматериалов с позиций геологии, кстати, было стандартной практикой советских геологов перед полевыми работами (особенно на малоизученных территориях).
Но это максимум, что можно выжать из снимков, полноценное 3Д без доп.данных не восстановить.

ПС. Спасибо за ссылку
  • 0

ivant
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 13 дек 2009
Откуда: Kiev (на карте)
 
Сообщения: 45
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение ivant » 03 июн 2012, 16:23

MBG писал(а): Если интересуют аналоги технологии - то это георадары, но по космоснимкам результат получаем намного быстрее и дешевле.

Поясните, в чем аналогия между георадаром и мультиспектральной космической съемкой? (с точки зрения возможности построения геол.разреза)
  • 0

ivant
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 13 дек 2009
Откуда: Kiev (на карте)
 
Сообщения: 45
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение MBG » 03 июн 2012, 16:42

ivant писал(а):Но Максим правильно заметил, что по одним только космоснимкам 3Д-модель недр не восстановить. ...
Но это максимум, что можно выжать из снимков, полноценное 3Д без доп.данных не восстановить.


Тогда и восстановление 3D голографического изображения тоже невозможно :) Вообще техник анализа по 2D полям немало - про гравитационные аномалии рассказывают даже на школьных уроках географии. Документацию на ПО сделаю позже, равно как приведу информацию о патентах и проч., а пока хотелось бы демо-снимки найти.
  • 0

MBG
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 02 июн 2012
 
Сообщения: 16
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение MBG » 03 июн 2012, 17:08

ivant писал(а):Поясните, в чем аналогия между георадаром и мультиспектральной космической съемкой? (с точки зрения возможности построения геол.разреза)


Георадар посылает короткий импульс с передающей антенны и регистрирует протяженный отклик на приемной, а космоснимок это моментальный отклик на приемной антенне от непрерывного излучателя (Солнце). Многоканальный георадар и мультиспектральная космосъемка вполне соотносятся.

По принципу действия - сейсмоволны, проходящие через неоднородности земной толщи, формируют определенные колебания и картинку на поверхности Земли, проявляющиеся и на космоснимках. Масштабы неоднородностей на поверхности пропорциональны глубине залегания вызывающих их объектов, также можно восстановить расположение, глубину и линейные размеры объектов в толще земли.
  • 0

MBG
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 02 июн 2012
 
Сообщения: 16
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение Nule » 03 июн 2012, 18:03

Только георадар наверное определенны частоты посылает и принимает. Те, которые могут вглубь проникнуть. ИК-диапазон вряд ли тут чем поможет.
  • 0

Nule
Завсегдатай
 
Зарегистрирован: 26 дек 2011
 
Сообщения: 276
Репутация: 3

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение ivant » 03 июн 2012, 19:28

MBG писал(а):Тогда и восстановление 3D голографического изображения тоже невозможно :)

Неудачное сравнение.
Голограмма - пустая 3Д-оболочка. В каком-то смысле, аналогом голограммы может выступать стерео по космоснимкам. Или снимок, натянутый на ЦМР. Но эти вещи не дают возможности восстановить глубинное строение территории (кроме некоторых тривиальных случаев, о которых я упоминал).
MBG писал(а): Вообще техник анализа по 2D полям немало - про гравитационные аномалии рассказывают даже на школьных уроках географии.

Это так. Но рассчет трансформант гравитационного поля (равно как и других геофизических полей) базируется на широком классе простых геометрических и физических моделей геологической среды и известных законах физики. В самом оптимистическом варианте геофизикам удается подобрать такую модель среды (акцентирую - существенно упрощенную), решение прямой задачи для которой в некотором смысле наилучшим образом совпадает с наблюденным (геофизический сленг) полем.
Но я так понял из следующего сообщения
MBG писал(а):По принципу действия - сейсмоволны, проходящие через неоднородности земной толщи, формируют определенные колебания и картинку на поверхности Земли, проявляющиеся и на космоснимках. Масштабы неоднородностей на поверхности пропорциональны глубине залегания вызывающих их объектов, также можно восстановить расположение, глубину и линейные размеры объектов в толще земли.
,
что существует некая теория, увязывающая "неоднородности" (очевидно - кольцевые, или близкие к таким), с объектами, их порождающими?
Это возможно, и кольцевые структуры всегда геологами дешифрировались и интерпретировались совместно с геофизическими картами. Но это лишь частный случай среди множества возможных моделей геологической среды.
Что, если обособленных "объектов в толще земли" нет, а разрез представлен горизонтально залегающей тонкослоистой толщей осадочных пород. Тектонические нарушения, кольцевые структуры, элементы различной тектоники (если она присутствует) по космоснимкам можно проследить, конечно, но восстановить разрез? Т.е. указать мощности, границы пластов различной литологи и элементы их залегания - КАК?
  • 0

ivant
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 13 дек 2009
Откуда: Kiev (на карте)
 
Сообщения: 45
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение gamm » 03 июн 2012, 19:34

не нужно удивляться, вон Чумак даже воду через телевизор заряжал. А уж шаманов, гадающих по фото человека, хоть пред пруди. Чего бы не погадать по фото Земли :mrgreen:
  • 0

gamm
программист
 
Зарегистрирован: 15 окт 2010
Откуда: Казань (на карте)
 
Сообщения: 2514
Репутация: 513

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение rhot » 03 июн 2012, 19:53

gamm
+1 ))
  • 0

___________(¯`·.¸(¯`·.¸ Scientia potentia est _/ {SILVA}:::{FOSS}:::{GIS} \_ Знание сила ¸.·´¯)¸.·´¯)___________
Аватара пользователя
rhot
ВольныйИсследователь
 
Зарегистрирован: 25 янв 2011
Откуда: Архангельск (на карте)
 
Сообщения: 1521
Репутация: 112
Статьи: 1

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение MBG » 03 июн 2012, 23:22

ivant писал(а):Что, если обособленных "объектов в толще земли" нет, а разрез представлен горизонтально залегающей тонкослоистой толщей осадочных пород. Тектонические нарушения, кольцевые структуры, элементы различной тектоники (если она присутствует) по космоснимкам можно проследить, конечно, но восстановить разрез? Т.е. указать мощности, границы пластов различной литологи и элементы их залегания - КАК?


Нет принципиальной разницы между локальными неоднородностями - то, что вы называете "обособленными объектами", и протяженными - границами разделов. Публикаций на данную тему немало, из русскоязычных, например (и см. там ссылки на литературу):

http://geomatica.ru/pdf/2011_01/2011_01_008.pdf
http://www.geokosmomonitoring.ru/articles/r2/dzz/

P.S. "Только чудаки могут надеяться, что паровоз с гладкими колесами поедет по гладким же рельсам" (с) :)
  • 0

MBG
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 02 июн 2012
 
Сообщения: 16
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение Максим Дубинин » 03 июн 2012, 23:43

Из первой ссылки:
Регистрируемый съемочной аппаратурой искусственных спутников Земли (ИСЗ) отраженный от дневной поверхности солнечный свет модулируется низкочастотными электромагнитными и сейсмомагнитными сигналами, коррелированными с геологическим строением литосферы

Мне кажется или это "торсионные поля" какие-то?

Кто-то может источник приложить посмотреть?
Фивенский Ю.И. Использование материалов аэрокосмических съемок для изучения земной коры. Журнал «Геодезия и картография» №1, 2006, с. 44-52.
  • 0

пристегивайтесь, турбулентность прямо по курсу
Аватара пользователя
Максим Дубинин
NextGIS
 
Зарегистрирован: 06 окт 2003
Откуда: Москва (на карте)
 
Сообщения: 8889
Репутация: 635
Статьи: 231
Проекты: 12/6

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение ivant » 04 июн 2012, 00:32

MBG писал(а):Нет принципиальной разницы между локальными неоднородностями - то, что вы называете "обособленными объектами", и протяженными - границами разделов.

Вот в геофизике, к которой вы аппелировали, модель среды имеет принципиальное значение.
Объясните, почему в данном случае это не так?

MBG писал(а):По принципу действия - сейсмоволны, проходящие через неоднородности земной толщи, формируют определенные колебания и картинку на поверхности Земли, проявляющиеся и на космоснимках. Масштабы неоднородностей на поверхности пропорциональны глубине залегания вызывающих их объектов, также можно восстановить расположение, глубину и линейные размеры объектов в толще земли.

Поясните, каким образом "сейсмоволны, проходящие через неоднородности земной толщи, формируют определенные колебания и картинку на поверхности Земли". Я так понимаю, это отправная точка методики.

"Масштабы неоднородностей на поверхности пропорциональны глубине залегания вызывающих их объектов ..."
Не могу взять в толк, как должна выглядеть "картинка на поверхности Земли" для горизонтально-слоистого разреза, выдержанного на значительной площади? для того же слоистого разреза, но с некоторым небольшим углом падения? с большим (до субвертикального) углом падения пластов?

Публикациями интересовался, но ответов на эти и другие простые вопросы они не дают.
Кроме довольно пространных описаний потенциальных возможностей уникальной методики и блестящих результатов - ничего.
Хотелось бы увидеть если не теор. обоснование, то хотя бы пример решения задачи на хорошо изученном в геологическом плане полигоне. А этого нет.
  • 0

ivant
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 13 дек 2009
Откуда: Kiev (на карте)
 
Сообщения: 45
Репутация: 0

Re: Анонс: открытое ПО для построения 3D модели недр

Сообщение ivant » 04 июн 2012, 00:42

Максим Дубинин писал(а):Кто-то может источник приложить посмотреть?
Фивенский Ю.И. Использование материалов аэрокосмических съемок для изучения земной коры. Журнал «Геодезия и картография» №1, 2006, с. 44-52.

Я могу, только там сканы, 22 МБ в архиве, сюда не прикрепляется.

Вот, нашел приличный обменник
http://www.filedropper.com/fivensky
  • 0

Вложения
fivenskiy2.pdf
(4.35 МБ) Скачиваний: 318
Последний раз редактировалось Denis Rykov 04 июн 2012, 05:11, всего редактировалось 2 раз(а).
Причина: Сконвертировал сканы в PDF
ivant
Интересующийся
 
Зарегистрирован: 13 дек 2009
Откуда: Kiev (на карте)
 
Сообщения: 45
Репутация: 0

След.

Вернуться в Обработка ДДЗ

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


(Геокруг)

© GIS-Lab и авторы, 2002-2013. При использовании материалов сайта, ссылка на GIS-Lab и авторов обязательна. Содержание материалов - ответственность авторов (подробнее).