Geofizikai kutatómódszerek I.

Hasonló dokumentumok
Geofizika I. A gravitációs és mágneses kutatómódszer. Dr. Szabó Norbert Péter. BSc műszaki földtudományi alapszak hallgatóinak

Geofizika I. A gravitációs és mágneses kutatómódszer. Dr. Szabó Norbert Péter. BSc műszaki földtudományi alapszak hallgatóinak

A MAGSAT MESTERSÉGES HOLD MÁGNESES ADATAINAK FELDOLGOZÁSA AZ

FÖLDMÁGNESES MÉRÉSEK A RÉGÉSZETBEN

ADAT- ÉS INFORMÁCIÓFELDOLGOZÁS

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Inverziós módszerek alkalmazása a geofizikában

Optimalizálás alapfeladata Legmeredekebb lejtő Lagrange függvény Log-barrier módszer Büntetőfüggvény módszer 2017/

Alkalmazott spektroszkópia

Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

GEOELEKTROMOS KOLLÉGIUM

GEOSTATISZTIKA II. Geográfus MSc szak. 2019/2020 I. félév TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Adatelemzési eljárások az idegrendszer kutatásban Somogyvári Zoltán

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Az előadás tartalma. Debrecen 110 év hosszúságú csapadékadatainak vizsgálata Ilyés Csaba Turai Endre Szűcs Péter Ciklusok felkutatása

Fehérzajhoz a konstans érték kell - megoldás a digitális szűrő Összegezési súlyok sin x/x szerint (ez akár analóg is lehet!!!)

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

CSAPADÉK ÉS TALAJVÍZSZINT ÉRTÉKEK SPEKTRÁLIS ELEMZÉSE A MEZŐKERESZTES-I ADATOK ALAPJÁN*

Hogyan készül a Zempléni Geotermikus Atlasz?

Shift regiszter + XOR kapu: 2 n állapot

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Ellenőrző kérdések a Jelanalízis és Jelfeldolgozás témakörökhöz

Diszkréten mintavételezett függvények

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

Geofizika alapjai. Bevezetés. Összeállította: dr. Pethő Gábor, dr Vass Péter ME, Geofizikai Tanszék

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

Vezetők elektrosztatikus térben

Digitális képek feldolgozása Előfeldolgozás Radiometriai korrekció Geometriai korrekció Képjavítás Szűrők Sávok közötti műveletek Képosztályozás Utófe

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

GEOSTATISZTIKA. Földtudományi mérnöki MSc, geofizikus-mérnöki szakirány. 2018/2019 I. félév TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Least Squares becslés

Numerikus módszerek II. zárthelyi dolgozat, megoldások, 2014/15. I. félév, A. csoport. x 2. c = 3 5, s = 4

Az Eötvös-ingától a GOCE műholdig

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Dr. Kalló Noémi. Termelés- és szolgáltatásmenedzsment. egyetemi adjunktus Menedzsment és Vállalatgazdaságtan Tanszék. Dr.

Matematikai geodéziai számítások 5.

Regresszió. Csorba János. Nagyméretű adathalmazok kezelése március 31.

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Villamosságtan szigorlati tételek

Pótlap nem használható!

Automatikus irányzás digitális képek. feldolgozásával TURÁK BENCE DR. ÉGETŐ CSABA

PONTFELHŐ REGISZTRÁCIÓ

Rugalmas állandók mérése

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Doktori értekezés tézisei

Norma Determináns, inverz Kondíciószám Direkt és inverz hibák Lin. egyenletrendszerek A Gauss-módszer. Lineáris algebra numerikus módszerei

GEOFIZIKAI MÉRÉSEK. Földtudományi mérnöki mesterszak / Geofizikusmérnöki szakirány. 2017/18 II. félév. A kurzus ebben a félévben nem indult

Dr. habil. Czupy Imre

Konzulensek: Czeglédi Ádám Dr. Bojtár Imre

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Matematika A1a Analízis

A geoelektromos geofizikai módszerek alkalmazási lehetőségei a régészetben

Optimális mérési elrendezés hidraulikus hálózatokon

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Nagy pontosságú rövidtávú ivóvíz fogyasztás előrejelzés Készítette: Bibok Attila PhD Hallgató MHT XXXIV. Vándorgyűlés

Keresés képi jellemzők alapján. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Képrekonstrukció 3. előadás

Végeselem modellezés alapjai 1. óra

Energiatételek - Példák

Excel segédlet Üzleti statisztika tantárgyhoz

Fourier térbeli analízis, inverz probléma. Orvosi képdiagnosztika 5-7. ea ősz

Nanokristályos lágymágneses vasmagok minősitése

Analízis I. zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I okt. 19. A csoport

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Függvények

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

Szélsőérték feladatok megoldása

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Függvények

INVERZIÓS MÓDSZERFEJLESZTÉS A FOURIER TRANSZFORMÁLT ZAJÉRZÉKENYSÉGÉNEK CSÖKKENTÉSÉRE

Mágneses mező tesztek. d) Egy mágnesrúd északi pólusához egy másik mágnesrúd déli pólusát közelítjük.

Kísérlettervezés alapfogalmak

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Haszongépj. Németh. Huba. és s Fejlesztési Budapest. Kutatási. Knorr-Bremse November 17. Knorr-Bremse

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Digitális képek szegmentálása. 5. Textúra. Kató Zoltán.

Analízis házi feladatok

MÉLYFÚRÁSI GEOFIZIKAI ADATOK ÉRTELMEZÉSÉNEK MODERN INVERZIÓS MÓDSZEREI

Benapozásvédelmi eszközök komplex jellemzése

Elektromos nagybıgı megvalósítása DSP-vel

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Ferromágneses anyagok mikrohullámú tulajdonságainak vizsgálata

Minősítéses mérőrendszerek képességvizsgálata

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

Eddigi tanulmányaink alapján már egy sor, a szeizmikában általánosan használt műveletet el tudunk végezni.

Földmágneses kutatómódszer

STATISZTIKA ELŐADÁS ÁTTEKINTÉSE. Matematikai statisztika. Mi a modell? Binomiális eloszlás sűrűségfüggvény. Binomiális eloszlás

HÁZI FELADATOK. 1. félév. 1. konferencia A lineáris algebra alapjai

Anyagvizsgálati módszerek Mérési adatok feldolgozása. Anyagvizsgálati módszerek

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

Függvényhatárérték és folytonosság

Számítógépes gyakorlat MATLAB, Control System Toolbox

Mátrixok 2017 Mátrixok

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

Kísérlettervezés alapfogalmak

Átírás:

Geofizikai kutatómódszerek I. A gravitációs és mágneses kutatómódszer Dr. Szabó Norbert Péter egyetemi docens Miskolci Egyetem Geofizikai Intézeti Tanszék e-mail: norbert.szabo.phd@gmail.com

1. A gravitációs direkt feladat

A gravitációs anomália számítása Kearey et al. (22)

A gömb modell A ható leghosszabb dimenziója jóval kisebb a mélységénél Pl. üreg, eltemetett tárgy, érctest stb. Az R sugarú gömb gravitációs hatása A ható z mélysége

A poligon módszer

Szabálytalan alakú 3D hatók

A gravitációs potenciál

A Haáz formula

3D hasáb gravitációs anomáliája

Eötvös inga adatok számítása

A többértelműség (ekvivalencia) Kearey et al. (22)

2. Gravitációs adatok inverziója

Az inverzió folyamatábrája Modellalkotás Mérési adatok, a priori ismeretek Elvi adatok számítása A modell finomítása Nem Mérési és elvi adatok összehasonlítása Elfogadható az egyezés? Igen A modell paraméterek elfogadása

A paraméter-érzékenység A sűrűség és a ható geometriai paramétereinek a mérési adatokra gyakorolt hatása különböző Érzékenységi függvény: a vizsgált kőzetfizikai vagy geometriai paraméter milyen mértékben befolyásolja az adatokat S ij = d i m j m j d i Az inverzió során az adattérbeli változásokra érzékeny paraméterek gyorsabban konvergálnak, míg a kevésbé változékonyak lemaradnak, mely lineáris inverziónál lokális minimumban való stabilizálódást okozhat. Kis érzékenységű paramétereket más forrásból kell meghatározni

Sűrűség-érzékenység

Vertikális koordináta-érzékenység

Horizontális koordináta-érzékenység

Horizontális koordináta-érzékenység

Az adat-modell kapcsolat ρ 1 ρ 2.. ρ i.. g J ρ Inverz feladat Direkt feladat ρ M modellvektor adatvektor sűrűség nehézségi gyorsulás g 1 g 2.. g k.. g N

A gravitáció direkt feladata N 1,2,..., k J ρ g ρ dv r r z z G g dv r r z - z y,z ) x, ρ( G ), y, x ( g M 1 i ki i k i M 1 i ΔV 3 k k 3 V z i

z[m] Y [m] Y [m] A túlhatározott gravitációs inverz feladat -2 g (mért) [Gal] -2 g (számított) -g (mért) [Gal] -1 1 1 2 3 5 1 6 3 4 2 1-1 1.5 -.5-1 -.5.5 1 1.5-1 2 -.5-1 1.5 2-2 -1 1 2 X [m] 2-2 -1 1 2 X [m] 5 1 15-2 -1 1.9g/cm 3-2 -1 1 2 2 y[m] x[m]

Az alulhatározott gravitációs inverz feladat Minimalizálandó célfüggvény Csillapítási tényező Az aktuális és referencia modell négyzetes eltérése Lagrange-féle multiplikátor Adatok hibájával fordítottan arányos súlyok Mért és számított adatok négyzetes eltérése Büntető függvény, a sűrűség értékek korlátozását teszi lehetővé (pozitív ill. megadott intervallumban legyenek a sűrűség értékek) Simítást végző súlyok és mélység-súlyozás (a magfüggvény hatását komponzálja)

3D inverzió szintetikus gravitációs adatokon UBC Geophysical Inversion Facility 1998-25

3D inverzió terepi gravitációs adatokon UBC Geophysical Inversion Facility 1998-25

3. A mágneses direkt feladat

A mágneses anomália számítása Kearey et al. (22)

A mágneses dipólus indukciója

Dipól mágneses tere z = 1 km x = km, y = km m d = 1 9 Am 2 D = 2.5, I = 63 Zaj = 2 % Gauss eloszlás

Mágneses dipól térfrekvencia spektruma 2D DFT

A vertikális helyzetű hasáb modell

Szabálytalan alakú 3D hatók

A Kunaratnam formula

z[km] -2 2 Hasáb mágneses tere T [nt] -5 x 1 =-4 km, x 2 =4 km y 1 =-2 km, y 2 =2 km z 1 =1 km, z 2 =2 km J=1 A/m D=2.5, I=63 Y [m] 4 2 2 14 128 1 5 4 6-2 8 12 6 1 1 6 4 8 2 6 4-4 -2-5 -2-2 X [m] 5 1 2-5 5-5 5 y[km] x[km]

A pólusra redukálás A mért mágneses térképet átszámítjuk a mágneses pólusra (I=9 ) Az anomáliák könnyebben értelmezhetők ill. a görbe maximumok pontosan a ható felett jelentkeznek

Pólusra redukálás 1D esetben A pólusra redukálás a tér-, ill. a frekvencia tartományban r(x) t(x)* s(x) R(f) T(f)S(f) A komplex átviteli függvény a térfrekvencia tartományban S(f) Nn - Kk 1 i sign(f)(n k Kn) ahol x: profil menti távolság, t: nyers mágneses adatok, s: átviteli függvény, r: pólusra redukált mágneses adatok, f: térfrekvencia, R,T,S: térfrekvencia spektrumok, K,N: mágnesezettség vektorának irány-koszinuszai, k,n: Földi mágneses tér vektorának irány-koszinuszai.

Terepi adatok pólusra redukálása Telkibánya 21 Profile 2

Pólusra redukálás 2D esetben A pólusra redukálás a tér-, ill. a frekvencia tartományban r(x, y) t(x, y)* s(x, R(u, v) T(u, v)s(u, y) v) Gunn-féle algoritmus: 2D diszkrét Fourier transzformációval áttérünk a térfrekvencia tartományba, ahol az R redukált adatok -1 R P T A projekciót megvalósító komplex operátor P(u,v) il u s v im s nil u s im v s N ahol (u,v) a térfrekvenciák, (L,M,N) a mágnesezettség vektorának irány-koszinuszai, (l,m,n) a Földi mágneses tér vektorának iránykoszinuszai és s=(u 2 +v 2 ) 1/2 (i a képzetes egység).

Pólusra redukálás hasáb esetén x 1 =-3 km, x 2 =3 km y 1 =-2 km, y 2 =2 km z 1 =1 km, z 2 =2 km J=1 A/m D=2.5, I=63 Gauss zaj = 3%

4. Mágneses adatok inverziója

Az adat-modell kapcsolat κ 1 κ 2.. κ i.. B Inverz feladat G Direkt feladat κ M modellvektor adatvektor szuszceptibilitás mágneses indukció B 1 B 2.. B k.. B N

A mágneses direkt feladat M 1 j j ij i M 1 j j l V i i V i i V i i N 1,2,..., i κ G B κ H e dv r r 1 4π 1 B dv r r 1 κ(r)h 4π μ ) B(r dv r r 1 m(r) 4π μ ) B(r

A többértelműség (ekvivalencia)

Az alulhatározott mágneses inverz feladat Minimalizálandó célfüggvény Csillapítási tényező Az aktuális és referencia modell négyzetes eltérése Lagrange-féle multiplikátor Adatok hibájával fordítottan arányos súlyok Büntető függvény, a szuszceptibilitás értékek korlátozását teszi lehetővé Mért és számított adatok négyzetes eltérése Simítást végző súlyok

3D inverzió szintetikus mágneses adatokon UBC Geophysical Inversion Facility 1998-25

3D inverzió terepi mágneses adatokon UBC Geophysical Inversion Facility 1998-25

UBC-GIF MAG3D programcsomag Rács létrehozása

UBC-GIF MAG3D programcsomag Adatfile szerkezete

UBC-GIF MAG3D alkalmazása Direkt feladat Inverziós eredmény UBC Geophysical Inversion Facility 1998-25

Magyarországi terepi alkalmazás Irota (211)

2D értelmezés eredménye Irota (211)

3D értelmezés eredménye Irota (211)

Köszönöm a figyelmet! Jó szerencsét!