Isoline GIS Геоинформационная система для нефтяных компаний
О проекте Новости проекта Описание Isoline Загрузки Как приобрести Об авторах

Что такое Гриды (Grids) на самом деле?

Для представления двумерных моделей поверхностей в геоинформационных системах используются гриды или, в переводе на русский, сетки. Сетка эта прямоугольная и представляет собой матрицу из вещественных чисел. Такая модель поверхности очень проста и удобна. Любой человек, посмотрев на нее, может сразу понять, как она устроена.

Но постепенно требования к интерпретационным пакетам выросли, и такие простые модели двумерных полей перестали удовлетворять пользователей. Вот пример карты с разломами, которая в виде грида выглядит некрасиво.

Это происходит потому, что сеточная модель не может отобразить разломы. По этой причине во многих программах модели поверхностей изменились. Чтобы смоделировать разлом надо изменить модель, например, разделить ячейки в зоне разлома, сделав их многоугольными и присвоить в вершинах амплитуду. Еще один вариант - это мультигрид (более подробно он будет описан далее). На втором рисунке моделирование разломов при помощи мультигрида.

Таким образом, сегодняние сетки (гриды) больше уже не являются гридами. Давайте посмотрим, какие модели двумерных полей были изобретены, и какими преимуществами и недостатками они обладают.

Сплайн

Сплайновая модель это такая же сетка, но в вершинах узлов сетки находятся не значения Z, а коэффициенты сплайнов.

Преимуществом сплайновой модели является ее абсолютная гладкость. Даже самый густой грид никогда не будет таким же гладким как сплайн. Гладкость же является и недостатком модели, так как поверхность не может резко поменять свое направление.

Обычная сетка

Сплайновая сетка

Вторая особенность это возможность сплайна пройти в любой точке поверхности. Если точка распологается между ячейками сетки, то сплайн может легко зайти в эту точку, тогда как для сетки значений это в принципе невозможно. Поэтому для построения сплайновых сеток достаточно сделать растояние между ячейками вдвое меньше расстояния между ближайшими точками, чтобы карта была уже безупречной. Дальнейшее сгущение сетки больше не будет иметь смысла. Отклонения в такой модели будут зависеть только от параметров построения, а не от грубости модели. Для простой сетки шаг должен быть в 10-20 раз меньше расстояния между двумя ближайшими точками, чтобы отклонения стали достаточно малы.

Сплайновая сетка

Обычная сетка

Из этого можно заключить, что сетка сплайнов может быть значительно реже сетки значений, но не реже, чем половина расстояния между двумя ближайшими точками. Так для сетки скважин 400*400 метров достаточно построить сетку сплайнов с шагом 200 метров, тогда как сетку значений с шагом 20 метров, для достижения равноценного результата.

Деление ячеек

Для моделирования разломов в простой сетке можно некоторые ячейки разбить на многоугольники и найти в вершинах многоугольников значения Z.

Такой механизм делает возможным моделирование разломов на прямоугольной сетке. В целом такая модель сохраняет главное преимущество простой сеточной модели - скорость и позволяет в местах разрыва или резкого перегиба поверхности уточнить ее.

Значения в вершинах многоугольников можно как вычислять на этапе построения модели, так и прогнозировать по направлению поверхности в соседних ячейках.

При импорте 'чужих' сеток это единственный способ корректно представить поверхность с разломами.

Мультигрид

Термин мультигрид означает множество сеток. Когда в модели используется несколько сеток, для разных ее участков, (редкая для фона и более густые для 'скоплений' точек) такая модель называется мультигридом. Детализирующие сетки могут как вклеиваться в основную сетку так и добавляться к значениям в ней, в зависимости от реализации модели.

Основное назначение мультигрида оставить основную сетку редкой, а необходимые участки детализировать. Если вы имеете площадь 100*100 километров, то стека с шагом 20*20 метров будет требовать слишком много памяти. Мультигрид позволит сохранить компактную модель, при этом, не снизив ее детальности там, где она необходима.

Еще одно применение мультигрида - создание моделей с разломами. Две стороны разлома могут находиться в разных сетках и быть ограничены линией разлома. Такая модель применяется в Isoline для создания сплайновых карт с разломами. Это позволяет иметь одновременно и абсолютно гладкую сплайновую поверхность и разрывы на этой поверхности.

Треугольная сеть

Такая модель не является прямогольной сеткой, а состоит из множества связанных треугольников, вершины которых имеют значение Z.

Треугольники в модели не упрорядочены по строкам и столбцам, а представляют собой один большой массив. Такая модель, естественно, является самой медленной и требовательной к памяти. Основное ее преимущество универсальность. Любую модель можно привести к сети треугольников.

Наклонные сетки

Это обычные сетки, сплайновые или мультигриды, но, только, повернутые по оси или имеющие вид параллелограмма. Для вычислений в таких сетках ислользуются формулы афинных преобразований.

Такие сетки возникают, когда нужно преобразовать сетку из одних координат в другие или минимизировать размер сетки, расположив ее вдоль вытянутости сруктуры.

Комбинированные модели

Большинство пакетов, если они используют усложненные модели сеток, используют сразу несколько моделей сразу. Так, описанная выше модель разделенных ячеек сама по себе является комбинацией простой сетки и маленьких треугольных сетей, размещающихся внутри отдельных ячеек. Isoline, например, использует все виды описанных выше моделей в различных ситуациях.

Что еще можно было бы сказать о различных моделях поверхностей.

Не всегда одна модель может быть без ущерба преобразована в другую! Этого не следует забывать при обмене данными между различными программами.

О проекте Новости проекта Описание Isoline Загрузки Как приобрести Об авторах