Структура и динамика геосреды в шумовых сейсмических полях, методы и экспериментальные результаты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, доктор физико-математических наук Чеботарева, Ирина Яковлевна

• Чеботарева, Ирина Яковлевна
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Чеботарева, Ирина Яковлевна

Введение.

Глава 1. Сейсмический шум Земли

Выводы

Глава 2. Обратные задачи в сейсмологии и анализ современных методов локализации сейсмических источников с помощью многоканальных систем наблюдений

Выводы

Глава 3. Алгоритмы эмиссионной сейсмической томографии во временной и частотной области

3.1. Алгоритм эмиссионной томографии с реализацией во временной области

3.2. Алгоритм эмиссионной томографии с реализацией в частотной области

3.3. Пространственное разрешение, влияние флуктуации фазы сигналов и другие вопросы планирования эксперимента

3.4. Трассировка сейсмических лучей

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и динамика геосреды в шумовых сейсмических полях, методы и экспериментальные результаты»

Актуальность проблемы. В последнее время во всем мире активно развиваются пассивные сейсмические методы исследования геосреды, что стимулируется их применением на месторождениях полезных ископаемых. Преимущество пассивных методов - экологическая чистота, меньшие затраты ресурсов по сравнению с активными методами, возможность наблюдения невозмущенного состояния среды, возможность непрерывного контроля.в реальном времени. За, рубежом под пассивными методами, в частности, под эмиссионной сейсмической томографией, понимают использование сигналов очень слабых местных и региональных землетрясений для определения скоростной модели, анизотропии скоростей, механизма очага и локализации фронта разрушения с локализаций источников и определением времен событий традиционными способами [Duncan et al, 2008]. При использовании более низкоэнергетических сейсмических источников, связанных с процессом разработки месторождений углеводородов и термальных вод, зарубежные и отечественные геофизики обычно используют обязательно скважинную регистрацию с ориентировкой на информативность высокочастотных микроземлетрясений, тресков и сейсмических ударов; возникающих при резком изменении напряженно-деформированного состояния [Feng et al, 1998; Phillips, 1998; Александров и др, 2008].

Автором представленной работы на базе отечественных фундаментальных исследований развита система методов пассивного шумового сейсмического мониторинга геологический среды, позволяющая работать с источниками излучения существенно меньшей мощности, чем микроземлетрясения, и при этом использовать не скважинные, а поверхностные многоканальные системы наблюдений. Одной из составляющих системы методов пассивного шумового сейсмического мониторинга геосреды является сейсмическая эмиссионная томография. Физической основой отечественного варианта метода эмиссионной томографии, предложенного и запатентованного группой сотрудников ИФЗ РАН [Николаев и др, 1983], в число которых входит и соискатель, является тот факт, что в геосреде существуют области слабого шумоподобного высокочастотного (>1Гц) сейсмоакустического излучения, активизирующиеся при низкочастотных деформационных природных и техногенных воздействиях. Этот эффект существования сейсмической эмиссии был открыт в 1975 г. Рыкуновым Л.Н., Хаврошкиным О.Б. и Цыплаковым В.В и зарегистрирован как открытие [Рыкуновым и др, 1983]. Открытию, помимо работ авторов открытия, предшествовал ряд экспериментальных работ, для объяснения результатов которых оказывалось недостаточно представления об экзогенной генерации сейсмических шумов [Голицын, 1960; Гамбурцев, 1960; Жадин, 1971; Гордеев и др, 1976; Ьее1 е! а1, 1962; Ыаппеу, 1958; Науменко, 1979]. Энергетический масштаб сейсмической эмиссии гораздо менее микроземлетрясений и сейсмических ударов, что позволяет изучать тонкую структуру сейсмического процесса. Механизмы генерации сейсмической эмиссии и эволюции высокочастотных эндогенных сейсмических сигналов при распространении в геосреде не достаточно ясны. Тем не менее, существующие экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности выделения высокочастотных пространственно когерентных сигналов эмиссионного происхождения и локализации источников излучения, находящихся на больших расстояниях от регистрирующей системы. Это позволило развить систему методов пассивного мониторинга, позволяющую изучать тонкую структуру сейсмического процесса, отслеживать пространственно-временную динамику геосреды и подготовку опасных динамических событий, выявлять неоднородности строения среды: области повышенной трещиновато-сти и гетерогенности, разломы и большие трещины, зоны концентрации напряжений" и миграции флюида. Таким образом, эмиссионная томография в совокупности с другими развитыми методами является мощным инструментом для экспериментальных исследований геосреды: получение временных серий трехмерных изображений распределений излучателей сейсмической энергии с оценкой параметров излучения позволяют идентифицировать неоднородности структуры и прослеживать пространственно-временной ход развития динамических процессов. Первая экспериментальная работа с использованием метода эмиссионной томографии была сделана по данным группы NORSAR в Норвегии [Nikolaev & Troitskiy, 1987]. Позже метод использовался для исследования в сейсмоактивных, вулканических и геотермальных областях многими отечественными и зарубежными сейсмологами [Николаев и др.,1986; Шубик и др,1991; Александров&Узунов,1992; Александров&Рыкунов,1992; Александров& Мир-зоев, 1997; Arnason&Flovenz, 1992; Furumoto,1992; Шубик& Ермаков, 1997; Чеботарева и др., 1997а; 19976,1998; Ghouet et.al.,1999; Tchebotareva et.al.,2000; Куга-енко и др.,2004а; Кугаенко и др.2004б; Александров,2008; Чеботарева* и др., 2008;,2010б и пр.].

В настоящее время во многих отраслях производства создаются "интеллектуальные системы", позволяющие оптимизировать производственный процесс. В частности, в нефтедобывающей отрасли осознана, для оптимизации добычи и управлением разработки месторождения, необходимость создания "интеллектуальных скважин", позволяющих в режиме реального времени собирать необходимый объем данных и извлекать из них максимум имеющейся.информации для автоматического принятия решений. К данному моменту существуют нагнетательные "интеллектуальные скважины", предназначенные для поддержания пластового давления и обеспечивающие возможность внутрискважинного мониторинга с функцией передачи.информации на поверхность, аналитического управления потоком с использованием полученной информации и операторным регулирования потока с поверхности. Следующий шаг в этом направлении - "интеллектуальное месторождение": все скважины на месторождении, продуктивные и нагнетательные, трубопроводы и другие наземные объектыпере-дают данные о режиме работы ( дебите или количеству закачиваемой жидкости), которые обрабатываются внутри модели месторождения в режиме реального времени, и автоматически или с помощью оператора производится регулирование или полная остановка закачанной в скважину жидкости или отбора углеводородов. Такой подход позволит увеличить сроки эксплуатации скважин, оптимизировать работу всех промысловых объектов, снизить капитальные затраты и нагрузку на окружающую среду. Пока что при создании "интеллектуальных скважин" рассматривается только возможность внутрискважинного мониторинга, так как отсутствуют возможности инструментального оперативного контроля прискважинного пространства, профиля притока пластового флюида и продвижения фронта заводнения. Методы пассивного сейсмического шумового мониторинга с реализацией в режиме реального времени - это как раз тот инструмент, который способен создать основу технологии оперативного контроля призабойной зоны и околоскважинного пространства.

Актуальность работы определяется потребностями' современной фундаментальной и прикладной, сейсмологии в методах исследования геологической среды, характеризующихся высокой чувствительностью и детальностью; не предполагающих необходимости интенсивного искусственного воздействия на,среду, допускающих автоматическую обработку данных в режиме реального времени. Создание методов, удовлетворяющих таким требованиям, может быть реализовано на базе использования информации, содержащейся в шумовых сейсмических полях - сейсмическом шуме И'коде землетрясений и взрывов.

Цель работы — развитие системы методов обработки шумовых волновых полей с целью изучения структуры и динамики геосреды, в основе которой лежит физико-математическая модель волнового поля' с аддитивной- пространственно когерентной составляющей, позволяющей локализовать источники слабого* шу-моподобного излучения без пикировки сейсмических фаз, оценивать параметры излучения и их временную изменчивость. Создание методик наблюдений и обработки данных при разных масштабах геофизических исследований и в разной помеховой обстановке. Исследование возможности использования шумовых волновых сейсмических полей для фундаментальных исследований геосреды, способствующих разработке методов прогноза возможных катастроф и развитию новых методов- поиска, разведки и контроля разработки полезных ископаемых. Повышение эффективности и улучшения качества автоматического детектирования и классификации сейсмоакустических сигналов различной природы в зоне пассивного контроля в режиме реального времени либо постобработки

Направление исследований.

1. Обобщение известных экспериментальных результатов и современных представлений о механизмах формирования волновых шумовых сейсмических полей.

2. Обзор методов локализации сейсмических сигналов и определения-их параметров с использованием многоканальной регистрации волнового поля.

3. Разработка и реализация алгоритмов локализации шумоподобных источников'и определения* параметров излучения по записям вертикальных и трех--мерных сейсмических групп для, различных масштабов* полевых исследований* и в различной помеховой,обстановке.

4. Адаптация для работы в ближней зоне регистрирующей' группы известных методов сейсмологической локации в присутствии интенсивной когерентной помехи.

5. Исследование возможности использования разработанных алгоритмов для выявления в верхней части земной коры областей рассеяннрго и эмиссионного излучения по записям сейсмического шума и коды местных землетрясений.

6. Изучение локальных сейсмических проявлений геосреды среды при техногенных нагрузках в процессе разработки месторождений углеводородов.

7. Исследование возможности локализации источников эндогенного сейсмического излучения в нижней коре и верхней мантии.

8. Исследование возможности локализации ионосферных источников маг-нито-акустического излучения с использованием разработанных алгоритмов.

9. Разработка и экспериментальное опробование метода количественного анализа временной и пространственной изменчивости динамического состояния геофизической среды на основе Б-энтропии Климонтовича с целью локализации глубинных аномалий, прогноза катастрофических событий и оценки эффективности искусственного воздействия на среду.

10. Разработка сейсмоакустической системы автоматического обнаружения и классификации сейсмических сигналов в режиме реального времени с пассивным принципом действия, допускающей реализацию в виде интеллектуального сенсора.

Методы исследований, достоверность и обоснованность результатов.

Разработка теоретических положений и создание на их основе алгоритмов с пассивным принципом действия стало возможным" благодаря; комплексному использованию теоретических и экспериментальных подходов. Для; решения: вопросов, связанных с планированием* эксперимента; тестированием: особенног стей алгоритмов? и для» контроля: полученных экспериментальных результатов широко использовалось численное имитационное моделирование;

Экспериментальные* данные, использованные в представленной: работе, являются волновыми: формами:— записи сейсмического шума и: коды землетрясений, зарегистрированные на поверхности или с небольшим заглублением приборов с помощью площадных групп« сейсмоприемников (велосиметров). В отельных случаях использованы записи; одиночных приборов^, а также многоканальные: записи; Р и; Б волн: сейсмических событий. Для! большинства алгоритмов была необходима информация о скоростной' модели среды. Она была; известна, либо подбиралась с использованием экспериментальных данных: из условия наилучшей фокусировки тестовых источников в рассчитанных изображениях. Вфаботе были использованы как слоистые модели; так и градиентные. Для трассировки лучей и расчета временных задержек соискателем былиразра-ботаны' вычислительные программы на базе известных из, научной литературы алгоритмов.

Для построения трехмерных распределений сейсмических источников: при разных пространственных масштабах исследований и разной помеховой обстановке использованы* разработанные соискателем: алгоритмы и мето дики эмиссионной сейсмической томографии; часть которых запатентована, а также адаптированные для ближней зоны: приема алгоритмы локации, ранее известные в сейсмологии.

При изучении временной и пространственной изменчивости локальной степени упорядоченности режима шумовых колебаний геосреды использовался метод и методика, разработанные соискателем на базе S-теоремы Климонтови-ча.

В ходе выполнения некоторых работ для предварительной обработки данных и визуализации материалов использовались: пакет программ SNDA (Seismic Network Data Analysis, ЗАО НИЦ "Синапс"), система объемной визуализации SeisCube5D-View, (Бежаев А. Ю., ЮНИИИТ), и графический пакет GMT (Generic Mapping Tool, University of Hawaii, USA).

Разработанные теоретические положения, методы и методики тщательно« тестировались с помощью* численного-моделирования и опробованы, экспериментально. Результаты-экспериментов анализировались и сопоставлялись с известными экспериментальными данными других независимых исследователей. Все полученные результаты не противоречат известным теоретическим положениями результатам исследований других авторов. Основные защищаемые положения.

1. Сейсмическая эмиссионная томография - оригинальный подход к локализации сейсмических источников, путем сканирования исследуемого объема по пространственной«сетке опроса и специальной.корреляционной обработки многоканальных волновых форм. Совокупность алгоритмов и методик при одно-компонентной и многокомпонентной регистрации, для разных пространственных масштабов исследований в разной помеховой обстановке, с возможностью оценки параметров излучаемого сигнала. Результаты исследований.

2. Оригинальный подход к анализу временной и пространственной изменчивости динамики геосреды с использованием S-энтропии. Климонтовича. Метод количественной- оценки изменения динамического состояния геофизической среды. Метод локализация сейсмических источников, сигналы которых отличаются по степени упорядоченности от фонового шума. Результаты исследований.

3. При практической реализации предложенных методов были выявлены новые геофизические эффекты, наиболее интересные из них:

3.1. Обнаружен всплывающий внутри разломной зоны со средней скоростью около 10 м/сек солитоноподобный источник сейсмического излучения.

3.2. Показана возможность полезного использования сейсмической подсветки, создаваемой техногенным излучением, для локализации разломной зоны: Выявлен захват разломной зоной-и нелинейная трансформация техногенного излучения.

3.3. На территории разрабатываемого нефтяного месторождения в> диапазоне глубин от 1-6 км выявлена система вертикальных шнуроподобных областей сейсмического излучения, пересекающая отложения платформенного чехла,и всю видимую* часть> фундамента, которая по совокупности известных фактов интерпретируется как высокопроницаемая вертикальная зона деструкции.

3.4. Показано, что в геофизической среде реализуется шумовой хаотический аттрактор, имеющий сходные свойства с аттрактором биологических систем - он имеет норму упорядоченности колебаний, отклонение от которой вследствие тектонических, техногенных или других воздействий является признаком под- ' готовки катастрофических явлений. Изменение динамики шумовых колебаний связывается с возникающим при-воздействии изменением характера эмиссионного излучения и появлением короткоживущих наведенных сейсмических источников, которые могут быть следствием возникновения кластернойхинхро-низации.

Разработанная соискателем и изложенная в> диссертации совокупность теоретических положений, методов и полученных с их применением экспериментальных результатов, перечень которых приведен выше, представляет собой новое крупное научное достижение в развитии пассивных сейсмических методов — перспективного направления современной геофизики.

Научная новизна. Личный вклад.

Важнейшие результаты, полученные впервые, следующие:

1. Разработан метод локализации шумоподобных источников слабого пространственно когерентного излучения, являющегося аддитивной компонентой шумовых сейсмических полей, с возможностью оценки параметров излучения (интенсивности излучения, частотного спектра) и использованием когерентной обработки на базе линейного формирователя луча. Получен патент на изобретение. Развитая методика адаптирована и применена для изучения по записям сейсмического шума и коды местных землетрясений строения верхней части земной коры и ее эмиссионной активности в районе вулканического фронта (о.Хонсю, Япония). Показана возможность оконтуривания магматического тела (по записям коды и сейсмического шума) и наблюдения временной изменчивости излучаемого им сейсмического сигнала, связанного с глубинной магматической активностью. По записям сейсмического шума выявлена на глубинах 215 км область стабильного эмиссионного излучения, совпадающая с известной низкоскоростной аномалией, областью повышенного затухания сейсмических волн и областью концентрации эпицентров современных и исторических землетрясений. Показано, что та же область активизируется на времени поздней коды, после прохождения 8-волн местных землетрясений.

2. Разработан метод локализации высокого разрешения с использованием когерентной обработки на базе нелинейного формирователя луча, повысивший чувствительность метода и робастность к параметрической помехе. Получен патент на изобретение. Развита методика и применена для локализации источников эндогенного сейсмического излучения в сейсмоактивном районе со сложным рельефом (центральный Тянь-Шань) для изучения нижней коры и верхней мантии с использованием записей сейсмической сети с большой апертурой.

3. На базе того же метода развита и адаптирована методика для локализации источников магнитоакустического излучения в ионосфере по записям Антарктической площадной группы магнитометров.

4. Адаптированы известные и развиты новые алгоритмы для локализации эндогенных источников в присутствии интенсивной когерентной помехи. Развитая методика применена для исследований геосреды в районе разрабатываемых месторождений углеводородов при локализации источников мешающих и полезных сигналов в ближней зоне приемной группы. Показана возможность снятия экранирующего влияния сильной техногенной помехи при выявлении источников слабого глубинного излучения, а также возможность полезного использования техногенной излучения для подсветки глубинных структур. По записям шума, зарегистрированного на разрабатываемом нефтяном месторождении в западной Сибири, обнаружен новый вид сейсмических объектов - всплывающий внутри разломной зоны пространственно локализованный солитоно-подобный источник сейсмического излучения. В диапазоне глубин от 1 км до 6 км выделена система вертикальных шнуроподобных областей сейсмического эмиссионного излучения, которая интерпретируется как вертикальная зона деструкции. Выявлен эффект временного возмущения пространственного распределения эмиссионных источников внешним воздействием.

5. Разработан метод анализа динамики состояния геосреды по степени упорядоченности режима фоновых колебаний, позволяющий-количественно оценивать степень отклонения состояния среды от нормы упорядоченности при. искусственном воздействии на среду и при подготовке динамических событий. Показано, что при подготовке близких сильных землетрясений происходит отклонение от нормы хаотизации и резкое увеличение степени упорядоченности режима высокочастотных шумовых сейсмических колебаний. Показано, что аналогичные эффекты наблюдаются при формировании трещины гидроразрыва. При воздействии на геосреду изменение динамики шумовых колебаний сопровождается изменением пространственного распределения областей эндогенного эмиссионного излучения, образованием короткоживущих высокочастотных сейсмических структур с неустойчивой локализацией, являющихся проявлением пространственных флуктуаций сейсмической энергии. После снятия техногенной нагрузки, восстанавливается пространственное распределение эмиссионных источников, близкое к первоначальному.

6. Разработан метод локализация сейсмических источников, сигналы которых отличаются по степени упорядоченности от фонового шума. Существенным преимуществом метода является то, что вместо площадной сейсмической группы можно использовать одноточечную последовательную регистрацию вдоль профиля или по площади, что несравнимо по финансовым затратам с площадной регистрацией, и при этом легко могут быть обследованы большие площади. Развитая методика применена для локализации резервуара грязевого вулкана.

7. Разработана система автоматического обнаружения и классификации сейсмических сигналов с пассивным принципом действия, которая может быть реализована в режиме реального времени в виде программно-аппаратного комплекса на базе персонального компьютера или в виде автономного устройства -интеллектуального сенсора. Получен патент на полезную модель. В патенте, кроме оригинальной схемы устройства, предложен новый способ формирования вектора классификационных признаков путем оригинального кодирования информации о параметрах сигналов на базе их пакетных вейвлетных разложений. С использованием теоретических и экспериментальных разработок соискателя созданы два опытных образца работающего устройства, которое не имеет аналогов российского производства и характеризуется пониженным энергопотреблением, меньшей стоимостью по сравнению с зарубежными аналогами.

Основная* часть работ выполнена соискателем лично. Кроме алгоритма п.1, все идеи новых алгоритмов принадлежат соискателю. Идея алгоритма на базе линейного формирователя луча принадлежит А. В. Николаеву и П.А. Троицкому. Ими же получены первые экспериментальные результаты. Соискателем бала проведена детальная аттестация метода, что послужило основой для написания диссертационной работы кандидата физ.-мат. наук. Соискателем были получены аналитические формулы, для оценок статистической значимости результатов, чувствительности метода, пространственного разрешения, оценки времени накапливания сигнала при заданной погрешности определения яркости источника, оценки глубины потери продольного разрешения в зависимости от размера группы, частоты регистрации, ошибки определения времени прихода сигнала. С помощью численного моделирования исследовано влияние ошибок скоростной модели, диаграммы направленности излучения, геометрии приемной группы. Все методики и реализующие их компьютерные программы развиты лично соискателем. При адаптации известных алгоритмов подавления когерентных помех п.4 в качестве исходной была использована существующая программа, но программа и алгоритм обработки были сильно изменены и дополнены, что детализировано в соответствующем разделе представленной работы (Глава 3). Аналитические исследования, численное имитационное моделирование, обработка реальных данных и основная интерпретация результатов выполнены соискателем лично. При создании системы автоматического обнаружения и классификации сейсмических сигналов, соискателем был разработан оригинальный алгоритм формирования классификационных признаков, позволяющих с высокой степенью детальности представлять информацию о сигнале в сжатой форме, удобной для классификации с помощью нейронной сети. Алгоритмические идеи соискателя были реализованы« им же в виде программ и скриптов, позволивших встроить программы^ в систему реального времени сейсмического пакета 8Ж)А НИЦ «СИНАПС». Возможности системы автоматического обнаружения протестированы автором на большом количестве, сейсмических сигналов различного типа. При создании опытного образца интеллектуального сенсора соискатель участвовал в его создании на этапе подготовки программного обеспечения и последующего тестирования* и доработки готового образца.

Практическаязначимость работы.

Разработанные в диссертации и частично запатентованные методы диагностики шумовых эндогенных источников сейсмического излучения^ удовлетворяют современным требованиям науки и практики и дают возможность повысить эффективность проведения научно-исследовательских работ и инженерных изысканий. Используемые алгоритмы» исключают этап пикировюь сейсмических фаз и автоматизируют процедуру обработку данных, позволяют повысить робастность и чувствительность при анализе экспериментального материала. На основе полученных аналитических оценок, результатов численного моделирования и обработки реальных данных, даны рекомендации по планированию систем наблюдений, методикам обработки данных, разработаны алгоритмы и написаны^ компьютерные программы, позволяющие по записям сейсмического шума и коды землетрясений и взрывов проводить диагностику слабых эндогенных источников и получать количественную оценку изменения динамического состояния геосреды. Область применения — фундаментальная сейсмология, инженерная сейсмика, сейсморазведка, охранные системы.

При фундаментальных исследованиях информация о пространственном распределении источников рассеянного или индуцированного сейсмического излучения, о их пространственной миграции, мощности и частотном спектре может быть использована для развития и уточнения моделей генерации эмиссионного излучения, методов идентификации геологических объектов и прослеживания пространственно-временного хода развития динамических процессов внутри среды по их сейсмо-акустическим проявлениям. Показанная возможность использования одних и тех же методов локализации для источников сейсмического и магнитоакустического излучения позволяет использовать разработанные методы' для комплексных исследований коррелированных сейсмошумо-вых, электромагнитных и инфразвуковых полей.

В инженерной сейсмике методы могут быть использованы для выявления разломных зон, карста, для оценки характера воздействия не среду техногенной нагрузки различной' природы, для. краткосрочного прогноза катастрофических сейсмических событий (землетрясения, оползни, снежные лавины И' пр),. которым предшествует возрастание энергонасыщенности геологической среды.

На месторождениях полезных ископаемых развитые методы являются основой для создания1* методик выявления высоко перспективных участков по поверхностным. наблюдениям, до проведения буровых работ. При использовании, мобильных передвижных систем наблюдений с получением результатов в режиме реального времени это способно значительно уменьшить экологический ущерб и увеличить скорость разведочных работ. При использовании алгоритмов, ориентированных на крупномасштабные исследования, можно получать распределение крупномасштабных неоднородностей во всем исследованном объеме непосредственно на выходе алгоритма. Это положительно отличается от ситуации с сейсморазведочными методами, когда приходится «сшивать» результаты, полученные по отдельным профилям, что приводит к большим ошибкам. Развитые методы позволяют выделять тектонические нарушения, зоны повышенной трещиноватости, нефте-газовые ловушки, фронты продвижения флюида, области концентрации напряжений и уплотнения резервуара. При разработке месторождений углеводородов развитые метода могут быть использованы для контроля межскважинного пространства и призабойной зоны, для пространственно - временного мониторинга и оперативной коррекции процесса гидроразрыва, для количественной оценки с целью коррекции эффективности внешнего воздействия, различных типов воздействий на залежь с целью интенсификации отбора нефти и газа. При использовании разработанных методов* в "интеллектуальных системах" на геотермальных, нефтяных и газовых месторождениях, они позволят улучшить менеджмент использования и разработки полезных ископаемых, а также оперативно- оценивать реальную сейсмическую и геодинамическую обстановку вблизи разрабатываемых геотермальных объектов в случае экстренных ситуаций.

Разработанная система автоматического обнаружения и классификации сейсмических сигналов с возможностью реализации в виде интеллектуального сенсора, помимо использования для охраны нефте- и газопроводов и других объектов с неогражденными рубежами, допускает существенное расширение области использования: в процессе добычи1 нефти и газа для автоматического отслеживания возникновения сложных колебательных режимов забойного давления и коррекции темпа отбора флюида, для автоматического анализа литоло-гических свойств разреза при сейсмоакустическом прозвучивании околосква-жинного пространства по изменениям зондирующего сигнала, в природных заповедниках для мониторинга популяции и путей передвижения животных и пр. Реализация результатов. Основные результаты диссертации получены в ходе выполнения инновационных научно-исследовательских работ .в рамках программы поддержки научных исследований MIF (Matsumae Internatinal Foundation), грант 1994-19, на факультете геофизики университета Сендаи (Япония) и в Институте физики Земли; в рамках программы Президиума РАН 23, проект 1.3.1, и других программ РАН в Институте проблем нефти и газа РАН; при поддержке гранта INTAS 03-51-5359; при участи в совместных проектах НИЦ «Синапс» (Москва) и Югорского НИИИТ (Ханты - Мансийск), а также в рамках сотрудничества с научно-инженерным центром «СИНАПС» (Москва), грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно- технической сфере, проект 6292, Госконтракт N4066-7.04.2006, грант Science Applications International Corporation SAIC GT Subcontract: 29990027 Subproject #:76-760207-9284-009.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийских конференциях (Свердловск, 1991), Международных конференциях(Стамбул, 1989; Вена, 1991; Москва;. 1997; Салоники, 1997; Платья д'Аро, 1998; Бирмингем, 1999; Страсбург, 2000; Banff, 2006; Москва, 2007; Мурманск, 2010) и на специальных семинарах отдела математических задач геофизики ВЦ, СО'АН СССР (1990), отдела региональных проблем геофизики и сейсмометрии Института геофизики АНУСССР (1990), отдела физики Земли НИИФизики ЛГУ (1991), отдела экспериментальной геофизики ИФЗ АН СССР (1992), факультета геофизики университета Сен-даи, Япония (1994), Югорского НИИИТ (2003, 2004), Международного института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН; (2009), ИПНГ РАН (2010).

Основное содержание диссертации отражено в 36' печатных работах, в том числе в 13 статьях в журналах, включенных в перечень ВАК, в авторском свидетельстве на изобретение Госкомизобретений СССР, патенте Росс. Федерации на изобретение и патенте Росс. Федерации на полезную модель. Структура и объем диссертации. Диссертация» состоит из введения, 8 глав и заключения, библиографии, включающей 348 наименование. Работа изложена на 350 листах, содержит 78 рисунков и 5 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Чеботарева, Ирина Яковлевна

Выводы.

1. Критерий степени относительной упорядоченности режимов сложных колебаний на базе перенормированной энтропии впервые использован-для анализа временной?изменчивости состояния геосреды по-записям сейсмическогошума: На временах сильных близких коровых землетрясений' с; магнитудами 4:5 < М < 6.3 и эпицентрами на;расстояниях меньших: 300 км от, площадки^наблюдений' выявляются интервалы увеличения степени упорядоченности фоновых колебаний длительностью 10-12 дней; Моделирование и результат обработки','реальных данных показывают, что именно перенормированная согласно алгоритму Б-теоремы Климонтовича энтропия; является, корректной оценкой состояния геосреды, а использование ненормированной энтропии? Больцмана приводит к неверньш: результатам. Метод может быть использован^для?кратког срочного прогноза катастрофических сейсмических событий в коре Земли, таких как землетрясения; оползни, снежные лавины.,

2. Результаты обработки записей сейсмического шума, зарегистрированного поверхностной группой в месте проведения гидроразрыва, показывают, что современные поверхностные сейсмические системы-регистрации^позволяют отслеживать процесс подготовки образования трещины гидроразрыва на глубине более 2 км. При этом кривые критерия степени упорядоченности показывают увеличение степени хаотизации состояния среды на начальном этапе закачки с последующим уменьшением степени хаотизации до момента формирования трещины и выхода на новый-фоновый уровень нормы хаотизации режима колебаний после образования гидроразрыва. Метод может быть использован для контроля состояния среды при разработке месторождений полезных ископаемых и для количественной оценки эффективности внешнего воздействия; например различных типоввоздействийна нефтяную «зал ежь, с целью интенсификации отбора нефти. Мера упорядоченности показывает не только тенденцию отклонения от исходного состояния, но дает количественную оценку величины отклонения, что обеспечивает возможность оперативной коррекции работ. 3. Разработан и опробован новый метод локализации эндогенных объектов с использованием критерия степени относительной упорядоченности режимов сложных колебаний'на базе перенормированной энтропии, который позволяет локализовать глубинные источники, сигнал от которых отличается по степени хаотизации от фонового« шума. При этом не используется информация о скоростной^ модели и измерения волнового поля проводятся последовательно в точках регистрации по профилю или площади, а не одновременно, что является, принципиальным положительным отличием нового метода от традиционных методов локализации источников. Показано аналитически, что по геометрии кривой меры упорядоченности^ можно не только картировать объект, но и оценивать глубину его залегания. Метод использован для локализации по записям сейсмического шума приповерхностного грязевулканического резервуара, расположенного на глубине 1.0-1.5 км. и являющегося флюидонасыщенной гетерогенной системой с повышенными нелинейными свойствами. отмечается совпадение суточного хода среднего уровня геоакустической эмиссии и нормального суточного хода электромагнитного поля в волноводе Земля-ионосфера [ Гаврилов и др, 2006] и пр. Предложены гипотетические объяснения наблюдаемых корреляций, но надо отметить, что достаточной ясности в механизмах сейсмо-ионосферного взаимодействия нет. Совместное исследование и локализация областей генерации не только сейсмического, но инфразву-кового и магнитного излучения важны для прояснения механизмов взаимодействия природных сейсмических и электромагнитных полей, для, понимания механизма магнитных бурь и связанных с ними явлений, для развития теории, сейсмического процесса. Оказалось, что разработанный в сейсмологии метод эмиссионной томографии'может быть использован и для локализации источников магнитного излучения' - магнитоакустических волн. К сожалению, синхронных наблюдений сейсмического и инфразвукового волнового поля не проводилось.

Во время магнитосферных суббурь, чья активность обеспечивается-энергией солнечного ветра, происходит ускорение вдоль силовых линий и высыпание в атмосферу авроральных электронов; приводящее к свечению верхних слоев атмосферы - вспышкам полярного сияния. Информация о времени возникновения? возмущений^ может быть почерпнута из космических снимков полярных зон. Свечения, обусловленные высыпанием частиц в полярной и арктической зоне, связаны, так как колебания захваченных магнитосферой частиц происходят вдоль силовых линий между сопряженными точками с некоторым поперечным дрейфом, вызванным особенностями движения частиц в магнитном поле Земли. В дополнение к информации, получаемой по космическим снимкам, существует международная сеть магнитных станций, показанная на рис.8.1.

Известно, что в геомагнитном поле Земли наблюдаются быстрые вариации, пульсации геомагнитного поля с периодами от долей секунды до десятков минут, при этом наблюдаются флуктуации с теми же периодами и в полярных сияниях, и в потоках захваченных и высыпающихся авроральных частиц, и в тормозном рентгеновском излучении. Геомагнитные пульсации делятся на регулярные (Рс) и иррегулярные (Р1) и нумеруются по характерным периодам по возрастающей, от 1 до 6. Иррегулярные пульсации Р1 появляются чаще в условиях авроральных возмущений в зоне сияний. Из существующего набора иррегулярных пульсаций наиболее высокочастотными, обеспечивающими хорошее временное разрешение при определении времен вступлений, являются1 РИ пульсаций с периодом 1-40 секунд.

Механизм возбуждения и распространения магнитогидродинамических волн (МЕД— волн)-в*диапазоне частот РИ-пульсации» весьма сложен и недостаточно ясен: Значительную роль в динамике частиц в авроральной магнитосфере играет взаимодействие с волнами. Альвеновские волны, с определенной- длинной1 волны могут дополнительно накачивать энергию в ускорение авроральных электронов и тем самым, приводить к усилению яркости полярных сияний, при оптимальных соотношениях между параметрами волны и верхней1 ионосферы авроральным электронам может передаваться до 50% волновой энергии [РШ-репко оХ. а1, 2004]. В3нашем исследовании-предполагалось, что МГД. - волны в диапазоне частот Рс1/РП пульсаций распространяется- от источника горизонтально изотропно-с некоторой средней скоростью [РШрепко & а!,2006]. Этот двумерный, сигнал регистрируется системой антарктических станций, записи которых и были использованы дляг локализации* источников сигнала. На магнитных записях вступления сигналов не четки, что затрудняет, а в большинстве случаев делает невозможным снятие времен вступлений фаз. В такой ситуации, тем не менее, применение метода эмиссионной томографии» оказалось весьма-успешным и позволило локализовать области излучений сигналов по одноком-понентным*записям 7-8 станций.»

Примеры наборов! магнитных записей и соответствующие спектры мощности показаны на рис.8.2. Спектр показывает, что РИ-пульсации являются^широкополосным сигналом с локальным максимумом около 0.1 Гц. Поэтому для улучшения отношения* сигнал/помеха данные магнитометра (Н-компонента) были подвергнуты частотной фильтрации с полосой пропускания 0.05-0.3 Гц. Временное окно анализа данных выбиралось таким образом, чтобы в него были сигналы на фоне интенсивных помех. Данная охранно-информационной сейсмическая система была реализована [Разработка и создание., 2006] в виде портативного устройства - интеллектуального сейсмического сенсора, состоящего из беспроводного модема, процессорного модуля, модуля аналого-цифрового преобразования, элементов управления/индикации, аккумулятора и сейсм о датчика. В устройстве предусмотрены возможности передачи информации о принятом решении, управление режимом работы устройства; тестирование работоспособности устройства с использованием протокола* передачи и приема GSM* сообщений в сети стандарта GSM.

Выбор классификатора. При известных статистических распределениях элементов, вектора классификационных признаков сигнала оптимальным- классификатором является статистический Байесов классификатор.' Если вид статистических распределений не известен, то в задачах классификации обычно используются пороговые классификаторы либо нейронные сети. Пороговый классификатор можно использовать при единичной размерности вектора классификационных признаков. Если размерность вектора классификационных признаков более единицы, используются нейронные сети.

Задача классификации сигналов в описываемом устройстве решается с использованием нейронной сети с радиальной, базисной функцией [Wasserman, 1993], последняя может быть линейной, мульти-квадратичной, кубической, сплайновой (thin-plate-spline), обобщенно-линейной, гауссовой и пр. При этом библиотека обучающих образов является совокупностью наборов входных векторов, определяющих на признаковом пространстве входов области, соответствующие каждому из классов, и при классификации нового образа задача сети сводится к выбору "ближайшего" класса путем нахождения ближайшего кластера в пространстве входных образов. В теории нейронных сетей не существует четких критериев применимости того или иного типа сетей для определенного класса задач. Исключение составляют сети со специфической топологией, носящие название "персептрон". Такие сети способны отделить друг от друга только два множества векторов входов (векторов классификационных признанизм центрирования сигнала, либо использовать кодировку, инвариантную к временному сдвигу. При разработке кодировки мы пошли по последнему пути, то есть реализовали вариант, инвариантный к временному сдвигу.

В процессе кодировки необходимо по возможности наиболее полно и аккуратно представить информацию, содержащуюся во временной реализации сигнала, в удобной для анализа форме. Для этого сигналы обычно раскладывают по базису известных функций, представляя в виде взвешенной суммы собственных векторов, и затем,анализируют коэффициенты разложения. Широко известно преобразование Фурье, позволяющее разложить сигнал* подбазису синусоидальных функций. Такого рода представление удобно для стационарных сигналов, но не позволяет последить временную динамику параметров нестационарного сигнала, усредняя их на интервале-декомпозиции. Согласно принципу неопределенности, энергия сигнала при Фурье-преобразовании не может быть одновременно сильно локализована во временной» и частотной области: синусоида, имеющая максимальную локализацию в частотной области, не локализована во временной, а короткий импульс, максимально локализованный во временной области, имеет "очень широкий спектр". В общем случае

• . 1 сг.сг > — , ' а 2 где а, и аа временной и частотный интервалы, на которых локализована основная энергия сигнала. В пространстве координат время-частота эти параметры определяют размер "временного" и "частотного окна" локализации сигнала с центром в среднем значении соответствующего параметра - временной позиции и центральной частоты.

Для анализа сильно нестационарных сигналов, что имеет место в нашем случае, более удачным выбором является использование вейвлет-преобразования, которое позволяет разлагать сигнал по функциям, хорошо локализованным одновременно и во временной и в частотной области [Ма11а^ 1999]. При этом, если обозначить радиус вейвлета и его фурье-образа соответственно как ст, и <га, то на разных масштабах разложения размеры "временного" и "частотного окна" локализации сигнала зависят от масштаба и определяются формулами сг,л =з0а, , <тШЛ) =сгС7/5'0 .В качестве вейвлета может быть выбрана любая функция у/ из пространства X2 {К) - квадратично интегрируемых функций с финитным носителем. Она должна также иметь хотя бы один нулевой момент:

Соответствующее вейвлетное семейство строится с помощью масштабирования и трансляционного сдвига материнской функции цг: где в - масштабный коэффициент и и — параметр сдвига.

Вейвлет-преобразование функции £ обладающей конечной энергией (нормой), на масштабе бив позиции и вычисляется по формуле

Часто для удобства используют дискретные значения масштабных преобразований (V) и сдвигов {Vк) , где] и к - целые числа. При этом формулы, описывающие вейвлетное семейство приобретают вид:

Вейвлет ц/ называется ортогональным, если семейство { ц/] к } представляет собой ортонормированный базис функционального пространства Ь2 (і?), то есть и каждая функция / є 1} (і?) может быть представлена в виде ряда 0.

Д0= где коэффициенты разложения функции и по базису

V =</>,.* >=!¥/(? к,V).

Изучение свойств ортогональных вейвлетов и многомсштабных преобразований привело к осознанию их связи с банками обратимых фильтров, созданных на базе конгруэнтных (сопряженных) зеркальных фильтров. Было показано, что для каждого вейвлета, порождающего ортогональный;базис в 1}(Л), существует конгруэнтный зеркальный фильтр, и, более того, быстрое вейвлет преобразование дискретных сигналов реализуется каскадным применением; этих конгруэнтных зеркальных фильтров, при этом на каждом шаге с помощью процедуры? фильтрации и прореживания сигнал расщепляется на две части, с половинным числом отсчетов. Одна часть, более низкочастотная; называется? аппроксимацией, другаяболее высокочастотная; детализацией, при этом низкочастотный фильтр, используемый, при расчете: детализации,, определяет вид вейвлета; а1 высокочастотный; фильтр,, используемый при расчете аппроксимации, определяет вид связанной с вейвлетом масштабирующей функции.

Многомасштабная: вейвлетная. декомпозиция функции / может быть представлена графически в виде: дерева вейвлет-декомпозиции. Ма каждом ]+1 масштабном уровне длины векторов коэффициентов аппроксимации А]+1 и детализации Ц) +1 равны между собой и в два раза меньше, чем длина вектора аппроксимации А^ на'} уровня; Реконструкцияшсходношфункции по ее декомпозиции (обратное вейвлет-преобразование)* происходит по аналогичной обратимой» схеме, где вместо прореживания; проводится вставка дополнительных нулевых: значений. Для сигналов конечной длительности необходима модификация вейвлетного базиса, чтобы избежать появления; краевых эффектов в виде очень больших значений коэффициентов разложенияша краях интервала существования сигнала; Если сигнал определен на некотором интервале, то "внутренние" вейвлеты, чьи носители лежат внутри; интервала^ остаются;без изменений,. а, граничные с носителями частично выходящими за пределы интервала должны быть модифицированы. Если вейвлет имеет компактный носитель, то число таких граничных вейвлетов одинаково для каждого уровня декомпозиции. Существуют различные схемы модификации базиса, отличающиеся степенью сложности. К сожалению, более простые схемы дают хороший результат только для сигналов специфического вида, например, периодических сигналов (периодическая схема). В общем случае, когда сигнал не периодический и его значения и производные на концах существенно отличны от нулевых, необходимо использование более сложных схем модификации вейвлетного базиса. В этом случае при реализации быстрого" вейвлет-преобразования до тех пор, пока фильтр не выходит за пределы интервала определения, применяется обычный каскадный алгоритм, а на границах обычный, фильтр заменяется на граничные фильтры, которые рассчитатываются по известным алгоритмам.

Пакетное • вейвлет-преобразование [Ма11а^ 1999р является обобщением' обычного вейвлет-преобразования, которое предоставляет более богатые возможности для. анализа сигналов. При расчете пакетного вейвлет-преобразования-при* переходе на второй масштабный уровень, дальнейшей декомпозиции' подвергается не только аппроксимация* первого уровня А1 , но и его детализация^, на следующих масштабах в каждом узле сигнал подвергается аналогичной декомпозиции. При простом вейвлет-преобразовании с ростом глубины разложения, ширина частотного окна меняется - увеличивается в два раза и в два раза уменьшается длина вектора коэффициентов в каждом узле. На каждом ] уровне имеется один узел с вектором коэффициентов, декомпозиции размерности 14/2У, где Ы— длинна исходного сигнала,„частотный диапазон, соответствующий декомпозиции] уровня — + АГ/2',Г0 + А^/27-1], где нижняя и + А/7) -верхняя граница (частота Найквиста) спектра сигнала/ При пакетном вейвлет преобразовании на каждом уровне ] разложения» формируется 7? узлов. Размерность вектора коэффициентов декомпозиции в каждом таком узле N/2'. Ширина частотного диапазона каждого, соответствующего каждому узлу на] уровне А^/2;, в сумме они покрывают весть полезный диапазон частот + Д^]. Необходимо также отметить, что порядок расположения узлов каждого уровня, вообще говоря, не соответствует монотонному увеличению частотного диапазона. Для расположения узлов в порядке возрастания частоты необходима дополнительная пересортировка, вид такой пересортировки зависит от реализованной схемы декомпозиции и является известным. В общем случае порядок пересортировки можно определить следующим образом: прорисовать вейвлетные функции, соответствующие различным узлам выбранного уровнями пересортировать узлы.в направлении возрастания числа нулей (числа осцилляций) соответствующих функций.

Первый; этап расчета вектора классификационных признаков сейсмоакусти-ческих сигналов - это расчет частотно-временного представления сигналов в виде: пакетной вейвлет-декомпозиции на уровне Е с использованием; непериодической: схемы разложения^ и с использованием;' выбранной базисной вейвлет-ной' функции:. Вранной1" работе: в: качестве базисной вейвлетной функции- выбран один из ;вейвлетовДобиши [Добеши, 2001]. Его формаштип асимметрии близки; к форме сейсмического сигнала "человеческие шаги", что позволяет получать. оптимальное частотно-временное представление сигналов такого типа. Результат пакетнош вейвлет декомпозиции на уровне Е можно графически представить' в; виде двумерной матрицы, вейвлет - коэффициентов- Ш(у),где [ (1=1,2,.,1;. I = 21) порядковый номер узлов дерева1 пакетного вейвлет-разложения на уровне Ь, ] (]=1,2,. .,1; 1=Ы/1) параметр временного1 сдвига. Как упомянуто выше,, порядок расположения узлов матрицы, вейвлет-коэффициентов»W(i,j)- не совпадает, с порядком возрастания частоты; поэтому для удобства расчетов проводится пересортировка узлов Г дерева пакетной вейвлет декомпозиции на уровне Е в соответствии с увеличением частоты. Порядок пересортировки узлов определяется алгоритмом, декомпозиции и является известным: для. известных, алгоритмических схем: В результате пересортировки получается двумерный вейвлет-образ временного ряда,, который обозначим ^(У). Матрица:\у(У) отличается от матрицы только порядком расположения строк. Затем значения элементов пересортированной матрицы, декомпозиции \у(у) заменяются" модулями: (абсолютными значениями) соответствующих элементов

На рис.8:5 приведены примеры типов классифицируемых сигналов: фоновая помеха, шаги человека, копание лопатой, движущийся автомобиль. На рис.8.6 показаны их скэйлограммы — масштабно-временные представления. Эти предшагов, движущегося автомобиля, фоновой помехи. В средине приведены те же матрицы, но в логарифмическом^ масштабе. Справа' приведены изображения, рассчитанные по следующей схеме. Для каждого частотного масштабного уровня 1 матрицы пакетной вейвлетной декомпозиции рассчитывается максимальное значение модулей вейвлет - коэффициентов и на каждом- масштабном уровне производится нормировка на свое максимальное значение. Физический смысл такой нормировки,- выбеливание по максимальному мгновенному вейвлетному спектру сигнала. Эффективность такой процедуры при выделении» особенностей сигналов хорошо заметна при сравнении результатов для различных типов Iсигналов^ -расположенные справа изображения-обеспечивают гораздо лучшее различие типов сигналов и несут больше значимой информации.

На следующем, рис.8.7 изображены примеры трех составляющих вектора классификационных признаков, рассчитанные на базе пакетных вейвлетных преобразований! согласно запатентованной схеме [Чеботарева и др, 20066] для различных типов сигналов: фоновая помеха, шаги человека, копание лопатой, движущийся автомобиль. Каждый вектора классификационных признаков' состоит из трех- подвекторов. Первый - сортировка по убыванию значений усредненных по набору масштабов значений выбеленных вейвлетных матриц. Второй* - усредненные по временному масштабу вейвлетные спектры. Третий - гистограммы сигналов, подвергнутых вейвлетной фильтрации. Легко заметить, что каждому типу сигналов соответствует различное поведение кривых, что облегчает классификацию сигналов. Для повышения'эффективности работы нейронной сети проводится уменьшение размерности, классификационного вектора-и нормировка его значений в соответствии с выбранным алгоритмом обработки [Разработка и создание., 2006]. Классификационные векторы (конечный результат кодировки) из библиотеки обучающих шаблонов для всех типов сигналов приведены на рис.8.8. 0

10

20

30 о ( г. щ: ■ д -; о • '.-••"":■ • о

10 20 30

0 10 20 30

Рис.8.8. Примеры значений элементов вектора классификационных признаков для библиотеки обучающих шаблонов, нормированных к одинаковому интервалу изменений элементов на отрезке [0,1], для различных типов сигналов: 1-фоновая помеха, 2-шаги человека, 3-копание лопатой, 4-движущийся автомобиль. Кружками на графиках нанесено положение нормированного классификационного вектора, рассчитанного для образца сигнала, временная реализация которого изображена на рис.8.9 и который правильно классифицирован как шаги.

Разработанная система обнаружения и классификации сейсмических сигналов, которая может быть реализована в виде программно-аппаратного комплекса или портативного беспроводного автономного устройства (интеллектуального сенсора), может применяться при охране наземных объектов любого типа, для охраны периметров не огражденных и огражденных территории. Важными отличительными особенностями разработанного устройства являются: возможность высокоэффективного анализа в зоне пассивного контроля (в режиме реального времени'либо постобработки) сигналов сложной формы от квазиимпульсных до1 квазигармонических; скрытность установки используемых датчиков обнаружения^ (они могут быть вмонтированы, в стены, пол, ограду, прикопаны под землю, размещены, на дне водоема); возможность охраны неограж-денных рубежей, независимость от рельефа местности, отсутствие не просматриваемых зон наблюдения ("мертвых зон"), возможность обеспечения работы на-автономных источниках питания, возможность, использование в автономных и быстро разворачиваемых систем, возможность беспроводного обмена информацией с уполномоченными абонентами, которые могут в режиме удалённого доступа, например в виде SMS на сотовый телефон, получать сведения о текущей обстановке, а в случае необходимости изменять настройки устройства охранного мониторинга.

Разработанная система обнаружения и классификации сейсмических сигналов может использоваться не только для охранных целей, но для обнаружения>и классификации сейсмических или акустических сигналов различной природы. Например, в природных заповедниках для мониторинга популяции и путей передвижения животных. В сейсморазведке, при сейсмоакустическом каротаже для автоматического определения литологических свойств разреза по изменениям в* зондирующем сигнале, при разработке месторождений для отслеживания возникновения сложных колебательных режимов забойного давления и пр стями помехи, а параметры системы регистрации волнового поля - требуемой чувствительностью и пространственным разрешением.

2. Результаты аналитических исследований и численного имитационного моделирования позволили оценить возможности построения изображений шумящих областей внутри реальной среды, сформулировать требования к основным параметрам эксперимента, выявить количественную связь погрешности оценок, чувствительности и пространственного разрешения с основными параметрами^ волнового поля и параметрами эксперимента, что необходимо для оценки статистической достоверности результатов и планирования эксперимента.

3. Разработанные алгоритмы проявляют большую помехоустойчивость. Наличие интенсивных аддитивных и параметрических помех ухудшает качество изображения, но не устраняется принципиальная возможность его формирования. Влияние аддитивной диффузной помехи компенсируется увеличением времени накапливания сигнала. Компенсация влияния параметрической помехи и существенное улучшение пространственного разрешения достигается с помощью алгоритмов с использованием нелинейного формирователя луча. При наличии пространственно когерентной помехи используется система алгоритмов с режекторной и адаптивной фильтрацией, допускающих настройку фильтров по смеси сигнала и^помехи (в режиме самоадаптации).

4. Важный методический результат экспериментальной части представленной работы состоит в том, что литосфера Земли как среда, в которой распространяются сейсмические сигналы, устроена таким образом, что методы когерентного приема успешно работают. С одной стороны, среда достаточно прозрачна и стабильна, чтобы обеспечить сохранение пространственной когерентности и достаточную амплитуду сигнала на значительном удалении от источника, с другой стороны, распределение источников достаточно неравномерно по пространству и контрастно, чтобы они поддавались выделению. При этом метод эмиссионной томографии может применяться даже в случае несовершенной системы наблюдений - неравномерное площадное распределение сейсмических станций и поверхностная регистрация, сложный рельеф местности, сильная латеральная неоднородность среды, интенсивные помехи. Экспериментально доказано, что изображения сейсмических источников на удалении не менее 3 км можно получать для частот до 100 Гц. На частотах менее 2 Гц можно получать изображения среды до глубин* в несколько сотен километров.

5. В процессе проведении опробования метода в экспериментальных исследованиях показана возможность оконтуривания магматического тела с размерами, большими по сравнению с размерами приемной группы, и наблюдения1 временной изменчивости излучаемого им сейсмического сигнала, связанного с глубинной магматической активностью. Показана возможность выявления областей повышенной'трещиноватости и раздробленности. Показано,.что области эмиссионного излучения, являются не только источниками эмиссионной составляющей сейсмического шума, но более мощными источниками когерентной составляющей коды, активизируясь после прохождения Б волн местных землетрясений. На территории- разрабатываемых месторождений, при интенсивном техногенном воздействии на среду, обнаружен ряд новых геофизических эффектов. Обнаружен новый тип сейсмических объектов — пространственно локализованный всплывающий' внутри, разломной зоны со скоростью ОКОЛО 10-м/сеК солитоноподобный ИСТОЧНИК, сейсмического излучения. В'ДИа-пазоне глубин от 1-6 км выявлена вертикальная, система шнуроподобных источников сейсмического излучения, пересекающая,отложения платформенного чехла и всю видимую часть фундамента и уходящая на- большие глубины. По совокупности известных фактов этот объект интерпретируются как тонкая высокопроницаемая вертикальная зона деструкции: Также выявлен захват разломной зоной и нелинейная>трансформация техногенного излучения, что может быть полезно использовано для картирования разломных зон.

6. На основе результатов Б-теоремы Климонтовича предложен и опробован метод количественной оценки изменения динамического состояния геофизической среды. Показано, что* при подготовке близких сильных землетрясений происходит отклонение от фоновой нормы хаотизации и резкое увеличение степени упорядоченности режима высокочастотных шумовых сейсмических колебаний. Показано, что аналогичные эффекты наблюдаются при формировании трещины гидроразрыва. При воздействии на геосреду изменение динамики шумовых колебаний сопровождается изменением пространственного распределения областей эндогенного эмиссионного излучения и появлением коротко-живущих высокочастотных сейсмических структур с неустойчивой локализацией. После снятия техногенной нагрузки, восстанавливается пространственное распределение эмиссионных источников, близкое к первоначальному.

7. Разработан метод локализация сейсмических источников, сигналы которых отличаются по степени упорядоченности от фонового шума. Существенным преимуществом метода является то, что вместо площадной сейсмической группы можно использовать одноточечную последовательную регистрацию вдоль профиля, или, по площади, что несравнимо по финансовым затратам* с площадной регистрацией, и. при этом легко могут быть обследованы большие площади. Развитая методика применена для локализации резервуара грязевого вулкана.

8. Показана возможность использования! разработанных алгоритмов эмиссионной томографии для исследования ионосферных геомагнитных возмущений по данным наземного магнитного мониторинга.

9. Развит алгоритм автоматического детектирования и классификации, сейсмических сигналов, высокоэффективный при-анализе сигналов сложной-формы; как импульсных, так и квазипериодических. На этой, основе разработана, и опробована система обнаружения и классификации сейсмических сигналов с пассивным, принципом действия, которая может быть реализована, в. виде программно-аппаратного комплекса или портативного беспроводного автономного устройства (интеллектуального сенсора). Устройство может быть одинаково успешно использовано для охранных целей (идентификации и контроля передвижений объектов-нарушителей), а также в природных заповедниках для мониторинга популяции и путей передвижения животных; в сейсморазведке, при сейсмоакустическом каротаже для автоматического определения- литологиче-ских свойств разреза по изменениям в зондирующем сигнале; при разработке месторождений для отслеживания возникновения« сложных колебательных, режимов забойного давления и пр. Важными отличительными особенностями разработанного устройства являются: скрытность установки используемых датчиков обнаружения (они могут быть вмонтированы в стены, пол, ограду, прикопаны под землю, размещены на дне водоема); возможность охраны неогражденных рубежей, независимость от рельефа местности, отсутствие не просматриваемых зон наблюдения ("мертвых зон"), возможность обеспечения работы на автономных источниках питания, возможность использование в автономных и быстро разворачиваемых систем, возможность беспроводного обмена информацией с уполномоченными абонентами, которые могут в режиме удалённого доступа, например в виде SMS на сотовый телефон, получать сведения о текущей обстановке, а в случае необходимости изменять настройки,устройства охранного мониторинга.

Изложенная работа представляет собой существенное продвижение в развитии теории обратных задач сейсмологии, в создании экспериментальных основ» количественной оценки техногенного воздействия на среду и прогноза опасных динамических явлений, в понимании природы сейсмического шумового поля.

Результаты*исследований могут быть использованы, в сейсмологических институтах РАН,1 научно-исследовательских и производственных организациях, в центрах мониторинга сейсмической и вулканической активности, в интеллектуальных системах поиска и разведки, бурения, разработки, эксплуатации, транспорта нефти, газа и нефтепродуктов, работающих в режиме реального времени. На рис.1 приведена схема возможных областей применения разработанных методов и методик.

Совокупность направлений, в которых могут вестись дальнейшие исследования, связана как с совершенствованием алгоритмов и методик, так и с проведением натурных экспериментов по изучению геосреды различной степени детальности и геофизической интерпретацией результатов:

1. Расширение возможностей экспериментальной базы. Повышение чувствительности, расширение частотного диапазона в сторону низких и высоких частот, увеличение диапазона пространственных масштабов наблюдений, числа регистрирующих каналов. Использование многомерных систем: трехмерные направленные системы со скважинными регистраторами, кольцевых сейсмических антенн, наблюдений с ЗС и 4С регистрация. Использование векторно-фазовых методов в комплексе с соответствующей системой регистрации.

2. Для понимания механизмов генерации эндогенного эмиссионного излучения и происходящих в геосреде процессов необходимо проведение экспериментов с долговременной синхронной регистрацией наиболее полного набора параметров и полей различной природы в различных регионах, сопоставление результатов обработки сейсмических данных с геологическими данными, результатами бурения и других исследований. Это позволит развить методы идентификации геофизических объектов по их «портретам» в сейсмических и. других физических полях.

3. Сравнение чувствительности методов на базе S-энтропии Климонтовича с другими существующими методами извлечения^информации о "резонансных" и "хаотических" составляющих исследуемых сигналов, в- частности; с методом-карт синхронизации» [А.А.Любушин] (кластерные меры многомерной корреляции и когерентности вариаций параметров.мультифрактального спектра сингулярности), с методами фликкер - шумовой спектроскопии [С.Ф. Тимашев] (перенормированные спектры мощности и разностные моменты р-го порядка), и пр. Развитие методов контроля состояния среды при разработке месторождений полезных ископаемых и для* количественной оценки эффективности внешнего воздействия, например различных типов воздействий на нефтяную залежь,с целью интенсификации отбора нефти. Разработка метода превентивного картирования области подготовки трещины гидроразрыва. Развитие методов прогноза-и воздействия на среду с цельк> предотвращения- или контролируемого! инициирования готовящихся* природных катастроф, таких как оползни, снежные лавины, землетрясения.

4. Комплексирование методов эмиссионной и трансмиссионной томографи-ии, разработка методов многомерной-оптимизации параметров скоростной модели среды с использованием сигналов от эмиссионных или техногенных источников и построением ^ целевой функции на базе оценки качества эмиссионного изображения источника. ространственна локализация ісмических объв!

Точечная регистрация

Многоканальная регистрация

Метод локализация источников по отличию степени упорядоченности сигналов от фонового шума

Метод количественной оценки ізмєнения динамического состояния геосреды

Эмиссионная сейсмическая томография

Локальный краткосрочны прогноз природных катастроф

1.Пространственно - временной контроль динамики геосреды

Система автоматического обнаружения и классификации сложных сейсмических сигналов с пассивным принципом действия

2.Количественная оценка эффективности внешнего воздействия на среду

З.Локальный временной контроль состояния среды при разработке месторождений и других техногенных воздействиях

2.Постранственно - временной прогноз природных катастроф

З.Превентивный прогноз положения трещины гидроразрыва

Д.Разработка классификационных признаков геологических объектов по их сейсмическим проявлениям ск и разведка полезных ископа

Использование в системах шшектуальных месторождений»

Рис.1. Схема областей применения разработанных методов и методик.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Чеботарева, Ирина Яковлевна, 2011 год

1. Адамова A.A., Сабитова Т.М. Трехмерная скоростная модель земной коры Тянь-Шаня.//Физика Земли. 2004. N5. С 58-67.

2. Адушкин В. В., Гамбурцева Н. Г., Нестеркина М. А., Санина И. А., Султанов Д. Д., Усольцева O.A. О связи вариаций времен пробега сейсмических волн с изменением скорости вращения земли//Физика земли. 2010. N3. С.66-78.

3. Аки К, Ричардсон» П. Количественная сейсмология. Теория и методы*. Т.1&Т.2. М: Мир. 1983. 880 С.

4. Аксенович Г.И:, Гальперин Е.И., Гальперина P.M., Катренко В.Г., Троицкий П.А. Изучение закономерностей убывания фона сейсмических помех с глубиной в городах Алма-Ата и Ташкент/УИзв. АН СССР: Физика Земли. 1972. N11. С.67-76.

5. Александров С.И., Рыкунов JI.H. Шумовой .мониторинг в Южной Исландии/Доклады РАН. 1992. Т.326. N.5. С.808-810.

6. Александров С.И. Оптимальные методы пространственного анализа шумовых сейсмических источников. II. Синтез адаптивных конструкции/Вулканология и сейсмология. 1992. N.l. С.70-82.

7. Александров С.И.', Узунов Д.П. Оптимальные методы пространственного анализа шумовых сейсмических источников. I. Исследование разрешающей способности//Вулканология и сейсмология. 1992. N.1. С.83-93.

8. Александров С.И., Мирзоев K.M. Мониторинг эндогенного микросейсмического излучения в районе Ромашкинского нефтяного месторожде-ния//Проблемы геотомографии. Под ред. Николаева A.B. М: Наука. 1997. С. 176-188.

9. Алексеев A.C., Жерняк Г.Ф., Меерсон А.Е., Хайдуков B.F., Цибульчик Г.М. Сейсмическая голография и фотографирование методы и результаты ра-бот//Проблемы вибрационного просвечивания земли. 1977. М: Наука. 240 С.

10. Анищенко B.C., Сапарин П. И., Курте Ю., Витт А., Фосс А. Анализ динамики сердечного ритма человека на основе критерия; перенормированной; энтропии //Известия« вузов. "Прикладные задачи нелинейной теории- колебаний* и волн?'; 1994. Т.2. N3-4LG. 55-63.

11. Анищенко, B.C., Янсон Н:Б., Павлов А.Н: Может ли режим- работы; здорового-, сердца человека, быть регулярными/Радиотехника, и; электроника; 1997. T.42.N8. G.1005-110.

12. Анциферов;; М.С., Анциферова Н.Г. Применение метода акустической эмиссии: для оценки состояния угольного массива и прогноз динамических явлений.//Прогноз;землетрясений» Душанбё-Москваг 1983-1984. N4. C.308i317.

13. Анцыферов М.С., Анцыферов Н.Е., КогашJEJIC Сейсмические исследования и проблемапрогнозадинамических^явленийМШаука^. 1971?.

14. Багдасарова М. В. Современные гидротермальные системы и их связь с формированием месторождений- нефти и газа// Новые технологии нефтяной и газовойтпромышленности. М: Наука. 2000.- С. 100-115.

15. Барабанов В. Л., Николаев A.B. Низкочастотное сейсмическое воздействие на нефтяные залежи: лабораторные и натурные эксперименты,, теоретические модели. М: ИПНГ РАН. 2002. 38 С.

16. Беляева И.Ю., Зайцев. В.Ю. Влияние иерархичности внутренней структуры микронеоднородной среды на ее линейные упругие свойства. Нижний Новгород. 1996. (Препринт Ин-та прикладной геофизики РАН). 19 С.

17. Беляева И.Ю., Зайцев. В.Ю. Упругие нелинейные свойства микронеоднородных сред с иерархической структурой/ЛАкуст. журнал. 1997. Т.43. N5. С.594-599.

18. Беляевский H.A. Земная кора в» пределах территории* СССР. М.: Недра. 1974. 280С.

19. Беляков А.С, Николаев A.B. Методик сейсмоакустических наблюдений //Изв. РАН, Ф. 3., N8, 1995, с.89-93.

20. Беляков А.С, Губерман В.М., Жигалин А.Д., Лавров B.C., Любушин A.A., Мухамедов В.В., Николаев-A.B., Яковлев Ю.Н. Новые результаты мониторинга акустических шумов в Кольской сверхглубокой скважине//ДАН РАН. 2007. Т.412. N2. С 253-256.

21. Бембель P.M. Высокоразрешающая объемная сейсморазведка. Новоси-бирск:Наука. 1991. 151 С.

22. Бембель P.M., Мегеря В.М., Бембель С.Р. Поиск и разведка месторождений углеводородов на базе геосолитонной концепции дегазации зем-ли//Геология нефти и газа. 2006. N2. С.2-8.

23. Бембель A.M. Минченков H.H. О модели формирования аномальных разрезов баженовской свиты на площадях среднего Приобъя// Вестник недропользователя. Электронный журнал. 2003. N10.

24. Бембель P.M., Бембель С.Р. Геосолитонная концепция месторождений углеводородов в районе Среднего Приобья. Вестник недропользователя. 2008 N19. http://www.oilnews.ru/magazine/2008-19-03.html

25. Бердыев A.A., Мухамедов В.А., Мурадов В.А., Сеидов Б.А. Анизотропия высокочастотного сейсмического» шума при местных землетрясениях. //ДАН СССР. 1992. Т.322. N.3. С.484-489.

26. Блинов Г.И., Грин В.П. и др. Некоторые результаты комплексного районирования на участке со сложной микрогеологией// Сейсмичность районов строительства в Киргизии. 1987. Фрунзе. С.78-95.

27. Бовенко В. Н. Автоколебательная модель акустоэмиссионных и сейсмических явлений//Докл. СССР. 1987. T.297.N5. С.1103-1106.

28. Боголюбов H.H., Митропольский Ю.Я. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М: Наука. 1963. 504С.

29. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М:Наука. 1973. 720 С.

30. Бортников П. Б. . Разработка5 метода сейсмической локации забоя скважины^ вшроцессе бурения-и прогнозирование свойств близлежащих- к забою пород. Отчет- ЮНИ1ЖТ. 2006^ht^V/w

31. Булин Н. К. Современное поле напряжений в верхних горизрнтах земной коры. Геотектоника; 1971. N3: C3-15;

32. Валяев Б.М: Углеводородная дегазация Земли; и генезис нефтегазовых месторождений.// Геология нефти и газа. 1997. N9. С.30-37.

33. Виноградов С.Д. Акустический метод в исследованиях по физике землетрясений. М.: Наука. 1989. 176 С.

34. Вишшк Л.П. Структура микросейсм и некоторые вопросы методов группирования в сейсмологии. М:Наука. 1968. 104С.

35. Винник Л.Н., Косарев Г.Л., Орешин С.И. Модели для слоистой среды с использованием метода приемных функций, разработанного в ИФЗ РАН// Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью. Бишкек-Илим.:МНТЦ. 2006. С.31-40

36. Володин И:А. Нелинейная динамика геологической: среды. М: ГУП "ВИМИ?': 19991-229! ■42: Володин И.А. Нелинейность и многомасштабность в сейсмоакусти-ке//Проблемы геофизики ХХЬвека. Т.2. 2003. С.5-36.

37. Гаврилов В. А., Морозова Ю. В., Сторчеус А. В. вариации уровня геоакустической эмиссии в глубокой скважине и их связь с сейсмической активно-стью//Вулканология и сейсмология: 2006. N1. С.52-67.

38. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование. М:Недра. 1971.263 С.

39. Гальперин Е.И., Нерсесов И.Л. Изучение сейсмического режима крупных промышленных центров: М:Наука. 1978. С.23. С.42-48.

40. Гальперин Е.И., Винник Л.П., Петерсен Н.В. О модуляциивысокочастот-ного сейсмического шума приливными деформациями литосферы//Изв.АН GCCP. Сер. Физика Земли. 1987. N12. С.102-109.

41. Гамбурцев Г.А. Избранные труды. М:АН СССР. 1960. С. 424-425.

42. Гамбурцева Н. Г., Николаев A.B., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В: Соль-тонные свойствателесейсмических волн//ДАНСССР. 1986.' Т.29Г. N4.49: Г. А. Гамбурцев. Избранные труды. Т. 2". Основы» сейсморазведки. М:Наука. 2003. 422 С.

43. Гвоздева A.A., Кузнецова В.В: Откольные явления в грунтах, наблюдаемые при сейсморазведке//Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1967. N5. С.21-27.

44. Голицын Б.Б. Избранные труды. М: АН СССР. 1960. Т.2. С.411-413.

45. Горбатиков A.B., Степанова М.Ю. Результаты»исследований статистических характеристик и свойств стационарности ризкочастотных микросейсмических сигналов//Физика Земли. 2008. N1. С.57-67.

46. Гордеев Е.И., Рыкунов Л.Н. Спектры,Р-волн от удаленных землетрясений в области частот 1-10 Гц//Изв. АН СССР: Сер.Физика Земли. 1976. N7. С.90-92.

47. Гордеев Е.И:, В'.А.Салтыков, В.И.Синицын, В.Н.Чебров Воздействие прогрева земной 'поверхности на высокочастотный сейсмический шум//ДАН СССР. 1991. Т.316. №1. С.85-88.

48. Гордеевt Е.И.,Сенюков С.Л. Сейсмическая активизация вулкана Корякский в 1994 г.: Гибридные сейсмические события и их применение для оценки вулканической опасности. 1998//Вулканология»и сейсмология. N4-5. С.112-126.

49. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М:Мир.1970. 365 С.

50. Гулько Е.А., Кушнир А.Ф., Троицкий П.А. Статистическая оптимизация алгоритмов сейсмической голографии//Компьютерный анализ геофизических полей (Вычислительная сейсмология, вып. 22) М., Наука, 1990. С.253-274.

51. Гуфельд И.Л., Корольков A.B., Новоселов О.Н., Хрулев E.H. Отражение геодинамических процессов в локальной геоакустической эмис-сии//Вулканология и сейсмология. 2009. N6. С.62-73.

52. Гуфельд И.Л., Гаврилов В.А., Корольков A.B., Новоселов О.Н.Эндогенная активность Земли и декомпрессионная модель сейсмического шума//ДАН РАН. 2008. Т. 423. N6. С.8Г1-814.

53. Дарвин Д.Г. Приливы и родственные им явления в солнечной системе. М:Наука. 1965. 106С.

54. Дергачев A.A., Данциг Л.Г., Бортников П:Б. Сейсмические шумы в районе Новосибирска/ЛГеология и геофизика. 1984. с. 77 80.

55. Дмитриевский А. Н., Володин И.А., Шипов Г.И. Энергоструктура Земли и геодинамика. М: Наука. 1993. 153 С.

56. Дмитриевский.А. Н., ВаляевБ.М., Володин И.А. Геодинамические аспекты генезиса нефти и газа//Проблемы происхождения нефти и газа. М: Наука. 1994х. С.22-30

57. Дмитриевский А. Н., Володин» И.А. Формирование и динамика энергоактивных зон в геологической среде.// Доклады РАН. 2006. т.411. N3. С. 395-399.

58. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. М.: РХД. 2001. 464С.

59. Дьяконов Б.П., Иваев А.Т., Улитин Р.В. Об усилении циклических изменений физических характеристик- горных пород в земной коре//ДАН СССР, 1985. Т. 282. С. 34-37.

60. Дьяконов Б.П., Троянов А.К., Назаров А.Н., Фадеев В.А. . Сейсмоакусти-ческие шумы на глубоких горизонтах// ДАН СССР. 1989а. Т.309. N.2. С.314-318.

61. Дьяконов Б.П., Троянов -А'.К. О возбуждении естественных сейсмоаку-стических шумов в земной коре. Деп. ВИНИТИ. 15.11.89. N6674-B89. 19896.

62. Дьяконов Б.П., Троянов А.К., Кусонский O.A., Назаров А.Н., Фадеев В.А. Геологическая информативность скважных исследований высокочастотныхсейсмоакустических шумов. //Вулканология и сейсмология. 1991. N1. С.112-116.

63. Жадин В.В., Спирин А.И. Спектр короткопериодных микросейсм на Кок-четавской возвышенности.// Сейсмичность и' глубинное строение Сибири и дальнего Востока. М: Наука. 1997. С 229-233.

64. N 74. Жадин В.В. О частотном составе записей продольных волн от удаленных землетрясений//Изв. АН СССР. Сер. Физика земли. 1971. N5.

65. Зайцев. В.Ю., Назаров В:Е., Таланов В.И. "Неклассические " проявления микроструктурно обусловленной нелинейности: новые возможности для акустической диагностики//УФН. 2006. T.176.N1. С.77-95.

66. Запольский К.К. Измерение уровня и спектрального состава короткопериодных микросейсм//Вопросы инженерной сейсмологии. 1960. N10. С.87-98.

67. Казанкова Э.Р. Принципы системной организации полей напряжений в литосфере//Газовая промышленность. 1997. N7. С.39-42.

68. Каррыев Б.С., Курбанов М.К., Николаев A.B., Хаврошкин О.Б.Дыплаков

69. B.В.' Динамический режим сейсмической эмиссии; хаос и самоорганизация// ДАН СССР. 1986. Т.290. N.l. С.67-71

70. Каррыев Б.С. Исследование.высокочастотных сейсмических шумов Ашхабадского сейсмоактивного района. М:ИФЗ АН СССР. 1985

71. Кейпон Дж. Пространственно-временной спектральный анализ с высоким разрешением//ТИИЭР. 1969. Т.57. N.8: С.69-79.

72. Климонтович Ю. JI. Статистическая теория открытых систем. Т. 1. 1995. М: ТОО "Янус". 622 С.

73. Козловский Е.А. Кольская сверхглубокая скважина//В мире науки. 1984. N3. С.38-49.

74. Козырев A.A., Савченко С.Н. Закономерности распределения тектонических напряжений в верхней части земной коры//Физика земли* 2009. N11. С.34-43

75. Копвиллем У.Х., Долгих Г.И. Регистрация сверхнизкочастотных колебаний Земли. Тез. Докл. II Всесоюзной конференции по анализу сверхнизкочастотных колебаний естественного происхождения. Воронеж. 1987.1. C.19.

76. Копничев Ю.Ф. Сейсмические кода-волны М.: Наука. 1978. С.83.

77. Копничев Ю.Ф. Короткопериодные сейсмические волновые поля. М.: Наука. 1985. С. 176.

78. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Поглощающие свойства среды// Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью. Бишкек-Илим.:МНТЦ. 2006. С.40-47.

79. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения корот-копериодных сейсмических волн в литосфере центрального Тянь-Шаня//Вулканология и сейсмология. 2007. N5. С.54-70.

80. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения корот-копериодных S-волн- в литосфере Тянь-Шаня и- Джунгарии и их связь- с сейс-мичностью//Доклады РАН. 2010:- Т.433. N6. С.808-812.

81. Королева Ю., Яновская »Т. Б., Патрушева-С. С. Использование сейсмического > шума для определения структуры верхней толщи//Физика земли. 2009. N5. С.З-14.

82. Крамер Дж. 1974. 1974. Математические-методы статистики. М:Наука. 684С.

83. Крылов'A.JII, Николаевский В.Н., Эль Г.А. Математическая модель нелинейной генерации^ ультразвука сейсмическими волнами// ДАН1 СССР, 1991, т.318, N.6, с.1340-1344.

84. Крюков И.Н., Иванов В.А.К вопросу создания'сейсмического средства обнаружения переспективных сигнализационных систем и комплексов. НИКИ-РЭТ. N5. 2002.

85. Кугаенко Ю.А., Салтыков В.А., Синицын В.И., Чебров В.Н: Локация источников сейсмического шума, связанного с проявлением гидротермальной активности, методом эмиссионной томографии// Физика Земли. 2004а. N2. С.66-81.

86. Куксенко B.C., Мирошниченко М:И1, Савельев В.Н. и др. Физичесике принципы прогнозирования разрушения образцов горных по-род//Экспериментальная сейсмология. 1983. С.26-29.

87. Купцов А. В., Марапулец Ю. В., Мищенко М. А., Руленко О. П., Шевцов Б. М., Щербина А. О. О связи высокочастотной акустической эмиссии приповерхностных пород с электрическим полем в приземной слое атмосфе-ры//Вулканология и сейсмология. 2007 N5 С.71-76

88. Кушнир А.Ф., Лапшин В.М. Параметрические методы анализа многомерных волновых рядов. 1986. М: ИФЗ АН СССР. С. 91-226.

89. Кушнир А.Ф., МостовойС.В. Статистический анализ геофизических полей. Киев: Наукова думка. 1990. 276 С.

90. Кушнир А.Ф. Идентификация линейных динамических систем как статистическая задача с мешающими параметрами//сб. Современные методы интерпретации» сейсмологических данных. (Вычислительная сейсмология. Вып.24).1991. М:Наука. С.252-272.

91. Кушнир А.Ф. Оценивание вектора кажущейся медленности плоской волны по данным трехкомпонентной сейсмической группы: статистическая задача с мешающими; параметрами// Вычислительная сейсмология. 1997. вып.29. С. 197-214.

92. Кушнир А.Ф., Лапшин В.М: Обнаружение и выделение волновой формы сигнала в коде сильного интерферирующего события// Вычислительная сейсмология. 1997. вып.29. С. 215-233.

93. Лаппо С.С., Левин Б.В., Сасорова Е.В. и др. Гидроакустическая локация области океанического землетрясения//Доклады РАН. 2003. Т.388. N6. С.SOSSOS.

94. Ли Сы-Гуан. Вихревые структуры и другие проблемы относящиеся к сочетанию геотектонических структур северо-западного Китая. М.: Госуд. науч-но-техн. изд. литературы по геологии и охране недр. 1958. 132 С.

95. Лукашин Ю.П. Оценка влияния случайных временных сдвигов между сейсмическими каналами на эффективность группирования//сб. Прикладная геофизика. 1963. вып.37. С.56-63.

96. Лукк A.A., Дещеревский A.B., Сидорин А.Я., Сидорин И.Я. Вариации геофизических полей как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. М: ОИФЗ РАН. Москва. 1996. 210 С.

97. Любушин A.A. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга. М:Наука. 2007. 228С.

98. Любушин A.A. Микросейсмический шум в минутном диапазоне периодов: свойства и возможные прогностические признаки// Физика Земли. 2008. № 4. С. 17-34.

99. Любушин A.A. Тренды и ритмы синхронизации мультифрактальных параметров поля низкочастотных микросейсм// Физика Земли. 2009.№5.С. 15-28

100. Маловичко Д.А., Верхоланцев Ф.Г. Проектирование локальной площадной »сейсмической группы в центральной части Пермской области. 2005. РФФИ №)4-05-97506-рофи. http://seismo.mi-perfn.ru/doc/mda/npoeKTHpoBaHHe-ceHCMH4ecKofi-группы

101. Маслов Л.А. Модель трещины« как излучателя упругих колеба-ний//Прикладная математика и техническая физика. 1976. N2

102. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. 1990. М.:Мир. 589 С.

103. Машуков В .И., Стажевский С .Б., Шемякин Е.И. О всплывании полостей в горном массиве//ДАН СССР. 1997. Т.356. N6. С.817-820.

104. Мигулин В.В„ Ларкина В.И., Молчанов O.A. и др. Обнаружение эффектов воздействия землетрясений на ОНЧ-КНЧ-шумы во внешней ионосфере: Препр. ИЗМИРАН, № 25(390). М., 1982.

105. Мирлин Е. Г. Проблема вихривых движений в «твердых» оболочках земли и их роли в геотектоники//Геотектоника. 2006. N4. С.43-60.

106. Монахов Ф.И. Низкочастотный сейсмический шум Земли. М., Наука, 1997. 95С.

107. Молевич Н. Е. Возбуждение встречных акустических течений в термодинамических неравновесных газовых средах//Письма В ЖТФ. 2001. Т.27". Вып.21. С.26-28.

108. Мухамедов В. А. Фрактальные свойства высокочастотного шума. Ашха-бад:Туркменский гос. университет. Центр физико-математических исследований. 2001.48 С.

109. Мухамедов В.А., Мурадов В.А., Сеидов Б.А.Анизотропия высокочастотного сейсмического шума при местных землетрясениях//ДАН СССР. 1992а. Т.322. N3. С. 484-489.

110. Мухамедов В.А, Каррыев Б.С., Канель Е.Г. Временные вариации фрактальных размерностей сейсмичности//ДАН СССР. 19926. Т.322. N3. С. 490-497.

111. Мухамедов В.А. О фрактальных свойствах высокочастотного сейсмического шума и механизмах его генерации// Известия РАН. Сер. Физика земли. 1992в. N3; С. 39-49.

112. Мухамедов В. А. Вариации сейсмоакустической эмиссии в дискретной геофизической среде//Известия АН Туркменской ССР. Сер.физ-тех., химических и геологических наук. 1989. N5. С.74-79.

113. Мюнье Ж, Делиль Ж.Ю. Пространственный анализ в пассивных, докаци-онных системах с помощью адаптивных методов//ТИИЭР. 1987. Т.75. N.11. С.21-37.

114. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М:Мир. 1969. Т.2. С. 836.

115. Науменко Б.Н. О явлении частичной ликвидации тектонических напряжений штормовыми«микросейсмами//Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1979. N8. С.72-75.

116. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред, часть 1 и'часть 2. М.: Наука. 1987.

117. Николаев A.B. Сейсмические свойства рыхлой среды//Физика Земли. 1967. N2. С. 23-31.

118. Николаев A.B. Сейсмика неоднородных и мутных сред. М:Наука. 1972. 170 с.

119. Николаев A.B.,Троицкий П.А., Хьюсеби Е.С. Сейсмическая голография и вертикальная неоднородность верхней мантии//ДАН СССР. 1982. Т.263. N5. С. 1102-1105.

120. Николаев A.B. ,Троицкий П.А., Чеботарева И .Я. Авт. свидетельство Гос-комизобретений СССР N1000962, 1982.

121. Николаев A.B., Троицкий П.А, Чеботарева И.Я. Изучение литосферы сейсмическими шумами//ДАН СССР. 1986. Т.282. N9. С.586-591.

122. Николаев A.B., Троицкий П.А, Чеботарева И.Я. Анализ методов шумовой сейсмической голографии. М: ИФЗ АН СССР. 1991. Деп. ВИНИТИ. N18-B91. 52 С.

123. Николаев A.B. Проблемы нелинейной сейсмики.//сб.Проблемы нелинейной сейсмики М., Наук, 1987, с.3-20.

124. Николаев A.B. Проблемы наведенной сейсмичности//сб. Наведенная сейсмичность, М., Наук., 1994, с.5-15.

125. Николаевский В. Н. Механика геоматериалов и.землетрясений//Механика деформируемого твердого тела, 1983, т. 15, с. 149-230.

126. Николаевский В. Н. Геомеханика и флюи до динамика. Москва:Недра. 1996. 448С.

127. Николаевский В. Н. Собрание трудов. Т.2. М:РГУ нефти и газа. 2010. с.251-259.

128. Островский A.A. Донные сейсмоэксперименты. М.: Наука, 1998. 255 с.

129. Павленко О.В. Сейсмические волны в грунтовых слоях: нелинейное поведение грунта при сильных землетрясениях последних лет. М: Научный мир.2009. 260С.

130. Павлов О.В., Табулевич В.Н. О закономерностях изменения интенсивности глобальных микросейсмических колебаний//ДАН СССР. 19841: T.278.N3. С.585-587.

131. Пархоменко А.Н. «Детерминированный хаос» и риск внезапной сердечной смерти//Кардиогогия. 1996. Т4. С.44.

132. Петрашень Г.И., Нахамкин С.А. Продолжение волновых полей в задачах сейсморазведки. Л.: Наука, 1973.

133. Пиковский А., Розенблюм. М., Курте Ю. Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление. М.: Техносфера. 2003. 496с.

134. Плескач Н.К. Квазигармонические колеюания сейсмического фона в диапазоне частот 1-5 Гц//ДАН СССР. 1977. Т.232. N3. С.558-561.

135. Пригожин И. От существующего к возникающему. М: Наука. 1985. 328 С.

136. Пономарев B.C. Горные породы как среды с собственными источниками упругой энергии// Проблемы нелинейной сейсмики. Под ред. Николаева A.B. и Галкина И.Н. М:Наука. 1987. С.50-64.

137. Пономарев B.C. Закономерности разрушения энергонасыщенных средibj проявлениях наведенной сейсмичности//Наведенная- сейсмичность. Под ред. Николаева А;В1 и Галкина HiH. М:Наука. 1994. С.73-9 Г. .

138. Проблемы; нелинейной сейсмикш Под: ред: Николаева^ A.B. и; Галкина1 И.Н. М:Наука. 1987. 287 С.155: Пузырев^НШ! Интерпретация?данных: сейсморазведки? методом отраженных волн. М: Гостоптехиздат. 1959: 96 С.

139. Руденко О.В: Гигантские нелинейности структурно-неоднородных сред и основы методов нелинейной акустической диагностики //УФН. 2006; Т. 176. №. 1.С. 97-102.

140. Робсман В.А. Накопление и хаотическое развитие нелинейных акустических процессов при динамическом нагружении геологических структур // Акуст. жури., 1993, т. 39, вып. 2, стр. 333-349.

141. Розин А. А. Подземные воды Западно-Сибирского артезианского бассейна и их формирование. Новосибирск: Наука. 1997. 100 С.

142. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. М:Недра. 1986. 301 С.

143. Руденко О. В. Взаимодействие иетенсивных шумовых полей//УФН. 1986. Т. 149. N3. С.413-447.165.

144. Руденко О. В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М:Наука. 1975.

145. Рыкунов Л.Н., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В: Модуляция высокочастотных микросейсм//ДАН СССР. 1978. Т.238. N2. С.303-306.

146. Рыкунов Л.Н., Цыплаков В.В., Хаврошкин О.Б. Временные вариации вы-сокоч стотных сейсмических шумов// Изв.АН СССР. Физика Земли. 1979. N11. С.72-77

147. Рыкунов JI.H., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. Явление модуляции высокочастотных1 сейсмических шумов Земли // Диплом на открытие №282 Гос-комизобретений СССР. М.: 1983. С.1.

148. Рыкунов JI.H., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. Эффект модуляции.сейсмических шумов земли: 25 лет спустя: Сообщение 2. Наука и технология в России. 2000. №1-2 (38-39).

149. Рыкунов JI.H., Смирнов В.Б., Старовойт Ю.О. Об иерархическом характере сейсмической эмиссии// ДАН СССР. 1986. Т.288. N.1-. С.81-85.

150. Рыкунов JI.H., Смирнов В.Б., Старовойт Ю.О., Чубаров О.С. Самоподобие сейсмического< излучения во времени// ДАН CCCPI 1987. Т.297. N.6. С.1337-1341.

151. Рыкунов A.JI., Смирнов В.Б. Общие особенности сейсмической эмиссии на различных временных масштабах // Изв. АН СССР, Физика Земли. 1985. № 6. С. 83-87

152. Сабитова Т. М., Адамова A.A. Сейсмотомографические исследования земной коры Тянь-Шаня. //Геология и геофизика. 2001. Т.42. N10. С. 1543-1553.

153. Сабитова Т.М. Отражение геодинамических процессов в скоростной структуре земной коры и верхней мантии// Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью. Бишкек-Илим.гМНТЦ: 2006. С.58-61

154. Садовский М.А. О естественной кусковатоститорных пород//ДАН СССР. 1979. T.247.N4. С.829-831.

155. Салтыков В.А. Возможные механизмы воздействия-земных приливов на высокочастотный'сейсмический шум//Вулканология и» сейсмология. 1995. №3. С. 81-90.

156. Салтыков В.А., Кугаенко В.И., Синицын.В.И., Чебров В.Н. Предвесьники сильных землетрясений на Камчатке по данным мониторинга сейсмических шумов//Вулканология,м сейсмология. 2008. N2. С.110-124.

157. Сбоев В:М. Исследование динамических процессов, в массиве горных пород на глубоких подземных предприятиях//Изв. АН СССР. Физика земли. 1982. N10. С.57-61.

158. Сбоев В.М. Исследование микросейсмической эмиссии, возникающей в образцах горных пород. Новосибирск. Препринт ИГД СО АН-СССР N22. 1988а. 67 С.

159. Сбоев В.М. Исследование микросейсмических процессов в массиве горных пород подземных рудников. Препринт ИГД СО АЕГСССР N25: 19886. 67 С.

160. Сейсмическое просвечивание очаговых зон. Отв. Ред. Николаев A.B. М:Наука. 1983. 276С.

161. Сейсмическая томография. С приложениями в глобальной сейсмологии и разведочной геофизике. Пер. с англ. Под ред. Г. Нолета. 1990. 416 С.

162. Сероглазов P.P. Особенности микросейсмического отклика геофизической среды на динамическое воздействие в условиях платформенных областей. 2003. Автореферат диссертации к. ф-м н. М: ИФЗ. 32С.

163. Смирнов В.Б., Пономарев A.B., Завьялов-А.Д. Структура акустического! режима» в>образцах горных пород и сейсмический процесс//Физика Земли. 1995'. N1.G. 38-58.

164. Смирнов В. Н., Линьков Е.М. , Об источниках высокочастотных сейсмических возмущений и изгибно-деформационных волнВ Антарктике//Изв. АН СССР: Физика Земли. 1967. N8. С.77-82.

165. Смирнов H.H., Иудин, Д.И. Перколяционный механизм гравитационной дифференциации как модель сейсмической-активности. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1, Математика. Механика. 2003. N2. С.31-39.

166. Собисевич А. Л., Горбатиков A.B., Овсюченко А.Н. Глубинное строение грязевого вулкана горы Карабетова//Доклады РАН. 2008. Т.422. N4. С.542-546.

167. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1993. 313 С.

168. Соболев Г. А., Пономарев A.B. Акустическая эмиссия и стадии подготовки разрушения в лабораторном эксперименте//Вулканология и сейсмология. 1999. N4-5. С.50-62.

169. Соболев Г.А. Эволюция периодических колебаний сейсмической интенсивности перед сильными землетрясениями//Физика Земли. 2003. N11. С.3-17. ■

170. Соболев. Г.А., Пономарев A.B. Физика землетрясений и предвестники. М:Наука. 2003. 270 С.

171. Соболев Г. А. Вариации микросейсм перед сильным землетрясением//Физика Земли. 2004. № 6. С. 3-13.

172. Соболев Г.А., Любушин A.A., Закржевская H.A. Синхронизация микросейсмических колебаний в минутном диапазоне периодов//Физика Земли. 2005. № 8. С. 3-27.

173. Соловьев С.П., Спивак A.A. Электромагнитные сигналы в результате электрической поляризации при стесненном деформировании горных пород.

174. Старовойт О. Е., Чернобай И. П. Спектр помех в ЦСО Обнинск в диапазоне приборов 5-300 с//Сейсмические приборы. М:Наука. 1978. Вып.2. С.149-156.

175. Сурнев В.Б. Унифицированная теория и алгоритмы численного решения» задач дифракционной томографии сильно неоднородных сред//Проблемьг геотомографии. М:Наука. 1997. С.99-122.

176. Табулевич В.Н. Штормовые микросейсмы, геомагнитные бури и комплекс геофизических возмущений частотой' 0.1-1 Гц.// Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М:Наука. 1981. Вып.53. С.211-218.

177. Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. М:Наука. 1986. 123С.

178. Токарев П. И. Вулканическое дрожание//Вулканология и сейсмология. 1981. N3. С.55-70.

179. Токарев П. И. Определение энергии вулканических землетрясений//Вулканология и сейсмология. 1987. N2. С.64-79.

180. Троян В.Н., Рыжиков Г.А. Сейсмическая дифракционная томография// Проблемы геотомографии. М:Наука. 1997. С.55-85.

181. Усольцева O.A., Санина И.А. Модели для непрерывной среды с В-сплайн аппроксимацией (алгоритмы разработаны в ИДГ РАН)// Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью.Бишкек-Илим.:МНТЦ. 2006. С. 18-31

182. Устройство обнаружения и классификации сейсмических сигналов. Патент Российской Федерации № 2002113466/28. 2003 г.

183. Хаврошкин О.Б. Некоторые проблемы нелинейной сейсмологии. Моск-ва:ОИФЗ РАН. 1999. 286 С,

184. Хаврошкин О.Б.,Цыплаков В.В. Сейсмический шум и сейсмичность// Всесоюзный семинар "Нетрадиционные методы геофизических исследований неоднородностей в земной коре". 1989. С.118-119.

185. Чеботарева И .Я. Использование шумовых сейсмических полей для изучения строения земли. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наую(специальность 01.04.12). ИФЗ РАН, 1992 .

186. Чеботарева И.Я., Николаев А.В., Сато X., Шиоми К. Источник сейсмической эмиссии, связанный с магматическим телом в районе вулкани ческого фронта, о.Хонсю, Япония. //Вулканологияи сейсмология. 1997а. N2. С.58-73.

187. Чеботарева И.Я:, Николаев А.В., Сато X. Исследование источников сейсмической эмиссии в земной коре (Япония, сев. Канто). //Доклады, РАН/ 19976. Т.357. N.4. С.542-546.

188. Чеботарева И '.Я., Николаев А.В., Сато X. Векторная эмиссионная томо-графия:исследование эмиссионной активности в районе вулканического фронта (Япония) //сб. Проблемы геотомографии. 1997в. М:Наука. С. 161-175. .

189. Чеботарева.И:Я., Николаев А.В: Исследование неоднородностей земной, коры кода- волнами землетрясений// Доклады РАН. 1998. Т.364. N.6. С. 816820.

190. Чеботарева И.Я., Рожков МШ., Тагизаде Т.Т., Ерохин Г.Н. Способ микросейсмического мониторинга пространственного распределения источни ков эмиссии и.рассеянного излучения и устройство для его осуществления. Патент Росс. Федерации, N2278401. 2006а. 32С.

191. Чеботарева И.Я:, Рожков М.В., Тагизаде Т.Т. Устройство сейсмоакусти-ческого обнаружения и классификации движущихся объектов. Патент Росс. Федерации на полезную модель. №59842. 20066.

192. Чеботарева ИЯ., Кушнир А.Ф:, Рожков- М.В. Устранение интенсивной помехи при пассивном, мониторинге месторождений углеводородов методом эмиссионной томографии. //Физика Земли. 2008. N12. С.65-82/

193. Чеботарева И.Я*. Новые алгоритмы эмиссионной томографии для пассивного сейсмического мониторинга разрабатываемых месторождений углеводородов. Часть I .-Алгоритмы обработки и численное моделирование// Физика Земли. 2010а. N3.

194. Чеботарева И .Я. Новые алгоритмы эмиссионной томографии для пассивного сейсмического мониторинга разрабатываемых месторождений углеводородов. Часть II: Результат обработки реальных данных // Физика Земли. 20106. N3.

195. Чеботарева И.Я, Володин И.А. Критерий степени упорядоченности, режимов автоколебаний для анализа динамики геофизической среды//Доклады РАН. 2010. T.432.N1. С.115-119.

196. Чеботарева И.Я: Алгоритм1 сейсмической эмиссионной томографии^ при ослаблении пространственной, корреляции* сигнала// Вестник МГОУ. Серия' «Естественные науки». 2011. N1.

197. Чеботарева И:Я* Володин И:А'. Метод локализации сейсмических, источников, сигналы которых отличаются по степени упорядоченности от фонового шума// Доклады PAHi 20И. Т.437. N.3.

198. Черепанцев A.C. «Связь параметров высокочастотного сейсмического излучения с динамикой геофизической среды» Автореферат диссертации к. ф-м н. М^МГУ. 1991 с.44.

199. Чернов JI.A. Волны в случайно-неоднородных средах. М:Наука. 1977. 171 с.

200. Шамина О.Г. Модельные исследования физики очага землетрясения. М. Наука. 1981. 191 С.

201. Шарифуллина Е. А. Анализ освоения лицензионных участков в пределах Среднеобской нефтегазоносной области в условиях современного механизма недропользования. Автореферат дисс. канд.геолого-минералогических наук. Тюмень: ТюмГНГУ. 2004. 20С.

202. Шубик Б.М., Киселевич Bi Л., Николаев A.B., Рыкунов Л.Н. Микросейсмическая активность в гидротермальной области//Физические основы сейсмического метода. М:Наука. 199Г. С.143-158.

203. Шубик Б.М., Ермаков А.Б. Автоматическое определение координат и моментов возникновения сейсмических событий, основанное на принципах эмиссионной томографии//Проблемы геотомографии/ Под ред. Николаева A.B. М: Наука. 1997. С. 189-202.

204. Яковицкая Г.Е. Электромагнитное излучение и автоколебательный процесс предразрушающего состояния горных пород//Вулканология и сейсмология. 2006. N6. С.44-51.

205. Яновская Т.Б. Томографические исследования земной коры при использовании поверхностных волн//Изв. вузов. 1988. N.12. С.69-87.

206. Яновская Т.Б. Исследование азимутальной анизотропии и латеральные неоднородности сейсмоопасных зон//Математическое моделирование сейсмотектонических процессов;в литосфере, ориентированное на проблему прогноза землетрясений. М. 1993. вып.1. С.97-105.

207. Aki K. Space and time spectra of stationary stochastic waves with spectral reference to microtremors//BuIl. Earthq. Res. Inst. 1957. 35. P.415-456.

208. Aki K. Scattering of P-waves under Montana LASA//J: Geophys. Res. 1973. Vol.78. P.1334-1346.

209. Aki K., Chouet L.B. Origin of coda waves: Source, attenuation, and'scattering effects//.!. Gtoph. Res. 1975. V.80. PP3322-3342.

210. Aki K., Christofferson A., Husebye E.S. Determination of Three-Dimentional seismic Structure of the Lithosphere//Journal of Geoph. Res. 1977. V.82. PP.277-296.

211. Arnason K., Flovenz O.G. Evaluation of physical methods in geothermal exploration of rifted volcanic crust// Geotherm. Resour. Counc., 1992'. Trans. 16. C.207-214.

212. Bai X., He B. Estimation of number of independent brain electric sources from the scalp EEGs/ЯЕЕЕ Trans. Biomed. Eng. 2006. Vol.53. N10. PP.1883-18921

213. Bak P., Tang G. Earthquakes as a self-organized' critical phenomenon//!. Geoph. Res. V.94.N 11. PP. 15635-15637.

214. Bienvenu G. Underwater passive detection and spatial coherence testing//J. Acoust. Soc. Amer. 1979. V.65. PP.425-437.

215. Bishop T.N., Bube K.P., Cutler R.T. ,Langan R.T. , Love P.L. ,Resnick J.R., Shuye R.T., Spindler D.A., Wyld Y.W. Tomographic Determination of Velocity and Depth in Laterally Varying Media//Geophysics. 1985. V.50. PP.903-923.

216. Bleistein N., Cohen J.K., Hagin F.G. Computational and asymptotic aspects of velocity invtrsion// Geophysics. 1985. V.50: PP 1253-1265.

217. Bungum H., Huseby E.S., Ringdal F. The NORSAR array and preliminary results, of data analysis//Geoph. J. R. astr. Soc. 1971. V.25. p.115-126.

218. Burg J.P. A new analysis technique for time series data. NATO' ASI Signal« Processing. Enschede, the Netherland. 1968

219. Carter Ji A., Barstow N., Pomeroy P.W., Chael'E.P:, Leany J. High-frequency seismic noise as a function^. depth//BSSA. 1991. V.81. N.4. PP.1101-H14.

220. Chouet B:, Saccorotti G., Dawson Pf, MartiniiM!, De Luca,G:,.Milana G., Cat-taneo M. Broadband measurements of the sources of explosions at Stromboli volcano, Italy// Geoph. Res. Lett: 1999: V.26. N13. PP.1937-1940.

221. Classen J.P: The estimation of seismic spatial coherence and its application to a regional event. Sandia National Laboratory. Report SAND85-2093.1985. 103 P.

222. Cosentino M. , Lombardo J:, Patane G. , Schick R., Sharp, A. D. L. Seismol-ogical research on. Mt.Etna: State of art'andr recent trends//Mem. Soc. GeoL Inst. 1982.'V.23. PP. 159-202.

223. Cox H. Line array, performance when* signal coherence is spatially dependent, Lasa//BSSA. 1973. V.56.P.1743-1746.

224. Crosson R.S. Crustal structure modeling of earthquake data. 1. Simultaneous least square estimation of hypocenter and velocity parameters// J. Geophys. Res. 1976. V.81. P.3036-3046.

225. Darbyshire J., Okeke O. A study of Primary and Secondary microseisms recorded in Anglesey//Geoph. J. Royal Astr. Soc. 1969. V.17. N1. P.63-91.

226. Duncan P.M., Lakings J.D:, Flores R.A. Method for passive seismic emission tomography. 2008. US Patent 20080068928. 03/20/2008

227. Dziewonsci A.M. Mapping the lower mantel: Determination of lateral heterogeneity in P velocity up to degree and order 6// J: Geophys. Res. 1984. V.89. P.5929-5952.

228. Eaton , J.P. , Evidence of the source of magma in Hawaii from earthquakes, volcanic tremor and« ground deformation//Trans. Amer. Geophys. Union, 1967.48:254.

229. Eva C., Graziano F., Merlanti F. Spectra propagation and polarization of industrial noise//Acta. Univ. Oulue. A. 1976. N43. C.53-68.

230. Feng Q., Lees J. M. Microseismicity, stress, and fracture in the Coso geother-malfield, California. Tectonophysics. 1998. V.289. P.221-238.

231. Finch R. H. Volcanic tremor//Bull. Seismol. Soc. Amer. 1949. V.39: PP.73-79.

232. Furumoto M., Kunitomo T.,Inoue H., Yamaoka K. Seismic Image of the volcanic tremor source at the Izu-Jshima volcano, Japan//Volcanic Seiemology Edited by Gasparini P., Scarpa R., Aki. K. Springer-Verlag, New-York. 1992. PP.' 201-211.

233. Geographical Survey Institute. 1987. In: Horizontal Strain in Japan 1985-1983. Geographical Survey Institute. Tsukuba. Japan. PP. 1-133.

234. Gibbons J., Ringdal F., Kverna T. Detection and characterization of seismic phases using continuous spectral estimation on incoherent and partially coherent ar-rays//Geoph. J. Int. 2008. V.172. Iss.l. PP.405-421.

235. Galperin E.I., Nersesov I.L., Galperina R.M. Borehole Seismology ans the study of the seismic regime of large industrial centers. Reidel. Dordrecht. 1986. 315P.

236. Gupta I. Standing wave phenomena, in short period seismic noise//Geophysics. 1965: V.30. N6. PP.1153-1162.

237. Hasegawa A., Zhao D;, HoriS., Yamamoto A., Horiuchi S. Deep structure1 of" the northeastern Japan arc and-its relationship-tos seismic and.volcanic activity// Nu-ture: 1991. V.352. N6337. P!683-689:

238. Hasegawa A., Yamamoto A., Zhao D:, Hori S., Horiuchi S. Deep structure of arc volcanoes- as inferred from seismic jbservation//Phil. Trans. R. Soc. London. 1993. V.342. PP1167-178.

239. Hasegawa A.,Yamamoto A. Deep low-frequency microeaethquakes in and around seismic low-velocity zones beneath active volcanoes in northeastern Japan// Tectonophysics. 1994 V.233. P.233-252.

240. Hjotenberg E., Risbo T. Monochromatic components of the seismic noise, in the NORSAR area//Geoph. J: R. Astr. Soc. 1975. V.42. P:547-554.

241. Ininial reports of the Deep Sea Drilling Project, JOIDES. V.LXXXVIII! NXCI. 1982-1983. PP.89-92, PP.357-371.

242. Iudin D. I. Model of the seismic noise generation- mechanism. Seission p2,2/SE42. Scaling, fractal, and Nonlinearity in- solid Earth//Geophysics. Gaague. 1996

243. Iudin D.L.,.Kasyanov D.A. Percolation model of seismic activity//In: Atmospheric and Ionospheric electromagnetic phenomena-associated with1 Earthquakes. Edited by Mi Hayakawa. 1999. P.911-916.

244. Kosarev G. L., Petersen N. V., Vinnik L. P. and S. W. Roecker, Receiver functions for the Tien Shan analog broadband network: contrasts in the evolution of structures across the Talasso-Fergana fault//J. Geophys. Res., 98,4437-4448, 1993.

245. Krim H., Viberg V. Two Decades of Array Signal Processing Research//IEEE Signal Proc. Mag. 1996. V.13. N4. PP:67-94.

246. Kubotera A. Volcanic tremors at Aso volcano// Phys. Volcanology. 1974. Elsevier Sci. Publ. company. PP.29-48.

247. Kushnir A.F., Lapshin V.M., Pinskiy V.I., Fetn J. Statistically optimal event detection using small array data. 1990//BSSA. V.80. N.6. Part B. P.1934-1950.

248. Lagunas M.A., Gasull A. An improved maximum-likelihood'methodfor power, spectral density estimation//IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal'Processing. 1984. V.ASSP-30. PP. 170-173.

249. Malioutov D.M. A sparse signal reconstruction*perspective for source localization with sensor array. Master thesis. Massachusetts Institute of Technology. 2003. 172P.

250. Mallat'S. A wavelet tour of signal processing. 1999. New York. Academy press. 635p.

251. Matsumoto S., Hasegawa A. Distinct S wave reflector in midcrust beneath Nikko-Shirane1 Volcano in the northeastern Jahan arc//J. Geoph.Res. V.101. NB2. 1996. P.3067-3083.

252. Matsumoto S. Study of the inhomogeneous crustal', structure around the Nikko area. 1996. PhD Thesis. Science. Tohoku.Univ. Sendai. Japan. 103 P:

253. Menke W. Geophisical Data Analysis: Discrete Inverse Theory. Academic Press. Orlando. Florida: 1984

254. Muirhead K.J.', Ram Datt. The N-th root process applied, to- seismic array data//Geophys.J.R. astr. Soc. 1976 . V.47. PP. 197-210:

255. Mykkeltveit S., Astebol K., Doornbos D.J., Husebye E.S. Seismic array configuration optimization//BSSA. 1983. V.73. P.183-186.

256. Nanney C.A., Possible correlations between earthquakes and micro-seisms//Nature, 1958, v.181, p.802-803.

257. Nikolaev A.V., Troitskiy P.A. Lithospheric studies based on array analysis of P-coda and microseisms//Tectonoph.l987.V.140.P.103-113.

258. Obara K. Nonvolcanic Deep Tremor Associated with Subduction in Southwest Japan.//Science. 2002. V.296. N5573 PP.1679 1681

259. Omer G. C. Volcanic tremor//Bull. Seismol. Soc. Amer. 1950. V.40: PP. 175194.

260. Omori, F. The Usu-San eruption and earthquake elevation phenomena//Bull. Imp. Earth. Investigation Committee. Tokyo. 1911. N 5: PP.1-38.

261. Omori F. On the aftershocks of earthquakes//J. Coll. Sci. Tokyo Imp. Univ. 1995. N7. P.l l 1-200:

262. Phillips W.S., Fairbanks T.D., Rutledge J.T., Anderson* D.W. Induced mi-croearthquake patterns and oil-producing fracture systems in the Austin chalk. Tec-tonophysics. 1998. V.289: P.153-169!

263. Pilipenko, V.,, Engebretson M. J., YumotoK., Energy budget.of AlfVen wave interactions with the auroral acceleration region//J. Geophys. Res. V.l09. A10204. 2004. P.13.

264. Pisarenko V.A. The retrieval of harmonics from a covariance func-tion//Geophys. J. R. Astronom. Soc. 1973. V.33. PP.347-366.

265. Ringdal F., Husebye E.S., Dahle A. Event detection problems using a partially coherent seismic array. 1972. NORSAR Technical Report 45. Royal Norvegian Council for Scientific and Industrial Research, Kjeller, Norway.

266. Ringdal F., Bungum H. Noise level variation at NORSAR and its effect on de-tectability//BSSA. 1977. V.67.N2. P.668-674.

267. Rissanen J. A universal prior for integers and estimation by minimum description length//The Annals of Statistics. 1983. Vol.11. N2. PP. 416-431.

268. Sakai S. Crustal structure beneath the high dense array//Programme and abstracts the seismological society of Japan. 1994. N2. D05. P.291'.

269. Sakuma, S. Volcanic tremor, of Me"anan-dake//J: Faculty Sei. , Hokkaido Univ. 1957. Ser. VII. N1. P.37-53.

270. Sassa, K. Volcanic micro-tremors and eruption-earthquakes//Mem. Coll. Sei. 316., Kyoto Univ. 1935. N18. PP.255-294".

271. Sato H., Fehler M.C. Seismic wave propagation and scattering in heterogeneous earth. New York: Springer-Verlag. 1998. 310P.

272. Savino J.N., McCamy K., Hade G. Structure in the Earth noise beyond 20 second-window for earthquakes//BSSA. 1972. V.62. N1.

273. Sax R.L., Hartenberger R.A. Seismic noise attenuation in unconsolidated mate-rial//Geoph. 1965. V.30. N.4.

274. Sax R.L. Stationarity of seismic noise//Geophysics. 1968. V.3. N4. P.668-678.

275. Sax R.L., Hartenberger R.A. Seismic noise attenuation in unconsolidated mate-rial//Geophysics. 1965. V.10.'N.4.

276. Scheffe H. The analysis-of variance. 1959. New York. John Willey and Sons. 256P.

277. Schmidt R. Multiple emitted location and signal parameter estimation//In Proc. RADS Spectral Estimation Workshop (Rome, NY). 1979: PP.243-258. Also IEEE Trans. Antennas,Propagat. 1986. V.AP-34. PP.276-280:,

278. Schneilder W.A., Backus M.M. Ocean-bottom seismic measurements of California coast//J. Geoph. Res. 1964. V.69. N6. PP.1135-1143.

279. Scholl J.F., Agre J.R., Clare L.P., Gill M.C. A low power impulse signal classifier using the Haar wavelet trasform. Proceedings of the SPIE International Symposium on Enabling Technologies for Law Enforcement and Security. Information&

280. Training Technologies for Law Enforcement Conference. Boston MA, 3-5 November 1998. Sensors. C3I.

281. Seidl, D-, Schick, R., Riuscetti, M. Volcanic tremors at Etna: a Model for Hydraulic Origin//Bull. Volcanol. 1981. N44. PP.43-56.

282. Spenser C., Gubbins D. Trevel-time inversion for; simultaneous earthquake location and velocity structure determination»in laterally* varying media//Geophys. !. R. astr. Soc. 1980. V.63. PP.95-116.

283. Taner T., Koehler F. Velocity spectra digital computer derivation and application of velocity function//Geoph. 1969.V.34. P.859-881.

284. TatsumiiY. Migration of fluids phases and genesis of basaltmagmas in subduction zones//!. Geophys.Res., 1989: V.941 P:4697-4707.

285. Tchebotareva I.I., Nikolaev A.V., Sato H. Seismic Emission Activity of Earth's Crust in Northern Kanto, Japan//PEPI. 2000. V.120. N3. P.167-182.

286. Thompson A.H., Katz A.J., Khorn C.E. The microgeometry and transport properties of sedimentary rock // Adv.Phys. 1987. V.36 N 5. P.625-694.

287. Tsumura N. 3-D attenuation structure beneath the NE Japan arc based on the simultaneous determination of source parameters and Q values. 1994. PhD Thesis. Science. Tohoku Univ. Sendai. Japan. 340 P.

288. Turcotte D. Fractalse and.chaose in geology and geophysics. Cambridge: 1992.

289. Um J., Thurber C. A^fast algorithm for two-point»seismic ray tracing // BSSA. 1987. V.77. N3. PP: 972-986.

290. Van Den Bos A. Alternative interpretation* of maximum entropy spectral analysis/ЯЕЕЕ Trans. Inform. Theory. 1971. V.IT-17. PP1493-494.

291. Wasserman, P.D. Advanced Methods in NeuralNetworks. 1993. Van Nostrand Reinhold. New York. PP.3 5-55.

292. Wavelet-based hybrid neurosystem for classifying a signal or an image represented by the signal in data systemr US patent JVT° 6105015. 2000.

293. Wax M.,Kailath T. Detection of signals by information theoretic criteria/ЛЕЕЕ Trans. Acoust., Speech, Signal Processing.1985. Vol.33. N2. PP. 387-392.

294. Viberg M., Ottersten B., Kailath T. Detection and estimation in Sensor Array Using Weighted Subspace Fitting/ЯЕЕЕ Trans. SP. 1991'. V. SP-39. N11.2436-2449.

295. Wong K. M., Zhang Q., Reilly J. P:, YipP.C. On information theoretic criteria for determining the number of signals in high resolution array processing// IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing. 1990. Vol.38. N11. PP. 1959-197Г.

296. Yoshimoto K., Sato H., Kinoshita S., Ohtake M. High-frequency site-effect of hard rocks at Ashio, central Japan// J:Phys. Earth. 1993,v.41,327-335.

297. Zhao D. A tomographic study of seismic velocity structure in the Japan Island. Ph.D. thesis. 1991. Tohoku Univ. Sendai. Japan. 301 P.