新时代地球物理的新使命与新机遇

地球是人类的家园,地球科学的研究对象就是人类的家园——地球,地球物理学是地球科学的主要学科之一。简单来说,地球物理学是应用物理学方法研究地球的一门学科和技术。具体来说,地球物理学是通过定量的地震、重力、地磁、地电、地热和放射能等物理学方法,研究地球以及寻找地球内部矿藏资源的一门综合性学科,研究范围包括地球的地壳、地幔、地核和大气层。地球物理学有诸多研究分支,包括:固体地球物理学,地球动力学,地震学,大地测量学,地热学,地磁学,水文学,海洋学,气象学,勘探地球物理学,比较行星学,大地构造物理学和大地天文学等等。传统地球物理学主要指固体地球物理学,现代地球物理学的研究已经延伸到地球大气层外部的现象,甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。地球物理学研究在对地球内部结构及其演化的认知上取得了丰硕的成果,丰富了人类的知识体系。地球物理技术也在石油天然气、金属与非金属矿产、地热、地下水等资源勘探,地震等自然灾害监测与预报预警,环境监测,天气预报,工程勘探,军事国防等领域发挥了重要作用,为国家安全、社会发展、经济建设、人民生活提供了坚实的技术支撑。随着地球物理技术的发展,地球物理在人类的生存与发展中必将发挥越来越重要的作用,地球物理专业人才的就业领域也将随之不断扩大,学科交叉和技术的综合应用也对地球物理从业人员的知识体系和技术素质提出了更高的要求。

。。。。。。。。

地球物理智能化技术发展与应用的目标是:(1)通过自动化与智能化技术的应用,地球物理勘探资料处理解释人员彻底从繁杂的重复性、机械性操作中解放出来,技术人员的主要精力集中在流程制定、过程监控、里程碑决策方面,大幅度提高工作效率,降低人工成本,缩短工作周期。(2)通过智能化技术的应用,最大限度挖掘地球物理勘探资料中的有用信息,并通过多源信息的融合提升信息的价值,实现专业知识的深度挖掘、有效积累和共享应用,有效降低勘探开发的风险和成本。(3)通过智能化技术的应用,形成规范的智能化处理与分析流程与系统,有效降低对人工经验的高度依赖性和分析结果的主观性,克服人工处理与分析因人而异、效率低下、知识与经验无法积累和推广等弊端。上述目标的实现,要经过一定的发展过程。笔者认为,地球物理智能化技术应用发展要经过以下三种形态,其发展路线或逐次推进、或部分同步推进。(1)第一种形态:功能自动化。重点对当前地球物理数据处理解释过程中人工交互操作功能进行自动化改造,处理解释过程中关键步骤功能基本实现自动化,中间结果以可视化形式展现,处理解释监控人员履行质量控制职责,确定是否进入下一步骤或需要继续迭代处理。自动化处理中的一个关键环节是质量控制,只有彻底消除耗时耗力的人工检查环节才能实现完全的自动化处理。(2)第二种形态:流程自动化。在功能自动化的基础上,实现地球物理处理解释流程或局部子流程的自动化,过程可视化操控,综合解释过程基于三维可视化或虚拟现实工作场景进行,基于知识系统进行预定流程或功能清单的处理与分析,对结果进行实时可视化分析和决策。这一过程依赖于高性能计算、大数据处理和可视化分析技术的支撑。(3)第三种形态:系统智能化。随着功能自动化与流程自动化的推进,以及机器学习技术的深度应用,智能技术应用领域不断扩大,智能化分析水平不断提升,从而逐步构建起智能化系统。智能化系统既包含组成处理解释流程全过程的数据驱动型智能化应用功能,又通过大量数据的应用与训练逐步实现专业知识的不断积累,知识的积累使得智能化系统自我进化变得越来越聪明,而智能化系统的进化和知识积累又很容易被分享应用。这一阶段还需要可视化与虚拟现实实时工作环境的支撑,其技术特点可以概括为:后端并行化、前端可视化、流程自动化和系统智能化。

引自:赵改善  地学新视野

https://mp.weixin.qq.com/s/HSHR7aF_ZtakuLUk1IwD3w