О применении свёрточных нейронных сетей в геофизических исследованиях
30 июля 2025 г.
В Russian Journal of Earth Sciences опубликована статья «Применение свёрточных нейронных сетей для выделения осей линейных аномалий магнитного поля». Авторами стали А. Д. Шклярук и К. М. Кузнецов (МГУ им. М. В. Ломоносова).
На сегодняшний день для решения различных задач изучения глубинного строения Земли, Луны и других объектов в комплексе геолого-геофизических методов активно используются потенциальные поля (гравитационное и магнитное). Их качественный анализ позволяет составить схемы, в том числе связанные с тектоникой изучаемых областей. В такой анализ входят выделение линейных структур поля, классификация и кластеризация аномалий и иные процедуры.
В данной работе рассмотрена задача выделения линейных аномалий магнитного поля, которые могут быть приурочены, например, к различным протяженным магматическим комплексам (дайкам), разломным зонам, а также техногенным линейным объектам и другим. Рассмотрен метод по выделению линейных структур потенциальных полей, основанный на свёрточных нейронных сетях (СНС).
СНС – это тип многослойного персептрона (нейронной сети прямого распространения), часть слоев которой сконструирована таким образом, что связь между ними описывается дискретной сверткой. На вход таких слоев подается числовая матрица, с которой сворачивается ядро, определяемое весами нейронов. На выход представляется матрица числовых признаков, которая, в свою очередь, подается на вход следующего слоя. Авторы утверждают, что применение СНС является актуальной и важной задачей в контексте современных исследований в области геофизики.
В ходе работы был построен и протестирован на модельных и реальных данных алгоритм на основе сверточной нейронной сети для решения задачи выделения линейных аномалий магнитного поля. Приведенные примеры для Баренцева моря позволяют предположить, что алгоритм выделения линейных аномалий магнитного поля может являться инструментом качественной интерпретации. Данный метод может послужить основой для разработки и усовершенствования новых подходов к решению разнообразных задач в области геофизических исследований.
Метки: геофизика