ИСТИНА

Создание принципиально новой технологии совместного анализа большого объема многомерных сигналов от систем мониторинга при оценке сейсмической опасности и прогнозе опасных геодинамических явлений и разработке принципов построения новых образцов аппаратурных средств для геофизических измерений и их экспериментальные исследования. Продолжение работ по созданию новых методов обработки и комплексной интерпретации наземных и спутниковых данных. Были развиты методы обнаружения слабых сигналов во временных рядах гравитационных моделей спутников GRACE-FO, методы комплексной интерпретации геофизических данных в рамках геодинамических моделей, совершенствоваться методы интерпретации данных о смещениях земной поверхности, полученных по технологии устойчивых отражателей. Были продолжены работы по изучению различных стадий сейсмического цикла в зонах субдукции, мониторингу оползневой активности в районах Большого Кавказа, анализ и интерпретация временных вариаций гравитационного поля по данным спутников GRACE-FO для ряда тектонически активных районов. Разработана и обоснована путем массового тестирования на снимках C и L диапазонов технология обработки РСА снимков, эффективная в условиях полуострова Камчатка (низкая когерентность пар радарных снимков, горный рельеф, существенное влияние атмосферы).

Creation of a fundamentally new technology for the joint analysis of a large volume of multidimensional signals from monitoring systems in the assessment of seismic hazard and the prediction of dangerous geodynamic phenomena and the development of principles for constructing new models of hardware for geophysical measurements and their experimental studies. Continuation of work on the creation of new methods for processing and complex interpretation of ground and satellite data. Methods for detecting weak signals in the time series of gravitational models of GRACE-FO satellites, methods for the integrated interpretation of geophysical data within the framework of geodynamic models were developed, methods for interpreting data on displacements of the earth's surface obtained using the technology of stable reflectors were improved. Work continued on the study of various stages of the seismic cycle in subduction zones, monitoring of landslide activity in the Greater Caucasus, analysis and interpretation of temporal variations in the gravity field according to GRACE-FO satellite data for a number of tectonically active regions. A technology for processing SAR images that is effective in the conditions of the Kamchatka Peninsula (low coherence of pairs of radar images, mountainous terrain, significant influence of the atmosphere) has been developed and substantiated by mass testing on C and L-band images.

В результате реализации проекта будет усовершенствован программный аппарат для глубокой обработки больших данных современных систем геофизического мониторинга и идентифицированы скрытые связи между явлениями синхронизации случайных флуктуаций геофизических полей, неравномерностью вращения Земли, вариациями климата и подготовкой катастрофических явлений (сильных сейсмических событий и вулканических извержений) на глобальном и региональных уровнях (применительно к условиям России – для Камчатки). Будут разработаны и протестированы на реальных данных новые методы обработки и комплексной интерпретации спутниковых и наземных данных. Будут получены новые данные о геодинамических процессах, включая различные стадии сейсмического цикла, о подготовке вулканических извержений, а также данные мониторинга смещений земной поверхности в областях разработки месторождений и других техногенных процессов. Ожидаемые результаты соответствуют ПФНИ в области наук о Земле: - по направлению "Геофизика", раздел "Изучение и прогнозирование природных катастрофических явлений (землетрясения, извержения вулканов, цунами); оценки сейсмической, вулканической и цунами опасности." (1.5.1.6): Разработка и применение методов наземного и спутникового мониторинга активных геодинамических процессов; совершенствование методов их изучения и численного моделирования - по направлению "Геофизика", раздел "Геофизические методы поисков и разведки полезных ископаемых" (1.5.1.4): Развитие теории интерпретации геофизических данных для решения задач разведочной, промысловой и горной геофизики. - по направлению "Метрология и цифровизация в науках о Земле", раздел "Комплексная интерпретация геолого-геофизических данных" (1.5.12.3): Развитие методов совместной интерпретации разнородных геологических, геофизических, геохимических и других данных, в том числе на основе геодинамических моделей; Разработка новых методов и программных средств комплексной интерпретации наземных и спутниковых данных, результатов аэросъемки, в том числе с БПЛА.

У научной группы имеется программный комплекс (ПК) алгоритмов, разработанный руководителем проекта, для анализа многомерных временных рядов систем геофизического и экологического мониторинга. ПК является эффективным инструментом обнаружения скрытых связей между геофизическими полями и процессами, в том числе различной физической природы и структуры. Важной составной частью используемых алгоритмов является предварительный анализ разномасштабных временных рядов с целью выделения безразмерных и не зависящих от конкретной физической природы измеряемого сигнала признаков поведения временного ряда в последовательных непересекающихся временных интервалах малой длины. Одной из наиболее перспективных методик в этом направление является использование фрактальных и мульти-фрактальных свойств шумовой компоненты измеряемых величин.

1.1. Разработка и апробация новых программных средств для оценки временной и пространственной изменчивости свойств коррелированности и частотно-зависимой когерентности (синхронизации) случайных флуктуаций геофизических полей на глобальном и региональном уровнях. Совместный анализ низкочастотных сейсмических шумов, тремора земной поверхности и ионосферных возмущений электромагнитного поля Земли для оценки текущей сейсмической опасности в различных регионах планеты. Построение карт корреляций геофизических полей в скользящих временных окнах для изучения динамики собственных шумов Земли. 1.2. Продолжение непрерывных измерений на ДГН в штольне ТРИНИТИ и анализ результатов. Определение параметров неравномерности вращения Земли и выявление их корреляционных связей с вариациями уровня глобальной сейсмичности. 1.3. Совместный анализ показаний высокодобротных крутильных маятников в Мосрентгене и в Новосибирске с целью определения статистически значимых всплесков когерентности синхронных записей и их связей с уровнем глобальной сейсмичности. 2. Изучение геодинамических процессов в поверхностной оболочке Земли путем интерпретации наземных и спутниковых данных и численного моделирования 2.1. На основе результатов практического применения новых методов обработки и комплексной интерпретации наземных и спутниковых данных, получат дальнейшее развитие уже разработанные, и будут созданы новые методы комплексной интерпретации данных спутниковой геодезии, спутниковой гравиметрии и наземных геофизических методов в рамках геодинамических моделей. В частности, будут развиваться методы интерпретации данных радарной спутниковой интерферометрии о смещениях земной поверхности вдоль и поперек направления полета спутника (методы офсетов), методы мониторинга техногенных оседаний над шахтными полями. 2.2. Применение новых методов комплексной интерпретации наземных и спутниковых данных для исследования динамики развития активных геодинамических процессов. Будут продолжены работы по изучению субдукционных и внутриплитных землетрясений, мониторинг оползневой активности в районах Большого Кавказа и оседания над горными выработками. Будет выполняться анализ и интерпретация новых моделей гравитационного поля по данным спутников GRACE-FO, анализироваться временные вариации поля в районах недавних крупных землетрясений. 2.3. Созданные на предыдущих этапах алгоритмы и программное обеспечение, основанные на современных аппроксимационных методах, будут применены для обработки и интерпретации геологических и гравиметрических данных по Северному Кавказу. В том числе, будет продолжено создание геолого-гравиметрических моделей разломно-блоковых структур Чеченской республики, геолого-геофизических моделей нефтегазоносных структур Северного Кавказа.