بهبود الگوریتم شبیه‌سازی زمین‌آماری چند نقطه‌ای فیلترسیم از طریق طراحی فیلترهای سازگار با الگوهای موجود در تصاویر آموزشی و شرطی‌سازی نظارت شده

Abstract

شبیه‌سازی چند نقطه­ای یکی از ابزارهای زمین‌آماری است که در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان علوم زمین نفتی قرار گرفته و از آن برای توصیف ساختارهای فضایی فرایندهای زمین‌شناسی حاکم بر مخازن نفتی استفاده شده است. روش زمین­آمار چند نقطه‌ای با لحاظ آماره‌های چند­نقطه‌ای به جای آماره‌ی دو نقطه‌ای مرسوم در روش‌های مبتنی بر واریوگرام، قادر است الگوهای فضایی اشکال و ساختارهای با هر هندسه پیچیده‌ای را بازیابی نماید. بازتولید ساختارهای چند نقطه‌ای موجود در فرایندهای زمین‌شناسی، از طریق به کارگیری تصویر آموزشی انجام می‌شود که شامل ساختارهای کلی است که زمین شناسان به عنوان الگوهای مفهومی حاکم بر فرایندهای زمین‌شناسی زیر سطحی ارائه می‌دهند. یکی از الگوریتم‌های کاربردی و مهم زمین‌آماری چند نقطه‌ای بر پایه الگو، فیلترسیم است که از آن برای مدل کردن متغیرهای پیوسته و گسسته استفاده می‌شود. در روش کلاسیک فیلترسیم ابتدا همه الگوهای شناسائی شده در تصویر آموزشی با استفاده از تعدادی فیلتر با مشخصات ثابت و غیر مرتبط با تصویر آموزشی به فضای جدید امتیاز فیلتری منتقل و سپس شبیه‌سازی شرطی انجام می‌شود. در این مقاله با استفاده از روش آنالیز مولفه اصلی، فیلترها را با توجه به ویژگی‌های تصویر آموزشی و بصورت وفقی با آن طراحی کرده و بعد از طبقه­بندی فضای امتیاز فیلتری جدید، الگوی مناسب با توجه به داده­های سخت موجود در پنجره الگو انتخاب شده و در محل تصویر شبیه‌سازی شده چسبانده می­شود. در الگوریتم فیلترسیم از ضرائب ثابت جهت وزن دادن به داده­ها در مراحل شبیه­سازی شرطی استفاده شده و با توجه به نتایج نامناسب مربوط به استفاده از این ضرائب ثابت، در این مقاله یک الگوریتم شرطی­سازی نظارت شده با تعریف روابط مناسب ارائه شده و سهم داده‌های مختلف موجود در پنجره الگو در فرایند شبیه­سازی، به طور بهینه با استفاده از این روابط اعمال می­شود. مقایسه نتایج به دست آمده از این روش پیشنهادی با روش فیلترسیم کلاسیک نشان دهنده بهبود قابل ملاحظه ای در بازیابی پیوستگی‌های مورد انتظار در نتایج شبیه سازی است.