Разработка и коммерциализация технологии создания моделей электропроводности Земли для задач прогноза космической погоды и геофизических задач

Разработка и коммерциализация технологии создания моделей электропроводности Земли для задач прогноза космической погоды и геофизических задач

Набор закрыт

О компании:

Направления исследований, ведущихся в лаборатории: Сейсмология и Сейсморазведка. Разработка и усовершенствование донных широкополосных сейсмологических станций. Проведение комплексных морских экспедиций на НИС «Академик Николай Страхов» и НИС «Академик Мстислав Келдыш» совместно с Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН с целью изучения локальной сейсмичности. Установка автономных донных сейсмографов на полигонах в Печорском море и море Лаптевых, направленная на получение записей землетрясений, определение локализации и механизмов их очагов 

  • Геодинамика. Разработка методики выделения во временных рядах спутниковых геодезических наблюдений компонент смещения, связанных с деформациями земной поверхности на всех стадиях сейсмического цикла; разработка программных средств для обработки данных измерений и моделирования деформаций в зонах субдукции. Численное моделирование геодинамической эволюции литосферы Арктики.
  • Геоэлектрика. Разработка теоретических основ нового геофизического метода определения проницаемости (а также параметров упругости, с последующей оценкой пористости по этим величинам) во флюидонасыщенных средах, позволяющий получать независимую информацию о проницаемости нефтегазовых коллекторов, и основанный на измерениях электрического поля электрокинетической природы, связанного с волной лунно-солнечной приливной деформации.        Развитие теоретических принципов электроразведки методом переходных процессов на основе псевдослучайных последовательностей импульсов тока (шумоподобных сигналов). Разработка алгоритмов и ПО.

Проект

Разработка и коммерциализация технологии создания моделей электропроводности Земли для задач прогноза космической погоды и геофизических задач.

Цель проекта  

Целью проекта является разработка и коммерциализация методики, а также усовершенствование и разработка алгоритмов и программного обеспечения для ассимиляции разнородных данных в компилятивные модели электропроводности Земли, обеспечивающие возможность последующего анализа и использования в программах решения прямых и обратных задач геоэлектрики различного пространственного масштаба и детальности, а также в задачах прогноза космической погоды (ГИТ).

Краткая характеристика проекта

Будут созданы алгоритмы и программное обеспечение с графическим интерфейсом (включая картографический интерфейс – ГИС) для компиляции и визуализации глобальных и региональных моделей электропроводности Земли. Программное обеспечение будет распространяться в виде исходного кода и скомпилированных приложений, работающих на платформах Microsoft Windows, Linux, Mac OS X. Серверная версия ПО с функционалом визуализации и экспорта геоэлектрических моделей будет размещена на доступном хостинге. Разработка подобного ПО позволит исследователям использовать уже созданные модели в задачах космической погоды и геофизики глобального и регионального масштаба, а также принимать участие в повышении детальности и реалистичности таких моделей.Подходы, алгоритмы и программное обеспечение, разработанные в ходе проекта, позволят получать модели различного масштаба и детальности, обеспечивающие их удобное использование в последующих вычислениях в рамках задач геоэлектрики и прогнозирования космической погоды. При этом, будет минимизирована роль субъективных взглядов авторов, участвующих в построении модели, и возрастет роль использования формализованных процедур.

Организационная модель проекта. 
 

  • разработка алгоритмов генерации априорных моделей на основе геометрической параметризации и имеющихся оценок электропроводности для отдельных структурных элементов модели
  • усовершенствование методики построения компилятивных моделей с учетом ассимиляции доступных геоэлектрических данных в предварительно построенную априорную модель
  • усовершенствование программного инструментария (на языках Java, MATLAB); его реализация в виде серверного ПО c web-интерфейсом
  • построение высокодетальных моделей ряда регионов, включая модель зоны перехода от Евразиатского континента к Тихому океану, на основе уточненной глобальной априорной геоэлектрической модели.

Планы развития на ближайшие 1-2 года

Проведение с использованием разработанного инструментария моделирования геомагнитно-индуцированных токов и его внедрение с целью применения в системах прогноза космической погоды.

Роль и задачи для студентов

Технологическая составляющая:

  • разработка формализма построения компилятивных геоэлектрических моделей на основе критериев и алгоритмов интерполяции и экстраполяции значений электропроводности в пределах тех или иных структурных элементов модели, с учетом ее геометрической параметризации, имеющихся оценок электропроводности, представлений о температурном режиме, наличии флюида и т.д.
  • построение библиотеки “материалов”, с многофакторной параметризацией электропроводности.
  • усовершенствование и дополнение существующего прототипа программного обеспечения для компиляции и визуализации массивов данных геоэлектрики и моделей электропроводности, включая функции импорта/экспорта данных различных форматов, методы преобразования координат (прямая и обратная проекция), функции пользовательских операций над объектами одного или разных типов (алгебра гридов), функции передискретизации и трансформации массивов.
  • доработка графического интерфейса пользователя; реализация в виде серверного ПО с доступом через web-интерфейс.
  • разработка формализма для генерации априорных моделей на основе геометрической параметризации (набора границ, разделяющих формации и блоки среды как по вертикали, так и латерали). Учет границ и элементов структуры различного масштаба. Реализация методов усреднения и согласования имеющихся оценок электропроводности для отдельных структурных элементов модели
  • усовершенствование методики построения компилятивных моделей с учетом ассимиляции доступных геоэлектрических данных в предварительно построенную априорную модель
  • усовершенствование программного инструментария (на языках Java, Python, MATLAB); его реализация в виде серверного ПО c web-интерфейсом, включая ГИС-систему
Бизнес-составляющая:
  • Проведение анализа конкурентов
  • Разработка бизнес-плана проекта
  • Разработка финансовой модели проекта
  • Упаковка проекта для привлечения внешнего финансирования
  • Взаимодействие с потенциальными потребителями 

Требования к студентам

Требуется достаточный уровень подготовки по общей физике (классическая электродинамика), радиотехнике, численным методам, программированию.

Контактная информация

Дмитрий Алексеев
alekseev.da@mipt.ru