Из скана бумажной карты в геологическую 3D-модель. Первое приближение.
Исходник: скан листа 2302×1535 пикселей, около 115 dpi.
Профиль по линии разреза
Разрез строится по любой линии: режим «Клик: линия разреза», два клика по рельефу. Клик по пласту на разрезе показывает его атрибуты, глубину и мощность в этой точке. Под линией рельефа показана модель недр до −400 м, в сцене рельеф срезается по этой линии со стороны камеры. Серым показано то, что глубже модели, и участки без геологии на листе. Флажок «Достоверность» делает бледными пласты, у которых до ближайшего разреза или контакта на карте больше 5 км. Для трёх линий с листа срез можно переключить на рисунок 1962 года.
Подразделения
| Индекс | Возраст, свита, состав | Полигонов | км² |
|---|
Возраст, свиты и состав взяты из условных обозначений листа. Меловые ярусы сведены в четыре группы, бадхызская и намаксарская свиты объединены.
Афганская часть листа
| Индекс | Возраст и состав | Полигонов | км² |
|---|
Геология и разломы Геологической службы США, распознанные с карты масштаба 1:500 000 (1977). Границы грубее, чем на советском листе. Слой показывается на векторной карте со штриховкой и отключается флажком над сценой.
Что распознано и где предел этого скана
| Слой | Статус | Результат | Что мешает |
|---|---|---|---|
| Полигоны | авто | 80 полигонов, 15 подразделений, без щелей и наложений. Границы привязаны к нарисованной линии контакта с шагом в полпикселя скана. Свиты N₁³–N₂² и N₂³gk с одинаковой заливкой разделены по крапу (мелкому точечному узору поверх заливки) | Pg₂³bd и Pg₂³nm объединены: их различают редкие значки. 11 меловых подразделений легенды сведены в 4 группы |
| Атрибуты | по легенде | Индекс, возраст, свита, состав пород, мощность и площадь у каждого полигона. Источник: условные обозначения листа | Мощности взяты из стратиграфической колонки. Объяснительной записки к листу в открытом доступе нет |
| Контакты | авто | 198 линий, 3 389 км. Контакт — граница между двумя подразделениями; линии получены как рёбра полигонов | Тип контакта (согласный, несогласный, тектонический) на скане не читается |
| Разломы и горизонтали | не распознано | Тектонические контакты на листе показаны красным: по цвету нашлось 6 коротких штрихов, линии целиком не прослеживаются. Автотрассировка горизонталей на фрагменте дала обрывки (300 отрезков, 362 км) | Линия занимает 1–2 пикселя. Нужен скан 300–400 dpi |
| Точки | вручную | 32 объекта на фрагменте: 18 элементов залегания с углом падения, 8 родников и колодцев, 3 отметки высот, 2 проявления серы и 1 фосфорита (тип по легенде полезных ископаемых) | Азимуты не читаются. Положение ±150 м |
| Увеличение скана нейросетью | новых данных не даёт | Контрольный тест с Real-ESRGAN: фрагмент ухудшен втрое и восстановлен. Линии восстановлены не лучше обычной интерполяции (F1 0,84 против 0,86), подписи заменены штрихами, которых не было на листе | Сеть рисует правдоподобное, а не то, что было на листе. Информацию даёт только новый скан |
| Разрезы 1962 года в 3D | готово | Три опубликованных разреза поставлены вертикальными срезами в сцену в истинных высотах. Сканы выправлены: лист был повёрнут на 0,4°, что давало до 200 м ошибки по высоте на восточных концах | А–Б нарисован до уровня моря, В–Г и Д–Е до −400 м |
| Падения по контактам | расчёт | 1 325 расчётных элементов залегания с азимутом: плоскость пласта найдена там, где контакт пересекает рельеф. На пологих пластах (до 6° по карте) расчёт сходится с замерами авторов в пределах 1–2° | На крутых пластах угол занижен в 2–7 раз: при 115 dpi и рельефе 30 м линия контакта слишком груба. Сверка всего по 11 замерам. Азимуты проверить нечем |
| Модель недр | первая версия | Подошвы 21 подразделения по всему листу на сетке 0,5 км. Срез строится по любой линии. Разбор точности в разделе «Модель недр» | Разломов в модели нет. Вдали от трёх разрезов пласты проведены по правилу постоянной мощности |
| Сверка с разрезами 1962 года | сходится | На линиях А–Б, В–Г и Д–Е рельеф со спутника повторяет рисованный профиль: среднеквадратичное расхождение 40, 46 и 42 м. Подразделения на поверхности идут в том же порядке | Положение линий В–Г и Д–Е уточнено подгонкой к рельефу: сдвиг на 1 и 2,4 км от первой оценки |
| Афганская часть | готовые данные | 9 подразделений, 1 060 км², 3 разлома общей длиной 14 км. Толщи продолжают советский лист через границу: верхний мел, палеоцен, эоцен, неоген идут в том же порядке | Масштаб источника 1:500 000. Вдоль границы остаётся зазор в сотни метров, стыковка контактов не выполнялась |
| Привязка | сверено | GeoTIFF в WGS 84. Контуры ложатся на долину Герируда, меловые гряды и светлые днища впадин Q₄ с расхождением порядка 100–200 м. Сверка с привязанной топокартой Генштаба 1:200 000: систематического сдвига нет, медиана по 51 фрагменту 13 м на восток и 9 м на север | Исходная система карты СК-42. Паспорт точности по углам рамки возможен на полном скане с рамкой |
Стратиграфическая колонка
21 дочетвертичное подразделение из колонки листа. Высота блока пропорциональна средней мощности, волнистая линия показывает несогласие в основании. Суммарная мощность разреза: . Правый столбец таблицы показывает, в какую группу подразделение попало на распознанной карте.
| Индекс | Подразделение и состав | Мощность, м | На карте |
|---|
Минералы со спутника
Гиперспектральная съёмка EMIT (NASA), 23 августа 2022 года, пиксель 60 м. Для каждого пикселя прибор определяет минерал с самой выраженной полосой поглощения в двух диапазонах: оксиды железа около 1 мкм, карбонаты и слюды около 2,3 мкм. Съёмка покрывает листа. Оба слоя включаются в сцене в списках слева и справа от шторки.
| Подразделение | Оксиды железа | Карбонаты и слюды |
|---|
- Железо разделяет толщи лучше всего. Неогеновые и олигоценовые красноцветы дают гематит, меловые серо-зелёные глины и мергели дают гётит. Это совпадает с описанием цвета пород в колонке.
- Серые глины эоцена (алайские и сузакские слои) и тахтинская свита почти не показывают железа.
- По карбонатам толщи различаются слабо: кальцит преобладает везде, включая четвертичный покров. Гипсы бухарских слоёв при пикселе 60 м не выделились.
Тепловой диапазон: ASTER
ASTER GED (NASA), усреднение съёмок 2000–2008 годов, пиксель 100 м, 8–12 мкм. В этом диапазоне видны кварц и карбонаты, которых EMIT не различает. На слое «ASTER: кварц и карбонаты» красный канал показывает кварцевый индекс, зелёный карбонатный, синий индекс основных пород. В таблице отклонение среднего по подразделению от среднего по листу, в стандартных отклонениях.
| Подразделение | Кварц | Карбонаты |
|---|
- Кварцевый индекс делит лист на две группы: все толщи от мела до эоцена ниже среднего, верхнечетвертичные отложения и песчаники N₁³–N₂² выше. Внутри групп подразделения не различаются.
- Сигнал слабый. Принадлежность к подразделению объясняет 16% разброса кварцевого индекса и 10% карбонатного. По карбонатам выводов делать нельзя.
- На востоке листа видны швы между полосами съёмки. Это дефект мозаики, а не геология. Для работы по участку нужны отдельные сцены ASTER L2, а не готовая мозаика.
Сверка с опубликованными разрезами
Разрезы взяты из комплекта листа, сканы выправлены по линии нулевой высоты. Красная линия показывает рельеф по Copernicus DEM вдоль той же линии, полоса под разрезом показывает распознанные полигоны на поверхности. Масштабы разрезов: горизонтальный 1:200 000, вертикальный 1:80 000.
Модель недр
Задача была поставлена так: вектор с привязкой. Модель недр отвечает на следующий вопрос: что лежит под любой точкой листа. Она собрана из четырёх источников: границы пластов с трёх разрезов 1962 года, контакты на карте с высотой по DEM, порядок и мощности пластов из колонки, геология на поверхности.
| Проверка | А–Б | В–Г | Д–Е |
|---|---|---|---|
| Распознано точек на границах пластов | 524 | 957 | 1 098 |
| Модель воспроизводит разрез: то же подразделение | 78% | 92% | 86% |
| То же или соседнее по колонке | 98% | 99% | 99% |
| Прогноз вслепую, разрез исключён из данных: то же подразделение | 43% | 64% | 60% |
| Прогноз вслепую: то же или соседнее | 65% | 93% | 94% |
- Проценты в таблице: доля точек разреза, где модель назвала то же подразделение, что на рисунке 1962 года. Пласты считаются по 21 подразделению колонки. В следующем разделе счёт идёт по 11 классам карты, поэтому цифры двух разделов напрямую не сравниваются.
- Точность произвольного среза показывают строки «вслепую»: модель строилась без одного разреза и сравнивалась с ним. Вдали от разрезов она верно называет пласт в 6 случаях из 10 и почти всегда ошибается не дальше соседнего. На купольной складке хребта Гезгядык точность ниже: её глубинное строение известно только по разрезу А–Б.
- На поверхности модель совпадает с картой на 92% площади коренных пород. В модель вошла 7 331 точка контактов с карты.
- Чего в модели нет: разломов, раздельных Pg₂³bd и Pg₂³nm на карте, глубин ниже рисунков 1962 года. Ниже уровня моря на линии А–Б пласты продолжены по мощностям из колонки.
- Каких данных модели не хватает: колонок скважин 51, 52, 53 и 60, показанных на разрезах, азимутов элементов залегания со скана 300–400 dpi, сейсмических профилей.
Можно ли предсказать пласты на глубине по одной карте, без разрезов и скважин?
Да, на этом листе можно. Программа Geostrata получила только карту, рельеф и мощности пластов из колонки. Рисунки разрезов в прогноз не вводились: по ним прогноз проверялся. Geostrata верно назвала пласт в 64 точках разреза из 100. Если всегда называть самый частый пласт, верных точек 30 из 100.
Как читать цифры. «Точек разреза из 100»: рисунки трёх разрезов 1962 года разбиты на точки (через 200 м вдоль линии и через 7 м по высоте, всего 114 891 точка), в каждой прогноз сравнивается с пластом на рисунке. Пласты считаются по 11 классам карты. «Без прогноза»: всегда называть самый частый пласт; это уровень сравнения. «Интервал»: разрезы разделены на 41 отрезок по 5 км, отрезки 2 000 раз набираются заново случайным образом; интервал содержит 90% полученных значений. Допущение подтверждается, если весь интервал выше уровня сравнения.
| Прогноз | Что в него введено | Точек разреза из 100 | Интервал | Что показала проверка |
|---|---|---|---|---|
| Без прогноза | ничего | 30,4 | 26,3–37,0 | уровень сравнения |
| «Карта вниз»: под землёй тот же пласт, что на карте | карта | 23,0 | 18,7–27,6 | допущение Geostrata не подтвердилось |
| «Пласты вниз»: пласты идут в порядке колонки, их подошвы продолжены от линий выхода на поверхность | карта, рельеф, мощности из колонки | 63,9 | 59,7–67,8 | допущение Geostrata подтвердилось |
| «Пласты вниз» с опорой на два других разреза | то же и два разреза из трёх | 64,6 | 60,5–68,4 | допущение Geostrata подтвердилось; разрезы добавили мало |
| Модель недр из раздела выше | карта, рельеф, колонка и все три разреза | 75,5 | 73,2–77,6 | это не прогноз: модель строилась по тем же разрезам |
| Глубина от поверхности | Точек | Без прогноза | «Карта вниз» | «Пласты вниз» |
|---|---|---|---|---|
| до 50 м | 6 937 | 20,3 | 56,1 | 54,4 |
| 50–100 м | 7 197 | 31,7 | 69,2 | 75,3 |
| 100–300 м | 27 942 | 26,8 | 40,5 | 67,6 |
| глубже 300 м | 72 815 | 33,5 | 8,5 | 62,2 |
Все числа в таблице: точек разреза из 100. По разрезам «пласты вниз» дают 68,1 (А–Б), 57,5 (В–Г) и 66,8 (Д–Е). Ошибка на один соседний пласт или точное попадание: 90,7 точки из 100.
- «Карта вниз» — ошибка Geostrata, а не карты. Это допущение подтвердилось на медно-порфировом участке, где порода уходит вниз столбом. В слоистой толще пласт на поверхности тонкий: глубже 300 м допущение даёт 8,5 точки из 100, меньше, чем без прогноза.
- Советская геология права. Порядок и мощности пластов из колонки 1962 года вместе с рельефом позволяют восстановить купольную складку хребта Гезгядык без единого разреза. Это видно на рисунке.
- Порядок проверки. Прогноз записан в файл с контрольной суммой 15 ноября 2026 года в 03:03 UTC, сверка выполнена после. Параметры «пластов вниз» заданы один раз и после сверки не менялись.
- Ограничения проверки. Она не слепая: рисунки разрезов открывались раньше, при построении модели недр. Пласты на рисунках распознаны по цвету заливки автоматически, геолог их не проверял. Разрезов три, все на одном листе.
- Распознавание карты. Два способа распознавания (вектор на этой странице и Geostrata) совпали на 97,6% площади из 3 967 км². Ручной обводки листа нет, поэтому точность каждого из них по отдельности проверить нельзя.
| Что откуда взято | Кто и когда создал | Куда введено |
|---|---|---|
| Геологическая карта, скан 115 dpi | советская геология, 1962; скан с портала GeoKniga | вход прогноза |
| Порядок и мощности пластов | стратиграфическая колонка того же листа, 1962 | вход прогноза «пласты вниз» |
| Рельеф, шаг 30 м | Copernicus DEM GLO-30 | вход прогноза «пласты вниз» |
| Три разреза | рисунки того же листа, 1962 | только проверка; в предпоследней строке первой таблицы два из трёх служат опорой |
Вывод Geostrata. На листе слоистого строения пласт на глубине можно назвать по карте, рельефу и колонке, без разрезов и скважин: 63,9 точки разреза из 100 при уровне сравнения 30,4. Разрезы нужны, чтобы поднять это до 75. Вывод получен на одном листе и требует подтверждения на втором, где разрезы не открывались до записи прогноза.
Что даст скан 300–400 dpi
- Разломы, типы контактов и элементы залегания с азимутами. Сейчас модель недр построена без них: смещения по разломам сглажены в складки.
- Все 24 подразделения легенды по отдельности, включая меловые ярусы и вулканогенные породы эоцена.
- Список расхождений между картой и спектральными данными на уровне отдельных пластов: для этого к карте 300 dpi нужна съёмка с пикселем 4–30 м вместо 60 м.