Técnicas de mejora de datos en Geofísica

Geofísica

La geofísica es el estudio científico de la Tierra y sus propiedades físicas y no físicas. También examina los procesos a través de los cuales se crearon estos procesos y los procesos causados ​​por estas propiedades. Hay muchos campos que pueden verse afectados por el estudio de la geofísica, incluida la investigación ambiental, la antropología, la geología y la ingeniería. Para poder interpretar datos geofísicos, los investigadores pueden tener que manipular datos sin procesar. La manipulación ética realizada con el fin de poder interpretar y asignar significado a los datos se denomina mejora de datos .

Las fuerzas y campos examinados en geofísica que requieren técnicas de mejora de datos incluyen campos gravitatorios, electrónicos y magnéticos. Estos son todos los campos que tienen un centro o fuente.

Mejora de datos

Si bien los datos sin procesar son, sin duda, necesarios, son inútiles si los investigadores no pueden usar estos datos para comprender el mundo. Por lo tanto, muchos investigadores utilizan la mejora de datos para permitir extrapolaciones y estimaciones efectivas.

Por ejemplo, Chandler es propietario de una mina. Quiere examinar la fuerza de un campo magnético a una altura superior a la de su mina para ver si debe expandir sus operaciones. No puede acceder a datos externos porque todos los datos relacionados con elevaciones más altas se consideran propiedad exclusiva de otros propietarios de minas. ¿Cómo puede manipular los conjuntos de datos a los que tiene acceso para poder estimar con precisión la información que necesita?

Las dos formas principales de mejora de datos utilizadas por los investigadores de geofísica son las técnicas de continuación ascendente y de continuación descendente.

Otros tipos de mejora de datos incluyen:

• Filtrado por difusión
• Migración de tiempo
• Mejora de datos preapilados

Continuación al alza

La continuación ascendente es el proceso de usar cifras de datos o elementos de un nivel geográfico para estimar los datos y atributos de un nivel superior. En otras palabras, la continuación ascendente estima datos y atributos de un área más alejada del centro (o fuente) de un campo.

Desventajas de la continuación ascendente

Varias complicaciones pueden causar problemas en el proceso de continuación al alza. La continuación ascendente puede hacer que las ondas más cortas se vuelvan mucho más suaves y reducidas de lo que son en realidad. En algunos casos, estas ondas pueden desaparecer del conjunto de datos resultante. Además, la confiabilidad de las estimaciones contenidas en el conjunto de datos resultante solo puede ser tan sólida como la precisión del conjunto de datos original. En otras palabras, si el conjunto de datos adquiridos de un nivel de la tierra está corrompido por algún tipo de fuerza externa, no se podrá confiar en la estimación.

Ventajas de la continuación ascendente

Un aspecto positivo del proceso de continuación ascendente es que las ondas de fuentes externas se reducen junto con otras ondas más pequeñas. Esto significa que es más probable que el conjunto de datos resultante sea más preciso en general que el conjunto de datos original.

Aplicación de Continuación Ascendente

Un ejemplo de continuación ascendente es examinar el efecto de la gravedad de la Tierra en un satélite que está relativamente cerca de la Tierra para examinar su efecto en la Estación Espacial Internacional. Las medidas tomadas en el satélite se pueden utilizar para estimar las que se podrían tomar en la ISS.

Continuación hacia abajo

La continuación hacia abajo es el proceso de utilizar cifras de datos o elementos de un nivel para estimar los atributos de un nivel inferior. La continuación hacia abajo se usa para estimar la fuerza o los atributos de un área hacia el centro o la fuente de un campo eléctrico, gravitatorio o magnético. Al igual que la continuación ascendente, varios peligros importantes pueden afectar la legitimidad de los datos manipulados a través de la continuación descendente. La continuación hacia abajo es mucho menos confiable que la continuación hacia arriba para producir resultados confiables.

Desventajas de la continuación hacia abajo

Quizás el más significativo de los peligros relacionados con la continuación a la baja es que las ondas más cortas parecen más significativas en los datos de lo que son en realidad. Un peligro relacionado con esto es que, dado que las ondas de señales y fuerzas externas, denominadas “ruido”, suelen ser más cortas allí que en su fuente, la influencia de estas señales se amplificará. Los problemas que presenta la contaminación en el proceso de continuación hacia arriba también son obstáculos potenciales para la investigación eficaz que utiliza la continuación hacia abajo.

Aplicaciones de continuación hacia abajo

Un ejemplo de continuación hacia abajo es utilizar mediciones de la fuerza magnética de la tierra sobre minerales cerca de la superficie de la tierra para estimar su efecto más profundo en la tierra.

En 2020, un grupo de investigadores de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China logró mejoras significativas en el proceso de continuación descendente. Sus esfuerzos resultaron en completar el proceso de continuación descendente que crearía resultados más precisos. Su nuevo proceso también fue capaz de analizar una gama más amplia de datos. Si bien su trabajo solo afectó el uso de la continuación descendente en la investigación del magnetismo, posiblemente podría adaptarse para su uso en otros campos.

Resumen de la lección

La geofísica es el estudio científico de la Tierra, incluidas sus propiedades físicas y no físicas. Los campos relacionados con la geofísica incluyen el magnetismo, la gravedad y los campos eléctricos. Los investigadores deben involucrarse ocasionalmente en la manipulación y extrapolación de datos para estudiar los datos obtenidos a través de la investigación geofísica. La mejora de datos es la manipulación ética de los datos para crear una comprensión más precisa de la realidad. Los dos métodos principales utilizados para manipular datos en la investigación geofísica son continuaciones ascendentes y descendentes.

La continuación ascendente ocurre cuando los investigadores usan cifras de datos o elementos de un nivel para estimar los atributos de un nivel superior o uno que está más alejado del centro de un campo gravitatorio, eléctrico o magnético. La contención hacia abajo es el uso de cifras de datos o elementos de un nivel para estimar los atributos de un nivel inferior. El riesgo más importante de utilizar la continuación hacia abajo es que las ondas más cortas parecen más significativas en el conjunto de datos de lo que son en realidad.