Vizualizace a animace regionálního rychlostního 3D modelu

Bohuslav Růžek 1, Karel Holub 2, Jana Rušajová 2, Jan Lemka 3

1 Geofyzikální ústav AV ČR, Praha
2 Ústav geoniky AV ČR, Ostrava
3 VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební

Tato web stránka je jednou ze součástí presentace výsledků geofyzikálního výzkumu, která navazuje na původní článek Růžek et al. (2010) vztahující se k seismické tomografii. Současný použitý přístup směřoval k visualizaci a animaci rychlostního modelu, který byl odvozen pomocí seismické tomografie. Další web stránka, která je ekvivalentem jak vlastního článku, tak této web stránky, je umístěna na internetové adrese (www2009a).

Velké rozlišení ( PNG, 9 MB )
Obrázek 1: Topografie zájmové oblasti.
Velké rozlišení ( PNG, 4 MB )
Obrázek 2: Epicentra mikrozemětřesení zaznamenaných za období 04/2003 - 04/2009 jsou vyznačena v geologické mapě (Atlas map GeoCR500) červenými praporky, zatímco zvýrazněné linie představují průběhy ověřených zlomů.

Kromě odstřelů ve vrtech při experimentech podél mezinárodních a regionálních refrakčních profilů, odstřelů v kamenolomech, důlně indukovaných seismických jevů, byly rovněž zaznamenány a lokalizovány 43 tektonické jevy. Téměř jedna třetina z těchto jevů vytvářela shluk epicenter oválného tvaru s osami asi 15 km a 5 km, tato ohnisková oblast se nacházela SSV směrem od Olomouce. Zbytek epicenter byl nepravidelně rozptýlen na území severní Moravy a Slezska. Podle geologického průzkumu nebyl v okolí prokázán žádný zlom, na kterém by tyto jevy mohly vznikat a pokud by takový zlom existoval, potom je překryt aluviem, což neumožnilo jeho prokázání při povrchovém průzkumu. Výskyt těchto mikrozemětřesení má čas od času charakter máločetného zemětřesného roje. Rozložení všech epicenter je znázorněno na obr. 2 a zdrojové parametry jsou shrnuty do tab. 1.

Nr.φλZ [km]RMS [s] nDateTime
049.85317.824-9.70.1081215/07/200316:57:37.876
149.76317.363-19.00.1641216/07/200301:01:48.573
249.96617.983-7.60.428516/08/200301:50:55.462
349.73617.988-19.90.1921024/10/200319:41:27.838
449.72716.909-3.00.1911424/11/200311:48:28.915
550.42516.083-7.80.3461404/12/200323:47:19.192
649.68517.805-13.00.257923/03/200410:38:32.951
749.30417.835-22.90.185626/03/200408:36:26.044
849.28017.827-13.20.1941226/03/200411:08:54.469
949.33817.816-26.20.1651210/04/200406:35:59.069
1049.85217.828-9.70.111721/04/200404:09:02.785
1149.71817.986-18.10.3861501/05/200400:00:52.033
1249.99616.876-14.30.2921928/05/200417:01:14.137
1349.73817.671-14.10.3471504/06/200400:20:00.874
1449.74117.678-17.00.3452306/06/200406:44:46.597
1549.57717.852-15.50.182920/08/200411:40:42.270
1649.57617.852-18.00.289920/08/200420:04:46.984
1749.64517.818-14.70.0791220/08/200519:07:25.740
1849.64917.816-12.50.279825/08/200510:55:07.617
1949.87817.856-10.90.075507/09/200518:01:04.704
2049.67517.134-2.50.4211312/10/200808:57:06.045
2149.37317.330-14.10.119618/10/200815:50:01.624
2249.65217.282-7.50.087625/10/200820:17:32.811
2349.63217.28700.046626/10/200800:31:34.854
2449.68317.266-1.00.4441126/10/200802:43:26.285
2549.66317.292-10.80.056726/10/200805:40:44.821
2649.70617.244-1.40.4141326/10/200822:30:10.891
2749.63817.307-10.80.1761028/10/200822:31:55.283
2849.62817.296-6.10.164731/10/200803:36:20.627
2949.62417.300-5.90.166612/12/200803:09:00.645
3049.66217.309-13.50.3041122/12/200800:45:03.539
3149.67217.283-12.70.2921325/12/200809:36:30.753
3249.64917.320-12.40.067601/01/200922:53:25.105
3349.63817.306-8.30.349810/01/200904:24:08.022
3449.75117.245-9.10.054605/02/200905:59:28.966
3549.64217.278-6.60.136615/02/200917:32:25.907
3649.65917.272-4.80.2681108/03/200923:55:36.251
3749.65017.278-3.30.238815/03/200914:03:58.742
3849.61617.315-8.80.353826/03/200915:40:22.394
3949.66517.257-5.30.3921728/03/200906:37:44.351
4049.94217.88300.308929/03/200910:20:29.860
4149.93517.926-11.90.037529/03/200911:01:30.244
4249.63017.315-6.90.225823/04/200922:02:10.001

Tabulka 1: Přehled ohniskových parametrů lokalizovaných tektonických jevů (n představuje počet dostupných časů nasazení, datum a čas vzniku v UTC).

Prvá fáze modelování třírozměrného modelu s použitím seismické tomografie je uvedena na obr. 3, kde jednotlivé plné kruhy v průběhu zobrazování dat nahrazují základní strukturní elementy o rozměrech 5x5x2 km. Vzhledem k tomu, že při aproximaci rychlostí se objevují i neplatné strukturní elementy, tj. elementy, kterými neprochází žádný seismický paprsek, musí být tyto elementy v další fázi zpracování eliminovány pomocí maskování. Je třeba upozornit na to, že při maskování byly všechny hodnoty rozděleny do dvou kategorií a to: 0-0,01 platné pro data bez vypovídací schopnosti a 0,01-10 pro data podložená měřeními.

Velké rozlišení ( PNG, 2 MB ), animace ( MOV, 61 MB )
Obrázek 3: Prostorové rozmístění platných základních strukturních elementů (pravoúhlých kvádrů) protnutých seismickými paprsky.
Velké rozlišení ( PNG, 598 kB ), vizualizace ( WRL, 27 kB )
Obrázek 4: Visualizace 3-D rychlostního pole P-vln ve hloubce: 0, -7.5 a -16.5 km po provedeném maskování.
 
Velké rozlišení ( PNG, 581 kB ), vizualizace ( WRL, 27 kB ),
Obrázek 5: Visualizace 3-D rychlostního pole P-vln ve hloubce: -1.5, -10.5 a -19.5 km po provedeném maskování.
Velké rozlišení ( PNG, 542 kB ), vizualizace ( WRL, 27 kB )
Obrázek 6: Visualizace 3-D rychlostního pole P-vln ve hloubce: -4.5, -13.5 a -22.5 km po provedeném maskování.

Třírozměrná data pro visualizaci a animaci v zásadě vycházela z aplikace transformace naměřených dat za použití různých procedur a programů jako např. ESRI ArcGIS Desktop 9.3, ArcMap, ArcCatalog and ArcScene. Výsledné modely na obr. 4, 5 a 6 mohou být následně transformovány do formátu VRML (Virtual Reality Model Language), kdy s použitím např. programu Cortona 6D, který je zásuvným modulem pro internetové prohlížeče MSIE, Netscape a Mozilla, umožňuje prohlížení třírozměrných objektů na webovských stránkách, přičemž lze měnit úhel pohledu a rotovat s tímto objektem. Pro detekci a stažení VRML zásuvného modulu pro jednotlivé OS odkazujeme na http://www.dmoz.org/Computers/Software/Internet/Clients/VRML.

Reference
B. Ruzek, K. Holub, J. Rusajova (2010): Three-dimensional crustal model of the Moravo-Silesian region obtained from seismic tomography. Studia Geophys. Geod. (submitted).