GemPy 1.0: открытое стохастическое геологическое моделирование и инверсия

Представление подповерхностных структур является существенным аспектом широкого спектра геонаучных исследований и применений, начиная от исследований геофлюидных резервуаров, изучения сырьевых материалов и геосеквестрации и заканчивая многочисленными ветвями геонаучных исследований и применений в геологических службах. Существует широкий набор методов для построения геологических моделей; однако наиболее мощные методы доступны за плату в дорогих коммерческих пакетах. Мы представляем полностью открытый метод геомоделирования, основанный на неявном интерполяционном подходе потенциалового поля. Алгоритм интерполяции сопоставим с реализациями в коммерческих пакетах и способен строить сложные полноформатные 3D геологические модели, включая сети разломов, взаимодействия разломов с поверхностями, несогласия и купольные структуры. Алгоритм реализован на языке программирования Python с использованием высокоэффективной базовой библиотеки для оптимизированной генерации кода (Theano), что обеспечивает прямое выполнение на GPU. Функциональность может быть разделена на ядро, необходимое для генерации 3D геологических моделей, и дополнительные инструменты для продвинутых научных исследований. Эти инструменты раскрывают всю мощь нашего подхода, поскольку они обеспечивают связку с фреймворками машинного обучения и байесовского вывода и тем самым открывают путь к стохастическому геологическому моделированию и инверсиям. Кроме того, мы предоставляем методы для анализа топологии моделей и вычисления гравитационных полей на основе геологических моделей и заданных значений плотности. В итоге мы создаём основу для открытых научных исследований с использованием геологических моделей с целью содействия воспроизводимым исследованиям в области геомоделирования.