Erre a kérdésre kereste a választ az MTA CSFK GGI három soproni kutatója, Benedek Judit, Kalmár János és Papp Gábor. Korábbi eredményeikre alapozva, amelyeket a digitális terep- és 3D litoszféra modellek nehézségi erőtér szimulációkban történő felhasználásával kapcsolatos kutatásaikban (lásd a hivatkozásokat a cikk végén) értek el, megvizsgálták az adatokban előforduló szisztematikus és véletlenszerű magassági hibák terjedését az erre alkalmas térfogatelemek alkalmazásával analitikusan meghatározható erőtér paraméterekre.

Eredményeiket a geodézia legnagyobb presztízsű tudományos folyóiratában, a Journal of Geodesy-ben publikálták. Október végén megjelent cikkükben megállapították, hogy a mégoly nagy felbontású modellek esetén is, mint az SRTM30 (30 m horizontális felbontású) globális felszín-, vagy a Magyarország domborzatát digitálisan leíró DDM10 illetve DDM30 (10 m ill. 30 m horizontális felbontású) domborzat modellek, a hibák méter nagyságrendűek, amik miatt ezek statisztikailag a valóságnak csak egyetlen, hibákkal terhelt realizációjának tekinthetők. Mivel az ilyen nagyfelbontású, vagyis sok térfogatelemet tartalmazó modellek gravitációs hatásának analitikus meghatározása a számítási pontok számának függvényében heteket, hónapokat, sőt globális szimulációkban éveket is igénybe vesz, a szakemberek két algoritmust dolgoztak ki a térfogatelem-szám hatékony csökkentésére. Egyet az egyenközű, egy másikat pedig a szabálytalan helyzeti eloszlású adatokra. Mindkettő eljárás L2 normás lokális síkfelület-illesztésen alapul és dinamikusan alkalmazkodik a bemenő adatok által leírt felület változékonyságához annak hibáit is figyelembe véve. Végeredményben egy új, az eredeti ponthalmaz által definiált felület, változó méretű háromszög lefedéssel közelített, a magassági hibák tekintetében statisztikailag egyenértékű változata áll elő, amelyekből egyszerűen előállíthatók a gravitációs szimulációhoz szükséges poliéder térfogatelemek. A publikációban bemutatásra került, hogy akár 90%-os csökkenés is elérhető, aminek ugyanekkora mértékű redukáló hatása van a számítási időre, miközben a számított erőtér paraméterek megbízhatósága azonos marad az eredeti adatokból meghatározható paraméterek megbízhatóságával.
A soproni kutatók által elért eredmény bizonyosan segíti majd nemcsak a Föld, de a Naprendszert alkotó égitestek gravitációs erőtereinek optimalizált, analitikus modellezését is.

 

Hivatkozások

Benedek J. Papp G. (2009): Geophysical Inversion of On Board Satellite Gradiometer Data: A Feasibility Study in the ALPACA Region, Central Europe. Acta Geod. Geoph. Hung., 44, No.2 pp. 179-190. DOI: 10.1556/AGeod.44.2009.2.4

Kalmár, J., Papp, G., Szabó, T. (1995): DTM-based surface and volume approximation. Geophysical applications. Comp. and Geosci., 21, pp. 245-257.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0098300494000697?via%3Dihub

Nagy D., Papp G., Benedek J. (2000): The gravitational potential and its derivatives for the prism. Journal of Geodesy, 74. pp. 552-560.

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs001900000116

Papp, G., Kalmár, J. (1995): Investigation of sediment compaction in the Pannonian basin using 3-D gravity modelling. Phys. Earth Planet. Int., 88, pp. 89-100.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/003192019402978K?via%3Dihub

Papp, G., Benedek, J. (2000): Numerical modeling of gravitational field lines – the effect of mass attraction on horizontal coordinates. Journal of Geodesy, 73. pp. 648-659.

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs001900050003

Papp G. (2009): Simultaneous Determination of Terrain Correction and Local Average Topographic Density. Acta Geod. Geoph. Hung., 44, No.2 pp. 191-202. DOI: 10.1556/AGeod.44.2009.2.5

Papp G. Szeghy E. Benedek J. (2009): The determination of potential difference by the joint application of measured and synthetical gravity data: a case study in Hungary. Journal of Geodesy, 83(6), pp. 509-522. DOI: 10.1007/s00190-008-0257-2

Papp G. Szűcs E. (2011): Effect of the difference between surface and terrain models on gravity field related quantities, Acta Geod. Geoph. Hung., Vol. 46(4), pp. 441-456 DOI: 10.1556/AGeod.46.2011.4.6

Strykowski G., Boschetti F., and Papp G. (2005): Estimation of the mass density contrasts and the 3D geometrical shape of the source bodies in the Yilgarn area, Eastern Goldfields, Western Australia, Journal of Geodynamics 39. 444-460.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264370705000414?via%3Dihub