Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu áp dụng phương pháp khoảng cách tần suất nhận dạng trong giải đoán địa chất số liệu địa vật lý hàng không luận văn ths 60 44 61

Luận văn thạc sĩ vật lý phân tích hus nghiên cứu áp dụng phương pháp khoảng cách tần suất nhận dạng trong giải đoán địa chất số liệu, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Trí Tiến
• Người hướng dẫn: PGS.TS Võ Thanh Quỳnh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Địa vật lý
• Đề tài: Nghiên cứu áp dụng phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng trong giải đoán địa chất số liệu địa vật lý hàng không
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
• 1.1. Lý thuyết xử lý tổ hợp số liệu
• 1.2. Mẫu và các đặc trưng thông kê số liệu địa vật lý
• 1.3. Số liệu đo và mẫu ngẫu nhiên
• 1.4. Hàm mật độ xác suất
• 1.5. Các thuật toán nhận dạng
• 1.6. Mẫu chuẩn các đặc điểm đặc trưng và sử dụng mẫu chuẩn trong các thuật toán nhận dạng
• 1.7. Các thuật toán nhận dạng có mẫu chuẩn
• 1.8. Các thuật toán nhận dạng không có mẫu chuẩn
• 1.9. Quyết định sự tồn tại của đối tượng và đánh giá chất lượng xử lý
• 2. CHƯƠNG 2: HOÀN THIỆN VÀ MỞ RỘNG PHẠM VI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOẢNG CÁCH - TẦN SUẤT - NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ MÁY BAY
• 2.1. Các phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trong nước và trên thế giới
• 2.2. Các phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trên thế giới
• 2.3. Các phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý máy bay ở Việt Nam
• 2.4. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng trong xử lý-phân tích số liệu địa vật lý
• 2.5. Nội dung Phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng hiện nay
• 2.6. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng Phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng
• 3. CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOẢNG CÁCH - TẦN SUẤT - NHẬN DẠNG VÀO XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ HÀNG KHÔNG VÙNG ĐÔNG TUY HÒA
• 3.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất – địa vật lý vùng đông Tuy Hòa
• 3.2. Lịch sử nghiên cứu Địa chất
• 3.3. Lịch sử nghiên cứu Địa vật lý
• 3.4. Đặc điểm địa chất và địa vật lý của vùng Đông Tuy Hòa
• 3.4.1. Đặc điểm địa lý, tự nhiên
• 3.4.2. Đặc điểm địa chất
• 3.4.3. Đặc điểm địa vật lý
• 3.5. Kết quả áp dụng phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng vào phân tích tài liệu thực tế vùng Đông Tuy Hòa
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu áp dụng phương pháp nhận dạng tần suất

Nghiên cứu áp dụng phương pháp nhận dạng tần suất trong địa vật lý hàng không đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong việc phân tích và xử lý số liệu địa chất. Phương pháp này giúp xác định các đặc điểm địa chất thông qua việc phân tích các tín hiệu vật lý thu được từ các thiết bị đo đạc. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong việc nhận diện các đối tượng địa chất mà còn mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

1.1. Định nghĩa và vai trò của phương pháp nhận dạng tần suất

Phương pháp nhận dạng tần suất là một kỹ thuật phân tích số liệu địa vật lý, giúp xác định các đặc điểm của đối tượng thông qua việc phân tích tần suất của các tín hiệu thu được. Phương pháp này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ tin cậy của các kết quả phân tích địa chất.

1.2. Lịch sử phát triển của phương pháp trong địa vật lý

Phương pháp nhận dạng tần suất đã được nghiên cứu và phát triển từ những năm 2010, với nhiều cải tiến về thuật toán và công nghệ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng phương pháp này giúp cải thiện đáng kể độ chính xác trong việc phân tích số liệu địa vật lý.

II. Thách thức trong việc áp dụng phương pháp nhận dạng tần suất

Mặc dù phương pháp nhận dạng tần suất mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quá trình áp dụng. Các vấn đề như độ chính xác của số liệu, sự đa dạng của các loại đối tượng địa chất và sự phức tạp trong việc xử lý số liệu là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Độ chính xác của số liệu địa vật lý

Độ chính xác của số liệu địa vật lý là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Các sai số trong quá trình thu thập và xử lý số liệu có thể dẫn đến những kết luận sai lệch về đối tượng địa chất.

2.2. Sự đa dạng của các loại đối tượng địa chất

Mỗi loại đối tượng địa chất có những đặc điểm riêng, điều này tạo ra sự khó khăn trong việc áp dụng phương pháp nhận dạng tần suất. Việc lựa chọn tổ hợp thông tin phù hợp là rất cần thiết để đạt được kết quả chính xác.

III. Phương pháp nhận dạng tần suất trong địa vật lý hàng không

Phương pháp nhận dạng tần suất được áp dụng rộng rãi trong địa vật lý hàng không, giúp phân tích các số liệu thu được từ các thiết bị đo đạc trên không. Phương pháp này cho phép xác định các đặc điểm địa chất một cách nhanh chóng và hiệu quả.

3.1. Quy trình áp dụng phương pháp trong phân tích số liệu

Quy trình áp dụng phương pháp nhận dạng tần suất bao gồm các bước như thu thập số liệu, xử lý và phân tích số liệu, và cuối cùng là đánh giá kết quả. Mỗi bước đều cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo độ chính xác.

3.2. Các thuật toán nhận dạng tần suất hiện đại

Hiện nay, nhiều thuật toán nhận dạng tần suất hiện đại đã được phát triển, giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả trong việc phân tích số liệu địa vật lý. Các thuật toán này thường được tự động hóa và tích hợp vào các phần mềm chuyên dụng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của phương pháp nhận dạng tần suất

Phương pháp nhận dạng tần suất đã được áp dụng thành công trong nhiều dự án nghiên cứu địa chất, đặc biệt là trong việc xác định các mỏ khoáng sản và đánh giá tiềm năng địa chất. Kết quả từ các nghiên cứu này đã chứng minh tính hiệu quả của phương pháp trong thực tiễn.

4.1. Kết quả nghiên cứu tại vùng Đông Tuy Hòa

Nghiên cứu tại vùng Đông Tuy Hòa đã cho thấy phương pháp nhận dạng tần suất có thể xác định chính xác các đặc điểm địa chất, từ đó hỗ trợ trong việc tìm kiếm và khai thác tài nguyên khoáng sản.

4.2. Các ứng dụng khác trong địa vật lý

Ngoài việc xác định các mỏ khoáng sản, phương pháp nhận dạng tần suất còn được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác như khảo sát địa chất, đánh giá rủi ro địa chất và nghiên cứu môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của phương pháp nhận dạng tần suất

Phương pháp nhận dạng tần suất đã chứng minh được giá trị của mình trong việc phân tích số liệu địa vật lý. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và các thuật toán mới, triển vọng tương lai của phương pháp này là rất sáng sủa.

5.1. Hướng phát triển công nghệ trong nhận dạng tần suất

Công nghệ mới sẽ tiếp tục được phát triển để cải thiện độ chính xác và hiệu quả của phương pháp nhận dạng tần suất. Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy vào quy trình phân tích sẽ mở ra nhiều cơ hội mới.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên ngành

Nghiên cứu liên ngành giữa địa vật lý và các lĩnh vực khác như công nghệ thông tin, vật lý và toán học sẽ giúp nâng cao khả năng ứng dụng của phương pháp nhận dạng tần suất trong thực tiễn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Xử lý và giải đoán số liệu địa vật lý hàng không đóng vai trò then chốt trong công tác điều tra địa chất cơ bản và thăm dò khoáng sản quy mô lớn. Trong bối cảnh khối lượng thông tin đo đạc từ các tuyến bay ngày càng gia tăng, việc xử lý tổ hợp dữ liệu đòi hỏi các công cụ toán học hiện đại nhằm loại bỏ nhiễu và nâng cao độ chính xác. Nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán nhận dạng và phân loại địa chất bằng việc hoàn thiện "Phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng", khắc phục hạn chế của các thuật toán phân tích truyền thống khi xử lý những tập dữ liệu có tính ngẫu nhiên cao.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là mở rộng thuật toán nhận dạng cho cả hai trường hợp: đã biết trước đối tượng đối sánh và chưa biết trước đối tượng đối sánh trên diện tích khảo sát. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trên khu vực Đông Tuy Hòa thuộc tỉnh Phú Yên, với diện tích đo đạc khoảng 3.600 km2, nằm trong khung tọa độ từ 12°53’ đến 13°21’ vĩ độ Bắc và 108°53’ đến 109°28’ kinh độ Đông. Dữ liệu sử dụng xuất phát từ Đề án bay đo từ - phổ gamma tỷ lệ 1:25.000, phản ánh cấu trúc địa chất phức tạp với sự đan xen của 9 hệ tầng trầm tích - biến chất và 6 phức hệ magma xâm nhập.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện qua việc xây dựng thành công bộ chương trình tính toán QKCM, cho phép tự động hóa quá trình quét cửa sổ, tính toán chỉ số đồng dạng và khoanh định chính xác các diện tích dị thường. Kết quả áp dụng giúp nâng cao độ tin cậy trong công tác dự báo khoáng sản thêm khoảng 15% đến 20% so với các phương pháp xử lý đơn lẻ, giảm thiểu đáng kể chi phí kiểm tra thực địa mặt đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết nhận dạng toán học và mô hình xác suất thống kê trong địa vật lý. Hai trụ cột lý thuyết chính được tích hợp bao gồm: thuật toán phân tích khoảng cách khái quát của Paguonop và phương pháp phân tích tần suất theo thuật toán Griffiths - Vinni. Trong mô hình nhận dạng có đối tượng chuẩn, các trường vật lý quan sát được coi là các đại lượng ngẫu nhiên nhiều chiều tuân theo luật phân phối chuẩn Gauss hoặc phân phối chuẩn loga.

Hệ thống khái niệm và công cụ toán học cốt lõi bao gồm:

1. Hàm mật độ xác suất và đường cong biến phân thực nghiệm, dùng để xác định khoảng giá trị đặc trưng cho từng kênh đo phổ phóng xạ và từ trường.
2. Tỉ số sự thật L(x) và tổng lượng thông tin J(1:2,x), hỗ trợ đánh giá mức độ tương quan và khả năng phân biệt giữa lớp quặng và lớp không quặng.
3. Chỉ số đồng dạng tương đối Qh và Q*h, được xác định thông qua việc tối ưu hóa đạo hàm bậc hai của hàm tỷ trọng thông tin nhằm chọn ra tổ hợp tham số có lượng tin cao nhất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của nghiên cứu bao gồm bộ số liệu bay đo từ trường delta T và phổ gamma 4 kênh (cường độ tổng, Kali, Uran, Thori) thu thập trên mạng lưới tuyến bay tỷ lệ 1:25.000 vùng Tuy Hòa. Dữ liệu được hiệu chỉnh phông bức xạ, lọc nhiễu địa hình và nội suy về mạng lưới ô vuông đều bằng các thuật toán nội suy trong hệ thống COSCAD.

Quy mô chọn mẫu nghiên cứu bao gồm tập hợp điểm đo trên toàn bộ 3.600 km2 cùng 4 cụm dị thường mẫu chuẩn trọng điểm (các cụm mẫu số 38, 55, 68 và 88). Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu có chủ đích dựa trên các cấu trúc quặng hóa và đá vây quanh đã được kiểm chứng chính xác qua công tác đo vẽ địa chất và khoan thăm dò mặt đất.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng cải tiến:

• Khắc phục triệt để tính đa trị của từng trường vật lý riêng lẻ bằng cách xử lý đồng thời cả ma trận thông tin đại diện (mẫu quặng) và ma trận thông tin phủ nhận (mẫu không quặng).
• Tự động hóa quá trình nhận diện bằng cách sử dụng các cửa sổ quét chuyển dịch liên tục trên toàn bộ mạng lưới nút đo, cho phép lập bản đồ định lượng mức độ triển vọng khoáng sản một cách khách quan.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình áp dụng phương pháp cải tiến trên phần mềm QKCM đối với tài liệu địa vật lý hàng không vùng Đông Tuy Hòa đã mang lại nhiều phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, trường phổ gamma của khu vực có sự phân dị cực kỳ sâu sắc, phản ánh rõ rệt ranh giới giữa các thành tạo địa chất khác nhau. Hàm lượng Kali biến thiên mạnh từ mức thấp 0,5% tại các đới trầm tích Đệ tứ lên đến trên 4,0% trong khối đá xâm nhập phức hệ Đèo Cả. Đồng thời, hàm lượng Uran dao động từ 1 ppm đến 14 ppm và Thori biến thiên từ 3 ppm đến 40 ppm, tạo nên các tổ hợp dị thường xạ - địa hóa rõ nét.

Thứ hai, việc kết hợp phân tích trường từ delta T và phổ gamma đã xác định chính xác 4 hệ thống đứt gãy kiến tạo chủ đạo gồm: Đông Bắc - Tây Nam, Tây Bắc - Đông Nam, á kinh tuyến và á vĩ tuyến. Trong đó, đứt gãy sâu Tuy Hòa - Oranh đóng vai trò ranh giới cấu trúc phân chia hai miền địa chất có chế độ magma khác biệt.

Thứ ba, thuật toán tối ưu hóa đạo hàm bậc hai đã chọn lọc được tổ hợp 5 thông số địa vật lý có lượng tin đặc trưng cao nhất, giúp chỉ số đồng dạng Q*h tại các cụm dị thường triển vọng đạt ngưỡng từ 75% đến trên 92%. Kết quả đối sánh tại các cụm mẫu 38, 55, 68 và 88 hoàn toàn trùng khớp với dữ liệu khảo sát thực địa mặt đất, chứng minh độ chính xác vượt trội của giải thuật mới.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự phân dị mạnh mẽ của các trường địa vật lý là do khu vực nghiên cứu nằm ở rìa Nam - Đông Nam của đới nâng Kon Tum, trải qua nhiều chu kỳ hoạt hóa magma kiến tạo từ Paleozoi muộn đến Kainozoi. Các quá trình magma xâm nhập thuộc phức hệ Bến Giằng, Định Quán, Đèo Cả đã phá vỡ móng kết tinh cổ, dẫn đến hiện tượng tái phân bố các nguyên tố phóng xạ và tạo điều kiện thuận lợi cho khoáng hóa nội sinh tích tụ.

So với các công trình nghiên cứu trước đây sử dụng các bộ chương trình như COSCAD hoặc ERMAPPER đơn lẻ, phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng hoàn thiện đã giải quyết triệt để bài toán tìm kiếm khi chưa biết trước vị trí đối tượng đối sánh. Phương pháp cũ thường chỉ đánh giá trên một loại mẫu quặng đơn nhất nên dễ dẫn đến nhầm lẫn tại các đới đá biến đổi có tính chất phóng xạ tương đồng nhưng không chứa quặng.

Các dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua hệ thống bản đồ đồng mức chỉ số Q*h(x,y) kết hợp với bản đồ phân bố dị thường từ trường. Trên các sơ đồ không gian, ranh giới của các diện tích triển vọng khoáng sản vàng sa khoáng (với trữ lượng dự báo khoảng 300 nghìn tấn tại vùng Đá Bàn - Xuân Sơn), cát thủy tinh và kim loại màu được khoanh định rõ nét, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch thăm dò chi tiết.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, các giải pháp mang tính ứng dụng cao được đề xuất như sau:

1. Nâng cấp và chuẩn hóa phần mềm QKCM: Đơn vị nghiên cứu công nghệ địa vật lý cần chuyển đổi mã nguồn FORTRAN sang các ngôn ngữ lập trình hiện đại như Python hoặc C++, tích hợp giao diện người dùng trực quan trên nền tảng GIS. Mục tiêu nâng cao tốc độ xử lý dữ liệu lên 30% và hoàn thành trong thời gian 6 đến 12 tháng.
2. Triển khai kiểm tra thực địa chi tiết: Liên đoàn Địa chất và các cơ quan thăm dò khoáng sản cần ưu tiên công tác khoan và hào thăm dò tại 100% các cụm dị thường có chỉ số đồng dạng Q*h vượt ngưỡng 80% tại vùng Đông Tuy Hòa, đặc biệt là các diện tích tiềm năng xung quanh huyện Sơn Hòa và Sông Hinh trong lộ trình 12 đến 24 tháng.
3. Mở rộng ứng dụng cho các loại hình dữ liệu đa vật lý: Áp dụng phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng cho tổ hợp dữ liệu trọng lực, từ biển và điện trở suất nhằm tìm kiếm cấu trúc địa chất ẩn sâu, hướng tới giảm tỷ lệ sai số nhận dạng xuống dưới 8% trên các đề án đo vẽ tỷ lệ 1:50.000 toàn quốc.
4. Xây dựng quy chuẩn xử lý dữ liệu hàng không: Cục Địa chất và Khoáng sản cần ban hành tài liệu hướng dẫn kỹ thuật thống nhất về xử lý tổ hợp số liệu từ và phổ gamma máy bay, tổ chức tập huấn chuyên sâu cho ít nhất 50 cán bộ kỹ thuật tại các đơn vị thành viên trong thời hạn 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng:

• Chuyên gia và kỹ sư địa vật lý: Nắm vững thuật toán nhận dạng tổ hợp dữ liệu, phương pháp xây dựng ma trận thông tin chuẩn và kỹ thuật tối ưu hóa đạo hàm bậc hai để xử lý dữ liệu đo đạc thực địa.
• Nhà nghiên cứu và nghiên cứu sinh ngành Khoa học Trái đất: Sử dụng tài liệu như một công trình tham khảo chuyên sâu về mô hình toán thống kê trong xử lý số liệu địa chất, phân tích trường phóng xạ và cấu trúc kiến tạo khu vực Nam Trung Bộ.
• Cơ quan quản lý tài nguyên và doanh nghiệp khai khoáng: Khai thác các thông tin dự báo khoáng sản và sơ đồ khoanh vùng triển vọng tại vùng Đông Tuy Hòa để định hướng cấp phép thăm dò, lập kế hoạch khai thác tài nguyên hợp lý và tiết kiệm chi phí đầu tư.
• Giảng viên và học viên cao học tại các trường đại học kỹ thuật: Ứng dụng làm giáo trình tham khảo, tài liệu giảng dạy chuyên đề xử lý tín hiệu địa vật lý và phương pháp luận nhận dạng mẫu trong địa tin học.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng có ưu điểm gì nổi bật so với phương pháp truyền thống? Phương pháp này kết hợp đồng thời thuật toán khoảng cách khái quát Paguonop và phân tích tần suất Griffiths - Vinni trên cả 2 loại đối tượng mẫu đối nghịch (quặng và không quặng). Việc xử lý ma trận thông tin kép giúp loại bỏ hoàn toàn các dấu hiệu nhiễu có lượng tin thấp, tăng độ chính xác phân loại địa chất lên hơn 85%.

Luận văn đã giải quyết bài toán gì khi chưa biết trước đối tượng đối sánh? Tác giả đã hoàn thiện thuật toán bằng cách sử dụng kỹ thuật cửa sổ quét chuyển dịch tuần tự trên toàn bộ mạng lưới nút đo nội suy tỷ lệ 1:25.000. Giá trị chỉ số đồng dạng Q*h được tính toán liên tục và gán cho tâm cửa sổ, cho phép xây dựng bản đồ đồng mức phân bố không gian dị thường trên toàn vùng nghiên cứu.

Trường địa vật lý vùng Đông Tuy Hòa phản ánh những đặc điểm địa chất nào? Trường từ phản ánh các đới cấu trúc cổ phương vĩ tuyến, trong khi trường phổ gamma phân dị rất mạnh với Kali đạt 0,5% đến 4,0%, Uran từ 1 ppm đến 14 ppm và Thori từ 3 ppm đến 40 ppm. Điều này minh chứng cho hoạt động magma kiến tạo mãnh liệt phá vỡ móng kết tinh cổ.

Tại sao cần sử dụng mẫu không quặng trong bài toán nhận dạng? Trong thực tế khảo sát, nhiều đá biến đổi không chứa quặng vẫn có biểu hiện phóng xạ tương tự đới quặng. Nếu chỉ dùng mẫu quặng đơn nhất, thuật toán rất dễ nhận dạng nhầm. Việc bổ sung mẫu không quặng giúp thiết lập ranh giới phân loại rõ ràng, giảm thiểu tỷ lệ cảnh báo sai lệch.

Phần mềm QKCM trong luận văn được xây dựng bằng công cụ nào? Phần mềm QKCM được lập trình bằng ngôn ngữ FORTRAN, nâng cấp toàn diện từ chương trình QKC trước đó. Chương trình tích hợp quy trình chuẩn hóa ma trận, tính đạo hàm bậc hai để lọc tham số và xuất ra tệp dữ liệu chỉ số đồng dạng tương thích trực tiếp với các phần mềm đồ họa địa chất.

Kết luận

• Luận văn đã hoàn thiện thành công cơ sở lý thuyết và giải thuật của phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý.
• Xây dựng hoàn chỉnh bộ chương trình QKCM, giải quyết triệt để bài toán nhận dạng và khoanh định đối tượng đồng dạng trong cả hai trường hợp biết trước và chưa biết trước đối tượng đối sánh.
• Thử nghiệm thành công trên diện tích 3.600 km2 vùng Đông Tuy Hòa, xác lập sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản với độ tin cậy cao, trùng khớp với dữ liệu kiểm chứng mặt đất tại các cụm mẫu 38, 55, 68 và 88.
• Đề xuất lộ trình 6 đến 12 tháng để chuẩn hóa phần mềm và mở rộng phạm vi ứng dụng sang các dạng tài liệu địa vật lý đa trường khác.
• Độc giả, các nhà nghiên cứu và kỹ sư địa chất hãy khai thác ngay phương pháp luận và phần mềm QKCM để nâng cao hiệu quả công tác xử lý dữ liệu và dự báo tài nguyên khoáng sản trong các đề án thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu. - Chƣơng 1 - Cơ sở ly thuyết nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý. - Chƣơng 2 - Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phƣơng pháp khoảng cách - tần xuất - nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý máy bay. - Chƣơng 3 - Áp dụng phƣơng pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng vào xử lý số liệu địa vật lý hàng không vùng đông Tuy Hòa - Kết luận.

Luận văn là kết quả thực hiện chƣơng trình cao học tại Khoa địa chất – trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Võ Thanh Quỳnh – trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN. Luận văn thạc sĩ khoa học 5 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Địa Chất Chƣơng 1 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ Khác với các lĩnh vực nghiên cứu trực tiếp đối tƣợng địa chất, địa vật lý nghiên cứu gián tiếp các đối tƣợng dựa vào các đặc điểm trƣờng vật lý của chúng. Từ số liệu khảo sát trƣờng địa vật lý, mục tiêu cuối cùng của công tác thăm dò địa vật lý là đƣa ra đƣợc các thông tin của để phục vụ cho các mục tiêu khác nhau. Để thực hiện nhiệm vụ này có nhiều phƣơng pháp, trong đó lý thuyết nhận dạng – lĩnh vực toán học giải quyết các bài toán phân loại đối tƣợng là một phƣơng án đƣợc lựa chọn nhiều hiện nay trong địa vật lý.

Lý thuyết xử lý tổ hợp số liệu Mỗi loại số liệu cụ thể thƣờng chỉ phản ánh một số đặc trƣng nào đó của đối tƣợng vì vậy khi sử dụng đó để đƣa ra kết luận về đối tƣợng sẽ cho kết quả kém tin cậy do nhiều nguyên nhân chƣa kể tới các sai số mắc phải khi thu thập và chỉnh lý số liệu. Để nâng cao chất lƣợng xử lý thông tin và đáp ứng nhu cầu thực tế, hiện nay ngƣời ta áp dụng phổ biến là các phƣơng pháp xử lý tổ hợp dữ liệu. Xử lý tổ hợp dữ liệu về cơ bản là dựa trên nhiều loại thông tin khác nhau để quyết được các nhiệm vụ đặt ra phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật cho phép. Không chỉ trong địa vật lý mà nhiều lĩnh vực khác cũng sử dụng xử lý tổ hợp số liệu để nâng cao chất lƣợng của kết quả xử lý.

Khảo sát và thu thập thông tin về đối tƣợng phải đáp ứng đƣợc các yêu cầu thực tế đặt ra nhƣ sau: Luận văn thạc sĩ khoa học 6 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Địa Chất  Thông tin phải đảm bảo về số lƣợng và chất lƣợng để đạt đƣợc mục tiêu và xử lý với độ chính xác chấp nhận đƣợc.  Thời gian thu thập thông tin phải phù hợp với tiến độ yêu cầu.  Khảo sát, thu thập thông tin phải đạt đƣợc hiệu quả kinh tế. Từ các yêu cầu này mà đôi khi các phƣơng án khảo sát loại số liệu có độ tin cậy cao hơn không đƣợc lựa chọn mà thay vào đó ngƣời ta sử dụng một loại thông tin khác mà khi sử dụng tổ hợp các thông tin này cũng có khả năng đáp ứng đƣợc các yêu cầu, mục tiêu đề ra.

Ví dụ nhƣ thay vì dùng số liệu địa chấn có giá thành khảo sát cao thì có thể sử dụng tổ hợp khảo sát trọng lực và số liệu điện trở suất để tìm kiếm các hang động karst. Mặt khác, hiện nay các tổ hợp phƣơng pháp địa vật lý đang ngày càng đƣợc áp dụng rộng rãi do những đặc trƣng về kỹ thuật nhƣ tổ hợp địa vật lý biển, tổ hợp địa vật lý hàng không…. Các tổ hợp phƣơng pháp này với các phƣơng pháp ghi đo tự động sẽ cung cấp một khối lƣợng dữ liệu rất lớn bao gồm nhiều chủng loại thông tin. Ngoài dữ liệu khảo sát trực tiếp, hiện nay với số lƣợng thông tin lƣu trữ ngày càng tăng thì việc sử dụng kết hợp các dữ liệu có sẵn này với các thông tin khảo sát là một nhu cầu để nâng cao độ tin cậy cho kết quả xử lý.

Mỗi loại thông tin chỉ mang những đặc trƣng nhất định của đối tƣợng và để hoàn thành đƣợc nhiệm vụ đặt ra trong nhiều trƣờng hợp ngƣời ta buộc phải sử dụng tổ hợp các thông tin khác nhau. Bản thân mỗi loại số liệu khảo sát đều mang những sai số, chúng đi kèm với số liệu và nhiều lúc gây ra những sai lầm khi xử lý. Những sai số này do nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣ: Sai số đo ghi của máy, sai số do kỹ thuật và phƣơng pháp đo ghi, sai số do ảnh hƣởng của các đối tƣợng khác…trong số liệu địa vật lý những sai số mắc phải làm giảm độ tin cậy của thông tin đƣợc loại bỏ trong các Luận văn thạc sĩ khoa học 7 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Địa Chất bƣớc xử lý số liệu nhƣng rất khó để tách hoàn toàn đƣợc chúng ra khỏi số liệu. Đặc biệt là các nhiễu do nguồn gốc địa chất, chúng làm sai lệch mạnh các tín hiệu có ích và đối khi không loại bỏ đƣợc do không đủ thông tin.

Những sai số này làm giảm đáng kể độ tin cậy của thông tin, đặc biệt trong trƣờng hợp loại thông tin đó đƣợc coi là loại tính quan trọng đặc trƣng cho đối tƣợng đang cần nghiên cứu. Một nguyên nhân khác dẫn tới độ giảm tin cậy của một loại thông tin là tính đa trị của kết quả xử lý. Điều này gây nhiều khó khăn và sai lầm trong xử lý. Để xác định đơn trị đối tƣợng cần sử dụng kết hợp nhiều loại thông tin khác nhau một cách phù hợp.

Từ các nguyên nhân trên các phƣơng pháp xử lý tổ hợp số liệu đã và dang đƣợc áp dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực và mang lại kết quả cao. Lựa chọn tổ hợp số liệu: Trong bất kỳ bài toán nhận dạng nào thì số lƣợng và chất lƣợng các tính chất (loại thông tin) dùng để nhận dạng luôn đƣợc quan tâm hàng đầu. Mỗi tổ hợp thông tin khác nhau thƣờng cho kết luận khác nhau về đối tƣợng. Để đạt đƣợc kết quả đáng tin cậy nhất thì trong quá trình xử lý số liệu cần lựa chọn đƣợc tổ hợp thông tin có độ tin cậy cao và hợp lý.

Chất lƣợng của thông tin tốt hay không phụ thuộc vào loại thông tin đó có đặc trƣng cho đối tƣợng (khả năng phân biệt đối tƣợng với môi trƣờng xung quanh) hay không. Tính đặc trƣng cho đối tƣợng của một loại số liệu địa vật lý do nhiều nguyên nhân quyết định. Một tính chất là đặc trƣng cho đối tƣợng khi độ chênh lệch giá trị của số liệu của tính chất đó giữa đối tƣợng nghiên cứu với môi trƣờng xung quanh đủ lớn. Trong trƣờng hợp đối tƣơng nằm quá sâu, kích thƣớc quá nhỏ, hoặc do ảnh hƣởng của đối tƣợng khác (phong hóa, biến chất, chất lƣu…) dẫn tới độ chênh lệch của giá trị không đủ để phân biệt đối tƣợng với môi trƣờng xung quanh khi đó thông tin có ích cho xử lý số liệu.

Các sai số không tách đƣợc sẽ gây ra sai lệch về số liệu khi đó thông tin không còn mang tính đặc trƣng cho đối tƣợng. Luận văn thạc sĩ khoa học 8 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Địa Chất Một tổ hợp thông tin không đầy đủ sẽ không đáp ứng đƣợc yêu cầu, nhiệm vụ đặt ra cho quá trình xử lý. Việc chọn số lƣợng các loại thông tin phải đảm bảo đƣợc tính đơn trị cho kết quả và đƣa ra đƣợc đầy đủ các yêu cầu nghiên cứu về đối tƣợng. Việc sử dụng đồng thời nhiều loại thông tin trong đó có những thông tin có độ tin cậy thấp không những gây khó khăn cho quá trình xử lý, chất lƣợng xử lý không cao, do các thông tin thiếu tin cậy sẽ làm nhòe đi các thông tin quan trọng khác dẫn đến những nhận thức sai lệch về đối tƣợng.

Việc lựa chọn đƣợc một tổ hợp thông tin có chất lƣợng cao là nội dung khó khăn và phụ thuộc nhiều vào hiểu biết, kinh nghiệm của ngƣời xử lý. Mẫu và các đặc trƣng thông kê số liệu địa vật lý 1. Số liệu đo và mẫu ngẫu nhiên Vì các thiết bị quan sát trƣờng trong trƣờng đại vật lý đều là thiết bị số nên các kết quả quan sát trƣờng là những con số. Ở một điểm quan sat bất kì, kết quả quan sát trƣờng địa vật lý hoặc đại lƣợng khác lại chứa nhiễu và sai số đo nên có thể là đại lƣợng này hay đại lƣợng khác mà ngƣời đo không dự đoán trƣớc đƣợc.

Vì vậy để mô tả các giá trị (bằng số) các trƣờng địa vật lý đo đƣợc ngƣời ta sử dụng khái niệm đại lƣợng ngẫu nhiên. Các giá trị trƣờng đại vật lý đo đƣợc là các số cụ thể nên đại lƣợng ngẫu niên là mô tả nền tảng để mô tả các số liệu đại vật lý Đại lƣợng X đƣợc gọi là đại lƣợng ngẫu nhiên nếu trong mỗi phép đo sẽ xuất hiện một trong những giá trị cụ thể x1, x2, x3,…của đại lƣợng náy với xác xuất tƣơng ứng p1, p2, p3… Tất cả cá giá trị có thể của X sẽ tạo thành nhóm đầy đủ vì bao giờ trong kết quả của một phép đo cúng sẽ xuất hiện một giá trị xi nào đó (biểu hiện nào đó của X); nghĩa là bao giờ cúng tồn tại đẳng thức: Luận văn thạc sĩ khoa học 9 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Địa Chất =1 (1.1) Để mô tả các đại lƣợng ngẫu nhiên, ngƣời ta sử dụng công cụ toán học xác suất thông qua hàm phân bố xác suất và các đặc trƣng thống kê. Hàm mật độ xác suất Hàm mật độ xác suất f(x) là một hàm mô tả xác suất xuất hiện các giá trị cụ thể của đại lƣợng ngẫu nhiên x Hàm mật độ xác suất có các tính chất sau: (1.5) Với F(x) là hàm phân hàm bố của X; hàm mô tả xác suất để đại lƣợng ngẫu nhiên X nhận các giá trị nhỏ hơn giá trị xi nào đó. Đồ thị của hàm phân bố mật độ xác suất thực nghiệm đƣợc dựng lên từ số liệu khảo sát thực tế đƣợc gọi là đường cong biến phân.

Luận văn thạc sĩ khoa học 10 Nguyễn Trí Tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.