Nghiên Cứu Áp Dụng Phương Pháp Tần Suất Trong Dự Báo Khoáng Sản Theo Tài Liệu Địa Vật Lý Máy Bay

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu áp dụng phương pháp tần suất nhận dạng mới phục vụ dự báo khoáng sản theo tài liệu địa, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Phạm Bảo Chi
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Thanh Quỳnh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Tần Suất Trong Dự Báo Khoáng Sản Từ Tài Liệu Địa Vật Lý Máy Bay
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Phương Pháp Tần Suất dự báo khoáng sản

Công tác đo bay địa vật lý ở Việt Nam ngày càng được đẩy mạnh. Kết quả đạt được đã khẳng định vai trò và hiệu quả to lớn của công tác địa vật lý máy bay trong việc tham gia giải quyết nhiệm vụ địa chất quan trọng, đặc biệt là trong tìm kiếm và dự báo khoáng sản. Tuy nhiên, công tác địa vật lý máy bay vẫn còn tồn tại một số hạn chế, chủ yếu là ở nội dung xử lý - phân tích tài liệu. Nguồn tài liệu của các phương pháp địa vật lý máy bay rất phong phú, khối lượng các tài liệu địa vật lý máy bay ở Việt Nam hiện nay rất lớn. Vì vậy, việc xử lí, phân tích tài liệu, khai thác triệt để thông tin phục vụ công tác điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản là nhiệm vụ quan trọng.

1.1. Tổng quan về tài liệu địa vật lý máy bay

Tài liệu địa vật lý máy bay cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc địa chất và tiềm năng khoáng sản. Việc sử dụng hiệu quả các phương pháp phân tích, đặc biệt là phương pháp tần suất, giúp nâng cao độ chính xác của dự báo khoáng sản. Tài liệu từ PGS. Võ Thanh Quỳnh và cộng sự nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ứng dụng các phương pháp mới để khai thác tối đa thông tin từ tài liệu địa vật lý.

1.2. Vai trò của phương pháp tần suất trong dự báo khoáng sản

Phương pháp tần suất giúp xác định mối tương quan giữa các yếu tố địa chất và sự phân bố khoáng sản. Việc phân tích tần suất xuất hiện của các đặc điểm địa vật lý có thể giúp khoanh vùng các khu vực có tiềm năng khoáng sản cao. Phương pháp tần suất đóng vai trò then chốt trong đánh giá tiềm năng khoáng sản.

II. Thách thức trong phân tích tài liệu địa vật lý máy bay

Trong công tác xử lý - phân tích tài liệu địa vật lý máy bay phục vụ giải đoán địa chất, tìm kiếm và dự báo triển vọng khoáng sản, người ta sử dụng một tổ hợp rất nhiều các phương pháp khác nhau, trong đó nhóm các phương pháp thống kê - nhận dạng được áp dụng rộng rãi và có hiệu quả cao. Tuy nhiên, khi tiến hành các phương pháp phân tích nhận dạng đối với các loại tài liệu địa vật lý ở nước ta vẫn còn gặp một số hạn chế nhất định cần phải được nghiên cứu khắc phục.

2.1. Hạn chế về số lượng và chủng loại thông tin đầu vào

Khối lượng tài liệu và chủng loại thông tin thu được ngày càng lớn, trong khi số lượng tham số đầu vào cho các chương trình phân tích nhận dạng hiện có thường bị giới hạn. Việc sử dụng các tổ hợp thông tin khác nhau để tiến hành phân tích nhận dạng nhiều khi cho những kết quả rất khác nhau.

2.2. Vấn đề độ tin cậy của thông tin và nhiễu

Việc sử dụng đồng thời tất cả các loại thông tin có được để phân tích nhận dạng thì kết quả mang lại có độ tin cậy không cao hơn so với kết quả của việc chỉ sử dụng một tổ hợp thông tin nhất định có chất lượng cao. Việc sử dụng những thông tin thiếu độ tin cậy không những không mang lại hiệu quả mà còn làm nhòa đi thông tin quan trọng khác, gây nên những nhận biết sai lệch về đối tượng nghiên cứu.

2.3. Khó khăn trong việc lựa chọn tổ hợp thông tin tối ưu

Việc lựa chọn tổ hợp thông tin chất lượng cao để phân tích là một thách thức lớn. Các thông tin nhiễu có thể làm sai lệch kết quả, ảnh hưởng đến độ chính xác của dự báo khoáng sản. Cần có phương pháp xử lý tài liệu địa vật lý hiệu quả để loại bỏ nhiễu và chọn lọc thông tin quan trọng.

III. Phương pháp Tần Suất Giải pháp Dự Báo Khoáng Sản

Để nâng cao độ tin cậy của các phương pháp phân tích nhận dạng đã có những công trình nghiên cứu theo hướng ứng dụng bài toán đánh giá lựa chọn thông tin để tìm ra tổ hợp những thông tin có chất lượng tốt trước khi tiến hành phân tích nhận dạng. Bên cạnh đó các nhà địa vật lý Việt Nam cũng đã nghiên cứu xây dựng và đưa vào áp dụng có hiệu quả một số phương pháp phân tích mới, trong đó có phương pháp phân tích Tần suất – Nhận dạng do nhóm tác giả PGS. Võ Thanh Quỳnh và nnk đề xuất xây dựng.

3.1. Ứng dụng bài toán đánh giá lựa chọn thông tin

Bài toán đánh giá lựa chọn thông tin giúp xác định tổ hợp thông tin có chất lượng tốt nhất trước khi tiến hành phân tích nhận dạng. Điều này giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các thông tin nhiễu và nâng cao độ tin cậy của kết quả dự báo khoáng sản. Việc xử lý tài liệu địa vật lý một cách cẩn thận là yếu tố then chốt.

3.2. Giới thiệu phương pháp Tần suất Nhận dạng

Phương pháp Tần suất – Nhận dạng là một phương pháp phân tích mới do các nhà địa vật lý Việt Nam phát triển. Phương pháp này giúp phân tích tổ hợp các tài liệu địa vật lý máy bay trong tìm kiếm và dự báo triển vọng khoáng sản. Phương pháp tần suất giúp đẩy nhanh và nâng cao chất lượng của công tác xử lí phân tích tài liệu địa vật lý máy bay.

3.3. Ưu điểm của phương pháp tần suất trong dự báo khoáng sản

Phương pháp tần suất có khả năng xử lý dữ liệu lớn và phức tạp, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng của các thông tin nhiễu. Điều này giúp nâng cao độ chính xác của dự báo khoáng sản và giảm thiểu rủi ro trong thăm dò khoáng sản. Phương pháp tần suất là công cụ hiệu quả cho tìm kiếm khoáng sản.

IV. Ứng dụng Phương Pháp Tần Suất tại vùng Ninh Thuận

Đề tài luận văn “Nghiên cứu áp dụng phương pháp Tần suất – Nhận dạng mới phục vụ dự báo khoáng sản theo tài liệu địa vật lý máy bay” mà học viên lựa chọn nhằm tìm hiểu, áp dụng phương pháp phân tích tổ hợp các tài liệu địa vật lý máy bay trong tìm kiếm và dự báo triển vọng khoáng sản góp phần đẩy nhanh và nâng cao chất lượng của công tác xử lí phân tích tài liệu địa vật lý máy bay.

4.1. Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi ứng dụng

Luận văn tập trung vào việc tìm hiểu và áp dụng phương pháp Tần suất – Nhận dạng mới để dự báo khoáng sản dựa trên tài liệu địa vật lý máy bay. Khu vực nghiên cứu chính là vùng Nhị Hà, nơi có tiềm năng khoáng sản đa dạng. Luận văn hướng đến việc cải thiện chất lượng xử lý và phân tích tài liệu địa vật lý.

4.2. Thu thập và xử lý dữ liệu thực tế tại Ninh Thuận

Dữ liệu địa vật lý máy bay được thu thập và xử lý theo phương pháp Tần suất – Nhận dạng mới. Quá trình xử lý bao gồm làm sạch dữ liệu, loại bỏ nhiễu và chuẩn hóa dữ liệu để đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích. Dữ liệu được sử dụng để xây dựng mô hình hóa khoáng sản.

4.3. Kết quả phân tích và đánh giá triển vọng khoáng sản

Kết quả phân tích cho thấy tiềm năng khoáng sản mục tiêu tại vùng Ninh Thuận. Phương pháp Tần suất – Nhận dạng mới giúp khoanh vùng các khu vực có triển vọng khoáng sản cao. Đánh giá triển vọng khoáng sản được thực hiện dựa trên độ tin cậy của dự báo khoáng sản.

V. Hoàn thiện phương pháp Tần Suất và mở rộng phạm vi

Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp Tần suất – Nhận dạng. Phương pháp Khoảng cách – Tần suất – Nhận dạng. Xây dựng ma trận thông tin đối mẫu. Đánh giá lựa chọn tổ hợp thông tin. Phân tích đối sánh xác định các đối tượng đồng dạng. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp Khoảng cách – Tần suất – Nhận dạng.

5.1. Xây dựng ma trận thông tin đối mẫu

Ma trận thông tin đối mẫu cho phép so sánh và đánh giá các đối tượng khác nhau dựa trên các đặc trưng địa vật lý. Ma trận này giúp xác định các đối tượng có tiềm năng khoáng sản tương tự và đưa ra các dự báo khoáng sản chính xác hơn. Xây dựng ma trận thông tin cần xử lý tài liệu địa vật lý cẩn thận.

5.2. Đánh giá và lựa chọn tổ hợp thông tin

Việc đánh giá và lựa chọn tổ hợp thông tin phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả dự báo khoáng sản. Cần xem xét các yếu tố như độ tin cậy của dữ liệu, tính đặc trưng của thông tin và mối tương quan giữa các yếu tố. Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo khoáng sản cần được xem xét kỹ lưỡng.

5.3. Phân tích đối sánh xác định đối tượng đồng dạng

Phân tích đối sánh giúp xác định các đối tượng có đặc điểm tương đồng và tiềm năng khoáng sản tương tự. Điều này giúp mở rộng phạm vi nghiên cứu và áp dụng kết quả dự báo khoáng sản cho các khu vực khác. So sánh các phương pháp dự báo khoáng sản để lựa chọn phương pháp phù hợp nhất.

VI. Kết luận và Tương lai của dự báo khoáng sản bằng phương pháp tần suất

Công tác đo bay địa vật lý ở nước ta bắt đầu và đẩy mạnh khoảng những thập niên gần đây. Những kết quả đạt được trong thời gian qua đã khẳng định được vai trò và hiệu quả to lớn của công tác địa vật lý máy bay trong việc tham gia giải quyết nhiệm vụ địa chất quan trọng, đặc biệt là trong việc tìm kiếm và dự báo triển vọng khoáng sản.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp Tần suất – Nhận dạng trong dự báo khoáng sản dựa trên tài liệu địa vật lý máy bay. Phương pháp này giúp nâng cao độ chính xác và giảm thiểu rủi ro trong công tác thăm dò khoáng sản. Các kinh nghiệm dự báo khoáng sản được rút ra từ nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao.

6.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong tương lai

Trong tương lai, phương pháp Tần suất có thể được tích hợp với các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy để nâng cao hiệu quả dự báo khoáng sản. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phần mềm dự báo khoáng sản để hỗ trợ công tác thăm dò khoáng sản và đánh giá tiềm năng khoáng sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý thuyết nhận dạng - Chương 2: Một số phương pháp phân tích nhận dạng mới trong tìm kiếm, dự báo khoáng sản theo tài liệu địa vật lý máy bay - Chương 3: Kết quả phân tích thực nghiệm trên tài liệu thực tế vùng Ninh Thuận. - Kết luận 2 (LUAN.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. CƠ SỞ LÝ THUYẾT NHẬN DẠNG Nhận dạng là phương pháp thực nghiệm nhằm xác định một mô hình cụ thể trong tập hợp các mô hình thích hợp, dựa trên cơ sở quan sát các tín hiệu vào ra. Lý thuyết nhận dạng là một trong những phương pháp phục vụ cho mục tiêu của công tác thăm dò địa vật lý, chỉ cần dựa vào các số liệu khảo sát trường địa vật lý của đối tượng mà không cần tác động nghiên cứu trực tiếp đối tượng như các lĩnh vực khác mà vẫn đưa ra được các thông tin của đối tượng để phục vụ cho các mục tiêu khác nhau.

Phương pháp sử dụng công cụ là toán học để giải quyết các bài toán phân loại đối tượng, và là một phương án được lựa chọn nhiều trong địa vật lý hiện nay. Lý thuyết xử lí tổ hợp số liệu Mỗi loại số liệu thường phản ánh một số đặc trưng nào đó của đối tượng nhưng việc sử dụng số liệu đó để đưa ra kết luận cho đối tượng sẽ cho kết quả kém tin cậy do nhiều nguyên nhân khác nhau chưa kể đến sự sai số trong quá trình thu thập và chỉnh lí số liệu. Và để đáp ứng được yêu cầu thực tế cùng nâng cao chất lượng xử lí thông tin, hiện nay, người ta áp dụng phổ biến là các phương pháp xử lí số liệu tổ hợp. Xử lí số liệu về cơ bản là dựa trên nhiều loại thông tin khác nhau để giải quyết được các nhiệm vụ đặt ra phù hợp với điều kiện kinh tế và kĩ thuật cho phép.

Không chỉ riêng trong địa vật lý mà nhiều lĩnh vực khác cũng sử dụng xử lí tổ hợp dữ liệu để nâng cao chất lượng xử lí. Các yêu cầu khi sử dụng tổ hợp số liệu trong xử lí Xử lí tổ hợp số liệu trong lý thuyết nhận dạng là một quá trình phức tạp phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu và các dạng số liệu khác nhau nên khi khảo sát, thu thập thông tin về đối tượng phải đáp ứng được các yêu cầu thực tế đặt ra như sau: - Thông tin phải đảm bảo về số lượng và chất lượng để đạt được mục tiêu và xử lí với độ chính xác có thể chấp nhận được. - Thời gian thu thập thông tin phải phù hợp với tiến độ yêu cầu. - Khảo sát, thu thập thông tin phải đạt được hiệu quả kinh tế.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.11 Từ các yêu cầu này mà đôi khi các phương án khảo sát loại số liệu có độ tin cậy cao hơn không được lựa chọn mà thay vào đó người ta sử dụng một loại thông tin khác mà khi sử dụng tổ hợp các thông tin này cũng có khả năng đáp ứng được yêu cầu, mục tiêu đề ra.

Mặt khác hiện nay các tổ hợp phương pháp địa vật lý đang ngày càng được áp dụng rộng rãi, các tổ hợp phương pháp này với các phép ghi đo tự động sẽ cung cấp một khối lượng dữ liệu rất lớn bao gồm nhiều chủng loại thông tin. Mỗi loại thông tin chỉ mang những đặc trưng nhất định của đối tượng và để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra trong nhiều trương hợp người ta buộc phải sử dụng tổ hợp các thông tin khác nhau. Bản thân mỗi 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 lí. Những sai số này do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra như: sai số đo ghi của máy, sai số do kĩ thuật và phương pháp đo ghi, sai số do ảnh hưởng từ đối tượng khác,… Trong số liệu địa vật lý những sai số mắc phải làm giảm độ tin cậy của thông tin được loại bỏ trong các bước xử lí số liệu nhưng rất khó để tách hoàn toàn chúng ra khỏi số liệu.

Đặc biệt là các nhiễu do nguồn gốc địa chất, chúng làm sai lệch mạnh các tín hiệu. Những sai số này làm giảm đáng kể độ tin cậy của thông tin, đặc biệt trong trường hợp loại thông tin đó được coi là loại tính chất quan trọng đặc trưng cho đối tượng đang được nghiên cứu. Một nguyên nhân khác dẫn đến giảm độ tin cậy của một loại thông tin là tính đa trị của kết quả xử lí, gây ra nhiều khó khăn và sai lầm trong xử lí. Để xác định đơn trị đối tượng cần sử dụng kết hợp nhiều loại thông tin khác nhau một cách phù hợp.

Từ các nguyên nhân trên, các phương pháp xử lí tổ hợp số liệu đã và đang được áp dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực và mang lại hiệu quả cao.2 Lựa chọn tổ hợp số liệu Trong bất kỳ bài toán nhận dạng nào thì số lượng và chất lượng các tính chất (loại thông tin) dùng để nhận dạng luôn được quan tâm hàng đầu. Mỗi tổ hợp thông tin khác nhau thường cho những kết luận khác nhau về đối tượng. Để đạt được kết 4 (LUAN.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.11 quả đáng tin cậy nhất thì quá trình xử lý số liệu cần lựa chọn được tổ hợp thông tin có độ tin cậy cao và hợp lý. Chất lượng của thông tin tốt hay không phụ thuộc vào loại thông tin đó có đặc trưng cho đối tượng (khả năng phân biệt đối tượng với môi trường xung quanh) hay không.

Tính đặc trưng cho đối tượng của một loại số liệu địa vật lý do nhiều nguyên nhân quyết định. Một tính chất là đặc trưng cho đối tượng khi độ chênh lệch giá trị của số liệu của tính chất đó giữa đội tượng nghiên cứu với môi trường xung quanh đủ lớn. Trong trường hợp đối tượng nằm quá sâu, kích thước quá nhỏ, hoặc do ảnh hưởng của các yếu tố khác (phong hóa, biến chất, chất lưu.) dẫn tới độ chênh lệch của giá trị không đủ để phân biệt đối tượng với môi trường xung quanh khi đó thông tin là không có ích cho xử lý số liệu. Các sai số không tách được sẽ gây ra sai lệch về số liệu khi đó thông tin sẽ không còn mang tính đặc trưng cho đối tượng.

Một tổ hợp thông tin không đầy đủ sẽ không đáp ứng được yêu cầu, nhiệm vụ đặt ra cho quá trình xử lý. Việc chọn số lượng các loại thông tin phải đảm bảo được tính đơn trị của kết quả và đưa ra được đầy đủ các yêu cầu nghiên cứu về đối tượng. 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 lượng 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 tượng. Việc lựa chọn được một tổ hợp thông tin có chất lượng cao là nội dung khó khăn và phụ thuộc nhiều vào hiểu biết, kinh nghiệm của người xử lý.2 Mẫu và các đặc trƣng thống kê của số liệu địa vật lý 1.1 Số liệu đo và mẫu ngẫu nhiên Vì các thiết bị quan sát trường trong địa vật lý đều là các thiết bị số nên các kết quả quan sát trường địa vật lý nhiễu và sai số đo nên có thể là đại lượng này hay đại lượng khác mà người đo không dự đoán trước được.

Vì vậy để mô tả các giá trị (bằng số) các trường địa vật lý do được người ta sử dụng khái niệm đại lượng ngẫu nhiên.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.11 Các giá trị trường địa vật lý đo được các số cụ thể nên đại lượng ngẫu nhiên là mô hình nền tảng để mô tả các số liệu địa vật lý. Đại lượng X được gọi là ngẫu nhiên nếu trong mỗi phép đo sẽ xuất hiện một trong những giá trị cụ thể x1, x2, x3,… của đại lượng này với các xác suất tương ứng p1, p2, p3,… Tất cả các giá trị có thể của X sẽ tạo thành nhóm đủ, vì bao giờ trong kết quả của một phép đo cũng sẽ xuất hiện một giá trị xi nào đó (biểu hiện nào đó của X); nghĩa là bao giờ cũng tồn tại đẳng thức: n  P 1 i 1 i (1.1) Để mô tả các đại lượng ngẫu nhiên, người ta sử dụng công cụ toán học xác suất, thông qua hàm phân bố xác suất và các đặc trưng thống kê.2 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 lượng ngẫu nhiên x. Hàm mật độ xác suất có các tính chất sau: lim x f x   0 (1.4) x1 Với P(x1 < X < x2) là xác suất rơi vào khoảng ( x1;x2) của đại lượng ngẫu nhiên x.5) Với F(x) là hàm phân bố của X; hàm mô tả xác suất để mô tả ngẫu nhiên X nhận các giá trị nhỏ hơn giá trị x1 nào đó. Đồ thị của hàm phân bố mật độ xác suất thực nghiệm được dựng lên từ số liệu khảo sát thực tế được gọi là đường cong biến phân.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.11 Ngoài hàm phân bố F(x) và hàm mật độ f(x) người ta còn dùng các đặc trưng thống kê để mô tả các đại lượng ngẫu nhiên bao gồm: n - Kỳ vọng toán M[x] = x = p x i 1 i i (1.7) - Độ lệc trung bình bình phương    D (1.3 Một số hàm phân phối lý thuyết Để mô tả các đại lượng ngẫu nhiên, trong địa vật lý người ta sử dụng các hàm phân phối lý thuyết như hàm phân phối chuẩn (phân phối Gauxơ), phân phối chuẩn loga, phân phối Puasson… Phần lớn các đại lượng ngẫu nhiên trong địa vật lý cũng như nhiều hiện tượng địa chất khác chúng tuân theo luật phân phối chuẩn.

Đại lượng ngẫu nhiên X tuân theo luật phân phối chuẩn nếu hàm mật độ của nó có dạng:  x   2 1  Trong đó : f  x   e 2 2 (1.10)   2 + Phương sai:  2 = E(X - EX)2 (1.11) Đồ thị của hàm phân phối chuẩn đối xứng qua đường thẳng x = và giảm dần xuống xung quanh kỳ vọng. Diện tích giới hạn bởi đường cong và trục hoành bằng 1, đó chính là xác suất để đại lượng ngẫu nhiên X nhận giá trị trong khoảng (  ; ) (1. Xác suất để đại luượng ngẫu nhiên X nhận giá trị trong khoảng từ x1 tới x2 chính là phần diện tích 7 (LUAN.11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.