I. Lý thuyết wavelet và ứng dụng trong phân tích dữ liệu GPS
Lý thuyết wavelet là một công cụ toán học mạnh mẽ, được sử dụng để phân tích tín hiệu và dữ liệu không gian. Trong nghiên cứu này, lý thuyết wavelet được áp dụng để phân tích vận tốc và biến dạng từ dữ liệu GPS thu thập từ mạng lưới địa động lực. Phương pháp này cho phép xử lý dữ liệu ở nhiều mức độ chi tiết khác nhau, giúp phát hiện các biến đổi nhỏ trong vận tốc GPS và biến dạng địa chất. Ứng dụng lý thuyết wavelet trong trắc địa đã được chứng minh hiệu quả trên thế giới, đặc biệt trong việc nghiên cứu địa động lực học và dự báo tai biến tự nhiên.
1.1. Cơ sở lý thuyết của hàm sóng nhỏ DOG
Hàm sóng nhỏ DOG (Difference of Gaussians) là một trong những hàm cơ bản trong lý thuyết wavelet, được sử dụng để phân tích dữ liệu trên mặt cầu. Hàm này cho phép xác định các biến đổi trong vận tốc chuyển dịch và biến dạng từ dữ liệu GPS. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc nội suy trường vận tốc chuyển dịch và tính toán các đại lượng biến dạng như tốc độ xoay, tốc độ biến dạng, và tốc độ trương nở. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm DOG có độ chính xác cao trong việc mô phỏng các hiện tượng địa động lực học.
II. Phân tích vận tốc và biến dạng từ dữ liệu GPS
Phân tích vận tốc và biến dạng từ dữ liệu GPS là một trong những nhiệm vụ chính của nghiên cứu này. Dữ liệu GPS được thu thập từ mạng lưới địa động lực khu vực miền Bắc Việt Nam, bao gồm các điểm quan trắc được đo đạc trong giai đoạn 2012-2017. Phương pháp phân tích dữ liệu dựa trên lý thuyết wavelet cho phép xác định các vận tốc chuyển dịch tuyệt đối và địa phương, cũng như nội suy trường vận tốc chuyển dịch không gian. Kết quả cho thấy, các đứt gãy khu vực miền Bắc có tốc độ biến dạng nhỏ, tập trung chủ yếu ở vùng Tây Bắc.
2.1. Tính toán vận tốc chuyển dịch địa phương
Quy trình tính toán vận tốc chuyển dịch địa phương được thực hiện dựa trên dữ liệu GPS từ các điểm quan trắc. Phương pháp nội suy trường vận tốc sử dụng lý thuyết wavelet cho phép xác định các giá trị vận tốc tại các điểm lưới GRID. Kết quả tính toán cho thấy, vận tốc chuyển dịch khu vực miền Bắc có sự biến đổi nhỏ, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về địa động lực học khu vực này.
III. Ứng dụng lý thuyết wavelet trong địa động lực học
Ứng dụng lý thuyết wavelet trong nghiên cứu địa động lực học đã mang lại nhiều kết quả quan trọng. Phương pháp này cho phép xác định các đại lượng biến dạng như tốc độ xoay, tốc độ biến dạng, và tốc độ trương nở từ dữ liệu GPS. Kết quả nghiên cứu cho thấy, lý thuyết wavelet có độ chính xác cao hơn so với các phương pháp truyền thống như phương pháp tam giác Frank. Điều này khẳng định tính hiệu quả của lý thuyết wavelet trong việc phân tích biến dạng địa chất và dự báo tai biến tự nhiên.
3.1. Tính toán các đại lượng biến dạng
Các đại lượng biến dạng được tính toán dựa trên kết quả nội suy trường vận tốc chuyển dịch. Phương pháp lý thuyết wavelet cho phép xác định tensor gradient vận tốc, tốc độ xoay, và tốc độ biến dạng với độ chính xác cao. Kết quả tính toán cho thấy, các đứt gãy khu vực miền Bắc có tốc độ biến dạng nhỏ, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về địa động lực học khu vực này.
IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, lý thuyết wavelet là một công cụ hiệu quả trong việc phân tích vận tốc và biến dạng từ dữ liệu GPS. Phương pháp này không chỉ giúp xác định các đại lượng biến dạng với độ chính xác cao mà còn hỗ trợ trong việc dự báo tai biến tự nhiên. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc quy hoạch và xây dựng các công trình hạ tầng, cũng như trong việc dự báo và phòng ngừa các tai biến địa chất.
4.1. Đánh giá hiệu quả của phương pháp xấp xỉ sóng nhỏ
Phương pháp xấp xỉ sóng nhỏ được đánh giá là có hiệu quả cao trong việc phân tích biến dạng địa chất. So sánh với phương pháp tam giác Frank, lý thuyết wavelet cho kết quả chính xác hơn và phù hợp hơn với các nghiên cứu về địa động lực học. Kết quả này khẳng định tính ưu việt của lý thuyết wavelet trong việc phân tích dữ liệu GPS và ứng dụng trong thực tiễn.
