Nghiên cứu ñề xuất các thuật toán xử lý, phân tích tài liệu của phương pháp phân cực kích thích ña cực cải tiến

Nội dung text: Nghiên cứu ñề xuất các thuật toán xử lý, phân tích tài liệu của phương pháp phân cực kích thích ña cực cải tiến

1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 Nghiên c u đ xu t các thu t tốn x lý, phân tích tài li u ca ph ươ ng pháp phân c c kích thích đa c c c i ti n Vũ ð c Minh Tr ưng ð i h c Khoa h c T nhiên, ði h c Qu c gia Hà N i, 334 Nguy n Trãi, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 19 tháng 11 năm 2008 Tĩm t t. Bài báo trình bày các k t qu nghiên c u áp d ng các thu t tốn x lý và phân tích tài li u ca ph ươ ng pháp Th ăm dị đin đa c c truy n th ng cho ph ươ ng pháp Th ăm dị đin đa c c ci ti n, c ũng nh ư nghiên c u đ xu t các file điu khi n, các thu t tốn x lý và phân tích tài li u ca ph ươ ng pháp Th ăm dị đin đa c c c i ti n. T đĩ, chúng tơi đã rút ra các k t lu n cho h ưng nghiên c u c n thi t và hi u qu h ơn nh m hồn thi n c v lý thuy t l n s n ph m cơng ngh c a ph ươ ng pháp Th ăm dị đin đa c c c i tin do chúng tơi đ xu t. 1. ðt v n đ bi u di n cho ngay các m t c t đin tr su t hay đ phân c c ð cĩ đưc nh ng điu nĩi trên Chúng tơi đã đ xu t thành cơng m t thì trong các thi t b c a ph ươ ng pháp MRI đã ph ươ ng pháp m i gĩp ph n làm phong phú đưc cài đt s n file điu khi n đ điu khi n thêm h các ph ươ ng pháp Th ăm dị đin, đĩ là trình t đo đ c, đ ng th i c ũng nh file này mà ph ươ ng pháp Phân c c kích thích c i ti n. Các các s li u đo đã đưc l ưu tr trong máy theo phươ ng pháp này đã đưc cơng b trong nhi u mt đ nh d ng s n phù h p v i ph n m m x lý bài báo nh ư [1-5]. ∗ phân tích đã cĩ. Chính vì th , tu ỳ vào t ng lo i thi t b mà file này cĩ đnh d ng khác nhau. Ph ươ ng pháp nh đin đa c c (Multi- electrode Resistivity Imaging - MRI) cĩ qui Vn đ chúng tơi đ t ra là k t h p ph ươ ng trình đo đc ngồi th c đ a, h ch ươ ng trình x pháp MRI v i các ph ươ ng pháp PCKT c i ti n lý, phân tích khác v i các ph ươ ng pháp truy n nh ư th nào đĩ đ t n d ng đưc m i ưu vi t th ng s d ng các thi t b truy n th ng, đ ng ca các ph ươ ng pháp (h c c đo, qui trình đo, th i khác v i c các phươ ng pháp PCKT c i h thi t b , ph n m m x lý, phân tích ) nh m ti n do chúng tơi đ xu t. Tuy nhiên, ph ươ ng nâng cao hi u qu ca chúng. ðĩ chính là pháp này cĩ nhi u ưu đim đáng chú ý, ch ng ph ươ ng pháp PCKT đa c c c i ti n mà chúng hn nh ư: trong quá trình đo chúng ta khơng tơi đã m nh d n đ xu t. ph i d ch chuy n c c phát và thu trên tuy n nhi u l n, quá trình đo liên t c và thu đưc các s li u trên c tuy n ch khơng ph i ch thu 2. Quá trình nghiên c u và k t qu đưc các s li u trên t ng đim đo trên tuy n, ph n m m x lý phân tích đã cĩ s n và k t qu 2.1. Ph ươ ng pháp nghiên c u ___ ∗ Chúng tơi đã ti n hành cơng tác th c đ a Tác gi liên h . ðT.: 84-4-37450026. E-mail: [email protected] mt s đ a đim khác nhau b ng ph ươ ng pháp 298
2. V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 299 PCKT đa c c c i ti n v i vi c s d ng h thi t ti n: đin tr su t đo sâu đ i x ng, đin tr su t b SUPERSTING R1 (M ) đã đưc cài đt hai đo sâu l ưng c c, đ phân c c đo sâu đ i x ng file điu khi n đo do chúng tơi thi t l p [6], cĩ và đ phân c c đo sâu l ưng c c. T các file s ci ti n h c c đo đa c c đã cĩ c a ph ươ ng li u này, chúng tơi đã s d ng h ch ươ ng trình pháp MRI. đã cĩ c a các ph ươ ng pháp PCKT c i ti n đ S li u sau khi thu th p đưc c ũng cĩ d ng x lý và phân tích. K t qu thu đưc là các các file s li u đa c c thơng th ưng. V i m i đưng cong, các m t c t gi đin tr su t c i đim đo, chúng ta s cĩ 1 file s li u đ i x ng ti n, gi đ phân c c c i ti n và các m t c t đ a và 1 file s li u l ưng c c. T 1 file s li u đ i đin (bao g m c đ i v i tham s Petrovski) xng và 1 file s li u l ưng c c, chúng ta ph i [6]. Hình 1 là m t ví d minh ho cho k t qu chuy n s li u thành 2 file s li u đo sâu đ i mt c t gi đin tr su t và m t c t đ a đin sau xng trong, ngồi và 2 file s li u l ưng c c khi x lý ca m t tuy n đo theo ph ươ ng án này. trái, ph i. V i các đim đo khác trên tuy n c ũng làm t ươ ng t nh ư v y. 2.2.2. Ph ươ ng án 2 Chúng tơi đã ti n hành nghiên c u theo hai S li u sau khi đã đưc chuy n thành các ph ươ ng án: file riêng bi t đ i v i các lo i h c c đo khác nhau cho m i đim đo, chúng ta ph i liên k t s - Ph ương án 1: V i các s li u thu đưc nh ư li u các đim đo sâu đi v i m i lo i h c c đo đã nĩi trên, s d ng các thu t tốn do chúng tơi thành đnh d ng file đa c c. ð đ m b o các đ xu t c a các ph ươ ng pháp PCKT c i ti n đ đim ghi s li u theo đúng v trí c a chúng thì x lý và phân tích. v trí các c c A, B, M, N ph i đưc đ nh ngh ĩa - Ph ươ ng án 2: Liên k t các s li u thu đưc li. V i s li u đ i x ng, vi c đ nh ngh ĩa l i v nh ư đã nĩi trên c a các đim thành đnh d ng trí các đin c c đ m b o yêu c u trên cĩ th file đa c c đ đưa vào ch ương trình x lý s n th c hi n đưc nh ưng v i s li u l ưng c c thì cĩ c a ph ương pháp đa c c thơng th ưng. li khĩ kh ăn. D ưi đây chúng tơi gi i thi u mt ví d v file liên k t s li u đin tr su t đo 2.2. K t qu sâu đi x ng c a 5 đim đo sâu trên m t tuy n đo sâu đã nghiên c u (b ng 1). 2.2.1. Ph ươ ng án 1 Hình 2 là k t qu minh gi i 1D c a 5 đim Mu n truy c p đưc đ n các file s li u l ưu đo sâu đin trên tuy n đo sâu nĩi trên. Hình 3 là tr trong máy SuperSting R1, chúng tơi đã l p kt qu phân tích ngh ch đ o 2D khi liên k t 5 ch ươ ng trình đc s li u b ng ngơn ng Matlab, đim đo sâu k trên. t đĩ ta s cĩ các file s li u cho t ng đim đo trên tuy n b ng ph ươ ng pháp PCKT đa c c c i
3. 300 V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 Hình 1. K t qu x lý phân tích: m t c t gi đin tr su t (trên) và m t c t đ a đin (d ưi). Bng 1. File liên k t s li u đo sâu đ i x ng c a m t tuy n đo Cu hình đi x ng % Tiêu đ 0.5 % Kho ng cách đin c c nh nh t 11 % Lo i c u hình t đ nh ngh ĩa 0 % Câu hình ph Type of measurement (0=app.resistivity, 1=resistance) % Lo i giá tr đo, đây là đin tr su t bi u ki n 0 40 % T ng s phép đo 1 % Cách ghi s li u trên tuy n 0 % Ch dùng s li u đin tr su t 4 35.00 0.00 42.00 0.00 38.00 0.00 39.00 0.00 15.45 % (1) 4 34.00 0.00 43.50 0.00 38.00 0.00 39.50 0.00 19.52 4 32.00 0.00 45.50 0.00 37.50 0.00 39.50 0.00 24.83 4 29.00 0.00 48.50 0.00 37.00 0.00 40.00 0.00 34.18 4 25.00 0.00 52.50 0.00 36.50 0.00 40.50 0.00 44.78 4 19.50 0.00 58.00 0.00 36.00 0.00 41.50 0.00 57.78 4 11.50 0.00 66.00 0.00 34.50 0.00 42.50 0.00 74.54 4 0.00 0.00 77.00 0.00 33.00 0.00 44.00 0.00 95.86
4. V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 301 4 37.50 0.00 44.50 0.00 40.50 0.00 41.50 0.00 13.15 4 36.50 0.00 46.00 0.00 40.50 0.00 42.00 0.00 16.71 4 34.50 0.00 48.00 0.00 40.00 0.00 42.00 0.00 23.17 4 31.50 0.00 51.00 0.00 39.50 0.00 42.50 0.00 31.80 4 27.50 0.00 55.00 0.00 39.00 0.00 43.00 0.00 42.50 4 22.00 0.00 60.50 0.00 38.50 0.00 44.00 0.00 55.24 4 14.00 0.00 68.50 0.00 37.00 0.00 45.00 0.00 70.61 4 2.50 0.00 79.50 0.00 35.50 0.00 46.50 0.00 92.72 4 40.00 0.00 47.00 0.00 43.00 0.00 44.00 0.00 18.21 4 39.00 0.00 48.50 0.00 43.00 0.00 44.50 0.00 20.79 4 37.00 0.00 50.50 0.00 42.50 0.00 44.50 0.00 27.47 4 34.00 0.00 53.50 0.00 42.00 0.00 45.00 0.00 36.71 4 30.00 0.00 57.50 0.00 41.50 0.00 45.50 0.00 47.86 4 24.50 0.00 63.00 0.00 41.00 0.00 46.50 0.00 62.65 4 16.50 0.00 71.00 0.00 39.50 0.00 47.50 0.00 86.90 4 5.00 0.00 82.00 0.00 38.00 0.00 49.00 0.00 108.37 4 42.50 0.00 49.50 0.00 45.50 0.00 46.50 0.00 14.99 4 41.50 0.00 51.00 0.00 45.50 0.00 47.00 0.00 18.60 4 39.50 0.00 53.00 0.00 45.00 0.00 47.00 0.00 34.96 4 36.50 0.00 56.00 0.00 44.50 0.00 47.50 0.00 41.64 4 32.50 0.00 60.00 0.00 44.00 0.00 48.00 0.00 52.02 4 27.00 0.00 65.50 0.00 43.50 0.00 49.00 0.00 65.24 4 19.00 0.00 73.50 0.00 42.00 0.00 50.00 0.00 80.45 4 7.50 0.00 84.50 0.00 40.50 0.00 51.50 0.00 106.36 4 45.00 0.00 52.00 0.00 48.00 0.00 49.00 0.00 17.13 4 44.00 0.00 53.50 0.00 48.00 0.00 49.50 0.00 21.59 4 42.00 0.00 55.50 0.00 47.50 0.00 49.50 0.00 28.65 4 39.00 0.00 58.50 0.00 47.00 0.00 50.00 0.00 38.08 4 35.00 0.00 62.50 0.00 46.50 0.00 50.50 0.00 49.36 4 29.50 0.00 68.00 0.00 46.00 0.00 51.50 0.00 63.08 4 21.50 0.00 76.00 0.00 44.50 0.00 52.50 0.00 80.69 4 10.00 0.00 87.00 0.00 43.00 0.00 54.00 0.00 102.42 0 0 0 0 0 0 (1): C t 1 là c u hình 4 c c; C t 2, 3 là v trí đin c c xA, zA; C t 4, 5 là v trí đin c c xB, zB; Ct 6, 7 là v trí đin c c xM, zM; C t 8, 9 là v trí đin c c xN, zN; C t 10 là giá tr đin tr su t đo đưc.
5. 302 V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 Hình 2. K t qu minh gi i 1D. Hình 3. K t qu minh gi i 2D. 3. K t lu n hai đ u tuy n nh ư đi v i ph ươ ng pháp PCKT đa c c đã cĩ. 1. Kh ng đ nh l i m t l n n a v tính ưu 2. V i vi c s d ng các thu t tốn x lý, vi t c a ph ươ ng pháp PCKT đa c c c i ti n, phân tích do chúng tơi đ xu t c a các ph ươ ng đc bi t là th i gian cơng tác ngồi th c đ a pháp PCKT c i ti n nh ư ph ương án 1 nêu trên gi m h ơn g n m t n a so v i ph ươ ng pháp cịn nh ưc đim: cho đ n nay, sau khi thu đưc MRI nh ưng các k t qu c a ph ươ ng pháp s li u đo b ng ph ươ ng pháp PCKT đa c c c i PCKT đa c c c i ti n th hi n rõ nét và chi ti t ti n, chúng tơi v n ph i chuy n s li u đo sâu hơn, l ưng thơng tin thu đưc sau khi x lý đi x ng c i ti n và đo sâu l ưng c c c i ti n phân tích nhi u h ơn (ph i k đ n tính đưc vào các file riêng đ x lý phân tích. Chính vì thêm đi l ưng Petrovski mà ph ươ ng pháp MRI vy mà quá trình x lý phân tích ch ưa đưc t khơng cĩ), đ sâu nghiên c u l n h ơn nhi u so đng hố hồn tồn. vi ph ươ ng pháp MRI, khơng b m t các s li u
6. V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 303 3. V i vi c áp d ng ph ương án 2 cĩ m t l i ch nh theo h ưng t đ ng đ i v i ph ươ ng pháp th là cĩ th hồn tồn s d ng đưc các ph n PCKT c i ti n. mm s n cĩ c a các tác gi trên th gi i đ x lý, phân tích. Tuy nhiên cĩ nh ng h n ch nh t đnh, đĩ là: Li c m ơn - Vì h c c đo c a ph ươ ng pháp PCKT c i Tác gi c m ơn ch ươ ng trình nghiên c u ti n là khơng đu mà c a ph ươ ng pháp MRI là khoa h c c ơ b n do B Khoa h c và Cơng ngh đu nên đ x lý t ng đim đo (1D) thì khơng ch trì đã h tr kinh phí giúp đ chúng tơi gp khĩ kh ăn gì nh ưng khi liên k t đ x lý 2D hồn thành cơng trình này. thì th c s khĩ kh ăn vì chúng ta ph i đ nh ngh ĩa l i v trí các đin c c đ đ m b o các đim ghi s li u theo đúng yêu c u đ nh d ng Tài li u tham kh o v v trí c a các file s li u. Tr ưng h p chúng ta đnh ngh ĩa đưc thì v n cịn g p khĩ kh ăn v vn đ chia l ưi sai phân khi ti n hành ngh ch [1] Vu Duc Minh, Induced-Polarization Sounding đo trong quá trình x lý phân tích: Nh ng c methods in a new manner , Journal of Geology , ly nh , l ưi sai phân là r t dày, cịn nh ng c ly Series B, No. 17-18, p. 94-101, 2001. ln thì ng ưc l i. Chính vì th t i tâm m i đim [2] Vu Duc Minh, A new approach for document đo, mơi tr ưng đưc chia r t nh và hình nh processing in the improved dipole Induced thu đưc r t khĩ minh gi i. V i s li u đ i Polarization sounding method, VNU , Journal of xng, vi c đ nh ngh ĩa l i v trí các đin c c Science, Natural Sciences and Technology , đm b o yêu c u trên cĩ th th c hi n đưc d XVIII, 3 (2002) 40. dàng, nh ưng v i s li u l ưng c c thì li khĩ [3] Vũ ð c Minh, X lý tài li u c a ph ươ ng pháp kh ăn. đo sâu phân c c kích thích đ i x ng c i ti n, Tp chí Các Khoa h c v trái đ t, 24, 4 (2002) đư ư đ - Mu n liên k t các s li u thu c nh ã 362. nĩi trên c a các đim thành đnh d ng file đa cc đ đưa vào ch ương trình x lý s n cĩ c a [4] Vũ ð c Minh, M t đ xu t m i đ i v i ph ươ ng ph ươ ng pháp MRI, chúng tơi ph i thi t l p pháp đo sâu đin lưng c c c i ti n, Tuy n t p thêm các file liên k t s li u đo đưc cho t ng các cơng trình khoa h c, H i ngh khoa h c k thu t ð a V t lý Vi t nam l n th IV, (2005) lo i h c c đo ( đi x ng ho c l ưng c c). 449. ă đ - M t khĩ kh n n a ĩ là khi s d ng các [5] Vũ ð c Minh, ng d ng ph ươ ng pháp đo sâu ph n m m bài tốn thu n: v i h c c đo khơng đi x ng c i ti n đ khai thác thêm thơng tin h u đu, nhi u ph n m m khơng h tr , cịn n u cĩ ích t s li u đo sâu đin đã cĩ, Tp chí khoa h tr các h c c đo phi chu n thì v i vi c b hc ð i h c Qu c gia Hà N i, Khoa h c T trí c c phát bên trong các ph n m m ch ưa nhiên và Cơng ngh , 21, 1 (2005) 48. hồn tồn đáp ng yêu c u. [6] Vũ ð c Minh, Nguy n Bá Du n, Thi t l p qui 4. H ưng nghiên c u ti p theo: V i các k t trình đo ngồi th c đ a và file điu khi n c a qu thu đưc, chúng ta đã th y rõ nh ng ưu ph ươ ng pháp Phân c c kích thích đa c c c i đim và khĩ kh ăn c a hai ph ươ ng án nêu trên. ti n, Tuy n t p các cơng trình khoa h c, H i ðĩ là c ơ s đ chúng ta ti p t c nghiên c u ngh khoa h c k thu t ð a V t lý Vi t nam l n thi t l p h ch ươ ng trình x lý phân tích hồn th V , (2007) 347.
7. 304 V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 Study to create analyzing and processing algorithms of documents of the Improved Multi-electrode Induced-Polarization Method Vu Duc Minh College of Science,VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam This article presents the study results applying analyzing and processing algorithms of documents of the Multi-electrode Resistivity Imaging method to the Improved Multi-electrode Induced- Polarization methods, as well as study to create the controlling file and analyzing and processing algorithms of documents of the Improved Multi-electrode Induced-Polarization method. From that, we come to the conclusions for necessary and more effective research direction in order to perfect both the theory and technology product of the Improved Multi-electrode Induced-Polarization method proposed by us.