Tóm tắt: Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt Nam

Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt NamNghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN ĐÌNH HẢI

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG

MÔ HÌNH 3D ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN PHỤC VỤ CHO

HOẠT ĐỘNG CỦA TÀU NGẦM TRÊN VÙNG BIỂN VIỆT NAM

Ngành: Kỹ thuật trắc địa- bản đồ

Mã số: 9520503

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA- BẢN ĐỒ

HÀ NỘI, 2024

Công trình được hoàn thành tại Bộ môn Trắc địa cao cấp, Khoa

Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Dương Vân Phong

2 TS Dương Thành Trung

Phản biện 1: GS.TS Võ Chí Mỹ

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Sáng

Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Trường Xuân

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ cấp trường, họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội vào hồi …giờ, ngày … tháng

… năm 2024

Có thể tìm hiểu luận án tại:

Thư viện Quốc gia, Hà Nội

Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Biển Đông đóng vai trò quan trọng trong nhiệm vụ xây dựng và bảo

vệ Tổ quốc, là cửa ngõ để Việt Nam giao thương với các nước trong khu vực và quốc tế Các đảo và quần đảo trên Biển Đông, đặc biệt là quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa, không chỉ có ý nghĩa trong việc kiểm soát các tuyến đường biển qua lại, mà còn có ý nghĩa phòng thủ chiến lược quan trọng từ xa đối với nước ta Lực lượng Hải quân, mà trong đó có lực lượng tàu ngầm đóng vai trò là lực lượng nòng cốt trong thực hiện nhiệm vụ bảo vệ vững chắc chủ quyền quốc gia trên biển Vì vậy, yêu cầu cần thiết là phải phát huy hết sức mạnh của lực lượng này cả trong chiến đấu và huấn luyện sẵn sàng chiến đấu Cần đảm bảo dữ liệu chiến trường, dữ liệu mô hình 3D địa hình riêng, phục vụ cho hoạt động tác chiến trên biển với độ chính xác và chi tiết cao, tương ứng với từng loại nhiệm vụ

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ, mô hình 3D trở lên phổ biến trong nước và trên thế giới Nhiều các cơ quan, đơn vị trong

và ngoài quân đội đã tiến hành nghiên cứu, xây dựng mô hình 3D cho các nhiệm vụ khác nhau, mang lại hiệu quả lớn cả về kinh tế, an ninh quốc phòng Tuy nhiên, chưa có các giải pháp cho các hoạt động đặc thù của tàu ngầm, nhất là với mô hình 3D địa hình đáy biển

Do vậy đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt Nam” rất cấp thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của luận án là thiết lập cơ sở khoa học xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng

biển Việt Nam, xây dựng được mô hình 3D địa hình đáy biển cho khu vực thực nghiệm trên cơ sở khoa học đã được xây dựng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: dữ liệu đo sâu đa tia, dữ liệu thủy âm quét sườn, dữ liệu tán xạ ngược, mô hình 3D và phương pháp xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm Việt Nam, xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển cho một vài khu vực thực nghiệm trong vùng biển của Việt Nam

4 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng bao gồm: phương pháp thu thập tài liệu, số liệu; phương pháp phân tích, tổng hợp; phương pháp

so sánh; phương pháp tin học; phương pháp mô hình hóa; phương pháp thực nghiệm

5 Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Mô hình 3D địa hình đáy biển được xây dựng theo

phương pháp mô hình lưới đa độ phân giải và mô hình lưới tứ giác không gian với cạnh là các đường cong tham số, trên cơ sở sử dụng kết hợp dữ liệu

đo sâu hồi âm đa tia và dữ liệu Side Scan Sonar mô tả chân thực nhất bề mặt thực địa hình đáy biển

Luận điểm 2: Phương pháp phân loại trầm tích từ các nguồn dữ liệu

thủy đạc đạt được độ chính xác tốt, nâng cao tính trực quan của mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm trên vùng biển Việt Nam

6 Các điểm mới của luận án

- Đề xuất phương pháp và thuật toán xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển phục vụ cho hoạt động của tàu ngầm: Phương pháp tối ưu hóa

mô hình 3D bằng lưới đa độ phân giải và phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng lưới tứ giác với các cạnh là đường cong tham số

- Đề xuất phương pháp phân loại trầm tích để xây dựng mô hình 3D lớp phủ trầm tích, thể hiện trực quan bề mặt địa hình đáy biển

- Đề xuất sơ đồ quy trình xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển cho hoạt động của tàu ngầm

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Góp phần bổ sung cơ sở khoa học về xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển

Xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển với độ chính xác cao, sát với bề mặt thực và thể hiện một cách trực quan nhất, phục vụ cho nhiệm vụ tác chiến của tàu ngầm như huấn luyện, diễn tập sẵn sàng chiến đấu, …đạt hiệu quả cao

8 Cơ sở tài liệu, số liệu

Luận án sử dụng các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước

có liên quan, số liệu thu thập thực địa của Đoàn Đo đạc biên vẽ Hải đồ

và Nghiên cứu biển khu vực biển Nha Trang-Khánh Hòa, biển Ninh Thuận, biển Song Tử-Trường Sa

9 Cấu trúc của luận án

Cấu trúc của Luận án bao gồm 3 chương và minh họa bởi 18 bảng biểu, 108 hình vẽ và đồ thị, 13 phụ lục số liệu tính toán, 8 công trình nghiên cứu đã công bố và danh mục 87 tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN 1.1 Mô hình 3D địa hình đáy biển

Mô hình 3D địa hình là một kỹ thuật đồ họa máy tính hiện đại, mang lại khả năng biểu diễn không gian ba chiều của bề mặt đất với độ chính xác và chi tiết cao, tạo ra mô hình chân thực, phản ánh đúng về đặc điểm

vật lý và địa hình của một khu vực cụ thể Qua mô hình 3D địa hình, người ta có thể thăm dò không gian từ nhiều góc độ khác nhau, giúp tạo

ra một cách nhìn toàn diện về môi trường xung quanh

1.2 Một vài nét về tàu ngầm và hoạt động của tàu ngầm

Tàu ngầm đóng vai trò là một lực lượng quan trọng của hải quân, góp phần răn đe chiến lược bằng cách hiện diện hoặc tàng hình dưới bề mặt đại dương một cách bất ngờ, nhanh chóng Tàu ngầm lớp Kilo 636 của Việt Nam là phiên bản nâng cấp của các tàu ngầm lớp Kilo ban đầu, kết hợp các cải tiến về tính năng tàng hình âm thanh, khả năng dẫn đường và

vũ khí hoả lực tân tiến

1.3 Yêu cầu về dữ liệu trắc địa, hải văn đảm bảo hoạt động cho tàu ngầm

Công tác đo đạc khảo sát thành lập bản đồ địa hình đáy biển được thực hiện nhằm bảo đảm an toàn hàng hải cũng như các hoạt động khác của các phương tiện nổi cũng như các phương tiện ngầm Tùy thuộc nhiệm vụ khảo sát đo đạc phục vụ cho các phương tiện của Hải quân

mà áp dụng thêm các tiêu chuẩn khác nhau Việc phân loại yêu cầu và mức độ khảo sát địa hình đáy biển dựa trên các yếu tố sau đây: Mức

độ yêu cầu cho các nhiệm vụ cụ thể (như huấn luyện, đợi cơ, và hành trình), Mức độ quan trọng của công trình, dự án hoặc khu vực nước (bao gồm mật độ hàng hải và mục đích sử dụng) Đồng thời, cũng xem xét độ sâu của vùng nước và độ phức tạp của địa hình đáy, từ đó xác định các yêu cầu liên quan đến độ chính xác của việc xác định tọa độ

và độ sâu, yêu cầu về độ bao phủ tối thiểu của mặt đáy, cũng như các yêu cầu về phương pháp và thiết bị đo

1.4 Tình hình nghiên cứu, xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển, phân loại trầm tích bề mặt đáy biển trên thế giới và tại Việt Nam

Trên thế giới, có nhiều công trình nghiên cứu đã ứng dụng các phương pháp khác nhau trong xây dựng mô hình 3D nói chung, cũng

như ứng dụng 3D trong dẫn đường cho hàng hải mặt nước Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu đi sâu vào kỹ thuật xây dựng lưới, tạo bề mặt mô hình, nâng cao tính trực quan của mô hình, cũng như phục vụ cho dẫn đường của tàu ngầm Các công trình nghiên cứu hiện nay chỉ trong khu vực nhỏ mang tính chất nghiên cứu, còn các công trình phục

vụ cho tàu ngầm là các tài liệu có độ mật cao nên rất khó tiếp cận Đối với phân loại trầm tích đáy biển, các nước có ngành thủy đạc tiên tiến đã ứng dụng hiệu quả việc phân loại trầm tích mặt đáy biển từ

dữ liệu tán xạ ngược đa chùm tia và ảnh quét sườn Tuy nhiên, rất ít công trình ứng dụng kết quả phân loại được để nâng cao tính trực quan hóa cho mô hình 3D địa hình đáy biển

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về xây dựng mô hình 3D địa hình diễn ra cũng hết sức phong phú theo các hướng như sử dụng dữ liệu thu được từ các công nghệ thu nhận dữ liệu khác nhau, nghiên cứu nâng cao độ chính xác của mô hình 3D, nghiên cứu các giải pháp công nghệ để xây dựng và hiển thị mô hình 3D Tuy nhiên, vấn đề xây dựng

mô hình 3D địa hình đáy biển, sử dụng công nghệ thủy âm quét sườn nhận dạng các đối tượng phục vụ xây dựng mô hình 3D, công nghệ cũng như kỹ thuật, giải pháp xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển còn ít hoặc chưa được đề cập tới

Việc sử dụng dữ liệu tán xạ ngược đa chùm tia và ảnh quét sườn trong phân tích trầm tích bề mặt đáy biển chưa được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi cả trong quân đội và dân sự

1.5 Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Từ các kết quả tổng hợp, phân tích, có thể thấy, các nghiên cứu trên thế giới về xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển đã được triển khai khá sâu rộng, nhưng việc kết hợp với dữ liệu trầm tích để nâng cao tính trực quan mô hình chưa hiệu quả Ở Việt Nam, có rất ít công trình

nghiên cứu xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển và sử dụng dữ liệu thủy đạc để phân loại trầm tích Luận án tiến hành nghiên cứu và giải quyết một số vấn đề sau:

- Nghiên cứu, đề xuất các phương pháp tối ưu hoá lưới 3D trên cơ sở

dữ liệu đo sâu đa tia để xây dựng mô hình sát với bề mặt thực địa hình đáy biển

- Nghiên cứu phương pháp thể hiện bề mặt đáy biển trực quan từ

dữ liệu tán xạ ngược đa chùm tia và side scan sonar, kết hợp với thể hiện các đối tượng địa lý

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP XÂY

DỰNG MÔ HÌNH 3D ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN

2.1 Lựa chọn cơ sở toán học trong thành lập mô hình 3D địa hình đáy biển

Trong xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển, sử dụng hệ tọa độ vuông góc phẳng để biểu diễn các yếu tố Do đặc thù của các thiết bị công nghệ, đặc điểm tác chiến trên biển của Hải quân, hệ tọa độ được lựa chọn

sử dụng trên biển là hệ tọa độ WGS-84 Lựa chọn sử dụng phép chiếu Mercator trong thu thập dữ liệu địa hình đáy biển để đảm bảo tính chất giữ hướng, hệ độ sâu là mặt nước biển thấp nhất khu vực để đảm bảo an toàn các hoạt động hàng hải

2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu địa hình đáy biển

Công tác thu thập dữ liệu địa hình đáy biển hiện đang sử dụng các phương pháp phổ biến sau: sử dụng nguồn dữ liệu có sẵn; đo sâu trực tiếp dùng đo sào, đo rọi; đo sâu đơn tia; đo sâu đa tia; quét sườn; Lidar; công nghệ đo sâu vệ tinh; công nghệ dị thường trọng lực…Trong đó,

đo sâu đa tia và quét sườn là hai phương pháp thu thập dữ liệu địa hình phổ biến ở nước ta

2.3 Yêu cầu về dữ liệu sử dụng để thành lập mô hình 3D địa hình đáy biển

2.3.1 Một số đặc điểm thu thập dữ liệu độ sâu của máy đo sâu đa tia Mật độ độ sâu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mô hình số địa hình đáy biển được thành lập Các phương pháp thu nhận dữ liệu địa hình khác nhau cho kết quả về mật độ điểm độ sâu khác nhau Trong

đó, phương pháp đo sâu hồi âm đa tia hiện là một trong những phương pháp thu nhận dữ liệu với mật độ điểm cao nhất hiện nay

2.3.2 Mức độ chi tiết của điểm đo sâu trong thành lập mô hình 3D

Dữ liệu thu thập từ hệ thống đo sâu đa tia với mật độ dày, đảm bảo tốt cho việc thành lập mô hình số địa hình đáy biển Điểm độ sâu sau thu thập sẽ được xử lý và loại bỏ nếu sai, do vậy sẽ có mật độ thấp hơn tương đối so với điều kiện lý tưởng Ngoài ra, trong trường hợp dữ thu thập địa hình đáy biển bằng các phương pháp khác như

đo đơn tia, mật độ thấp thì cần phải sử dụng đến phương pháp nội suy để tăng mật độ điểm; hoặc trong trường hợp cần tính khái quát địa hình, với mật độ số liệu điểm quá dày, việc tính toán xây dựng

mô hình sẽ gặp khó khăn, thì cần phải làm thưa dữ liệu Sau khi đánh giá mật độ thu thập của nhiều hệ thống đo sâu, luận án đề xuất yêu cầu về mật độ điểm độ sâu trước khi đưa vào thành lập mô hình 3D địa hình như bảng dưới đây:

Bảng 2 3 Bảng yêu cầu về mật độ điểm độ sâu chi tiết trước khi thành lập

mô hình 3D địa hình đáy biển

TT Dải độ sâu (m) Mật độ điểm cách điểm (m)

2.3.3 Đặc điểm về hình ảnh của máy thủy âm quét sườn

Việc thu thập hình ảnh Sonar quét sườn cần phải xác định được 2 tham số quan trọng nhất là: dải quét (range) và độ phân dải (resolution)

Độ phân giải sẽ xác định mức độ chi tiết của ảnh quét, nó được phân làm

2 loại: độ phân giải theo phương dọc (along-track), độ phân giải theo phương ngang (across-track) và độ phân giải tán xạ ngược Dải quét sẽ xác định phạm vi khảo sát, nó phụ thuộc và tần số hoạt động của thiết

bị Tần số càng cao thì phạm vi quét phủ càng nhỏ và ngược lại 2.3.4 Yêu cầu thể hiện các đối tượng địa lý trên mô hình số

Cũng như tác chiến trên đất liền, tàu ngầm khi triển khai các hoạt động dưới đáy biển cần phải nắm chắc thông tin của các đối tượng địa

lý như: các dải đá, san hô, động thực vật, các công trình ngầm dưới đáy biển Tất cả các đối tượng địa lý cần thể hiện được đầy đủ thông tin về hình dáng, tính chất, trên mô hình số

2.4 Phương pháp xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển

2.4.1 Một số thuật toán nội suy

Một số thuật toán nội suy phổ biến như nghịch đảo khoảng cách có trọng số, nội suy xuyên tâm, nội suy đa thức toàn cầu, nội suy đa thức cục bộ, Kriging, Cubic Spline…Qua nghiên cứu, luận án lựa chọn 2 thuật toán nội suy: nghịch đảo khoảng cách có trọng số (IDW) và Cubic Spline để xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển Nội suy nghịch đảo khoảng cách có trọng số là phép nội suy rời rạc, thường

được áp dụng cho dữ liệu tại các khu vực có phạm vi rộng lớn, tính biến đổi cao, như dữ liệu địa hình đáy biển Cubic Spline là phép nội suy theo xu thế, được sử dụng để xây dựng đường cong mượt mà và liên tục thông qua một tập hợp các điểm dữ liệu đã biết, biểu diễn được tính chất tự nhiên nhất của dáng địa hình đáy biển nhất

2.4.2 Phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng lưới đa độ phân giải Phương pháp xây dựng lưới đa độ phân giải nhằm mục đích tối ưu

dữ liệu đầu vào, tập trung thể hiện chi tiết địa hình ở những khu vực nông, địa hình dốc, chia cắt nhiều, và thể hiện khái quát ở những khu vực sâu hơn, địa hình bằng phẳng hơn, nhằm đạt được sự tối ưu mà vẫn đảm bảo độ chính xác trong tính toán xây dựng mô hình Quy trình tối

ưu hóa mô hình 3D trong trường hợp này trải qua các bước như sau:

1 Phân vùng cho dữ liệu đầu vào theo mức độ phức tạp của địa hình, theo độ dốc hoặc theo độ sâu

2 Xây dựng lưới ô vuông tại mỗi vùng Giá trị của kích thước ô

lưới tuân theo Bảng 2.3

Hình 2 25 Xây dựng lưới grid tại mỗi vùng phụ thuộc vào độ sâu

3 Nội suy độ sâu cho các điểm mắt lưới Sử dụng thuật toán nộ suy nghịch đảo khoảng cách để nội suy các điểm mắt lưới

Hình 2 26 Phân bố dữ liệu đo sâu và nội suy mắt lưới bằng IDW

4 Xây dựng cấu trúc lưới đa độ phân giải và bề mặt của mô hình

Hình 2 28 Cấu trúc lưới đa độ phân giải được xây dựng

* Những ưu điểm của lưới 3D đa độ phân giải: Mô hình liên tục và tốt hơn với các mật độ dữ liệu khác nhau, quy trình xây dựng hiệu quả

và quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, giá trị độ cao tại các nút lưới có độ chính xác cao hơn so với lưới ô vuông đều

2.4.3 Phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng lưới tứ giác không gian với các cạnh là đường cong tham số

Mô hình tứ giác không gian là mô hình thể hiện được dáng địa hình đáy biển chân thực nhất do đặc tính bề mặt cong và trơn liên tục Để xây dựng mô hình tứ giác không gian cần thực hiện theo quy trình sau:

1 Xác định tuyến tàu di chuyển trên nền độ sâu

2 Xác định các tuyến liền kề tuyến tàu đi qua các điểm độ sâu thực đo

Hình 2 31 Xác định các vùng

lựa chọn điểm gần tuyến tàu đi

Hình 2 33 Xác định các tuyến liền kề tuyến tàu đi

3 Xây dựng đường cong cubic-spline đi qua tập điểm tuyến liền kề

Hình 2 35 Các đường cong cubic-spline đi qua các điểm tuyến liền kề

4 Xác định các mặt vuông góc với tuyến hành trình, cắt các đường cong tham số tại các vị trí mới

Hình 2 37 Các điểm nút của lưới tứ giác cong

5 Xây dựng lưới tứ giác cong và mặt cong tham số