luận án tiến sĩ 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

Các lu¿n điÃm bÁo vá - Mô hình 3D đáa hình đáy biÇn đ°āc xây dąng theo ph°¢ng pháp mô hình l°ãi đa đá phân giÁi và mô hình l°ãi tć giác không gian vãi c¿nh là các đ°ång cong tham sá, trê

MÔ HÌNH 3D ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN PHỤC VỤ CHO

LUÀN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH Kþ THUÀT TRÂC ĐÞA- B¾N Đà

Hà Nßi - Năm 2024

NGUY ỄN ĐÌNH H¾I

L àI CÀM ¡N

LuÁn án này đưāc thąc hián t¿i Bá môn TrÃc đáa Cao cÃp - Khoa TrÃc đáa BÁn

đß và quÁn lý đÃt đai - Tr°ång Đ¿i hãc Mß - Đáa chÃt, d°ãi są hưãng d¿n khoa hãc cąa PGS.TS D°¢ng Vân Phong, TS D°¢ng Thành Trung Nghiên cću sinh xin bày tß lòng biÃt ¢n sâu sÃc đÃn hai thÅy đã h°ãng d¿n tÁn tình, hiáu quÁ trong suát quá trình nghiên

cću và thąc hián LuÁn án

Nghiên cću sinh cũng xin gāi låi cÁm ¢n chân thành tãi:

Các ThÅy cô khoa TrÃc đáa BÁn đß và QuÁn lý đÃt đai đặc biát các thÅy cô Bá môn TrÃc đia Cao cÃp, Hái đßng khoa hãc đã có nhăng ý kiÃn đóng góp vÅ khoa hãc, chuyên môn rÃt sâu sÃc đßng thåi t¿o điÅu kián thuÁn lāi cho nghiên cću sinh trong quá trình thąc hián LuÁn án

Thą tr°çng Bá T° lánh, Thą tr°çng Bá Tham m°u quân chąng HÁi quân, Thą tr°çng Đoàn Đo đ¿c biên vÁ hÁi đß Và Nghiên cću biÇn - Bá Tham m°u HÁi quân, lãnh đ¿o chß huy Lă đoàn tàu ngÅm 189 - Vùng 4 Quân chąng HÁi quân đã t¿o mãi điÅu kián,

giúp đÿ đÇ nghiên cću sinh hoàn thành LuÁn án cąa mình

Cũng nhân dáp này, nghiên cću sinh xin bày tß lòng biÃt ¢n vãi các thành viên trong gia đình, đßng chí đßng đái cũng nh° các đßng nghiáp, nhăng ngưåi đã không quÁn ng¿i khó khăn, hÃt lòng giúp đÿ, đáng viên, t¿o điÅu kián thuÁn lāi trong suát thåi

gian qua đÇ nghiên cću sinh có đưāc c¢ hái hoàn thành tát LuÁn án cąa mình

Tác giÁ luÁn án

Nguyßn Đình HÁi

L àI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cću cąa riêng tôi Các kÃt quÁ nghiên cću đ°āc trình bày trong luÁn án là chính xác, trung thąc, khách quan và ch°a tÿng đ°āc công bá trong công trình nào khác

Hà Nái, ngày tháng năm 2024

Tác giÁ luÁn án

Nguyßn Đình HÁi

M ĀC LĀC

LäI CÀM ¡N i

LäI CAM ĐOAN ii

MĂC LĂC iii

DANH MĂC CÁC KÍ HIàU VIÂT TÂT viii

DANH MĂC CÁC BÀNG BIÆU ix

DANH MĂC CÁC HÌNH VÀ x

Mæ ĐÄU 1

1 Tính cÃp thiÃt cąa đÅ tài 1

2 Măc tiêu nghiên cću 3

3 Đái t°āng và ph¿m vi nghiên cću 3

4 Ph°¢ng pháp nghiên cću 3

5 Các luÁn điÇm bÁo vá 4

6 Các điÇm mãi cąa luÁn án 4

7 Ý nghĩa khoa hãc và thąc tißn 4

8 C¢ sç tài liáu, sá liáu 5

9 CÃu trúc cąa luÁn án 5

CH¯¡NG 1 TàNG QUAN VÄ TÌNH HÌNH NGHIÊN CĆU, XÂY DĄNG MÔ HÌNH 3D ĐàA HÌNH ĐÁY BIÆN 6

1.1 Mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 6

1.2 Mát vài nét vÅ tàu ngÅm và ho¿t đáng cąa tàu ngÅm 9

1.2.1 Tàu ngầm và vai trò cÿa tàu ngầm 9

1.2.2 Các phương pháp dẫn đường cho tàu ngầm 10

1.3 Yêu cÅu vÅ dă liáu trÃc đáa, hÁi văn đÁm bÁo ho¿t đáng cho tàu ngÅm 14

1.3.1 Yêu cầu đối với dữ liệu trắc địa 14

1.3.2 Yêu cầu đối với dữ liệu hÁi văn 15

1.4 Tình hình nghiên cću, xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn trên thà giãi 19

1.5 Tình hình nghiên cću, phân lo¿i trÅm tích bÅ mặt đáy biÇn trên thà giãi 26

1.6 Tình hình công tác thu thÁp dă liáu đáa hình đáy biÇn, nghiên cću xây dąng mô hình 3D và phân lo¿i trÅm tích ç Viát Nam 27

1.7 Các vÃn đÅ cÅn tiÃp tăc nghiên cću 32

KÂT LUÀN CH¯¡NG 1 34

CH¯¡NG 2 C¡ Sæ KHOA HâC CĄA PH¯¡NG PHÁP XÂY DĄNG MÔ HÌNH 3D ĐàA HÌNH ĐÁY BIÆN 35

2.1 Ląa chãn c¢ sç toán hãc trong thành lÁp mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 35

2.1.1 Hệ tọa độ 35

2.1.2 Phép chiếu tọa độ phẳng 35

2.1.3 Hệ quy chiếu độ cao 35

2.2 Các ph°¢ng pháp thu thÁp dă liáu đáa hình đáy biÇn 36

2.2.1 Thu thập dữ liệu địa hình đáy biển từ nguồn dữ liệu có sẵn 36

2.2.2 Thu thập bằng phương pháp đo sâu trực tiếp bằng sào, quÁ rọi kết hợp máy kinh vĩ, toàn đ¿c điện tử 38

2.2.3 Thu thập bằng phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia 39

2.2.4 Thu thập bằng phương pháp đo sâu hồi âm đa tia 40

2.2.5 Thu thập bằng phương pháp quét sườn 41

2.2.6 Thu thập bằng phương pháp xác định độ sâu đáy biển từ dị thường trọng lực 42

2.3 Yêu cÅu vÅ dă liáu sā dăng đÇ thành lÁp mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 44

2.3.1 Một số đặc điểm thu thập dữ liệu độ sâu cÿa máy đo sâu đa tia 44

2.3.2 Māc độ chi tiết cÿa điểm đo sâu trong thành lập mô hình 3D 47

2.3.4 Yêu cầu biểu diễn đối với các đối tượng địa lý 50

2.4 Ph°¢ng pháp xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 51

2.4.1 Một số thuật toán nội suy 51

2.4.2 Phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng lưới đa độ phân giÁi 61

2.4.3 Phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng lưới tā giác không gian với các c¿nh là đường cong tham số 68

2.5 Yêu cÅu vÅ đá chính xác mô hình sau khi thành lÁp 73

2.5.1 Đánh giá độ chính xác mô hình 73

2.5.2 Tính toán tỷ lệ mô hình cần thành lập 78

2.6 Ph°¢ng pháp trąc quan hóa mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 79

2.6.1 Trầm tích và phương pháp phân lo¿i trầm tích 79

2.6.2 Dữ liệu tán x¿ ngược 83

2.6.3 Dữ liệu thÿy âm quét sườn 86

2.6.4 Phương pháp phân lo¿i trầm tích 87

2.6.5 GiÁi pháp kết hợp các lo¿i dữ liệu xây dựng mô hình 3D lớp phÿ 98

2.6.6 GiÁi pháp thể hiện trầm tích và các đối tượng địa lý trong mô hình 3D 100

2.7 ĐÅ xuÃt s¢ đß quy trình xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn cho ho¿t đáng cąa tàu ngÅm 106

2.7.1 Thu thập dữ liệu ngo¿i nghiệp 107

2.7.2 Xử lý dữ liệu đầu vào 108

2.7.3 Phân tích yêu cầu đối với mô hình 3D cho tàu ngầm 108

2.7.4 Xây dựng CSDL 3D địa hình đáy biển 108

2.7.5 Xây dựng mô hình 3D địa hình đáy biển 109

KÂT LUÀN CH¯¡NG 2 110

CH¯¡NG 3 XÂY DĄNG MÔ HÌNH 3D ĐàA HÌNH ĐÁY BIÆN PHĂC VĂ CHO HO¾T ĐàNG CĄA TÀU NGÄM 111

3.1 Khu vąc và dă liáu thąc nghiám 111

3.1.1 Giới thiệu về khu vực thực nghiệm 111

3.1.2 Giới thiệu về phương pháp thu nhận 114

3.2 Thąc nghiám xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 115

3.2.1 Xử lý dữ liệu đầu vào 115

3.2.2 Xây dựng mô hình 3D bằng lưới đa độ phân giÁi 123

3.2.3 Xây dựng mô hình lưới tā giác với các c¿nh là đường cong tham số 126

3.2.4 Xử lý và hiển thị kết quÁ phân lo¿i trầm tích từ dữ liệu thÿy âm quét sườn, dữ liệu tán x¿ ngược đa chùm tia 126

3.2.5 Hiển thị trực quan mô hình 3D địa hình đáy biển 129

3.2.6 Đánh giá độ chính xác 130

3.3 Xây dąng phÅn mÅm thành lÁp mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 136

3.3.1 Thiết kế hệ thống 136

3.3.2 Mô tÁ hệ thống 136

3.3.3 Mô tÁ chāc năng 137

3.3.4 Sơ đồ quy trình thành lập 137

3.3.5 Thiết kế giao diện 138

KÂT LUÀN CH¯¡NG 3 141

KÂT LUÀN VÀ KIÂN NGHà 142

1 KÃt luÁn 142

2 KiÃn nghá 143

CÔNG TRÌNH KHOA HâC ĐÃ CÔNG Bà 144

TÀI LIàU THAM KHÀO 146

PHĂ LĂC 156

Phă lăc 1 - Dă liáu đo sâu đa tia đÅu vào t¿i khu vąc đÁo Song Tā-Tr°ång Sa 156

Phă lăc 2 - Dă liáu đo sâu đa tia đÅu vào t¿i khu vąc Nha Trang-Khánh Hoà 158

Phă lăc 3 - Dă liáu đo sâu đa tia đÅu vào t¿i khu vąc Ninh ThuÁn 160

Phă lăc 4 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi đa phân giÁi khu vąc biÇn Song Tā-Tr°ång Sa 162

Phă lăc 5 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi đa phân giÁi khu vąc biÇn Nha Trang - Khánh Hoà 164

Phă lăc 6 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi đa phân giÁi khu vąc biÇn Ninh ThuÁn 166

Phă lăc 7 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi tć giác không gian khu vąc biÇn Song Tā-Tr°ång Sa 168

Phă lăc 8 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi tć giác không gian khu vąc biÇn Nha Trang-Khánh Hoà 170

Phă lăc 9 - To¿ đá các điÇm mÃt l°ãi tć giác không gian khu vąc biÇn Ninh ThuÁn 172 Phă lăc 10 - KÃt quÁ tính toán sai sá trung ph°¢ng các mô hình sá khu vąc biÇn Song Tā-Tr°ång Sa 174

Phă lăc 11 - KÃt quÁ tính toán sai sá trung ph°¢ng các mô hình sá khu vąc biÇn Nha Trang-Khánh Hoà 176

Phă lăc 12 - KÃt quÁ tính toán sai sá trung ph°¢ng các mô hình sá khu vąc biÇn Ninh ThuÁn 178

Phă lăc 13 - KÃt quÁ tính toán sai sá nái t¿i mô hình l°ãi đa đá phân giÁi 180

Phă lăc 14 - KÃt quÁ tính toán sai sá nái t¿i mô hình l°ãi tć giác không gian 184

Phă lăc 15 - GiÁ mã ch°¢ng trình 188

DANH M ĀC CÁC KÍ HIàU VI¾T TÀT

BLUE Best Linear Unbiased

Estimator

¯ãc l°āng tuyÃn tính không chách tát nhÃt

DEM Digital Elevation Model Mô hình sá đá cao

ENC Electronic Navigation Chart HÁi đß đián tā

MDT Mean Dynamic Topography Mặt biÇn trung bình đáng

ląc

LAT Lowest Astronomical Tide TriÅu thiên văn thÃp nhÃt

SONAR Sound Navigation And

IHO International Hydrographic

Organization Tá chćc thąy đ¿c quác tÃ

DANH M ĀC CÁC BÀNG BIÂU

BÁng 1 1 Yêu cÅu kỹ thuÁt trong điÅu tra, khÁo sát hÁi văn, môi tr°ång biÇn và lÃy m¿u

chÃt đáy 15

BÁng 1 2 Yêu cÅu kỹ thuÁt yÃu tá hÁi văn vãi ph°¢ng pháp đánh vá thąy âm 18

BÁng 2 1 MÁt đá điÇm đá sâu cąa há tháng đo sâu đa tia Seabeam 3030 46

BÁng 2 2 Đặc tính kỹ thuÁt cąa mát sá há tháng đo sâu đa tia 46

BÁng 2 3 BÁng yêu cÅu vÅ mÁt đá điÇm đá sâu chi tiÃt tr°ãc khi thành lÁp mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 47

BÁng 2 4 Phân vùng theo đá dác (Ngußn: Spatial Hydrology) 63

BÁng 2 5 Tiêu chuẩn phân lo¿i trÅm tích cąa Nga 80

BÁng 2 6 Tiêu chuẩn phân lo¿i trÅm tích t¿i Hoa Kỳ 81

BÁng 2 7 Tiêu chuẩn ISO 14688-1:2002 vÅ phân lo¿i trÅm tích 82

BÁng 2 8 Phân lo¿i trÅm tích theo tiêu chuẩn cąa Tá chćc Thąy đ¿c quác tà 82

BÁng 2 9 So sánh xā lý phân lo¿i trÅm tích giăa Hypack và Hips & Sips 89

BÁng 2 10 BÁng sá liáu c°ång đá tán x¿ ng°āc cąa cát mán theo góc tãi (bên trái) 91

BÁng 2 11 BÁng sá liáu c°ång đá tán x¿ ng°āc cąa cát mán theo góc tãi (bên phÁi) 92 BÁng 2 12 Thang phân lo¿i trÅm tích trong ngành Thąy đ¿c 92

BÁng 3 1 Phân lo¿i dă liáu đÅu vào 116

BÁng 3 2 KÃt quÁ tính sai sá trung ph°¢ng các mô hình đ°āc thành lÁp (đ¢n vá: m)130 BÁng 3 3 KÃt quÁ tính sai sá nái t¿i các mô hình đ°āc thành lÁp (đ¢n vá: m) 130

BÁng 3 4 Ma trÁn nhÅm l¿n kÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc, dă liáu quét s°ån vãi m¿u thąc đáa t¿i khu vąc Song Tā 134

BÁng 3 5 Ma trÁn đá chính xác kÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc, dă liáu quét s°ån vãi m¿u thąc đáa t¿i khu vąc Song Tā 134

BÁng 3 6 Ma trÁn nhÅm l¿n kÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc, dă liáu quét s°ån vãi m¿u thąc đáa t¿i khu vąc Ninh ThuÁn 135

BÁng 3 7 Ma trÁn đá chính xác kÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc, dă liáu quét s°ån vãi m¿u thąc đáa t¿i khu vąc Ninh ThuÁn 136

DANH M ĀC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2 1 S¢ đß chuẩn đá sâu hÁi đß [17] 36

Hình 2 2 Quy trình thành lÁp bÁn đß 3D tÿ dă liáu sẵn có 37

Hình 2 3 Đo sâu bằng quÁ rãi 38

Hình 2 4 Nguyên lý đo sâu hßi âm đ¢n tia 39

Hình 2 5 Nguyên lý chung cąa ph°¢ng pháp đo sâu đa tia 40

Hình 2 6 Hián t°āng khúc x¿ âm thanh khi đi qua các lãp n°ãc khác nhau 40

Hình 2 7 Dă liáu cát n°ãc và tán x¿ ng°āc đa tia 41

Hình 2 8 Quá trình thu thÁp hình Ánh đáy biÇn cąa thiÃt bá sonar quét s°ån 42

Hình 2 9 S¢ đß thu nhÁn điÇm đá sâu tÿ há tháng đo sâu đa tia 45

Hình 2 10 Mô tÁ đá phân giÁi Ánh quét s°ån theo ph°¢ng ngang 48

Hình 2 11 Mô tÁ đá phân giÁi Ánh quét s°ån theo ph°¢ng dãc 49

Hình 2 12 Ành h°çng cąa tác đá kéo đÃn hình dáng vÁt thÇ 49

Hình 2 13 Tàu ngÅm ho¿t đáng trong khu vąc có vách đá ngÅm (Ngußn: www.alamy.com) 50

Hình 2 14 Thąy sinh vÁt d°ãi đáy biÇn (Ngußn: www.craiyon.com) 51

Hình 2 15 a) Cáp ngÅm và b) xác tàu đÃm d°ãi đáy biÇn 51

Hình 2 16 Đ°ång cong Cubic Spline 59

Hình 2 17 Mát sá d¿ng đ°ång cong tham sá [51] 60

Hình 2 18 Są phân bá các điÇm đá sâu thąc đo trong 1 khu vąc 61

Hình 2 19 Mô tÁ đá dác giăa hai điÇm đá sâu 62

Hình 2 20 L°ãi 3 x 3 các điÇm đá sâu 62

Hình 2 21 Mô tÁ tính toán đá dác bằng thuÁt toán lân cÁn 63

Hình 2 22 Mô tÁ đá dác ç d¿ng raster 63

Hình 2 23 Mô hình sá DEM và phân vùng đá dác 64

Hình 2 24 Phân vùng theo đá sâu 64

Hình 2 25 Xây dąng l°ãi grid vãi kích th°ãc ô l°ãi t¿i mßi vùng phă thuác vào đá sâu 65

Hình 2 26 Phân bá dă liáu đo sâu và điÇm nái suy trong ph°¢ng pháp IDW 65

Hình 2 27 KÃt quÁ nái suy các điÇm mÃt l°ãi theo ph°¢ng pháp IDW 66

Hình 2 28 CÃu trúc l°ãi đa đá phân giÁi đ°āc xây dąng 66

Hình 2 29 Mô hình sá bÅ mặt đ°āc xây dąng 67

Hình 2 30 Xác đánh tuyÃn tàu di chuyÇn trên nÅn các điÇm đá sâu 68

Hình 2 31 Xác đánh các vùng ląa chãn điÇm gÅn tuyÃn tàu đi 69

Hình 2 32 Xác đánh điÇm gÅn nhÃt và tuyÃn liÅn kÅ 69

Hình 2 33 Xác đánh các tuyÃn liÅn kÅ tuyÃn tàu và đi qua các điÇm đá sâu thąc đo 70

Hình 2 34 Xây dąng đ°ång cong cubic-spline tÿ các điÇm trá đo sâu 70

Hình 2 35 Các đ°ång cong cubic-spline đi qua các điÇm tuyÃn liÅn kÅ 71

Hình 2 36 Mặt vuông góc vãi tuyÃn hành trình 71

Hình 2 37 Các điÇm nút cąa l°ãi tć giác không gian 72

Hình 2 38 L°ãi tć giác không gian và mặt cong tć giác không gian 72

Hình 2 39 Nguyên tÃc ląa chãn điÇm đÇ đánh giá 75

Hình 2 40 Công că ArcScene trong ArcGIS 3D Analyst 76

Hình 2 41 L°ãi đa đá phân giÁi và l°ãi đÅu 77

Hình 2 42 Sai lách giăa đ°ång cong cubic-spline và đ°ång nái các điÇm đá sâu 78

Hình 2 43 Tỷ lá mô hình cÅn thành lÁp 78

Hình 2 44 Mát sá lo¿i trÅm tích a) sßi, b) cát và c) bùn 79

Hình 2 45 Dă liáu backscatter tÿ đo sâu đa tia 84

Hình 2 46 Mô tÁ há tháng đa tia và tín hiáu phÁn x¿ xung âm thanh tãi đáy biÇn 85

Hình 2 47 Đáa hình đáy biÇn thu đ°āc tÿ thąy âm quét s°ån 86

Hình 2 48 Đß thá tán x¿ ng°āc cąa mát sá lo¿i trÅm tích 88

Hình 2 49 Quy trình phân lo¿i trÅm tích dąa vào dă liáu tán x¿ ng°āc 90

Hình 2 50 Đß thá c°ång đá tán x¿ ng°āc theo góc tãi t¿i tÅn sá 100 kHz cąa cát mán91 Hình 2 51 Đß thá c°ång đá tán x¿ ng°āc 92

Hình 2 52 Khu vąc có nhiÅu cát mán trên Ánh thąy âm quét s°ån 94

Hình 2 53 Hình Ánh trích chãn và thay đái đá t°¢ng phÁn cąa m¿u 94

Hình 2 54 Khu vąc đá trên Ánh thąy âm quét s°ån 94

Hình 2 55 Hình Ánh trích chãn và thay đái đá t°¢ng phÁn m¿u 95

Hình 2 56 Phân lo¿i trÅm tích vãi thuÁt toán cây quyÃt đánh 96

Hình 2 57 Hình Ánh tr°ãc và sau phân lo¿i trên Ánh 97

Hình 2 58 KÃt quÁ nhÁn đ°āc 97

Hình 2 59 Các phép phą raster 99

Hình 2 60 Lãp phą Ánh quét s°ån và đáa hình đáy biÇn 100

Hình 2 61 Ph°¢ng pháp chú thích 101

Hình 2 62 Ph°¢ng pháp phân vùng theo bÁng màu 101

Hình 2 63 Ph°¢ng pháp phân vùng kÃt cÃu đặc tr°ng 102

Hình 2 64 Các h¿t kÃt cÃu trÅm tích đ°āc t¿o ra bằng phép đo Ánh: ( a ) Đá lãn, sßi; (b) Bùn; (c) Cát; (d) Thąc vÁt bÅ mặt 103

Hình 2 65 Hình Ánh mô phßng đáy biÇn khu vąc có đá hác; a) Hián t°āng bá kéo Ánh t¿i mặt dác đćng; b) Các kÃt cÅu đ°āc đánh vá bằng kỹ thuÁt ánh x¿ 3 chiÅu 104

Hình 2 66 Hình Ánh mô phßng đáy biÇn khu vąc có đá tÁng; a) Hián t°āng trùng lặp kÃt cÃu; b) Lo¿i bß hián t°āng trùng lặp kÃt cÃu 104

Hình 2 67 Hình Ánh mô phßng đáy biÇn: a) Không có đái t°āng bÅ mặt; b) Có đái t°āng trên bÅ mặt 105

Hình 2 68 Hình Ánh mô phßng đáy biÇn; a-c) Ch°a có môi tr°ång n°ãc biÇn; b-d) Thêm Ánh h°çng môi tr°ång n°ãc biÇn 105

Hình 2 69 Quy trình xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn 107

Hình 3 1 Khu vąc thąc nghiám thuác biÇn Nha Trang - Khánh Hòa 111

Hình 3 2 Khu vąc thąc nghiám thuác biÇn Ninh ThuÁn 112

Hình 3 3 Khu vąc thąc nghiám gÅn đÁo Song Tā thuác quÅn đÁo Tr°ång Sa 113

Hình 3 4 Quy trình xác đánh các thành thÅn tãa đá 3 chiÅu cąa điÇm đo sâu 116

Hình 3 5 Ląa chãn thông sá c°ång đá âm thanh đái vãi trÅm tích là đá 117

Hình 3 6 Thông tin vÅ trÅm tích sau phân lo¿i 118

Hình 3 7 BÁn đß trÅm tích cąa khu vąc thąc nghiám 118

Hình 3 8 Hình Ánh thu nhÁn đ°āc bằng thąy âm quét s°ån khi hiÇn thá trên QGIS 119 Hình 3 9 Hình Ánh khu vąc đáy có nhiÅu cát mán 120

Hình 3 10 Các m¿u cát đ°āc chãn đÇ phân lo¿i 120

Hình 3 11 TrÅm tích đá đ°āc hiÇn thá trên Ánh 121

Hình 3 12 M¿u đá đ°āc trích đÇ phân lo¿i 121

Hình 3 13 Chãn m¿u đÇ nhÁn d¿ng đái t°āng 121

Hình 3 14 Hình Ánh thu nhÁn đ°āc tÿ thąy âm quét s°ån tr°ãc và sau phân lo¿i 122

Hình 3 15 BÁn đß trÅm tích thu nhÁn đ°āc bằng công nghá thąy âm quét s°ån 122

Hình 3 16 Mô hình l°ãi 3D khu vąc biÇn Song Tā-Tr°ång Sa 123

Hình 3 17 Są thay đái đá phân giÁi theo đá sâu trên l°ãi 3D t¿i biÇn Song Tā 123

Hình 3 18 Mô hình 3D bÅ mặt khu vąc biÇn Song Tā-Tr°ång Sa 124

Hình 3 19 L°ãi 3D đa đá phân giÁi cho khu vąc biÇn Nha Trang - Khánh Hòa 124

Hình 3 20 Mô hình 3D bÅ mặt khu vąc biÇn Nha Trang - Khánh Hòa 125

Hình 3 21 Mô hình 3D khu vąc biÇn Ninh ThuÁn 125

Hình 3 22 Mô hình 3D bÅ mặt vãi các tć giác cong khu vąc Nha Trang - Khánh Hòa 126

Hình 3 23 Mô hình 3D bÅ mặt vãi các tć giác cong khu vąc Song Tā 126

Hình 3 24 Hình Ánh 3D thu nhÁn đ°āc tÿ dă liáu thąy âm quét s°ån trên 1 tuyÃn đo 127

Hình 3 25 Hình Ánh đáy biÇn gáp các tuyÃn khÁo sát bằng công nghá quét s°ån 127

Hình 3 26 KÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích khu vąc đÁo Song Tā tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc và Ánh quét s°ån 128

Hình 3 27 KÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích khu vąc tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc và Ánh quét s°ån 128

Hình 3 28 Hình Ánh 3D lãp phą trÅm tích khu vąc đÁo Song Tā 129

Hình 3 29 Hình Ánh 3D lãp phą trÅm tích đã đ°āc trąc quan hóa t¿i khu vąc biÇn Ninh ThuÁn 129

Hình 3 30 Hình Ánh 1 sá m¿u trÅm tích thu thÁp t¿i khu vąc biÇn Song Tā 131

Hình 3 31 So sánh các m¿u trÅm tích thu thÁp ngoài thąc đáa vãi kÃt quÁ phân lo¿i trÅm tích tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc và Ánh quét s°ån 132

Hình 3 32 Hình Ánh so sánh lãp phą t¿i khu vąc đÁo Song Tā 133

Hình 3 33 a) Mô hình 3D đáa hình đáy biÇn ven căm đÁo Song Tā; b) Ành quét s°ån; c) Ành vá tinh t¿i đÁo Song Tā 133

Hình 3 34 So sánh m¿u thąc đáa vãi phân lo¿i tÿ dă liáu tán x¿ ng°āc t¿i biÇn Ninh ThuÁn 135

Hình 3 35 Quy trình xây dąng phÅn mÅm 138

Hình 3 36 Giao dián chính cąa ch°¢ng trình 139Hình 3 37 HiÇn thá mô hình l°ãi tć giác không gian vãi c¿nh là đ°ång cong tham sá 140Hình 3 38 HiÇn thá 3D đáa hình đáy biÇn vãi lãp phą hÁi đß 140Hình 3 39 HiÇn thá 3D đáa hình đáy biÇn vãi lãp phą thu đ°āc tÿ thąy âm quét s°ån 140

M â ĐÀU

1 Tính c ¿p thi¿t căa đÁ tài

BiÇn Đông đóng vai trò quan trãng trong nhiám vă xây dąng và bÁo vá Tá quác,

là cāa ngõ đÇ Viát Nam gia th°¢ng vãi các n°ãc trong khu vąc và quác tà Các đÁo và quÅn đÁo trên BiÇn Đông, đặc biát là quÅn đÁo Hoàng Sa và Tr°ång Sa, không chß có ý nghĩa trong viác kiÇm soát các tuyÃn đ°ång biÇn qua l¿i, mà còn có ý nghĩa phòng thą chiÃn l°āc quan trãng tÿ xa đái vãi Viát Nam

BÁo vá văng chÃc chą quyÅn và quyÅn tài phán trên các vùng biÇn là măc tiêu chiÃn l°āc cąa ĐÁng và Nhà n°ãc ta trong giai đoan hián nay và t°¢ng lai phát triÇn cąa đÃt n°ãc Trong đó, ląc l°āng HÁi quân đóng vai trò là ląc l°āng nòng cát trong nhiám

vă bÁo vá biÇn ĐÇ thąc hián nhiám vă này, HÁi quân nhân dân Viát Nam đã đ°āc °u tiên mua sÃm và phát triÇn nhiÅu vũ khí chiÃn l°āc mãi trong đó có ląc l°āng tàu ngÅm hián đ¿i Tÿ năm 2014 đÃn nay đã có 02 lă đoàn tàu ngÅm hián đ¿i đã đ°āc đ°a vào biên chà vãi nhiÅu tàu đ°āc trang bá đÅy đą các thiÃt bá tiên tiÃn Tàu ngÅm là ląc l°āng mãi cąa HÁi quân, là ph°¢ng tián hián đ¿i góp phÅn nâng cao năng ląc chiÃn đÃu bÁo

vá văng chÃc chą quyÅn biÇn, đÁo và thÅm lăc đáa cąa Tá quác

ĐÇ phát huy hÃt sćc m¿nh cąa ląc l°āng này cÁ trong chiÃn đÃu và huÃn luyán sẵn sàng chiÃn đÃu đang là yêu cÅu cÃp thiÃt đái vãi ląc l°āng HÁi quân Nh° đã biÃt, tàu ngÅm yêu cÅu rÃt cao vÅ đá chính xác thông tin trong quá trình ho¿t đáng, nÃu không

có są đÁm bÁo vÅ thông tin đÅy đą, tàu ngÅm rÃt dß xÁy ra tai n¿n mà điÇn hình nh°: năm 2005, tàu ngÅm h¿t nhân San Francisco cąa Mỹ đang di chuyÇn tÿ căn cć Guam tãi cÁng Brisbane cąa Australia đÃn khu vąc biÇn cách Guam khoÁng 560km vÅ phía Nam thì bÃt ngå đâm vào r¿n san hô d°ãi đáy Thái Bình D°¢ng Nguyên nhân đ°āc chß ra là

do khu vąc nằm trên tuyÃn hành trình cąa tàu ch°a đ°āc tiÃn hành khÁo sát đá sâu, mặt đáy, d¿n đÃn t¿i khu vąc tai n¿n ch°a có hÁi đß, không có cÁnh báo nguy hiÇm hàng hÁi, tàu ngÅm va phÁi ch°ãng ng¿i vÁt bá thiát h¿i rÃt lãn Ngoài ra, tai n¿n cąa tàu ngÅm Kursk cąa Nga năm 2000 làm h¢n 100 binh sĩ Nga thiát m¿ng do tàu ngÅm đâm phÁi núi ngÅm cũng xuÃt phát tÿ nguyên nhân trên

Tÿ są viác nêu trên đã đặt ra yêu cÅu phÁi xây dąng riêng cho ląc l°āng tàu ngÅm

mát dă liáu d¿ng mô hình sá đáa hình riêng, đÁm bÁo cho ho¿t đáng tác chiÃn cąa tàu ngÅm trên biÇn vãi mćc đá chi tiÃt và phân hóa cao, t°¢ng ćng vãi tÿng lo¿i nhiám vă

Ngày nay, vãi są phát triÇn cąa khoa hãc công nghá, mô hình 3D hián nay rÃt phá biÃn cÁ trong n°ãc và trên thà giãi NhiÅu các c¢ quan, đ¢n vá trong và ngoài quân đái đã tiÃn hành nghiên cću, xây dąng mô hình 3D cho các nhiám vă khác nhau và mang l¿i hiáu quÁ rÃt lãn cÁ vÅ kinh tà và an ninh quác phòng Tuy nhiên các giÁi pháp 3D trên ch°a phù hāp vãi ho¿t đáng đặc thù cąa tàu ngÅm khi ho¿t đáng hay nằm đáy t¿i các khu chå đāi thåi c¢

Nhiám vă bÁo vá chą quyÅn biÇn đÁo ngày càng phćc t¿p, ẩn chća nhiÅu khó khăn cùng vãi viác các quác gia trong khu vąc không ngÿng tăng c°ång mua sÃm trang thiÃt bá và sā dăng các ph°¢ng thćc tác chiÃn hián đ¿i thì viác bÁo đÁm thông tin vÅ đáa hình tác chiÃn đang là vÃn đÅ cÃp thiÃt cÅn phÁi nghiên cću Hián nay, dă liáu đáa hình đáy biÇn t¿i n°ãc ta đ°āc thành lÁp phăc vă cho ho¿t đáng cąa các tàu mặt n°ãc ç d¿ng

bÁn đß 2D truyÅn tháng nh° hÁi đß giÃy và hÁi đß đián tā theo các tiêu chuẩn kỹ thuÁt cąa Viát Nam và IHO Tàu mặt n°ãc th°ång ho¿t đáng trên các hÁi trình cá đánh, nên

dă liáu đáa hình đ°āc khÁo sát bá sung, cÁp nhÁt th°ång xuyên và các thąy thąy cąa tàu

ít nhiÅu đã quen vãi hành trình Còn tàu ngÅm (chą yÃu phăc vă cho các măc đích quân są) ho¿t đáng trong lòng n°ãc (tàu ngÅm cąa Viát Nam th°ång ho¿t đáng ç đá sâu tÿ

60 – 300m) vãi tÅm nhìn quang hãc gÅn nh° bằng 0 Do tính chÃt nhiám vă nên th°ång phÁi ho¿t đáng trong các vùng biÇn ch°a quen thuác, hÁi trình có thÇ thay đái đát xuÃt tùy thuác vào tình hình nhiám vă,& Vì vÁy, dă liáu bÁn đß 2D truyÅn tháng ch°a đáp ćng yêu cÅu d¿n đ°ång an toàn cho tàu ngÅm

Há tháng d¿n đ°ång và hß trā tác chiÃn cho tàu ngÅm và tàu chiÃn WarShip ECDIS đang đ°āc BTL HÁi quân nghiên cću và triÇn khai sā dăng trong thåi gian tãi Há tháng này yêu cÅu c¢ sç dă liáu 3D đáa hình đáy biÇn trong công tác tham m°u tác chiÃn cho ng°åi chß huy ¯u điÇm cąa mô hình 3D đáa hình đáy biÇn so vãi các bÁn đß đáa hình đáy biÇn truyÅn tháng đó là cung cÃp thông tin vÅ hình dáng đáa hình, cùng vãi thąc phą, chÃt đáy, các đái t°āng đáa lý d°ãi đáy biÇn mát cách trąc quan, chính xác Do đó, nÃu xây dąng đ°āc mô hình 3D đáa hình đáy biÇn sÁ góp

phÅn nâng cao hiáu quÁ tác chiÃn cąa ląc l°āng tàu ngÅm

Tÿ các lý do nêu trên, luÁn án <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=

nhằm bÁo đÁm an toàn cho ho¿t đáng tác chiÃn cąa tàu ngÅm, đßng thåi góp phÅn khẳng đánh và bÁo vá chą quyÅn biÇn đÁo Viát Nam và xây dąng phát triÇn kinh tà đÃt n°ãc

2 M āc tiêu nghiên cąu

- Xác lÁp c¢ sç khoa hãc xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn phăc vă cho ho¿t đáng cąa tàu ngÅm trên vùng biÇn Viát Nam

- Xây dąng đ°āc mô hình 3D đáa hình đáy biÇn cho khu vąc thąc nghiám trên c¢

sç khoa hãc đã đ°āc xây dąng

3 Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các lo¿i dă liáu phăc vă xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn nh° dă liáu

đo sâu đa tia, dă liáu thąy âm quét s°ån, dă liáu tán x¿ ng°āc

- Mô hình 3D và ph°¢ng pháp xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn

Các ph°¢ng pháp nghiên cću đ°āc sā dăng bao gßm:

- Ph°¢ng pháp thu thÁp tài liáu, sá liáu: Thu thÁp các tài liáu, sá liáu liên quan đÃn vÃn đÅ nghiên cću, cÁp nhÁt các thông tin trên m¿ng Internet nhằm có kiÃn thćc

táng quan vÅ nhiám vă nghiên cću;

- Ph°¢ng pháp phân tích, táng hāp: TÁp hāp các kÃt quÁ nghiên cću, phân tích kÃt quÁ cąa các công trình đã nghiên cću vÅ xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn tÿ

đó đ°a ra nhÁn đánh, các vÃn đÅ còn tßn t¿i cÅn phÁi giÁi quyÃt

- Ph°¢ng pháp so sánh: So sánh kÃt quÁ thąc nghiám vãi sá liáu trÃc đáa gác và

sá liáu hÁi văn thu thÁp đ°āc làm c¢ sç đánh giá mćc đá tin cÁy cąa viác nghiên cću

- Ph°¢ng pháp tin hãc: LÁp các ch°¢ng trình cÅn thiÃt theo thuÁt toán đ°āc phát triÇn và sā dăng các phÅn mÅm thông dăng

- Ph°¢ng pháp mô hình hóa (modeling): Sā dăng phép lo¿i suy xây dąng mô hình đáa hình đáy biÇn nhằm đ°a ra nhăng thông tin (vÅ thuác tính, cÃu trúc, hình dáng

&.) t°¢ng tą vãi đáa hình thąc

- Ph°¢ng pháp thąc nghiám: TiÃn hành thąc nghiám trên ph¿m vi nghiên cću cąa luÁn án

5 Các lu ¿n điÃm bÁo vá

- Mô hình 3D đáa hình đáy biÇn đ°āc xây dąng theo ph°¢ng pháp mô hình l°ãi

đa đá phân giÁi và mô hình l°ãi tć giác không gian vãi c¿nh là các đ°ång cong tham

sá, trên c¢ sç sā dăng kÃt hāp dă liáu đo sâu hßi âm đa tia và dă liáu Side Scan Sonar

mô tÁ chân thąc nhÃt bÅ mặt thąc đáa hình đáy biÇn

- Ph°¢ng pháp phân lo¿i trÅm tích tÿ các ngußn dă liáu thąy đ¿c đ¿t đ°āc đá chính xác tát, nâng cao tính trąc quan cąa mô hình 3D đáa hình đáy biÇn phăc vă cho ho¿t đáng cąa tàu ngÅm trên vùng biÇn Viát Nam

6 Các điÃm mßi căa lu¿n án

- ĐÅ xuÃt ph°¢ng pháp và thuÁt toán xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn phăc vă cho ho¿t đáng cąa tàu ngÅm: Ph°¢ng pháp tái °u hóa mô hình 3D bằng l°ãi đa

đá phân giÁi và ph°¢ng pháp xây dąng mô hình 3D bằng l°ãi tć giác vãi các c¿nh là đ°ång cong tham sá

- ĐÅ xuÃt ph°¢ng pháp phân lo¿i trÅm tích đÇ xây dąng mô hình 3D lãp phą trÅm tích, thÇ hián trąc quan bÅ mặt đáa hình đáy biÇn

- ĐÅ xuÃt s¢ đß quy trình xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn cho ho¿t đáng

- ĐÅ xuÃt s¢ đß quy trình xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn, phăc vă d¿n đ°ång cho tàu ngÅm trong vùng biÇn Viát Nam

7.2 Ý nghĩa thực tiễn

C¢ sç khoa hãc và ph°¢ng pháp luÁn đÅ xuÃt trong luÁn án có thÇ ćng dăng đÇ xây dąng mô hình 3D cho vùng biÇn Viát Nam phăc vă hiáu quÁ ho¿t đáng huÃn luyán, dißn tÁp và sẵn sàng chiÃn đÃu cąa tàu ngÅm

8 C¢ sã tài liáu, sß liáu

- Các công trình nghiên cću trong và ngoài n°ãc có liên quan

- Sá liáu thu thÁp thąc đáa cąa Đoàn Đo đ¿c biên vÁ HÁi đß và Nghiên cću biÇn khu vąc biÇn Nha Trang-Khánh Hòa, biÇn Ninh ThuÁn, biÇn Song Tā-Tr°ång Sa

9 C ¿u trúc căa lu¿n án

CÃu trúc cąa LuÁn án bao gßm 3 phÅn:

Ph Án 1: PhÅn mç đÅu: Giãi thiáu vÅ tính cÃp thiÃt cąa luÁn án, măc đích nghiên

cću cąa luÁn án, ph°¢ng pháp nghiên cću, nái dung nghiên cću, nhăng luÁn điÇm bÁo

vá và nhăng điÇm mãi cąa luÁn án

Ph Án 2: PhÅn nái dung bao gßm 3 ch°¢ng

Ch°¢ng 1 Táng quan vÅ tình hình nghiên cću, xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn

Ch°¢ng 2 C¢ sç khoa hãc cąa ph°¢ng pháp xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn Ch°¢ng 3 Xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn phăc vă cho ho¿t đáng cąa tàu ngÅm

Ph Án 3: KÃt luÁn và kiÃn nghá

CH¯¡NG 1 TàNG QUAN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CĄU, XÂY DĀNG MÔ

HÌNH 3D ĐÞA HÌNH ĐÁY BIÂN 1.1 Mô hình 3D đßa hình đáy biÃn

Mô hình 3D đáa hình là mát mát kỹ thuÁt đß hãa máy tính hián đ¿i và m¿nh

mÁ, mang l¿i khÁ năng biÇu dißn không gian ba chiÅu cąa bÅ mặt đÃt vãi đá chính xác và chi tiÃt cao Ph°¢ng pháp này sā dăng dă liáu đáa lý và kỹ thuÁt tiên tiÃn đÇ t¿o ra mô hình chân thąc, phÁn ánh đúng vÅ đặc điÇm vÁt lý và đáa hình cąa mát khu vąc că thÇ

Trong mô hình 3D đáa hình, dă liáu vÅ đá cao, bÅ mặt đÃt, và các đặc tr°ng khác cąa đáa hình đ°āc tích hāp và chuyÇn đái thành mát biÇu dißn 3D đáng và t°¢ng tác Công nghá này v°āt ra khßi ph¿m vi cąa bÁn đß hai chiÅu truyÅn tháng, mang đÃn trÁi nghiám thąc tà hóa và t°¢ng tác cho ng°åi sā dăng

Mô hình 3D đáa hình không chß giúp quan sát mát cách trąc quan và phân tích đáa hình mát cách chính xác h¢n, mà còn đ°āc sā dăng ráng rãi trong các lĩnh vąc khác nhau Nó đ°āc sā dăng trong quy ho¿ch đô thá đÇ đánh giá tác đáng cąa các dą án xây dąng, trong ngành công nghiáp trò ch¢i đián tā đÇ t¿o ra môi tr°ång Áo sáng đáng, và trong nghiên cću khoa hãc đÇ hiÇu rõ h¢n vÅ đáa hình và môi tr°ång tą nhiên

Qua mô hình 3D đáa hình, ng°åi ta có thÇ thăm dò không gian tÿ nhiÅu góc đá khác nhau, giúp t¿o ra mát cách nhìn toàn dián vÅ môi tr°ång xung quanh ĐiÅu này không chß hß trā ng°åi quÁn lý, chß huy ra các quyÃt đánh trong quÁn lý đô thá và quÁn

lý tài nguyên mà còn mç ra nhăng trÁi nghiám mãi và sáng t¿o trong lĩnh vąc thá tr°ång

- Mô hình sá đá cao (DEM):

DEMs là d¿ng dă liáu sá hóa vÅ đá cao cąa mặt đÃt Các DEMs th°ång đ°āc t¿o

ra tÿ dă liáu LiDAR, hình Ánh vá tinh hoặc ph°¢ng pháp khÁo sát đáa chÃt Chúng cung cÃp thông tin vÅ đá cao t¿i tÿng điÇm trên bÅ mặt đÃt

Há tháng đánh vá toàn cÅu (GNSS), nh° GPS, cung cÃp thông tin vÅ vá trí đáa lý

và đá chính xác đá cao, giúp cÁi thián đá chính xác cąa mô hình 3D

Công nghá thu nhÁn dă liáu đÇ xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn có są khác biát so vãi công nghá thu nhÁn dă liáu xây dąng mô hình 3D lăc đáa Các công nghá thu nhÁn dă liáu trong tr°ång hāp này bao gßm:

- Đo sâu hßi âm đ¢n tia:

Ph°¢ng pháp đo sâu đ¢n tia là mát kỹ thuÁt sā dăng nguyên lý sóng âm thanh, n¢i âm thanh đ°āc phát ra tÿ mát thiÃt bá phát sóng (tranducer-phát biÃn) Các tín hiáu

âm thanh sÁ truyÅn xuáng và sau đó phÁn x¿ tÿ đáy biÇn, trç vÅ phÅn thu cąa thiÃt bá phát sóng ĐÇ đo đá sâu, thåi gian mà âm thanh di chuyÇn trong môi tr°ång n°ãc (~1500m/s) đ°āc sā dăng đÇ tính toán Khi tàu di chuyÇn, đÅu phát biÃn liên tăc phát các xung âm thanh xuáng bÅ mặt đáy biÇn và thu l¿i chúng tÿ tÿ theo tÿng vá trí T¿i mßi vá trí phát xung, thiÃt bá đo đ¢n tia chß ghi nhÁn mát đá sâu, do đó, cÅn phÁi nái suy

đÇ xây dąng mát hình Ánh toàn cÁnh cąa đá sâu dãc theo các tuyÃn khÁo sát NhiÅu bÁn

đß đ¿i d°¢ng hián đ¿i v¿n sā dăng dă liáu tÿ ph°¢ng pháp đo sâu đ¢n tia này

- Đo sâu hßi âm đa tia:

Khác vãi máy đo sâu đ¢n tia, máy đo sâu đa tia phát đi d°ãi d¿ng tia thẳng đćng

mà phát đi d°ãi d¿ng chùm tia Đá ráng cąa chùm tia tùy thuác vào chąng lo¿i máy nh°ng th°ång nằm trong dÁi tÿ 600 đÃn 1500 theo chiÅu ngang thân tàu do đó sÁ quét đ°āc mát dÁi rÃt lãn theo h°ãng di chuyÇn cąa tàu

- Công nghá thąy âm quét s°ån:

Side-scan sonar là mát công nghá thąy âm đ°āc sā dăng đÇ t¿o hình Ánh d°ãi n°ãc cąa đáy biÇn hoặc các cÃu trúc d°ãi n°ãc bằng cách sā dăng sóng âm

ThiÃt bá side-scan sonar phát ra các sóng âm ra hai bên tÿ mát hoặc nhiÅu cÁm biÃn Sóng âm sau đó t°¢ng tác vãi các đái t°āng d°ãi n°ãc nh° đáy biÇn, vÁt thÃt l¿c, hoặc cÃu trúc d°ãi n°ãc khác

Khi sóng âm ch¿m vào các đái t°āng, chúng sÁ phÁn x¿ l¿i và đ°āc thu bçi các hydrophone Các dă liáu vÅ phÁn x¿ này qua phân tích chuyÇn đái sang hình Ánh chi tiÃt

vÅ đáy biÇn hoặc các đái t°āng d°ãi n°ãc

- Tán x¿ ng°āc:

Ngoài dă liáu vÅ đá sâu (bathymetry), há tháng đa tia thu thÁp 2 lo¿i dă liáu khác

đó là: dă liáu tán x¿ ng°āc (backscatter) và hình Ánh cát n°ãc (water column image) Dă liáu tán x¿ ng°āc đa chùm tia cho chúng ta thông tin vÅ lo¿i trÅm tích bÅ mặt đáy biÇn Trong khi đó, dă liáu hình Ánh cát n°ãc là są phÁn x¿ sóng âm trong môi tr°ång n°ãc tÿ các bong bóng n°ãc hoặc các lo¿i sinh - đáng vÁt biÇn sáng trong vùng n°ãc khÁo sát

- Các thiÃt bá lặn tą đáng:

ROVs và AUVs là các thiÃt bá chuyên dùng trong thu thÁp, khÁo sát ç các khu vąc khó tiÃp cÁn bçi con ng°åi hoặc gây nguy hiÇm d°ãi n°ãc Chúng có thÇ trang bá các cÁm biÃn đo đ¿c hÁi d°¢ng, máy Ánh và các lo¿i đÅu dò sonar đÇ thu thÁp dă liáu mát cách đa d¿ng nhÃt có thÇ

- Vißn thám biÇn:

Mặc dù không thÇ nhìn thÃy trąc tiÃp qua đáy biÇn, nh°ng công nghá cÁm biÃn

tÿ vá tinh có thÇ đ°āc sā dăng đÇ thu thÁp dă liáu vÅ môi tr°ång biÇn, nh° nhiát đá và dòng chÁy, giúp hiÇu rõ h¢n vÅ đáa hình đáy biÇn

Tÿ dă liáu thu nhÁn đ°āc, có thÇ sā dăng các kỹ thuÁt / công nghá đÇ xây dąng

mô hình / bÁn đß 3D nh°:

Há tháng Thông tin Đáa lý (GIS) là mát công nghá quan trãng đÇ quÁn lý và phân tích dă liáu đáa lý GIS giúp tích hāp và xā lý các lãp dă liáu đa d¿ng nh° đá cao, đáa chÃt, và m¿ng l°ãi đ°ång

Công nghá này chuyên xā lý và phân tích dă liáu đám mây điÇm, mát d¿ng dă liáu 3D đ°āc t¿o ra tÿ các ph°¢ng pháp nh° LiDAR Các công că xā lý đám mây điÇm giúp t¿o ra mô hình 3D chi tiÃt và chính xác

Hián nay, rÃt nhiÅu nÅn tÁng web hß trā lÁp trình đÇ xây dąng nên các mô hình/ bÁn đß 3D thuÁn tián cho ng°åi sā dăng

1.2 M ßt vài nét vÁ tàu ngÁm và ho¿t đßng căa tàu ngÁm

1.2.1 Tàu ngÅm và vai trò cąa tàu ngÅm

Vai trò cąa tàu ngÅm rÃt đa d¿ng và trÁi ráng trong các lĩnh vąc nh° quân są, khoa hãc và th°¢ng m¿i Tàu ngÅm đ°āc trang bá cho tác chiÃn cháng tàu ngÅm, có khÁ năng phát hián và tÃn công tàu ngÅm đái ph°¢ng Chúng góp phÅn duy trì, thiÃt lÁp các quyÅn kiÇm soát tuyÃn đ°ång chiÃn l°āc, trãng yÃu trên biÇn

Tàu ngÅm đóng vai trò là mát ląc l°āng quan trãng cąa hÁi quân, góp phÅn răn

đe chiÃn l°āc bằng cách hián dián hoặc tàng hình d°ãi bÅ mặt đ¿i d°¢ng mát cách bÃt

ngå, nhanh chóng

Tàu ngÅm đ°āc sā dăng vãi chćc năng nh° thu thÁp thông tin tình báo, trinh sát, theo dõi k¿ thù, cho phép giám sát bí mÁt các ho¿t đáng trên biÇn và các mái đe dãa tiÅm ẩn mà không dß bá phát hián Hián nay, vãi viác đ°āc trang bá tên lāa đ¿n đ¿o, có đÅu đ¿n h¿t nhân (SSBN), ląc l°āng này sÁ t¿o ra sćc răn đe chiÃn l°āc rÃt lãn cho đái ph°¢ng

Là mát thành phÅn quan trãng trong há tháng các ph°¢ng tián, vũ khí chiÃn l°āc cąa quá trình phát triÇn hÁi quân các quác gia, tàu ngÅm ngày nay rÃt đa d¿ng vÅ chćc năng và có thÇ linh ho¿t trong nhiÅu tình huáng tác chiÃn nh° cháng thâm nhÁp, đánh chặn, thu thÁp thông tin tình báo Khu vąc Tây Thái Bình D°¢ng đang duy trì và phát triÇn các h¿m đái tàu ngÅm quy mô lãn nh° Mỹ, Trung Quác và Nga Đây là nhăng c°ång quác quân są hàng đÅu trong triÇn khai tàu ngÅm h¿t nhân Ngoài ra, mát sá quác gia khác nh° Ôxtrâylia, NhÁt BÁn và Hàn Quác cũng duy trì nhăng đái tàu ngÅm lãn và

có są hián dián đáng kÇ trong há tháng hÁi quân

Các tàu ngÅm lãp Kilo là mát phÅn cąa lo¿t Dą án 877 Paltus (tên ký hiáu cąa NATO: lãp Kilo), ban đÅu đ°āc thiÃt kà ç Liên Xô và sau đó đ°āc các nhà thiÃt kà Nga

cÁi tiÃn Dą án Kilo 636 là phiên bÁn nâng cÃp cąa các tàu ngÅm lãp Kilo ban đÅu, kÃt hāp các cÁi tiÃn qua nhiÅu lÅn thā nghiám, bao gßm tính năng tàng hình âm thanh, khÁ năng d¿n đ°ång và vũ khí hoÁ ląc tân tiÃn

Tàu ngÅm Kilo 636 đ°āc biÃt đÃn vãi đặc tính âm thanh thÃp, khiÃn chúng khó

bá há tháng sonar phát hián Đặc điÇm này nâng cao khÁ năng tàng hình cąa chúng, cho phép chúng ho¿t đáng bí mÁt Nhăng tàu ngÅm này sā dăng há tháng đáng c¢ diesel-đián, mang l¿i są cân bằng giăa khÁ năng cháu đąng d°ãi n°ãc và ho¿t đáng im lặng Khi chìm d°ãi n°ãc, chúng dąa vào đáng c¢ đián ch¿y bằng pin

Các tàu ngÅm Kilo 636 đ°āc trang bá các lo¿i ng° lôi và trong mát sá tr°ång hāp

là cÁ tên lāa cháng h¿m Lo¿i vũ khí này đ°āc thiÃt kà cho cÁ tác chiÃn cháng tàu ngÅm

và cháng tàu mặt n°ãc Các tàu ngÅm này đ°āc thiÃt kà cho nhiÅu nhiám vă khác nhau, bao gßm tác chiÃn cháng tàu ngÅm, trinh sát và tuÅn tra Chúng có thÇ ho¿t đáng ç vùng n°ãc ven biÇn cũng nh° môi tr°ång đ¿i d°¢ng sâu h¢n

Các tàu ngÅm lãp Kilo đã đ°āc xuÃt khẩu ráng rãi sang mát sá n°ãc, càng cąng

cá thêm vá thà cąa Nga trên thá tr°ång tàu ngÅm toàn cÅu Các quác gia khách hàng th°ång ca ngāi lãp Kilo vÅ hiáu quÁ chi phí và hiáu suÃt Dą án Kilo 636 có nhăng cÁi tiÃn so vãi dą án tr°ãc đó, giÁi quyÃt nhăng h¿n chà tiÅm ẩn và kÃt hāp các công nghá hián đ¿i Nhăng nâng cÃp này có thÇ bao gßm cÁi tiÃn thiÃt bá đián tā, cÁi thián khÁ năng giÁm âm và các cÁi tiÃn khác

1.2.2 Các ph°¢ng pháp d¿n đ°ång cho tàu ngÅm

Các ph°¢ng pháp điÅu h°ãng tàu ngÅm bao gßm mát lo¿t các kỹ thuÁt và há tháng đ°āc sā dăng đÇ h°ãng d¿n và điÅu đáng tàu ngÅm d°ãi n°ãc Nhăng ph°¢ng pháp này rÃt quan trãng đÇ đÁm bÁo viác di chuyÇn an toàn và hiáu quÁ cąa tàu ngÅm qua đá sâu cąa đ¿i d°¢ng NhiÅu công nghá khác nhau, bao gßm há tháng sonar, há tháng d¿n đ°ång quán tính và há tháng đánh vá dąa trên vá tinh, đ°āc sā dăng đÇ xác đánh vá trí, lá trình và đá sâu cąa tàu ngÅm Ngoài ra, các chiÃn l°āc điÅu h°ãng nâng cao có thÇ liên quan đÃn viác tích hāp dă liáu tÿ nhiÅu ngußn và sā dăng các thuÁt toán tính toán đÇ nâng cao đá chính xác và đá tin cÁy Các ph°¢ng pháp điÅu h°ãng tàu ngÅm

đóng mát vai trò quan trãng trong các ho¿t đáng cąa tàu ngÅm, bao gßm tuÅn tra chiÃn l°āc, nghiên cću khoa hãc và thăm dò d°ãi đáy biÇn

Năm 1974, Há tháng ĐiÅu khiÇn Gyro đ°āc Hß trā Tĩnh đián (ESGM) đ°āc triÇn khai nh° mát "bá giám sát" cho Há tháng ĐiÅu h°ãng TuyÃn tính (SINS) Công nghá ESG cho phép đ°a điÅu h°ãng chiÃn l°āc cąa tàu ngÅm lên mát b°ãc quan trãng vãi są án đánh cÁi thián vÅ dài h¿n cąa ESGM Mặc dù Há tháng ĐiÅu khiÇn Gyro đ°āc Hß trā Tĩnh đián (ESGM) v¿n cÅn các điÇm đặt ngo¿i vi, nh°ng thåi gian ho¿t đáng liên tăc cąa nó tăng đáng kÇ so vãi SINS đ¢n l¿ CÃu hình giám sát này v¿n đ°āc triÇn khai trong tàu ngÅm TRIDENT I [71]

TRIDENT II sau đó đã đ°āc phát triÇn trong nhăng năm 1980 đÇ qua giai đo¿n cuái nhăng năm 1980 và đÅu nhăng năm 1990, Transit cÁi thián đáng kÇ đá chính xác cąa há tháng vũ khí chiÃn l°āc Transit đã đ°āc lo¿i bß đÇ ąng há GPS Quan trãng nhÃ

là há tháng ĐiÅu h°ãng TuyÃn tính (SINS) đã bá lo¿i bß khßi cÃu hình này, và ESGM sau đó đ°āc cÃu hình l¿i nh° là bá d¿n đ°ång chính và đái tên thành ESGN Viác cÁi thián đá chính xác đ°āc thąc hián bằng cách triÇn khai ba khái niám khác nhau cũng đóng góp vào đá chính xác cąa ESGN:

- Giãi thiáu bÁn đß trãng ląc chính xác BÁn đß nghiêng dãc cąa đ¿i d°¢ng đ°āc xây dąng bằng cách sā dăng są kÃt hāp giăa các cuác khÁo sát trãng ląc bằng gravimeter và đo đá cao radar bằng vá tinh (Đá lách dãc là các đ¿i l°āng trãng ląc Ánh h°çng nhiÅu nhÃt đÃn lßi INS và, khi đ°āc ánh x¿, giúp giÁm lßi vÁn tác Schuler.) BÁn đß đá lách trãng ląc và đá cao đáa hình biÇn cũng là sÁn phẩm phă cąa cuác khÁo sát đ¿i d°¢ng và dă liáu vá tinh

- TriÇn khai Há tháng CÁm biÃn Trãng ląc (GSS) trên tàu ngÅm GSS bao gßm mát nÅn tÁng có thÇ quay chća ba Bá dăng că đo đá lách trãng ląc (GGIs) và hai gravimeter Viác đo l°ång chính xác và thåi gian thąc vÅ đá lách trãng ląc và đá dác trên mát nÅn tÁng di đáng đ°āc coi là mát thành tąu công nghá thąc są, và sÁ tiÃp tăc phăc vă nh° nÅn tÁng cho các nß ląc khoa hãc trong t°¢ng lai Đái vãi TRIDENT II,

măc tiêu cąa GSS là cung cÃp °ãc l°āng thåi gian thąc vÅ đá lách dãc nh° mát są bù đÃp cho lßi INS

- TriÇn khai mát há tháng sonar đo tác đá, Há tháng Sonar ĐiÅu h°ãng (NSS) NSS cung cÃp dă liáu vÁn tác tàu ngÅm cÁi thián bằng cách t°¢ng quan các sóng phát truyÅn có đá trß thåi gian đ°āc phÁn x¿ tÿ đáy đ¿i d°¢ng thông qua mát mÁng cąa các hydrophone [71]

Mát trong nhăng nhiám vă hÃt sćc quan trãng cąa công tác d¿n đ°ång cho tàu ngÅm đó là cung cÃp thông tin đánh vá chính xác đÇ khçi t¿o há tháng điÅu khiÇn cąa tên lāa đ¿n đ¿o ngay tr°ãc khi chúng đ°āc phóng tÿ tàu ngÅm Các công că cÁm biÃn quán tính c¢ bÁn cąa há tháng ĐiÅu h°ãng TuyÃn tính (INS) bao gßm giro và cÁm biÃn gia tác Các công că cÁm biÃn trãng ląc cũng có thÇ đ°āc xem xét nh° là cÁm biÃn quán tính

ESGN đã là cát lõi cąa há tháng điÅu h°ãng chiÃn l°āc tÿ nhăng năm 1970 khi đ°āc giãi thiáu trên tàu ngÅm POSEIDON, và sau đó trên các tàu ngÅm TRIDENT Są xuÃt hián cąa ESGN đã thay thà Há tháng ĐiÅu h°ãng TuyÃn tính trên tàu (SINS) và đ¿i dián cho mát cát mác quan trãng vãi są cÁi thián đá chính xác đáng kÇ cąa há tháng FBM Ngày nay, nó tiÃp tăc cung cÃp dách vă điÅu h°ãng rÃt chính xác và đáng tin cÁy, đáp ćng tÃt cÁ các măc tiêu hiáu suÃt hián t¿i

æ lõi cąa ESGN là Gyro đ°āc Hß trā Tĩnh đián (ESG) và CÁm biÃn gia tác Đián

tÿ (EMA) ESG án đánh và đáng tin cÁy đ°āc phát triÇn tÿ nhăng năm 1960 và đã có dây chuyÅn sÁn xuÃt đ°āc thiÃt lÁp h¢n 25 năm tr°ãc đÇ sā dăng trong ch°¢ng trình FBM Mặc dù có nhăng tiÃn triÇn đát phá khác trong công nghá quán tính trong thåi kỳ giăa, ESGN v¿n tiÃp tăc đáp ćng các yêu cÅu đá chính xác nghiêm ngặt cũng nh° các măc tiêu vÅ đá tin cÁy và khÁ năng bÁo trì

Công nghá RLGN phá biÃn trong nhiÅu ćng dăng khác nhau, bao gßm tàu ngÅm tÃn công, nh°ng không dą kiÃn là ph°¢ng án phù hāp cho tàu ngÅm chiÃn l°āc Są nhÁn thćc rằng công nghá FOG có tiÅm năng lãn h¢n đÇ đ¿t đ°āc đá chính xác và kích th°ãc cÅn thiÃt giÁm đi są hÃp d¿n cąa công nghá này trong điÅu h°ãng tàu ngÅm chiÃn l°āc [71]

Mát nß ląc hāp tác giăa Boeing, Phòng thí nghiám Nghiên cću Ćng dăng (ARL)

cąa Đ¿i hãc Pennsylvania State và Phòng thí nghiám Nghiên cću HÁi quân (NRL) tÁp trung vào viác phát triÇn Máy ĐiÅu h°ãng Giro quang cÁm biÃn nh° là mát są thay thÃ

có chi phí thÃp h¢n cho ESGN Nß ląc hián t¿i đ°āc tÁp trung vào viác phát triÇn mát

há tháng giro có giá cÁ phÁi chăng và có thÇ hß trā, sÁ thay thà ESG theo cách hình thćc

và chćc năng trong há tháng ESGN hián t¿i

BÃt đÅu tÿ cuái nhăng năm 1970, đã có mát chußi các sáng kiÃn đÇ giãi thiáu cÁm biÃn trãng ląc vào bá điÅu h°ãng cąa tàu ngÅm chiÃn l°āc ĐÃn năm 1982, các máy

đo đá lách trãng ląc và cÁm biÃn đá gradiomet đã đ°āc triÇn khai trên tàu thā nghiám

và sau đó trên các tàu ngÅm TRIDENT Các ćng dăng đÅ xuÃt cąa thiÃt bá đo trãng ląc cho nhiám vă cąa tàu ngÅm chiÃn l°āc bao gßm các măc sau:

- ¯ãc l°āng thåi gian thąc vÅ đá lách dãc, đ°āc sā dăng đÇ giÁm lßi Schuler cąa INS

- ¯ãc l°āng thåi gian thąc vÅ đá lách trãng ląc, đÇ sā dăng trong viác khçi t¿o

há tháng h°ãng d¿n tên lāa

- Xác đánh vá trí bằng cách so khãp vãi mát bÁn đß trãng ląc, sā dăng máy đo đá

lách trãng ląc và/hoặc cÁm biÃn đá gradiomet trãng ląc

- T¿o bÁn đß vÅ đá lách dãc và đá lách trãng ląc bçi các tàu trên bÅ mặt nh° mát phÅn cąa ch°¢ng trình khÁo sát đ¿i d°¢ng

T°¢ng tą nh° khi nái lên đÇ cá đánh vá trí GPS, tính bí mÁt bá đánh đái khi có các truyÅn phát sonar ho¿t đáng Tuy nhiên, thông tin điÅu h°ãng quan trãng đ°āc thu thÁp bằng cách quan sát đáa hình bên d°ãi thông qua các sóng sonar trÁ l¿i Há tháng Sonar ĐiÅu h°ãng (NSS) đ°āc triÇn khai vào đÅu nhăng năm 1980 và v¿n là cÁm biÃn điÅu h°ãng tàu ngÅm chiÃn l°āc hián t¿i đÇ so khãp bÁn đß đáa hình biÇn

và cá đánh vÁn tác t°¢ng quan [71]

Mô phßng các hành đáng hÁi quân °ãc l°āng hiáu suÃt vÁn hành cąa tàu chiÃn hoặc tàu ngÅm trong mát kách bÁn că thÇ Trong các mô hình phá biÃn, các phÁn ćng cąa ng°åi điÅu khiÇn đ°āc xác đánh tr°ãc ĐiÅu này không thąc tÃ: quyÃt đánh cąa ng°åi điÅu khiÇn có thÇ t¿o ra các phÁn ćng không mong đāi Các tác giÁ [55] đã trình bày mát ph°¢ng pháp đÇ mô phßng quyÃt đánh cąa ng°åi điÅu khiÇn trong các mô phßng Ph°¢ng pháp này cho phép suy luÁn vÅ thông tin không đÅy đą, có thÇ xem xét l¿i và không chÃc chÃn: mát ng°åi điÅu khiÇn chß có thông tin mát phÅn vÅ môi tr°ång cąa mình và phÁi

xem xét l¿i quyÃt đánh cąa mình Ph°¢ng pháp cąa chúng tôi sā dăng mát logic không giÁm: các quy tÃc hành vi đ°āc hình thćc hóa bằng logic mặc đánh, mà chúng tôi đã thêm vào mát yÃu tá thåi gian Ph°¢ng pháp cąa chúng tôi sā dăng są °a thích đÇ quÁn

lý są ląa chãn giăa các quy tÃc khác nhau, vãi các kỹ thuÁt xác suÃt đ¢n giÁn Ph°¢ng pháp này đã đ°āc triÇn khai trong Prolog, đ°āc kÃt nái vãi khung mô phßng cąa DCNS

và áp dăng vào mát kách bÁn liên quan đÃn hai tàu ngÅm đái nghách

1.3 Yêu c Áu vÁ dÿ liáu trÁc đßa, hÁi văn đÁm bÁo ho¿t đßng cho tàu ngÁm

1.3.1 Yêu cÅu đái vãi dă liáu trÃc đáa

Công tác đo đ¿c khÁo sát thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn đ°āc thąc hián nhằm bÁo đÁm an toàn hàng hÁi cũng nh° các ho¿t đáng khác cąa các ph°¢ng tián nái cũng nh° các ph°¢ng tián ngÅm Công tác đo đ¿c khÁo sát đ°āc thąc hián theo tiêu chuẩn S44 cąa

tá chćc thąy đ¿c Quác tà IHO Tùy thuác nhiám vă khÁo sát đo đ¿c phăc vă cho các ph°¢ng tián cąa HÁi quân mà áp dăng thêm các tiêu chuẩn khác nhau Nguy hiÇm hàng

hÁi là trç ng¿i d°ãi n°ãc tą nhiên hoặc nhân t¿o (đáy nhô lên hoặc có đái t°āng ngußn gác nhân t¿o nằm ç đáy) ç đá sâu nguy hiÇm đái vãi tàu

Viác phân lo¿i yêu cÅu và mćc đá khÁo sát đáa hình đáy biÇn dąa trên các yÃu tá sau đây: Mćc đá yêu cÅu cho các nhiám vă că thÇ (nh° huÃn luyán, đāi c¢, và hành trình), Mćc đá quan trãng cąa công trình, dą án hoặc khu vąc n°ãc (bao gßm mÁt đá hàng hÁi

và măc đích sā dăng) Đßng thåi, cũng xem xét đá sâu cąa vùng n°ãc và đá phćc t¿p cąa đáa hình đáy, tÿ đó xác đánh các yêu cÅu liên quan đÃn đá chính xác cąa viác xác đánh tãa

đá và đá sâu, yêu cÅu vÅ đá bao phą tái thiÇu cąa mặt đáy, cũng nh° các yêu cÅu vÅ ph°¢ng pháp và thiÃt bá đo Trong quá trình này, cũng quan trãng là xác đánh trình đá chuyên môn và năng ląc tái thiÇu mà thąy đ¿c viên cÅn phÁi đáp ćng đÇ thąc hián công viác mát cách hiáu quÁ

Căn cć vào yêu cÅu nhiám vă và kỹ thuÁt cho ho¿t đáng cąa ph°¢ng tián, trang thiÃt bá kỹ thuÁt cąa HÁi quân, căn cć vào kÃt quÁ đo đ¿c, khÁo sát thąc đáa phân chia bÁn đß sā dăng cho tàu ngÅm thành 3 mćc nh° sau: BÁn đß khu vąc nằm đáy; BÁn đß khu vąc huÃn luyán, khu vąc đāi c¢; BÁn đß hành trình, tác chiÃn Vãi mßi lo¿i bÁn đß, tùy thuác vào măc tiêu sā dăng mà chia thành 3 mćc đó là mćc 1, mćc 2 và mćc 3 [17]

1.3.2 Yêu cÅu đái vãi dă liáu hÁi văn

Hián nay, ch°a có quy đánh kỹ thuÁt trong n°ãc vÅ đá chính xác cąa các yÃu tá hÁi văn đÃn d¿n đ°ång cho tàu ngÅm, vì vÁy, luÁn án sÁ căn cć vào các yêu cÅu đá chính xác cąa các yÃu tá hÁi văn cho các công tác khÁo sát biÇn thąc tà cąa đ¢n vá đÇ tÿ đó sÁ tính

ra yêu cÅu kỹ thuÁt vÅ các yÃu tá hÁi văn cho d¿n đ°ång cho tàu ngÅm nh° bÁng 1.1:

BÁng 1 1 Yêu cầu kỹ thuật trong điều tra, khÁo sát hÁi văn, môi trường biển và lấy mẫu

ch ất đáy

H ¿ng māc

KSĐĐ

Yêu c Áu kỹ thuÁt

ĐiÅu tra, khÁo sát

hÁi văn

Áp suÃt Không lãn h¢n 600 bar ± 0,01 mBar VÁn tác dòng chÁy Tÿ 0 cm/s đÃn 200 cm/s ± 2 cm/s H°ãng dòng chÁy Tÿ 00 đÃn 3600 ± 20Thąy triÅu Tÿ 0,0 m đÃn 4,5 m ± 2 cm

Đá cao sóng Tÿ 0 m đÃn 20 m ± 0,1 m H°ãng sóng Tÿ 00 đÃn 3600 ± 20

ĐiÅu tra, khÁo sát

H ¿ng māc

KSĐĐ

Yêu c Áu kỹ thuÁt

LÃy m¿u bằng áng phóng trãng ląc Không lãn h¢n 200 m Đái vãi công tác d¿n đ°ång cho tÅu ngÅm, yêu cÅu đá chính xác cho đánh vá hoàn toàn khác (do tàu di chuyÇn d°ãi mặt n°ãc), cho nên yêu cÅu đá chính xác đánh vá sÁ tùy thuác vào ph°¢ng pháp d¿n đ°ång (khoÁng 180m/h đái vãi ph°¢ng pháp d¿n đ°ång bằng quán tính và khoÁng tÿ 1-10m đái vãi d¿n đ°ång bằng thąy âm) Do đó, chß tiêu

kỹ thuÁt các yÃu tá hÁi văn phăc vă d¿n đ°ång cho tÅu ngÅm sÁ khác h¢n rÃt nhiÅu so

vãi các chß tiêu hÁi văn phăc vă khÁo sát biÇn

Các yÃu tá hÁi văn tác đáng đÃn công tác đánh vá và d¿n đ°ång cho tàu ngÅm gßm

có các yÃu tá:

- Các yÃu tá nhiát đá, đá muái và đá sâu Ánh h°çng đÃn vÁn tác âm;

- Đáa hình đáy biÇn ( mô hình sá đáa hình 3D);

- Các yÃu tá dòng chÁy ( mô hình sá tr°ång dòng chÁy);

- Các yÃu tá tÿ tr°ång và dá th°ång tÿ (mô hình tr°ång tÿ tr°ång);

- Các yÃu tá vÅ vùng tái âm ( mô hình vùng tái âm);

Ngoài ra, còn mát sá yÃu tá khác, song nó Ánh h°çng rÃt nhß nên không đÅ cÁp đÃn Trong sá 5 ngußn hÁi văn Ánh h°çng chính nh° trên đây, ngußn do nhiát đá, đá muái và đá sâu (áp suÃt), chúng ta có thÇ °ãc tính đá chính xác cąa công tác đo đ¿c các yÃu tá đó đÇ lo¿i trÿ Ánh h°çng cąa các yÃu tá này Các ngußn hÁi văn còn l¿i (đáa hình, dòng chÁy, tÿ tr°ång và vùng tái), chúng ta không thÇ lo¿i trÿ trong khi đo, song có thÇ tính đ°āc Ánh h°çng cąa nó và đ°a ra giÁi pháp tránh đ°āc Ánh h°çng cąa chúng

Trong luÁn án <Nghiên cću xác đánh các yêu cÅu kỹ thuÁt đái vãi dă liáu trÃc đáa, hÁi văn bÁo đÁm đánh vá d¿n đ°ång cho tàu ngÅm trong vùng biÇn Viát Nam= cąa tiÃn sĩ Kh°¢ng Văn Long đã °ãc tính đ°āc các tham sá vÅ sai sá h°ãng đi, khoÁng cách, vÁn tác, thåi gian

- Đái vãi d¿n đ°ång theo ph°¢ng pháp quán tính, yêu cÅu công tác d¿n h°ãng và xác đánh khoÁng cách phÁi đ¿t tiêu chuẩn sau [17]:

Sai sá trung ph°¢ng cąa h°ãng đi: Mht f ±6,8’ (1.1) Sai sá trung ph°¢ng vãi khoÁng cách 1km: MS(t;t+1) f ±109 m (1.2)

- Đái vãi d¿n đ°ång bằng ph°¢ng pháp thąy âm, yêu cÅu đá chính xác xác đánh thåi gian và vÁn tác phÁi đ¿t [17]:

Sai sá trung ph°¢ng cąa thåi gian: Mt f 0,0034 s (1.3) Sai sá trung ph°¢ng cąa vÁn tác: MV f 2,57 m/s (1.4) Nh° vÁy, các yÃu tá nhiát đá, đá muái và áp suÃt không Ánh h°çng trąc tiÃp đÃn công tác d¿n đ°ång bằng đánh vá quán tính; song nó có Ánh h°çng rÃt đáng kÇ đÃn đánh

vá thąy âm, bçi vì đánh vá thąy âm sÁ liên quan trąc tiÃp đÃn vÁn tác âm

Do đó, nghiên cću sinh chß °ãc tính đá chính xác cąa viác đo nhiát đá, đá muái

ở đây, nhiệt độ T( o C), độ muối S (‰), độ sâu D(m) và tốc độ âm c(m/s)

Ph°¢ng trình trên áp dăng vãi 0oC f T f 35oC; 00 f S f 450 và 0m f D f 1000m Vi phân công thćc trên theo các đái sá là nhiát đá, đá muái và đô sâu ta đ°āc:

ChuyÇn sang sai sá trung ph°¢ng sÁ đ°āc:

m2c = (4,6)2m2T + (0,11T)2m2T+(1,34)2m2S +(0,017)2m2D (1.7) NÃu chãn T= Ttb= 250, khi đó sÁ có:

m2c = 21,16 m2T + 7,56 m2T+ 1,80 m2S + 0,0003 m2D (1.8) NÃu D tính theo đ¢n vá 100m thì:

m2c = 28,72 m2T + 1,80 m2S + 0,03 m2D (1.9) NÃu chãn t°¢ng quan 3 ngußn Ánh h°çng trên nh° nh° nhau, ta có:

m2c = (28,72 + 1,80 + 0,03) m2D = 30,55 m2D (1.10) Suy ra:

BÁng 1 2 Yêu cầu kỹ thuật yếu tố hÁi văn với phương pháp định vị thÿy âm

1 Xā lý dă liáu cÅn

đ°āc cÁp nhÁt

Dă liáu đo đ¿c các yÃu tá hÁi d°¢ng đ°āc kiÇm tra, xā

lý và lo¿i bß các sai sá bằng các phÅn mÅm nh° Datalog Express, Microsoft Excel, & XuÃt các táp dă liáu theo đánh d¿ng *.csv và cÁp nhÁt vào há tháng c¢ sç dă liáu trên máy chą

2 Đánh giá sai sá

Đái vãi các file dă liáu đã đ°āc xā lý; tr°ãc khi cÁp nhÁt đÅu đ°āc đái chiÃu vãi CSDL gác có vá trí và thåi điÇm gÅn trùng nhÃt vãi file dă liáu cÁp nhÁt t°¢ng ćng đÇ tiÃn hành đánh giá theo giá trá sai sá trung ph°¢ng các tr¿m đo Sai sá trung ph°¢ng lãn nhÃt cąa các yÃu tá vÁn tác âm, nhiát đá và đá muái t¿i các tr¿m đo so vãi CSDL nh° sau:

TT CH à TIÊU YÊU C ÀU

1.4 Tình hình nghiên c ąu, xây dāng mô hình 3D đßa hình đáy biÃn trên th¿ gißi

Chą đÅ xây dąng mô hình 3D đáa hình đáy biÇn đ°āc các tác giÁ tiÃn hành nghiên

cću vãi nhiÅu h°ãng khác nhau Tác giÁ [72] đã giãi thiáu táng quát vÅ công nghá thu nhÁn dă liáu, mát sá quy °ãc quác tà cũng nh° công nghá sā dăng đÇ xây dąng và hiÇn thá bÁn đß đáa hình đáy biÇn

Nh°āc điÇm cąa ph°¢ng pháp đo sâu hßi âm đ¢n tia đó là giãi h¿n vÅ đá sâu, đá phân giÁi không gian không cao & d¿n đÃn đá chính xác cąa mô hình nhÁn đ°āc khi xây dąng dąa trên dă liáu lo¿i này thÃp Tác giÁ [43] đã nghiên cću các ph°¢ng pháp nái suy đÇ xây dąng mô hình 3D tÿ dă liáu đo sâu đ¢n tia Trong nghiên cću này, đã sā dăng 15 thuÁt toán nái suy khác nhau Quá trình thąc nghiám đ°āc tiÃn hành trên c¢ sç

sā dăng ArcGIS 10.3 và phÅn mç ráng Geostatistical Analyst cąa ESRI KÃt quÁ thąc nghiám cho thÃy hàm c¢ sç xuyên tâm và kriging chćng tß là ph°¢ng pháp nái suy tát nhÃt cho tÁp dă liáu đ°āc xem xét Seda Karadeniz Kartal và cáng są [69] đã phát triÇn cÃu hình cąa ph°¢ng tián nái đÇ thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn sā dăng ph°¢ng pháp đo sâu đ¢n tia vãi chi phí thÃp Trong nghiên cću này, các góc dác d°ãi đáy biÇn

là thông tin có hiáu quÁ trong viác thay đái dă liáu đá sâu, đã đ°āc °ãc tính và hiáu chßnh liên quan đÃn các góc °ãc tính trong mát khu vąc đ°āc lÁp bÁn đß că thÇ đÇ lÁp bÁn đß d°ãi n°ãc chính xác h¢n KÃt quÁ thąc nghiám cho thÃy, bÁn đß đáa hình đáy biÇn đã lÁp đ°āc có đá chính xác cao h¢n so vãi đo sâu đ¢n tia truyÅn tháng tr°ãc đó

ThiÃt bá thąy âm quét s°ån đa tia vãi °u điÇm là cung cÃp dă liáu cho phép đánh

vá rõ ràng và hiÇn thá hình Ánh 3D cąa các măc tiêu khác nhau bao gßm cÁ xác tàu, mìn

và các vÁt thÇ chìm d°ãi n°ãc khác Các tác giÁ [36] đã nghiên cću giÁi pháp xā lý dă liáu thu nhÁn đ°āc tÿ thiÃt bá thąy âm quét s°ån đa tia đÇ tái t¿o hình Ánh 3D đáa hình đáy biÇn Nghiên cću này đã đÅ xuÃt hai ph°¢ng pháp tiÃp cÁn mãi bao gßm: (1) Sā dăng các mô hình tán x¿ ng°āc chính xác h¢n, bao gßm są khác biát vÅ dÃu hiáu cąa mát sá lo¿i đái t°āng và (2) dąa trên đánh nghĩa và nghiên cću mát sá mô tÁ đánh l°āng cąa các đặc điÇm hình hãc dą kiÃn sÁ đ°āc tìm thÃy trong hình Ánh cąa các vÁt thÇ căc

bá có ngußn gác nhân t¿o Các kÃt quÁ thąc nghiám đã chćng tß tính °u viát cąa các thuÁt toán mà tác giÁ đã đÅ xuÃt

Trên c¢ sç dă liáu đo sâu đa tia, các tác giÁ [74] đã đÅ xuÃt ph°¢ng pháp thành lÁp đáa hình đáy biÇn bằng hình thái đáa hình và nhÁn d¿ng m¿u ĐÅu tiên, thuÁt toán biÃn đái sóng råi r¿c hai chiÅu (DWT) và ng°ÿng tą thích ćng đ°āc áp dăng đÇ trích xuÃt các điÇm đặc tr°ng đáa hình đáy biÇn tÿ DDM Sau đó, ph°¢ng pháp lÁp bÁn đß và phân lo¿i phÅn tā đáa hình tą thích ćng đ°āc triÇn khai dąa trên nhÁn d¿ng m¿u Ph°¢ng pháp này đ°āc áp dăng trên dă liáu đo đá sâu đa tia đ°āc thu thÁp ç giăa BiÇn Đông và

tą đáng t¿o ra bÁn đß phân lo¿i đáy biÇn vãi đá chính xác táng thÇ là 98,3% và Kappa

là 97,6%

Các tác giÁ [79] đã nghiên cću sâu vÅ xā lý tín hiáu đián tÿ thu nhÁn đ°āc cąa các thiÃt bá đo sâu vãi ph°¢ng pháp mô hình hóa phÅn tā hău h¿n thích ćng Trong

nhăng thÁp kỷ qua, ph°¢ng pháp CSEM biÇn đã đóng mát vai trò quan trãng trong viác nghiên cću cÃu trúc đián cąa lãp phą trên và lãp vß đ¿i d°¢ng Ph°¢ng pháp CSEM biÇn cũng đã đ°āc chćng minh là có hiáu quÁ trong viác mô tÁ đặc điÇm hydrat dÅu và khí trong trÅm tích nông sā dăng tÅn sá cao (> 10 Hz) và ph¿m vi ngÃn Dă liáu CSEM biÇn bá Ánh h°çng m¿nh bçi phép đo đá sâu cÅn đ°āc mô phßng chính xác đÇ tránh hiÇu sai các bá dă liáu CSEM biÇn Do đó, viác cÁi thián đá chính xác cąa các công că giÁi thích cho bá dă liáu CSEM hàng hÁi là rÃt quan trãng [79] Nhóm nghiên cću đã triÇn khai thuÁt toán sàng lãc l°ãi thích ćng theo công că °ãc tính lßi hÁu nghiám dąa trên toán tā phăc hßi đá dác cąa đián thà EM thć cÃp ĐÇ tăng chÃt l°āng cąa l°ãi t¿i các vá trí máy thu, các phÅn tā chća vá trí máy thu bá h¿n chà bằng cách gán cho chúng mát khái l°āng tái đa cho l°ãi ban đÅu L°ãi tć dián không có cÃu trúc đ°āc sā dăng trong ph°¢ng pháp mà các tác giÁ đÅ xuÃt có thÇ cung cÃp mô tÁ chính xác vÅ các cÃu trúc phćc t¿p nh° các lãp nhúng và đáa hình gß ghÅ không đ°āc trang

bá chính xác bằng l°ãi có cÃu trúc Mô hình đo đá sâu cho thÃy thuÁt toán rÃt phù hāp

đÇ xā lý đáa hình đáy biÇn phćc t¿p, cÅn đ°āc mô phßng chính xác đÇ tránh hiÇu sai

vÅ bá dă liáu CSEM biÇn

Sā dăng mô hình DEM đáa hình đáy biÇn, các tác giÁ [58] đã xây dąng mô hình 3D hình thái đáa hình cąa BÃc Băng D°¢ng Trong nghiên cću này, các tác giÁ đã phát triÇn mát há tháng cho phép cung cÃp khÁ năng l°u tră DEM lãn cho đáy đ¿i d°¢ng; d¿n xuÃt các mô hình hình thái hãc tÿ DEM; trąc quan hóa đa chiÅu 3D t°¢ng tác cąa các mô hình thu đ°āc; và truy cÁp mißn phí thông tin này qua Internet, vãi khÁ năng hiÇn thá trąc tuyÃn thåi gian thąc 3D Đây là mát công că thông tin trąc tuyÃn t°¢ng tác mãi đ°āc t¿o ra đÇ hß trā các nghiên cću thąy văn, đáa m¿o biÇn, đáa chÃt, đáa vÁt lý và đ¿i d°¢ng hãc cąa Vùng BÃc Cąc, đặc biát là đÇ xác đánh giãi h¿n bên ngoài cąa thÅm lăc đáa Nga ç BÃc Cąc

Đái vãi các vùng n°ãc nông, vùng n°ãc có đá đăc thÃp thì sā dăng Ánh vißn thám đÇ xác đánh đá sâu có ý nghĩa lãn vì đây là lo¿i dă liáu đ°āc thu nhÁn trên ph¿m

vi ráng và sẵn có Các tác giÁ [70] đã phát triÇn và thā nghiám mát ph°¢ng pháp tą đáng tính chu kỳ sóng đái vãi sóng tr°¢ng nç trong Ánh SAR đÇ xác đánh đá sâu KÃt quÁ

thąc nghiám cho thÃy, sā dăng dă liáu chu kỳ sóng cąc đ¿i thu đ°āc bçi vá tinh TerraSAR-X là 11,3 giây rÃt phù hāp vãi dă liáu đo sâu trąc tiÃp cho khu vąc thąc nghiám t¿i quÅn đÁo Channel Các tác giÁ [34] đã đánh giá công nghá hián có và lách sā cąa viác lÁp bÁn đß đá sâu và hß s¢ đá sâu LiDAR d°ãi n°ãc đÇ xác đánh các c¢ hái tiÅm năng cho są phát triÇn trong t°¢ng lai Tác giÁ [53] đã sā dăng dă liáu cąa vá tinh WorldView-2 và dă liáu thu đ°āc cąa UAV trong cùng thåi điÇm đÇ đánh giá vÅ khÁ năng cũng nh° đá chính xác cąa dă liáu thu đ°āc tÿ UAV đÇ thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn Khu vąc nghiên cću có dián tích khoÁng 0,5 km2 và nằm ç Tuscany (Ý) KÃt quÁ thąc nghiám cho thÃy, đá sâu thu đ°āc tÿ UAV cho phép đ¿t đ°āc đá chính xác khoÁng 20 cm khi lÁp bÁn đß đá sâu ç vùng n°ãc nông, giÁm thiÇu chi phí vÁn hành và mang l¿i khÁ năng lÁp trình ho¿t đáng khÁo sát giám sát ven biÇn

Tác giÁ [48] đã công bá nghiên cću vÅ ph°¢ng pháp đo đá sâu hoàn toàn mãi đã bÃt đÅu vãi viác sā dăng Máy đo tiÃng vang Multibeam (MB) và phÅn mÅm thąy văn

hián đ¿i Các công că phÅn mÅm đÇ xā lý và phân tích đá sâu và gÅn đây là mô tÁ đặc điÇm đáy biÇn tÿ tán x¿ ng°āc đÅu có sẵn trong phÅn lãn các há tháng sonar hián đ¿i Bên c¿nh dă liáu đo đá sâu và sóng siêu âm, MB hián đ¿i có thÇ t¿o ra hình Ánh cát n°ãc Nhăng công nghá thąy văn này mang l¿i khÁ năng đ¿t đ°āc đáa hình đáy biÇn ç mćc đá cao

Mát nghiên cću hoàn toàn khác vÅ lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn sā dăng ph°¢ng pháp đáa chÃt-trãng ląc thích ćng đã đ°āc trình bày trong [68] Mát d¿ng l°ãi thích ćng cąa ph°¢ng pháp trãng ląc-đáa chÃt, đ°āc gãi là Ph°¢ng pháp đáa chÃt-trãng ląc cÁi tiÃn (iGGM), đã đ°āc triÇn khai trên các dá th°ång trãng ląc trong không khí tą do và đá sâu tàu thuyÅn đÇ thu đ°āc mô hình đá sâu 1′ × 1′ cÁi tiÃn cąa Vánh Guinea ( 15°T–5°Đ, 4°N–4°B) Đá t°¢ng phÁn mÁt đá tái °u 8000 kg/m3 đã đ°āc sā dăng cho toàn bá khu vąc Mô hình iGGM đ°āc so sánh tát vãi các mô hình NGDC, ETOPO1 và SIO; vãi đá lách chuẩn và há sá t°¢ng quan chênh lách lÅn l°āt là 180,20 m, 0,9248, 184,34 m, 0,9551 và 179,84 m, 0,8886 KÃt quÁ cho thÃy, so vãi các khu vąc miÅn núi, đá chính xác đÁo ng°āc cao h¢n (đá lách chuẩn cąa chênh lách thā nghiám nhß h¢n 50 m) có thÇ đ¿t đ°āc ç vùng trũng sā dăng đá sâu tàu ít h¢n Vãi 75% đá sâu tàu đ°āc sā dăng cho

toàn bá mô hình, đá lách chuẩn cąa chênh lách giăa iGGM và đá sâu tàu t¿i các điÇm thā nghiám là 184,74 m Tác giÁ [65] đã sā dăng phép lãc Kalman mç ráng (EKF) đÇ thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn sā dăng dă liáu trãng ląc mà không cÅn đÃn thông tin điÅu h°ãng tàu Trong nghiên cću cąa mình, các tác giÁ đã tích hāp các toán tā Newton phi tuyÃn tính vãi khoÁng cách h°ãng tâm và góc (và các đ¿o hàm bÁc thÃp cąa nó) cho phép quá trình °ãc tính tăng tác và chß cÅn mát vài lÅn lặp, thay vì tính táng chußi đa thćc Legendre hoặc sā dăng phân tách 2D-FFT giÁm nhißu Cách tiÃp cÁn này

có thÇ nâng cao kiÃn thćc vÅ đáa hình đáy biÇn ç nhăng khu vąc có ít hoặc không có dă liáu đo sâu hßi âm trąc tiÃp

Đo đ¿c thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn là mát công viác tán kém cÁ vÅ thåi gian và kinh tÃ, đôi khi không thÇ thąc hián hÃt đ°āc trên mát ph¿m vi ráng lãn Tác giÁ [63] đã thành lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn dąa trên các sÁn phẩm đã có ĐÅu tiên, các tác giÁ tiÃn hành phân tích tính đßng nhÃt cąa đáa hình đáy biÇn trên các mô hình và tính

trãng sá cho dă liáu cąa tÿng mô hình că thÇ KÃt quÁ dă liáu đá sâu sau đó đ°āc làm mán đÇ đ°āc mô hình đáa hình đáy biÇn cuái cùng vãi đá chính xác 99,6 m Đá chính xác cąa mô hình nhÁn đ°āc đ°āc cÁi thián cao nhÃt lên tãi 40% so vãi mô hình nguyên thąy đ°āc sā dăng ban đÅu

Các tác giÁ [63] đã dąa vào công nghá phân chia mćc đá thông tin (LOD) đÇ mô phßng 3D đáa hình đáy biÇn Các ph°¢ng pháp mô phßng 3D thông th°ång tr°ãc đó đòi hßi rÃt nhiÅu tài nguyên máy tính khi phân tích trąc quan DEM bên c¿nh mát sá nh°āc điÇm khác Nghiên cću này đÅ xuÃt mát thuÁt toán phân chia đáa hình hiáu quÁ dąa trên OpenGL và Visual C++ Há tháng mô phßng 3D đ°āc phát triÇn dąa trên công nghá LOD phă thuác vào chà đá xem, kÃt hāp vãi quÁn lý dă liáu hiáu quÁ Há tháng này hián thąc hóa các cÁnh chuyÇn vùng theo thåi gian thąc và phân tích không gian t°¢ng tác cąa đáa hình đáy biÇn ráng lãn, đßng thåi cung cÃp nÅn tÁng hiáu quÁ đÇ lÁp bÁn đß đáa hình đ¿i d°¢ng và hiÇn thá ba chiÅu đáa hình đáy biÇn H¢n năa, hiáu quÁ lÁp bÁn đß đáa hình đáy biÇn và viác sā dăng dă liáu DEM đÅu đ°āc cÁi thián

Tianyun Su [40] và nhiÅu ng°åi khác đã nghiên cću nÅn tÁng mô hình hóa và hiÇn thá 3D cho đáy biÇn KÃt quÁ cąa nghiên cću này đó là xây dąng đ°āc mát 'thà giãi

Áo' cąa đáy biÇn trong thà giãi thąc đÇ phân tích trąc quan ĐÇ hiÇn thá kÃt quÁ nghiên cću trên, hai ćng dăng tiên tiÃn trên website explorer và đián tho¿i thông minh đã đ°āc xây dąng và đã chćng minh đ°āc tính hiáu quÁ cąa kÃt quÁ nghiên cću Các tác giÁ [40]

đã nghiên cću thiÃt kà và triÇn khai công că hiÇn thá thąc tà Áo 3D đ¿i d°¢ng KÃt quÁ cąa nghiên cću này đã xây dąng đ°āc công că trąc quan và thąc tà Áo 3D có tên VV-Ocean bao gßm năm mô-đun, đó là mô-đun quÁn lý bá nhã, mô-đun quÁn lý tài nguyên, mô-đun quÁn lý cÁnh, mô-đun quÁn lý quy trình kÃt xuÃt và mô-đun quÁn lý t°¢ng tác Tác giÁ [38] đã sā dăng hình Ánh thu nhÁn đ°āc tÿ BioCam đÇ trąc quan hóa đáa hình đáy biÇn BioCam là mát há tháng hình Ánh ba chiÅu (3D) đá cao sā dăng mát cặp âm thanh nái cąa máy Ánh bán d¿n oxit kim lo¿i bá sung (sCMOS) khoa hãc có dÁi đáng cao, mßi máy có đá phân giÁi 2.560 × 2.160 pixel KhoÁng cách lãn giăa các ngußn chiÃu sáng này và camera đÁm bÁo hình Ánh chÃt l°āng cao và dă liáu đo đá sâu có đá phân giÁi cao có thÇ đ°āc thu thÁp tÿ đá cao măc tiêu tÿ 6 m đÃn 10 m Mặc dù viác tái

t¿o 3D rÃt hău ích cho viác nghiên cću thông tin chi tiÃt vÅ đáy biÇn nh°ng viác khám phá chúng vÿa tán thåi gian vÿa mang tính chą quan ĐÇ giúp lÁp kà ho¿ch thu thÁp dă liáu hiáu quÁ h¢n trong các chuyÃn thám hiÇm nghiên cću, viác có thÇ nhanh chóng hiÇu đ°āc các tÁp dă liáu hình Ánh tham chiÃu đáa lý lãn trong các khung thåi gian liên quan đÃn chuyÃn thám hiÇm là rÃt có giá trá Các tác giÁ đã phát triÇn các ph°¢ng pháp hãc máy không giám sát theo h°ãng vá trí có thÇ tą đáng tìm hiÇu các tính năng mô tÁ hình Ánh tát nhÃt trong tÁp dă liáu tham chiÃu đáa lý mà không cÅn bÃt kỳ thông tin đÅu vào nào cąa con ng°åi đÇ giÁi thích [38]

Trong vài thÁp kỷ qua, các ph°¢ng tián d°ãi n°ãc ho¿t đáng tÿ xa (ROV) đã đ°āc sā dăng nh° mát công că hiáu quÁ cho ho¿t đáng thăm dò sinh hãc biÇn Nó cho phép ng°åi điÅu khiÇn trên mặt đÃt khám phá và thu thÁp các m¿u mong muán trong môi tr°ång biÇn sâu bằng cách sā dăng các ph°¢ng tián d°ãi n°ãc đ°āc điÅu khiÇn tÿ

xa Bên c¿nh ho¿t đáng thăm dò sinh hãc biÇn, ROV đã đ°āc sā dăng và có nhăng đóng góp đáng kÇ trong các ćng dăng ráng lãn d°ãi n°ãc nh° phát triÇn dÅu khí, thăm dò khoáng sÁn, thu thÁp dă liáu d°ãi n°ãc và các nhiám vă tìm kiÃm cću n¿n [80] Youngeun Song và cáng są [80] đã đÅ xuÃt thuÁt toán tái t¿o 3D đÇ t¿o điÅu kián hiÇn