NGHIÊN CỨU CÁC MÔ HÌNH VẬT LÍ VÀ ỨNG DỤNG HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN TRONG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM ĐẤT

B GIÁO D C VÀ ÀO T O VI N HÀN LÂM KHOA H C VÀ CÔNG NGH VI T NAM VI N V T LÝ Võ Th Lan Anh NGHIÊN C U CÁC MÔ HÌNH V T LÝ VÀ PH NG D NG H K SIÊU CAO T N TRONG NGHIÊN C U XÁC M T Chuyên ngành: Quang h c Mã s : 62 44 01 09 TÓM T T LU N ÁN TI N S V T LÝ Hà N i, 2015 NH Công trình đ c hoàn thành t i: Trung tâm V t lý Quang L ng T , Vi n V t Lý, Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam Ng ih ng d n khoa h c: PGS.TS Doãn Minh Chung, Vi n Công ngh v tr Ph n bi n 1: TS L i Anh Khôi, Vi n Công ngh v tr Ph n bi n 2: PGS.TS Nguy n Tr ng Xuân, i h c M đ a ch t Ph n bi n 3: TS Lê Qu c H ng, C c Vi n thám qu c gia Lu n án đ c b o v tr c h i đ ng c p Vi n ch m lu n án ti n s h p t i Vi n V t lý – Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam, vào h i …… ngày … tháng… n m……… Có th tìm hi u t i: - Th vi n Qu c gia Vi t Nam; - Trung tâm Thông tin t li u Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam M U Xu t x c a đ tài lu n án t thu t ng chung v t ch t n m b m t Trái đ t, có kh n ng h tr s sinh tr ng c a th c v t ph c v nh m t môi tr ng sinh s ng c a d ng đ ng v t t vi sinh v t t i loài đ ng v t V.V Dokuchaev, nhà khoa h c ng khoa h c đ t cho r ng “ i Nga tiên phong l nh v c t nh m t th c th t nhiên có ngu n g c l ch s phát tri n riêng, th c th v i nh ng trình ph c t p đa d ng di n tđ c coi khác bi t v i đá tr thành đ t d i nh h ng c a m t lo t y u t t o thành đ t nh khí h u, c , khu v c, đ a hình tu i Theo đó, đ t có th đ c g i t ng nh t c a đá không ph thu c vào d ng, chúng b thay đ i m t cách t nhiên b i tác đ ng ph bi n c a n c, không khí m t lo t d ng hình c a sinh v t s ng hay ch t t có vai trò vô quan tr ng cho m i lo i hình s s ng Trái đ t h tr s sinh tr ng c a th c v t, đ ng th i loài th c v t l i cung c p oxy h p th dioxit cacbon cho đ t [57 ] V thành ph n c a đ t, lo i đ t đ c phân lo i dao đ ng m t kho ng r ng v thành ph n c u trúc theo t ng khu v c Các lo i đ t đ c hình thành thông qua trình phong hoá c a lo i đá s phân h y c a ch t h u c ó trình tác đ ng c a gió, m a, b ng t, ánh n ng ti n trình sinh h c lo i đá theo th i gian, tác đ ng làm đá v v n thành h t nh Các thành ph n khoáng ch t ch t h u c xác đ nh c u trúc thu c tính khác c a lo i đ t Trong thiên nhiên, đ m đ t có vai trò quan tr ng trì s s ng c a loài sinh v t Trái đ t, t t o ngu n l ng i M t khác, đ n ng l ng gi a đ t không khí, nh h tr m đ t tham s đ c tr ng cho trình trao đ i ng 1    ng th c th c ph m cho ng tr c ti p đ n sinh thái môi Thông tin v đ t m đ t r t quan tr ng nhi u l nh v c nh khí ng, th y v n, nông - lâm nghi p, liên quan đ n v n đ an ninh l ng th c s bi n đ i c a ti u vùng khí h u [9, 12-13, 68] Do đ c tính bi n đ i nhanh v không gian th i gian, vi c xác đ nh xác đ nay, đ m đ t di n r ng r t khó [25, 36, 68] mđ tđ c đo giám sát ch y u b ng ph Vi t Nam hi n ng pháp truy n th ng (khoan s y), tr m quan tr c, cho k t qu xác nh ng mang tính c c b , thông tin bao quát di n r ng, h n ch vi c qu n lý tài nguyên đ t n c t c p t nh tr lên [7, 11,14] V i s phát tri n v t b c c a công ngh v tr , ph siêu cao t n (tích c c th đ ng) đ sát đ ng pháp vi n thám c ng d ng nghiên c u, giám m đ t, mang l i hi u qu v kinh t - xã h i, kh c ph c đ c nh c m nêu trên, đ c bi t đ c tính bao quát vùng r ng l n khó ti p c n [1920, 30, 41, 48, 60] Nguyên t c c b n c a ph cao t n nghiên c u đ m đ t thu nh n n ng l x t m t đ t - v n mang thông tin v s t v i m t đ t, t xác đ nh đ ng pháp vi n thám siêu cđ ng ph n x , phát ng tác gi a n ng l ng phát x m đ t Mô hình v t lý th c ch t t h p m t s công th c mô t quan h , quy lu t v t lý gi a đ i l ng, thông s c a v t ch t Các m i quan h ng đa bi n, t c ph thu c vào nhi u u ki n khác nhau, v y th chúng th ng Mô hình v t lý bán th c nghi m Nh n th y vai trò quan tr ng c a đ nhiên môi tr m đ t đ i v i tài nguyên thiên ng, s quan tâm nghiên c u c a nhà khoa h c, c a c quan nghiên c u qu n lý, ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng ch a đ c nghiên c u m t cách b n h th ng Vi t Nam, đ tài lu n án “Nghiên c u mô hình v t lý ng d ng h ph k siêu cao t n nghiên c u xác đ nh đ ng d ng thành t u m i c a ph nghiên c u đ m đ t, t ng b m đ t” đ ng pháp vi n thám siêu cao t n th đ ng c h i nh p qu c t chu n hoá 2    c đ t nh m nghiên c u, ki m ch ng d li u v tinh đo đ c, giám sát đ m đ t toàn c u, góp ph n gi m thi u thi t h i bi n đ i khí h u gây M c tiêu nhi m v nghiên c u a M c tiêu: M c tiêu c a lu n án nghiên c u ph đ ng xác đ nh đ ng pháp vi n thám siêu cao t n th m đ t thông qua phép đo c a ph k siêu cao t n b Nhi m v nghiên c u: th c hi n đ đ c m c tiêu nêu trên, nh ng n i dung nghiên c u sau c n c th c hi n: - T ng quan v đ - T ng quan v đ m đ t ph ng pháp nghiên c u; ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng nghiên c u m đ t; - Nghiên c u, xây d ng mô hình v t lý bán th c nghi m v đ m đ t; - Thi t l p quy trình th c nghi m đo nhi t đ phát x c a m t đ t b ng ph k siêu cao t n nh m cung c p d li u đ u vào cho mô hình; - L p ch ng trình tính toán đ m đ t d a mô hình v t lý bán th c nghi m d li u đ u vào Ph ng pháp nghiên c u Lu n án th c hi n nhi m v nghiên c u, lu n án s d ng ph ng pháp nghiên c u nh sau: - Ph ng pháp t ng h p phân tích lý thuy t v mô hình v t lý nghiên c u đ - Ph m đ t ng pháp th c nghi m s d ng ph k siêu cao t n đo nhi t đ phát x c a m t đ t nh m cung c p d li u th c nghi m cho mô hình v t lý tính toán đ - Ph m đ t ng pháp tính toán đ m đ t theo mô hình s d ng ph n m m Excels Các lu n m b o v Lu n m b o v th nh t: Tích h p mô hình Fresnel mô hình WangSchumugge n n t ng c b n cho phép s d ng s li u đo nhi t đ phát x 3    b ng ph k SCT đ xác đ nh đ m đ t m t cách bán th c nghi m Lu n m b o v th hai: Quy trình đo nhi t đ phát x b ng ph k SCT thu t toán h i quy đ m đ t cho phép xác đ nh đ m đ t di n r ng, ph c v ng d ng nông nghi p óng góp khoa h c m i c a lu n án Trên c s nghiên c u, xây d ng mô hình v t lý bán th c nghi m v đ m đ t, lu n án thi t l p đ c quy trình chu n đ đo nhi t đ phát x c a m t đ t b ng ph k siêu cao t n, nh m cung c p d li u th c nghi m cho mô hình v t lý, t xây d ng ch Vi t Nam, đ tiên mđ tđ th c nghi m b ng ph CH ng trình tính toán đ m đ t ây l n đ u c nghiên c u m t cách b n c v lý thuy t ng pháp vi n thám siêu cao t n th đ ng NG I T NG QUAN V M T VÀ CÁC PH NG PHÁP NGHIÊN C U 1.1 T ng quan v tính ch t v t lý c b n c a đ t đ c tr ng cho tính ch t v t lý hàm l c đ t, nghiên ng n c u đ a m t s thông s v t lý c a đ t nh sau: - Dung tr ng c a đ t, T tr ng c a đ t, tr n x p c a đ t, m c c đ i c a đ t s c ch a m t i đa, H ng s n c, Tr l ng c đ t 1.2 Các ph ng pháp nghiên c u đ 1.2.1 Các ph T tr a/ Ph m đ t ng pháp đo truy n th ng c đ n nay, th gi i có nhi u ph th k đ n m t vài ph ng pháp đo đ b/ Ph ng pháp Kachinski: M c đích c a ph ng pháp tính toán đ m đ t toàn ph n đ ng pháp tính l cđ tr ng l ng n c hút m đ t m đ t toàn ph n c tính b ng mm c t n c theo công th c sau: Wmm = Wt * d * h * 10 / 100 = Wt * d * h */10 đó: Wmm : đ m đ t, có ng pháp ph bi n nh sau: m đ t t ng u ki n nh t đ nh, t tính đ   m khô héo, m đ t toàn ph n, tính b ng mm; Wt : đ ng, d: dung tr ng (g/cm ); h : đ dày t ng đ t (cm) 4  (1.5) m đ t, tính b ng % ng pháp tính toán đ c/ Ph mà tr ng có th hút đ đa đ m héo: đó: Wtp - đ 1.2.2 Các ph m h u hi u c a đ t, gi i h n đ cn c, đ mđ t c xác đ nh b ng hi u s gi a đ Whh = Wtp - WWkhoheo mt i (1.6) m toàn ph n (mm, %); Wkhoheo - m khô héo (mm,%); ng pháp vi n thám a/ Vi n thám tích c c, nguyên t c ho t đ ng liên quan đ n trình truy n sóng n t t ngu n phát t i đ i t qua t ng tác v i đ i t n t mà n ng l ng c n quan tâm, t ng Ph thu c vào đ c tính c a đ i t ng ph n x hay b c x t đ i t đ c tính mô hình v t lý có th tính đ b/ Vi n thám th đ ng, đ ng tác v i khí quy n mà mđ tđ ng sóng ng có s khác D a vào cđ m đ t c nghiên c u theo nguyên lý sau:  Theo lý thuy t v b c x n t , m i v t ch t thiên nhiên, ngo i tr nhi t đ không t đ i (00K), chuy n đ ng nhi t c a proton electron, đ u t phát m t ph b c x nhi t - đ c đ c tr ng b i phát x (e) hay Nhi t đ phát x (Tb = e.To) Nhi t đ phát x ph thu c vào nhi t đ v t lý, thành ph n, c u trúc tham s v t lý c a v t ch t (đ này, ng m đ t) D a vào đ c tính i ta đo nhi t đ phát x c a đ t mô hình v t lý có th tính đ cđ m đ t Hình 1: T ng quan s phát x t nhiên c a đ i t ng b m t Trái đ t thi t b đo vi n thám đ t v tinh Sóng n t lan truy n không gian d i d ng ph b c x m i d i t n s Tuy nhiên, tu thu c vào môi tr ng b n thân v t phát x , ph n ng l ng có th b h p th 5    khác đ i v i m i d i t n s Trong vùng sóng làm vi c c a vi n thám, vùng có b c sóng t λ = (0.3-100) cm đ c g i vùng sóng siêu cao t n   Ph k siêu cao t n (SCT) thi t b đ c bi t đo nhi t đ phát x t nhiên c ađ it ng vùng sóng siêu cao t n Ph k SCT bao g m anten, máy thu đo nhi t đ phát x c a m t đ i kh i x lý s li u ghép n i v i máy tính t ng, anten đ ng vào đ i t t ng phát m t b c x n t , c ch ng theo góc t i θ góc ph ng v θ ng đ b c x B đ c bi u th b ng công th c Rayleigh-Jeans : B=(2kT/λ2)e đó: B-c (1.8) ng đ b c x (Watt/m2) K=1,38.10-23 J/K – h ng s Boltzman c sóng n t tr λ(cm) – b ng, e- đ phát x t nhiên c a đ i t C ng đ b c x t đ i t anten - đ ng đ c h p th b i anten t o nên nhi t đ 4π ∫∫π T B (θ , φ ).G (θ , φ ).dΩ Trong đó:  6    ng đo c bi u th qua công th c sau : TA =       i (1.9)     G (θ,φ)= h s khu ch đ i c a anten.    TB(θ,φ)= Phân b góc c a nhi t đ phát x t i anten Bi u th c v nhi t đ phát x c a m t đ t đ [ c đo b ng ph k SCT là:  ]  T B (θ , φ ) = τ ( A, θ ) R.T Sky + (1 − R ).T + T ATM ( A, θ )   (1.10) Trong : - A: đ cao c a anten so v i đ i t ng đo - τ: h s truy n qua c a không khí - R: đ ph n x c a b m t đ t - Tsky: nhi t đ phát x c a b u tr i - T: Nhi t đ v t lý c a b m t đ t -TATM : nhi t đ phát x c a không khí 1.3 T ng quan nghiên c u vi n thám đ 1.3.1 n m đ t n c c Hi n nay, t i Vi t Nam nhi u u ki n khách quan khác nhau, s li u u tra c b n v đ ph m đ t r t t n m n, ch y u đ c th c hi n b ng ng pháp truy n th ng, có tính xác cao nh ng ch mang tính c c b , tính bao quát ph m vi r ng l n Trong nh ng n m g n đây, công ngh vi n thám đ theo dõi giám sát đ c ng d ng m đ t, đ c bi t đ i v i ngành nông - lâm nghi p Nhi u công trình nghiên c u s d ng công ngh vi n thám nghiên c u đ m đ t B ng ph ng pháp gi i đoán nh v tinh, ng d ng h th ng thông tin đ a lý nghiên c u đ m đ t bi n đ ng l p ph đ t đ cm ts nhóm nghiên c u nh c a tác gi L i Anh Khôi, Nguy n Ng c Th ch, Ph m V n C , Nguy n Tr ng, v.v V ình D ng, Tr ng Th Hoà Bình, Tr n Minh Ý, Bùi Doãn ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng s d ng ph k siêu cao t n b ng L (1.4 GHz), b ng C (3.5 GHz), b ng X (10.5 GHz), nhóm nghiên c u c a PGS.TS Doãn Minh Chung th c hi n thành công nhi u đ tài nghiên c u đ 1.3.2 m đ t n c 7    Trên th gi i, đ mđ tđ c quan tâm đ c bi t m t y u t quan tr ng hàng đ u h th ng giám sát u ki n m c a tr ng c a mô hình t i tiêu T i nhi u n c tiên ti n, nh v tinh đ c s d ng k t h p v i nh hàng không đ nghiên c u, u tra tài nguyên thiên nhiên môi tr Ngoài vi c s d ng camera ch p b c nh t máy bay, ng ng i ta l p đ t h ph k h ng ngo i ph k siêu cao t n đ đo nhi t đ phát x c a đ it ng t nhiên m t đ t, qua giám sát bi n đ ng v đ kh i th m th c v t Vùng quan sát th hình đ i t ng đ m đ t, sinh c ch n đ ng nh t v m t đ a ng ph m t đ t Các k t qu thu đ c t vi n thám hàng th đ c s d ng k t h p v i d li u nh v tinh k t qu đo th c đ a m t đ t đ có đ c b s li u xác có t m bao quát đ l n, t m c t nh, liên t nh, qu c gia T i Châu Âu, v tinh SMOS đ đ ng t n m 2009 v i nhi m v đo đ c phóng thành công đ a vào ho t m đ t đ m n n c bi n toàn c u T i M , đ u n m 2015, v tinh SMAP (Soil Moisture Active/Passive), v tinh đ u tiên c a NASA đ c đ a vào khai thác, v tinh có g n b c m tích c c th đ ng v i nhi m v đo đ m đ t toàn c u, giúp c nh báo phòng tránh thiên tai CH NG II NGHIÊN C U XÂY D NG MÔ HÌNH V T LÝ XÁC NH M T 2.1 T ng quan v mô hình v t lý xác đ nh đ mđ t Trên c s nghiên c u, phân tích mô hình v t lý v đ m đ t th gi i, lu n án xây d ng m t mô hình v t lý bán th c nghi m phù h p nh t v i u ki n th c t Vi t Nam đ xác đ nh đ m đ t, d a thông s đ u vào đ “ch y” mô hình d li u đo nhi t đ phát x c a m t đ t thông s th c đ a mđ tđ c xác đ nh d a vào nguyên t c c b n, s h i quy gi a nhi t đ phát x đo đ c b ng ph k nhi t đ phát x tính đ ct mô hình Vì v y, lu n án ph i xây d ng quy trình đo nhi t đ phát x c a ph k phù h p nh t v i u ki n biên c a công th c mô hình Khi cho h i 8    K t qu t nhi t đ phát x đo đ đ t S đ kh i c a mô hình đ c c a m t đ t, s xác đ nh đ cđ c mô t nh sau:  2.2.1 Mô hình v t lý v s phát x t nhiên c a đ t Hình 2.6: S đ ngu n b c x siêu cao t n đ c đo b i m t ph k SCT đ cao H t i góc 11    m Các thí nghi m đo h ng s n môi c a đ t n h ng s n môi c a n c s ch ch r ng, c ew ≈80, r t l n so v i c a đ t khô eds ≈3 S t ph n ch ng t h ng s n môi c a đ t ph thu c m nh vào l ng n ng c ch a đ t Vì v y, nhi t đ phát x c a đ t b chi ph i b i h ng s n môi nhi t đ m t c t l p đ t Nhi t đ phát x TB theo phân c c p (H – n m ngang ho c V- th ng đ ng) c a môi tr t o b i ph   ng đ t có b m t nh n đ ng th ng đ ng v i pháp n c a anten, đ ∫ T ( z ) F p {ε ( z ),θ } dz góc θ c th hi n nh sau :    TBp (θ ) = c đo (2.5) −∞ ε(z) T(z) h ng s n môi nhi t đ c a đ t t i đ sâu z c a m t c t l p Hàm s FP{ε(z),θ} hàm tr ng s mô t s đóng góp c a nhi t đ l p z đ n nhi t đ phát x toàn vùng Schmugge and Choudhury đ a m t mô hình truy n b c x đ n gi n nh m tính toán nhi t đ phát x c a đ t theo công th c :  TBp (θ ) = [1 − R p (θ )] Teff (θ ),     (2.6) Rp(θ) hàm ph n x Fresnel đ i v i m t ti p giáp (đ t-không khí) Teff(θ) nhi t đ phát x hi u d ng Trong tr ng h p môi tr tr thành:   ng đ t đ ng nhi t {T(z) = TS}, ph TBp (θ ) = e p (θ ) TS = [1 − R p (θ )] TS , i v i tr ng trình (2.6)     (2.7) ng h p phát x đ n gi n nh t c a m t đ t: môi tr ng đ t đ ng nhi t, đ ng nh t, v i b m t ti p giáp (không khí - đ t) m t ph ng TS nhi t đ v t lý c a đ t, ep(θ) đ phát x phân c c p c a b m t đ t (h, v – phân c c ngang th ng đ ng) ph ng trình Fresnel d Rh (θ ) = Rv(θ ) = phát x Rp(θ) có th đ i đây.  cos θ − ε − sin θ , cos θ + ε − sin θ (2.8)  ε cos θ − ε − sin θ ε cos θ + ε − sin θ , 12    c tính toán b ng (2.9) 2.2.2 Các tham s nh h ng đ n đ phát x t nhiên c a đ t g gh c a b m t đ t tr ng 2.2.2.1 Trong th c t , b m t đ t b ng ph ng mà th ng có đ g gh nh t đ nh Khi b m t đ t gh gh đ ph n x c a đ t c ng s bi n đ i theo Choudhury đ xu t mô hình s d ng tham s đ l ch chu n c a chi u cao b m t σ i v i m t đ t g gh , đ ng nh t, đ ph n x R s : Rrp (θ ) = R p (θ ) exp(−h cos θ ), Trong đó, R(θ,h,p) – hàm ph n x Gamma đ (2.10) c tính theo ph ng trình Fresnel cho m t đ t b ng ph ng.  h’- tham s đ c tr ng cho đ g gh c a m t đ t, đ ⎛ 2π ⎞ h' = 4σ k = 4σ ⎜ ⎟ ⎝ λ ⎠ c tính nh sau : (2.11) : σ - đ m p mô trung bình c a b m t (cm) –b 2.2.2.2 nh h c sóng t ng ng v i t n s máy thu ng c a l p ph th c v t Trong th c t , m t đ t th ng b che ph b i l p th c v t làm suy gi m s phát x lên c a m t đ t, đ ng th i c ng thêm s phát x c a nó, có th gây nên s tán x , h p th công su t phát x gi a đ t l p th c v t Vì v y, Ulaby-Dobson xây d ng mô hình phát x c a t h p th c v t đ t bao g m phát x c a m t đ t phía d i l p th c v t phía :  (2.15)        TB = (1 − R S γ )(1 − γ )(1 − α )TS + (1 − R S )γTS đó,TB : nhi t đ phát x c a t h p đ t - th m th c v t (K);Ts : nhi t đ v t lý c a l p th c v t; T: nhi t đ v t lý c a m t đ t; Rs: ph n x c a b m t đ t - không khí; α : su t tán x đ n; γ : H s truy n qua c a l p th c v t M i quan h gi a đ ph n x đ phát x là: e=1-R (2.16) Trong mô hình này, su t tán x đ n α có giá tr t sóng decimet, có giá tr t (0.05 - 0.10).), đ (2.16) s là: 13    ng đ i nh c gi đ nh α ~ ph b c ng trình eV = (TB TV ) = − R.γ ng c a góc t i θ đ n nhi t đ phát x Tb c a m t đ t 2.2.2.3 nh h ng c a góc t i θ đ n nhi t đ phát x Tb c a m t đ t đ nh h qua ph đ (2.17) ng trình Fresnel Khi góc t i θ t ng lên, ph n n ng l c b i anten s gi m Khi θ = 90 , toàn b n ng l không đ n đ c th hi n ng phát x thu ng phát x t m t đ t s c anten, v y đ phát x e = 2.2.2 Mô hình v t lý Wang–Schmugge v h ng s n môi c a đ t Mô hình Wang-Schmugge đ c xây d ng d a phép đo h ng s n môi (HS M) c a đ t theo s bi n đ i c a đ mđ c th c hi n d i t n s khác nhau, nhi u lo i đ t khác h th ng hoá đ cm i quan h Mô hình Wang–Schmugge quan ni m HS M c a đ t m t s ph c: = ’ +i ” (2.20) B ng th c nghi m, Wang-Schmugge nh n th y, đ nh h n m t giá tr xác đ nh, g i đ ch m theo đ m đ t mv m chuy n ti p Wt, ’ c a đ t t ng m đ t, nh ng mv > Wt ’ t ng đ t bi n theo đ S ph thu c đ c bi u hi n thông qua ph s đóng góp c a ph n t đ t, không khí, n m đ t ng trình h n h p bao hàm c nh sau: Khi mv < Wt : ε = mv ε x + ( P − mv )ε a + (1 − P )ε r , v i (2.21) ε x = ε i + (ε w − ε i )(mv / Wt )γ (2.22) mv > Wt : ε = Wt ε x + (mv − Wt )ε w + ( P − mv )ε a + (1 − P )ε r   v i ε x = ε i + (ε w − ε i ) γ đây, mv (g/cm3) đ εw, εr, εi l n l (2.23) (2.24) m th tích c a đ t, P đ x p c a đ t khô; εa, t h ng s n môi c a không khí, n εx h ng s n môi c a n c h p th ban đ u; Wt đ c, đ t đá, b ng; m chuy n ti p γ tham s th c nghi m x p P c a đ t khô đ P = − ( ρ s ρ r ), c đ nh ngh a nh sau:  (2.25) 14    ρs t tr ng c a đ t khô ρr t tr ng c a h t r n liên k t thành kh i đ t Wt γ đ m khô héo WP đ c tính nh sau: (2.26) (2.27) (2.28) SF CF n ng đ % cát sét c a đ t khô K t lu n ch ng V i m c đích gi m b c tính toán xây d ng m t mô hình tính đ mđ t phù h p v i u ki n Vi t Nam, d a mô hình c a Owe et al, nghiên c u sinh xây d ng m t thu t toán xác đ nh đ m đ t d a tham s đ u vào nhi t đ phát x đo c a đ t b ng ph k đ n t n (b ng L) m t s tham s th c đ a ó s áp d ng ch n l c mô hình v t lý Fresnel v s phát x t nhiên c a m t đ i t ng t nhiên đ ng nh t, đ ng nhi t, có b m t b ng ph ng (nh m t n c trong, ph ng l ng, cánh đ ng lúa th i gái, hay m t đ t tr ng, b ng ph ng, m n, đ ng nhi t) mô hình h ng s n môi c a đ t Wang-Schmugge mô hình cho k t qu đ m đ t xác, tin c y, c n ph i t o b m t đ t tho mãn u ki n nh c a mô hình Fresnel quy trình đo phù h p ây c ng đóng góp khoa h c m i c a lu n án CH NG III XÂY D NG QUY TRÌNH O NHI T C A T B NG PH PHÁT X K SIÊU CAO T N 3.1 Thi t b ph k siêu cao t n s d ng th c nghi m Theo lý thuy t v s phát x t nhiên c a v t ch t, sóng n t s b c x c a v t ch t vào không gian đ c lan truy n d s Tuy nhiên, tùy thu c vào môi tr l m it n ng b n thân v t phát x mà ph n ng ng có th b h p th khác m i d i t n s D a vào u y, nhà khoa h c ch t o thi t b nghiên c u ph tín hi u n t tr i d ng ph b c x ng pháp thu nh n, bi n đ i ng phát x c a v t ch t, đ t xác đ nh đ c tính c h u c a v t chât Thi t b đo s phát x c a v t ch t đ c g i ph k siêu cao t n V i nguyên lý chung thu nh n, khu ch đ i, bi n đ i, hi n th tín hi u siêu cao t n t phát x t đ i t ng b m t Trái đ t, ph k siêu cao t n 15    đ c phân chia thành nhi u lo i khác nhau: ph k quét (scanning RDM), ph k ghi nh (imaging RDM), ph k quay (push-broom RDM), v.v   Trong đ tài này, nghiên c u sinh ng d ng lo i ph k quay, g i t t RDM (Radiometer) đ ti n hành th c nghi m ây lo i ph k đ n t n (single beam RDM), bao g m Anten, Máy thu, B ch th h c khí u n anten S đ kh i đ n gi n nh t c a RDM đ c mô t hình 3.1 B ng ch tiêu k thu t c a ph k SCT đ c s d ng phép đo th c nghi m c a lu n án Ch tiêu k thu t Lo i ph k Ph k b ng L  Ki u b m t p âm  T n s trung tâm 1,4 GHz  r ng b ng t n 30 MHz  nh y [...]... Hoài c K T LU N K t qu nghiên c u c a lu n án Nghiên c u các mô hình v t lý và ng d ng h ph k siêu cao t n trong nghiên c u đ các lu n đi m c a lu n án và đã rút ra đ m đ t” đã kh ng đ nh c các k t lu n nh sau: - ã nghiên c u, phân tích các mô hình v t lý tính toán đ xây d ng đ m đ t T đó, đã c mô hình phù h p nh t, bao g m mô hình phát x Fresnel đ tính toán h ng s đi n môi và mô hình Wang-Schmugge đ... đi n môi c a nó thông qua mô hình phát x Fresnel Sau đó, t giá tr h ng s đi n môi c a đ t, xác đ nh đ cđ m đ t thông qua mô hình bán th c nghi m Wang-Schmugge 10    K t qu là t nhi t đ phát x đo đ đ t S đ kh i c a mô hình này đ c c a m t đ t, s xác đ nh đ cđ c mô t nh sau:  2.2.1 Mô hình v t lý v s phát x t nhiên c a đ t Hình 2.6: S đ các ngu n b c x siêu cao t n đ c đo b i m t ph k SCT đ cao H và t... quy ng c c và nhi t đ b m t Trong mô hình này, h ng s đi n môi có liên quan m t thi t đ n h s truy n qua và ch s phân c c c a ph k MPDI, h s ph n x c a b m t gh gh Sau khi s d ng các vòng l p đ t i u hóa h ng s đi n môi thì nhi t đ phát x gi a phép đo và phép tính toán đ ch it mđ tđ c tính b ng mô hình Wang-Schmugge v i s s d ng các tham s v đ t Mô hình này cho cách tính đ n gi n h n các mô hình trên,... 2.2 Xây d ng mô hình v t lý xác đ nh đ mđ t V i m c đích xây d ng m t mô hình tính đ m đ t phù h p v i đi u Vi t Nam, d a trên các mô hình c a Owe et al, nghiên c u sinh đã xây ki n d ng mô hình v t lý bán th c nghi m xác đ nh đ phát x đo đ m đ t d a trên nhi t đ c b ng ph k đ n t n và m t s tham s th c đ a Nguyên lý c a mô hình là t nhi t đ phát x Tb đo đ (b ng ph k siêu cao t n), s xác đ nh đ ct... T ng 4, qua quá trình nghiên c u, nghiên c u sinh đã xây d ng Trong ch đ c thu t toán xác đ nh đ m đ t d a trên k t qu đo b ng ph k siêu cao t n và mô hình bán th c nghi m Wang – Schmugge nh đã trình bày ch ng 2 Trong s đ thu t toán này, s li u đo th c đ a g m các thành ph n cát, sét, th t và dung tr ng c a đ t đ c xác đ nh b ng ph truy n th ng và là các tham s đ u vào c a ch trong ch - ng trình tính... Chouhury và Wang đ tính đ phát x e, và ch s phân c c Cpol đ c dùng đ hi u ch nh góc đo v i l p ph th c v t là mùa v và có c u trúc phân c c đ ng Mô hình này tuy cho tính chính xác cao nh ng nhìn chung r t ph c t p do c n nhi u tham s chính xác đ u vào, s khó áp d ng trên c p đ r ng 2.1.4 Mô hình h i quy 2 tham s , quan tr c l Trong mô hình này, c đ ng c c c a Owe et al(2001) m đ t và h s truy n qua đ m t cách... là n ng đ % cát và sét c a đ t khô K t lu n ch ng 2 V i m c đích gi m các b c tính toán và xây d ng m t mô hình tính đ mđ t phù h p v i đi u ki n Vi t Nam, d a trên các mô hình c a Owe et al, nghiên c u sinh đã xây d ng m t thu t toán xác đ nh đ m đ t d a trên các tham s đ u vào là nhi t đ phát x đo c a đ t b ng ph k đ n t n (b ng L) và m t s tham s th c đ a ó là s áp d ng ch n l c mô hình v t lý Fresnel... nhi t đ phát x “đo” và “tính”, thì giá tr đ mô hình s b ng đ m đ t th c t , đ m đ t gi đ nh trong c đo b i ph k siêu cao t n ây c ng là đóng góp khoa h c m i c a lu n án 2.1.1 .Mô hình h i quy d a trên phép đo c u hình đ n gi n và b n đ phân lo i th c v t c a Jackson (1993) Trong mô hình này, Jackson đã chuy n t ng b thu đ b c vào phép tính đ c giá tr nhi t đ phát x m đ t Theo đó, các thông s ph tr ch... ph k siêu cao t n g m C, 9    L band đ c s d ng đ đo v i các góc t 8 đ n 38 0 Nhi t đ b m t đ c dùng đ hi u ch nh mô hình này, c n có s hi u ch nh c a các tham s đ u vào và đ c coi là h ng s trong su t quá trình th c hi n ó là : Su t tán x đ n c a C(5Ghz) band và L band (1.4 Ghz), T s gi a h s truy n qua c a L band và C band rtau=τ (1.4 Ghz)/τ(5 Ghz), tham s hi u ch nh h’ và Q đ c dùng trong mô hình. .. c trong, ph ng l ng, cánh đ ng lúa th i con gái, hay m t đ t tr ng, b ng ph ng, m n, đ ng nhi t) và mô hình h ng s đi n môi c a đ t Wang-Schmugge mô hình cho k t qu đ m đ t chính xác, tin c y, c n ph i t o ra b m t đ t tho mãn các đi u ki n nh trên c a mô hình Fresnel và quy trình đo phù h p ây c ng là đóng góp khoa h c m i c a lu n án CH NG III XÂY D NG QUY TRÌNH O NHI T C A T B NG PH PHÁT X K SIÊU ... VSMks= 0,107 T giá tr đ ng t v i m u đ t t, e = 0,684 e=0,701 cho m đ t kho ng (VSMest= 0,320; 0 ,345 ; 0 ,345 ), giá tr g n v i k t qu đo b ng khoan s y VSMks=0,303 B ng 4.1: So sánh giá tr đo đ m đ... 0.683  20 0.125 0.125 0.47 0.48 VSM est Emiss_đo  40  0.816  0.817  0.701  0.663  40 0.115 0.115 0 .345 0.295 VSM est th 3.2, đ 60 0.09 0.09 0.2 0.175 Emiss_đo      60  0.706  0.704  ng cong đ ng