Giải bài toán ngược xác định các thông số của vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Quốc Dũng GIẢI BÀI TOÁN NGƯỢC XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT THỂ THEO TÀI LIỆU DỊ THƯỜNG TỪ TOÀN PHẦN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Quốc Dũng GIẢI BÀI TOÁN NGƯỢC XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT THỂ THEO TÀI LIỆU DỊ THƯỜNG TỪ TOÀN PHẦN Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60.440111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ ĐỨC THANH Hà Nội – Năm 2013 Đề tài: Giải toán ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần LỜI CẢM ƠN Luận văn “Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần ” hoàn thành nỗ lực thân, tác giả giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp, quan gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Đức Thanh, người trực tiếp hướng dẫn - bỏ nhiều cơng sức giúp tơi hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng Đào tạo đại học sau đại học, Khoa Vật lý, Bộ môn Vật lý địa cầu, cán bộ, giảng viên khoa Vật lý Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giảng dạy giúp đỡ tác giả trình học tập hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới quí quan, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ đóng góp ý kiến q báu q trình tác giả hồn thành luận văn Mặc dù luận văn hoàn thành, vấn đề nghiên cứu phức tạp, với trình độ thời gian có hạn, việc mắc phải thiếu sót khơng tránh khỏi, tác giả mong nhận góp ý thầy giáo bạn bè đồng nghiệp Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Tác giả Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 i Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU CHUƠNG 1: BÀI TOÁN THUẬN ĐỐI VỚI CÁC VẬT THỂ CĨ DẠNG HÌNH HỌC ĐỀU ĐẶN 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2.CÁC BIỂU THỨC TÍCH PHÂN TỔNG QUÁT 1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH GIẢI BÀI TỐN THUẬN 1.3.1.Trường từ cầu thể 1.3.2 Trường từ trụ tròn nằm ngang có chiều dài vô hạn 111 1.3.3 Trường từ vỉa cắm nghiêng có từ hóa 12 CHƯƠNG 2: GIẢI CÁC BÀI TOÁN THUẬN VÀ NGƯỢC ĐỐI VỚI CÁC VẬT THỂ CĨ TIẾT DIỆN NGANG DẠNG MỘT ĐA GIÁC BẤT KÌ 18 2.1 BÀI TOÁN THUẬN 18 2.2 BÀI TOÁN NGƯỢC 21 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TỐN 26 3.1 MƠ HÌNH VẬT THỂ CĨ TIẾT DIỆN NGANG DẠNG ĐẲNG THƯỚC 26 3.1.1 Trường hợp 1: góc nghiêng từ hóa 90o 26 3.1.2 Trường hợp 2: góc nghiêng từ hóa 45o 33 3.2 MÔ HÌNH VẬT THỂ CĨ TIẾT DIỆN NGANG DẠNG KÉO DÀI 39 3.2.1 Trường hợp 1: góc nghiêng từ hóa 90o 39 3.2.2 Trường hợp góc nghiêng từ hóa 450 46 3.3.MƠ HÌNH MĨNG TỪ 52 3.3.1 Các thông số vật thể 52 3.3.2.Kết tính tốn 53 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 63 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 ii Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Các thơng số mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước (I=90o) 26 Bảng 3.2: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=900) 27 Bảng 3.3: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có dạng đẳng thước tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=90o) 27 Bảng 3.4: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược có phơng tuyến tính (I=90o) 29 Bảng 3.5: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược có phơng tuyến tính (I=90o) 29 Bảng 3.6: Các thơng số mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước (I=45o) 33 Bảng 3.7: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=45o) 33 Bảng 3.8: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=45o) 34 Bảng 3.9: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước tốn ngược có phơng tuyến tính (I=450) 35 Bảng 3.10: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước toán ngược có phơng tuyến tính (I=450) 36 Bảng 3.11: Các thơng số mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài 39 Bảng 3.12: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=90o) 40 Bảng 3.13: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=900) 40 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 iii Đề tài: Giải toán ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ tồn phần Bảng 3.14: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược có phơng tuyến tính (I=90o) 42 Bảng 3.15: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược có phơng tuyến tính (I=90o) 42 Bảng 3.16: Các thơng số mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài (I=45o) 46 Bảng 3.17: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=45o) 46 Bảng 3.18: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược khơng có phơng tuyến tính (I=45o) 47 Bảng 3.19: Kết tính mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược có phơng tuyến tính (I=45o) 48 Bảng 3.20: Kết tính tốn dị thường mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài tốn ngược có phơng tuyến tính (I=45o) 49 Bảng 3.21: Các thơng số mơ hìnhmóng từ 52 Bảng 3.22:Kết tính mơ hình móng từ tốn ngược 53 Bảng 3.23: Kết tính tốn dị thường mơ hình móng từ tốn ngược (I= 900) 54 Bảng 3.24: Kết tính tốn dị thường mơ hình móng từ tốn ngược (I=45o) 56 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 iv Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ tồn phần DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thế từ vật tiết diện Hình 1.2 Sự từ hố vật thể tiết diện Hình 1.3 Các thơng số cầu bị từ hóa đồng Hình 1.4 Đường cong biểu diễn thành phần Z H cầu thể 10 Hình 1.5 .Các thơng số trụ tròn nằm ngang bị từ hóa 11 Hình 1.6.Tính trường vỉa 13 Hình1.7: Vỉa mỏng cắm nghiêng từ hoá nghiêng 15 Hình 2.1 Vật thể hai chiều tiết diện ngang đa giác N cạnh 19 Hình 3.1 Kết tốn thuận mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước (I = 900) 31 Hình 3.2 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước khơng có phơng tuyến tính (I = 900) 31 Hình 3.3 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước có phơng tuyến tính (I = 900) 32 Hình 3.4 Độ hội tụ mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước (I=900) 32 Hình 3.5 Kết tốn thuận mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước (I= 450) 37 Hình 3.6 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước khơng có phơng tuyến tính (I = 450) 38 Hình 3.7 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước có phơng tuyến tính (I = 450) 38 Hình 3.8 Độ hội tụ mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng đẳng thước I=450 39 Hình 3.9 Kết tốn thuận mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài (I=90o) 44 Hình 3.10 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài khơng có phơng tuyến tính I = 90o 44 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 v Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ tồn phần Hình 3.11 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài có phơng tuyến tính I = 90o 45 Hình 3.12 Độ hội tụ mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài (I=90o) 45 Hình 3.13 Kết tốn thuận mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài (I=450) 50 Hình 3.14 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài khơng có phơng tuyến tính (I = 45o) 51 Hình 3.15 Kết tốn ngược mơ hình vật thể có tiết diện ngang dạng kéo dài có phơng tuyến tính (I = 45o) 51 Hình 3.16 Độ hội tụ trường hợp I=450 52 Hình 3.17 Kết tốn thuận mơ hình móng từ (I = 900) 58 Hình 3.18 Kết tốn ngược mơ hình móng từ (I = 900) 58 Hình 3.19 Kết tốn thuận mơ hình móng từ (I = 450) 59 Hình 3.20 Kết tốn ngược mơ hình móng từ (I = 450) 59 Hình 3.21 Độ hội tụ mơ hình móng từ (I = 900) 60 Hình 3.22 Độ hội tụ mơ hình móng từ (I = 450) 60 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 vi Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần MỞ ĐẦU Thăm dò từ tiến hành từ sớm, phương pháp nghiên cứu cấu trúc bên trái đất, cấu tạo địa chất, tìm kiếm thăm dò khống sản.Thăm dò từ có giá trị lớn với kinh tế nước ta, áp dụng rộng rãi tất giai đoạn nghiên cứu tìm kiếm, thăm dò địa chất Trong giai đoạn nay, thăm dò từ góp phần giải vấn đề phân vùng, kiến tạo thạch học, phát vùng có triển vọng khống sản để tiến hành cơng tác thăm dò địa chất, địa vật lý chi tiết Ngồi sử dụng để xác định vỉa quặng dạng cấu tạo địa chất Trong điều kiện định phương pháp thăm dò từ áp dụng thăm dò địa chất,nhằm xác định dạng, yếu tố nằm, kích thước vỉa quặng để đánh giá sơ trữ lượng chúng Phương pháp thăm dò từ sử dụng để tìm kiếm khống sản : dầu mỏ, đốt, quặng sắt, cromit, măngan,pirit, quặng đồng, niken muối đá kali, than đá than nâu, pôxit, quặng đá kim Phương pháp từ thường áp dụng tổ hợp với phương pháp địa Vật lý,địa hố, địa chất khác nhằm mục đích nâng cao hiệu chúng Nhờ có phương pháp từ người ta có khả lớn để nghiên cứu diện tích có triển vọng khống sản vùng bị phủ kín Trong phương pháp thăm dò từ, việc giải tốn nhằm xác định hình dạng vật thể có hình dạng hình học đặn trình bày giáo trình sách tham khảo thăm dò từ Trong phạm vi khố luận này,tác giả tiến hành lập trình (bằng ngơn ngữ Matlab) để tính tốn thử nghiệm mơ hình nhằm nghiên cứu áp dụng phương pháp giải toán ngược hai chiều để xác định hình dạng vật thể gây dị thường từ có dạng hình học khơng đặn, tiết diện ngang đa giác Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ tồn phần CHUƠNG BÀI TỐN THUẬN ĐỐI VỚI CÁC VẬT THỂ CĨ DẠNG HÌNH HỌC ĐỀU ĐẶN 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Vấn đề toán thuận đặt là: Cho biết vật thể gây trường có hình dạng kích thước định từ hoá đồng nhất, cho biết phân bố từ hố J bề mặt vật thể ta cần tìm biểu thức giải tích mơ tả trường từ.Trong q trình giải tốn thuận ta thừa nhận điều kiện sau: 1.Vật thể gây trường có từ hố đồng 2.Vật thể giới hạn mặt phẳng hay mặt cong bậc hai vật thể hình học đơn giản 3.Do quy luật chồng chất trường ta thừa nhận lực tác dụng vật thể lên điểm đo tổng lực phần tử thuộc vật thể Về nguyên tắc tốn thuận đơn nghiệm Tương ứng với vật thể ta tìm lời giải độc mô tả trường từ vật Dĩ nhiên thiên nhiên thực thể địa chất không nghiệm hoàn toàn với điều kiện đặt tốn.Chúng thường có dạng kỳ dị, ranh giới biến đổi từ tính từ từ từ hố khơng hồn tồn đồng nhất.Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy với sai số giới hạn việc xấp xỉ thực thể địa chất với vật thể hình học nói chấp nhận cần thiết khâu nghiên cứu phân tích số liệu đo đạc 1.2.CÁC BIỂU THỨC TÍCH PHÂN TỔNG QUÁT P(x,y,z) r dV Hình 1.1 Thế từ vật tiết diện Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần if nlamda15 need2stop = 1; else need2stop = 0; Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 71 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần end if lamda>128 disp('lamda bi tang len gia tri qua lon, qua trinh xac dinh khong hoi tu, kiem tra lai cac tham so dau vao'); return; end lamda1=lamda; nlamda= nlamda+1; %neu cang tri tre thi so lay luy thua phai tang len ko thi %giam di tri tre = thi tien ve 1.1, tri tre =1 > 2, >1 heso = 0.8*dotritre+ 1.3; if heso>2 heso = 2; end; heso = 1.3; if (count>10) heso = heso + rand/10; count = 0; end; lamda= 5*(heso^(nlamda-1)-1); = 1+ lamda; BACKTO45 = 1; end end end close all; figure (1); load mohinhdebai.txt; xv0 = mohinhdebai(1,:); zv0 = mohinhdebai(2,:); xv0 = [xv0(1:length(xv0)),xv0(1)]; zv0 = -[zv0(1:length(zv0)),zv0(1)]; giadinhX = [xv(1:n),xv(1)]; giadinhZ = -[zv(1:n),zv(1)]; Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 72 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần hold off; %tham so cho thi mint = min(t)-.5*(max(t)-min(t)); dosautoida = 10; buoc = 5000; buocdosau = 1; yDu = 1.2; [ha,h1,h2] = plotyy(x,tcalbandau,xvbandau,zvbandau); set(h1, 'LineStyle', ' ','Color','r'); set(h2, 'LineStyle', ' ','Color','r'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) hold on; [ha,h1,h2] = plotyy(x,tcal, giadinhX,giadinhZ); set(h1, 'LineStyle', '-','Color','b'); set(h2, 'LineStyle', '-','Color','b'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) [ha,h1,h2] = plotyy(x,t, xv0,zv0); set(h1, 'LineStyle', 'o','Color','k'); set(h2, 'LineStyle', '+','Color','k'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 73 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) plot ([min(x) max(x)],[0 0]); set(get(ha(1),'Ylabel'),'String','di thuong tu(nT)') set(get(ha(2),'Ylabel'),'String','do sau (km)') set(get(ha(1),'Xlabel'),'String','tuyen (km)') figure(2); plot(sqrt(saiso./n)); xlim([1 23]); ylabel('ham doi tuong (nT)') ; xlabel('so lan lap ') ; save tcalbandau.txt tcalbandau -ascii save tcal.txt tcal –ascii Chương trình Matlab xác định tọa độ móng từ 2.1 Bài toán thuận clear all; close all; clc; xv0 = [linspace(0,46,24) zv0 = [5 2.33 4.83 46 0]; 4.67 4.5 4.28 4.06 3.8 3.72 2.22 2.22 2.56 2.72 3.11 3.44 3.39 3.17 2.89 3.67 4.3 4.8 20 2.72 20]; xv = [linspace(0,46,24) 46 0]; zv = [5 4.7 4.35 2.87 3.13 3.65 3.4 3.65 3.4 3.13 2.87 2.75 2.65 2.5 2.5 2.65 2.75 4.6 4.8 20 20]; a=0; b=0; dotucam = 015; strike=0;%anfa phi=45; dm=90; x=0:1:46; t0 = 39400; Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 74 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần n = length(xv0); aj=t0*dotucam; nobs = length(x); t = zeros(1,nobs); phi = pi/180*phi; for i=1:nobs for k=1:length(xv0) xx0(k) = xv0(k)-x(i); end t(i) = tmag2d(n,xx0,zv0,aj,phi,strike,dm)+a*x(i)+b; end save tutruong.txt x t -ascii save thamsotutruong.txt t0 dotucam strike phi dm -ascii disp('ok'); save mohinhbandau.txt xv zv -ascii save mohinhdebai.txt xv0 zv0 -ascii close all; %ve hinh bai toan thuan xx = [xv0(1:n),xv0(1)]; zz = -[zv0(1:n),zv0(1)]; [ha,h1,h2] = plotyy(x,t,xx,zz); set(h1, 'LineStyle', '-','Color','r','userdata','tu truong mo hinh'); set(h2, 'LineStyle', '-','Color','g','userdata','mo hinh'); mint = min(t)-.5*(max(t)-min(t)); %tham so cho thi dosautoida = 5; buoc = 500; buocdosau=1 ylim(ha(1),[mint max(t)*1.2]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*1.2)/abs(mint)*dosautoida]); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 75 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) set(get(ha(1),'Ylabel'),'String','di thuong tu (nT)') set(get(ha(2),'Ylabel'),'String','do sau (km)') set(get(ha(1),'Xlabel'),'String','tuyen (km)') set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) hold on; plot([min(x), max(x)], [0,0]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim([min(x) max(x)]); 2.2 Bài toán ngược clear all; clc; %khai bao cac bien dau vao: load tutruong.txt load thamsotutruong.txt load mohinhbandau.txt x = tutruong(1,:); t = tutruong(2,:); t0 = thamsotutruong(1); dotucam = thamsotutruong(2); strike = thamsotutruong(3); phi = thamsotutruong(4); dm = thamsotutruong(5); xv = mohinhbandau(1,:); zv = mohinhbandau(2,:); %top z ztlt=0.5; %bottom z zblt=21; n = length(xv); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 76 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần xvbandau = [xv(1:n),xv(1)]; zvbandau = -[zv(1:n),zv(1)]; aj=t0*dotucam; nobs = length(x); np=n+2; nlamda = 1; lamda = 0; = 1; funct1 = 0; maxloop = 3000; a=0; b=0; need2stop = 0; for i=1:nobs for k=1:n xx(k)=xv(k)-x(i); end tcal(i) = tmag2d(n,xx,zv,aj,phi,strike,dm); end aer = 000001*max(abs(tcal)); for k=1:nobs error(k)=t(k)-tcal(k); funct1=funct1+error(k)^2; end count = 0; tcalbandau = tcal; figure (1); giadinhX = [xv(1:n),xv(1)]; giadinhZ = -[zv(1:n),zv(1)]; hold off; [ha,h1,h2] = plotyy(x,t,giadinhX,giadinhZ); set(h1, 'LineStyle', 'o','Color','r','userdata','tu truong ban dau'); set(h2, 'LineStyle', ' ','Color','g','userdata','mo hinh gia dinh'); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 77 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần ylim(ha(1),[min(t) max(t)]); ylim(ha(2),[-10 2]); hold on; plot (x,tcal,'-b','userdata','tu truong tinh toan'); legend(get(gca,'children'),get(get(gca,'children'),'userdata')); set(get(ha(1),'Ylabel'),'String','tu truong (nT)') set(get(ha(2),'Ylabel'),'String','do sau (km)') set(get(ha(1),'Xlabel'),'String','tuyen (km)') pause dotritre = 0; for iter=1:maxloop iter1=iter-1; saiso(iter) = funct1; if iter ==48 lkdsa=0; end if funct1maxloop break end for j=1:np for k=1:np+1 p(j,k)=0; end end Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 78 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần for i=1:nobs for k=1:n xx(k)=xv(k)-x(i); end xx(n+1)=xx(1); zv(n+1)=zv(1); xx1(1)=xx(n); zz1(1)=zv(n); for nk=2:n+2 xx1(nk)=xx(nk-1); %17 zz1(nk)=zv(nk-1); end nn=4; for ii=2:n+1 delta = 01; xn(1)=xx1(ii) xn(2)=xx1(ii+1); xn(3)=xx1(ii); xn(4)=xx1(ii-1); zn(1)=zz1(ii)+delta; zn(2)=zz1(ii+1); zn(3)=zz1(ii); zn(4)=zz1(ii-1); derz(ii-1)=tmag2d(nn,xn,zn,aj,phi,strike,dm)/delta; end for il=1:n der(il)=derz(il); end; der(np-1)=x(i); der(np)=1; for j=1:np for k=1:np Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 79 Đề tài: Giải toán ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần p(j,k)=p(j,k)+der(j)*der(k); end end for k=1:np p(k,np+1)=p(k,np+1)+error(i)*der(k); end %40 end %45 BACKTO45 = 1; while BACKTO45 BACKTO45=0; for l=1:np for m=1:np j=(l-1)*np+m; if l==m pa(j)=p(l,m)*con; else pa(j)=p(l,m); end end %pb(l)=p(l,m); loi o day pb(l)=p(l,m+1); %38 end ks=0; [pa pb np ks] = simq(pa,pb,np,ks); if ks==1 disp('ill conditioned matrix wrong quitting now'); end xvt = xv; Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 80 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần zvt = zv; for i=1:n if (i>n-3) pb(i) = 0; end xvt(i)=xv(i); zvt(i)=zv(i)+pb(i);%sua if zvt(i)zblt zvt(i)=zblt; end end da=a+pb(np-1); db=b+pb(np); for i=1:nobs for k=1:n xx(k)=xvt(k)-x(i); end tcal(i) = tmag2d(n,xx,zvt,aj,phi,strike,dm)+da*x(i)+db; end clear funct; funct = 0; for k=1:nobs error(k)=t(k)-tcal(k); funct=funct+error(k)^2; end clear lamda1; if functnguong count=0; end count = count + 1; oldpb = pb; for i=1:n zv(i)=zvt(i); end a=da; b=db; funct1=funct; lamda1=lamda; nlamda=nlamda-1; if nlamda15 need2stop = 1; else need2stop = 0; end if lamda>128 disp('lamda bi tang len gia tri qua lon, qua trinh xac dinh khong hoi tu, kiem tra lai cac tham so dau vao'); return; end lamda1=lamda; nlamda= nlamda+1; heso = 0.8*dotritre+ 1.3; if heso>2 heso = 2; end; % heso= 1.3+rand/20 Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 83 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần heso = 1.3; if (count>10) heso = heso + rand/10; count = 0; end; lamda= 5*(2^(nlamda-1)-1); BACKTO45 = 1; end end end close all; figure (1); load mohinhdebai.txt; xv0 = mohinhdebai(1,:); zv0 = mohinhdebai(2,:); xv0 = [xv0(1:length(xv0)),xv0(1)]; zv0 = -[zv0(1:length(zv0)),zv0(1)]; giadinhX = [xv(1:n),xv(1)]; giadinhZ = -[zv(1:n),zv(1)]; hold off; %tham so cho thi mint = min(t)-.5*(max(t)-min(t)); dosautoida = 5; buoc = 500; buocdosau = 1; yDu = 1.2; [ha,h1,h2] = plotyy(x,tcalbandau,xvbandau,zvbandau); set(h1, 'LineStyle', ' ','Color','r'); set(h2, 'LineStyle', ' ','Color','r'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 84 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) hold on; [ha,h1,h2] = plotyy(x,tcal, giadinhX,giadinhZ); set(h1, 'LineStyle', '-','Color','b'); set(h2, 'LineStyle', '-','Color','b'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) [ha,h1,h2] = plotyy(x (1:3:end),t(1:3:end), xv0,zv0); %[ha,h1,h2] = plotyy(x,t, xv0,zv0); set(h1, 'LineStyle', 'o','Color','k'); set(h2, 'LineStyle', '+','Color','k'); ylim(ha(1),[mint max(t)*yDu]); ylim(ha(2),[-dosautoida abs(max(t)*yDu)/abs(mint)*dosautoida]); set(ha(1),'YTick',[0:buoc:max(t)]) xlim(ha(2),[min(x) max(x)]); xlim(ha(1),[min(x) max(x)]); set(ha(2),'YTick',[-dosautoida:buocdosau:0]) plot ([min(x) max(x)],[0 0]); set(get(ha(1),'Ylabel'),'String','di thuong tu (nT)') set(get(ha(2),'Ylabel'),'String','do sau (km)') set(get(ha(1),'Xlabel'),'String','tuyen (km)') figure(2); plot(sqrt(saiso./n)); xlim([1 12]); ylabel('ham doi tuong') ; xlabel('so lan lap ') ; save out_tu_timduoc.txt tcal -ascii save out_tu_bandau_giadinh.txt tcalbandau -ascii dosautinhduoc = zv(1:end-3); Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 85 ... 2013 Đề tài: Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần LỜI CẢM ƠN Luận văn Giải toán ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ toàn phần ”... NHIÊN - Nguyễn Quốc Dũng GIẢI BÀI TOÁN NGƯỢC XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT THỂ THEO TÀI LIỆU DỊ THƯỜNG TỪ TOÀN PHẦN Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60.440111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA... phương từ hoá phương cắm Học viên: Nguyễn Quốc Dũng- Cao học Vật lý khóa: 2011-2013 17 Đề tài: Giải toán ngược xác định thông số vật thể theo tài liệu dị thường từ tồn phần CHƯƠNG GIẢI CÁC BÀI TỐN