Phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin và ứng dụng trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Phƣơng Thảo PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG TIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Phƣơng Thảo PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG TIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 8440130.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học PGS.TS VÕ THANH QUỲNH Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài nghiên cứu, cố gắng học tập làm việc cách nghiêm túc, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Trước trình bày nội dung luận văn, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến người giúp đỡ, bên cạnh suốt thời gian qua Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Võ Thanh Quỳnh, người thầy trực tiếp hướng dẫn tôi, quan tâm, giúp đỡ, tận tình bảo tơi suốt trình thực đề tài luận văn tốt nghiệp Không giúp đỡ mặt chuyên môn, q trình làm việc, tơi cịn học hỏi tinh thần làm việc khoa học đầy trách nhiệm từ thầy, từ tích lũy kiến thức kinh nghiệm quý báu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Th.S Nguyễn Viết Đạt người tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn Và xin gửi lời cảm ơn trân thành tới thầy cô môn Vật lý Địa Cầu – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội trang bị kiến thức có đóng góp quý báu để tơi hồn thành luận văn Cuối cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình bạn bè, người ln quan tâm, động viên chỗ dựa tinh thần vững tơi thời khắc khó khăn Dù cố gắng song điều kiện thời gian trình độ nên luận văn tơi khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận nhận xét lời góp ý từ phía thầy bạn đọc để luận văn tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 01 tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Phương Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ – NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ… 1.1 Thống kê xử lý số liệu 1.1.1 Mẫu ngẫu nhiên phân phối thực nghiệm 1.1.2 Các đặc trưng thống kê 1.1.3 Hàm phân phối 1.2 Xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý 1.2.1 Các bước xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý 1.2.2 Các thuật toán nhận dạng 1.2.2.1 Các thuật toán nhận dạng có mẫu chuẩn 1.2.2.2 Các thuật tốn nhận dạng khơng có mẫu chuẩn CHƢƠNG II MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THƠNG TIN VÀ PHÂN TÍCH NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 2.1 Một số phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin 2.1.1 Phương pháp phân tích - tần suất 2.1.2 Phương pháp phân tích – khoảng cách – khái quát 2.1.3 Phương pháp trọng số 2.1.4 Phương pháp phân tích thành phần 2.1.5 Phương pháp đánh giá chuyên gia 2.2 Một số phương pháp phân tích nhận dạng xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý 2.2.1 Các phương pháp truyền thống 2.2.2 Một số phương pháp nhận dạng địa vật lý áp dụng thuật tốn đánh giá lựa chọn thơng tin 2.2.2.1 Phương pháp tần suất nhận dạng 2.2.2.2 Phương pháp khoảng cách tần suất - nhận dạng CHƢƠNG III THỬ NGHIỆM ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THƠNG TIN VÀ PHÂN TÍCH NHẬN DẠNG TRÊN SỐ LIỆU THỰC TẾ 3.1 Giới thiệu đối tượng khu vực nghiên cứu thử nghiệm 3.1.1 Vị trí địa lý đặc điểm khu vực nghiên cứu 3.1.2 Đối tượng nghiên cứu 3.1.3 Tài liệu địa vật lý máy bay khu vực nghiên cứu 3.2 Phân tích thử nghiệm số phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin 3.2.1 Phân tích thử nghiệm theo phương pháp phân tích tần suất 3.2.2 Phân tích thử nghiệm theo phương pháp phân tích - khoảng cách - khái quát 3.2.3 Phân tích thử nghiệm theo phương pháp trọng số 3.3 Phân tích thử nghiệm phương pháp nhận dạng 3.3.1 Phân tích thử nghiệm phương pháp tần suất – nhận dạng 3.3.2 Phân tích thử nghiệm phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ vị trí khu vực lựa chọn nghiên cứu thử nghiệm Hình 3.2 Sơ đồ vị trí đối tượng thử nghiệm Hình 3.3 Đồ thị tỷ trọng thơng tin tính chất đối tượng mẫu Hình 3.4 Đồ thị giá trị khoảng cách khái quát tính chất đối tượng mẫu chuẩn mẫu ĐN01 Hình 3.5 Đồ thị giá trị khoảng cách khái quát tính chất đối tượng mẫu chuẩn mẫu ĐN01 theo thứ tự giảm dần DANH MỤC BẢNG Bảng 2.3 Số liệu quan trắc đối tượng địa chất Bảng 2.4 Số liệu quan trắc vỏ hóa thạch Bảng 3.1 Khoảng giá trị đặc trưng đối tượng mẫu Bảng 3.2 Ma trận thông tin đối tượng mẫu Bảng 3.3 Kết tính tỷ trọng thơng tin đối tượng mẫu Bảng 3.4 Kết tính tỷ trọng thông tin đối tượng mẫu sau xếp Bảng 3.5 Tỉ lệ phần trăm tổng thông tin với m tính chất Bảng 3.6 Bảng giá trị khoảng cách khái quát tính chất đối tượng mẫu chuẩn mấu ĐN01 Bảng 3.7 Bảng giá trị khoảng cách khái quát tính chất đối tượng mẫu chuẩn mấu ĐN01 sau xếp Bảng 3.8 Giá trị hệ số ý nghĩa ωi tính chất xếp theo thứ tự giảm dần Bảng 3.9 Kết phân tích số đồng dạng đối tượng theo phương pháp phân tích – tần suất – nhận dạng Bảng 3.10 Kết phân tích số đồng dạng đối tượng theo phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng MỞ ĐẦU Đánh giá lựa chọn thông tin nội dung quan trọng công tác xử lí-phân tích tổ hợp số liệu vật lý nói chung , số liệu địa vật lý nói riêng Hiện nay, cơng tác xử lí-phân tích tổ hợp số liệu địa vật lý người ta sử dụng nhiều loại phương pháp khác nhau, nhóm phương pháp thống kê - nhận dạng áp dụng rộng rãi có hiệu Tuy nhiên, thực tế, tiến hành phương pháp phân tích tổ hợp nhiều loại tài liệu địa vật lý, có tài liệu phổ gamma hàng khơng nước ta, gặp phải số hạn chế cần nghiên cứu khắc phục Đó khối lượng tài liệu số lượng chủng loại thông tin lớn, số lượng tham số đầu vào chương trình phân tích có thường bị giới hạn Việc sử dụng tổ hợp thơng tin khác để tiến hành phân tích cho kết khác Mặt khác, kể số lượng tham số đầu vào chương trình phân tích mở rộng việc sử dụng đồng thời tất loại thông tin có để phân tích nhận dạng lại cho kết thiếu tin cậy sử dụng tổ hợp thơng tin định có chất lượng cao Rõ ràng việc sử dụng thông tin thiếu độ tin cậy khơng khơng có hiệu mà cịn làm nhịa thơng tin quan trọng khác, gây nên nhận thức sai lệch đối tượng nghiên cứu Trong thực tế, số lượng chủng loại thông tin đối tượng nhiên cứu thu ngày lớn Làm để đánh giá chất lượng chủng loại thơng tin, từ lựa chọn tổ hợp thông tin tin cậy phục vụ cho mục đích nghiên cứu đóng vai trị quan trọng cơng tác xử lý phân tích tài liệu nội dung lớp tốn đánh giá lựa chọn thơng tin Với thực tế cách đặt vấn đề trên, ta thấy, để nâng cao chất lượng phương pháp phân tích tổ hợp số liệu, có phương pháp phân tích nhận dạng, trước hết cần phải giải tốt tốn đánh giá, lựa chọn thơng tin Đề tài luận văn: Phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin ứng dụng xử lý tổ hợp số liệu vật lý học viên lựa chọn với nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu số phương pháp, thuật tốn phân tích thuộc nhóm phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý - Áp dụng phương pháp phân tích tần suất theo thuật tốn Griffiths-Vinni, phương pháp phân tích khoảng cách khái quát theo thuật toán Paguonop phương pháp trọng số vào xử lý số liệu địa vật lý từ rút nhận xét, kết luận khả ứng dụng phương pháp Bố cục luận văn gồm: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan phương pháp thống kê – nhận dạng xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý - Chương 2: Một số phương pháp đánh giá – lựa chọn thơng tin phân tích nhận dạng trọng xử lý số liệu địa vật lý - Chương 3: Thử nghiệm áp dụng số phương pháp đánh giá lựa chọn thơng tin phân tích nhận dạng số liệu thực tế - Kết luận 4.435 12.621 1.621 4.232 41610 4.435 12.621 1.621 4.918 41613 Phụ lục 2.7: Đối tượng U TH K TG TỪ 4.859 12.837 2.033 4.211 41588.06 4.574 12.906 2.054 4.204 41589.22 4.146 13.017 2.079 4.154 41590.33 4.146 13.017 2.079 4.154 41590.33 4.817 12.313 1.923 4.257 41581.65 4.817 12.313 1.923 4.257 41581.65 4.463 12.317 1.957 4.146 41582.57 3.793 12.985 2.025 4.171 41586.65 3.826 13.436 2.075 4.195 41591.53 4.893 11.309 1.702 4.277 41587.4 4.893 11.309 1.702 4.277 41587.4 4.607 10.692 1.823 4.231 41585.01 4.214 12.174 1.963 4.181 41584.66 3.829 14.109 2.036 4.327 41594.36 4.881 10.527 1.723 4.172 41590.96 4.865 10.761 1.764 4.258 41590.66 4.883 11.154 1.966 4.385 41591.04 4.883 11.154 1.966 4.385 41591.04 4.951 13.834 2.02 4.533 41607.27 4.881 10.527 1.723 4.172 41590.96 4.865 10.761 1.764 4.258 41590.66 4.883 11.154 1.966 4.385 41591.04 4.951 13.834 2.02 4.533 41607.27 5.495 14.721 2.081 4.797 41604.98 4.725 12.488 1.855 4.181 41594.91 4.372 10.768 1.904 4.198 41588.36 5.049 12.097 1.986 4.482 41600.69 5.367 13.897 2.021 4747 41608.85 5.932 14.926 2.081 4.985 41614.5 Phụ lục 2.8: Đối tượng U TH K TG TỪ 5.954 13.704 2.728 4.809 41609.9 5.306 14.184 2.727 4.815 41611.9 5.954 13.704 2.728 4.809 41609.9 5.306 14.184 2.727 4.815 41611.9 4.905 14.683 2.735 4.848 41593.8 5.98 14.065 2.549 4.897 41617.4 4.466 14.436 2.676 4.914 41615.1 4.505 15.211 2.557 4.96 41615.1 4.466 14.436 2.676 4.914 41610.5 4.466 14.436 2.676 4.914 41618.9 4.505 15.211 2.557 4.96 41618.9 4.505 15.211 2.557 4.96 41618.9 4.589 14.842 2.232 5.003 41613 4.589 14.842 2.232 5.003 41605.9 4.589 14.842 2.232 5.003 41618.9 4.1 15.572 2.283 5.052 41613 4.567 16.598 2.321 5.059 41605.9 4.589 14.824 2.232 5.003 41618.9 4.589 14.842 2.232 5.003 41618.9 4.1 15.572 2.283 5.052 41613 4.567 16.598 2.321 5.059 416 4.567 16.598 2.321 5.059 416 4.483 15.08 2.182 5.062 416 4.527 15.665 2.145 5.098 416 4.62 16.885 2.266 5.167 416 4.62 16.885 2.266 5.167 416 4.54 18.725 2.297 5.197 416 5.304 15.057 2.153 5.077 416 4.887 15.584 2.202 5.147 416 4.626 16.595 2.281 5.125 416 Phụ lục 3: Bảng ma trận thông tin đối tượng thử nghiệm Phụ lục 3.1: Đối tượng ĐN01 U TH K TG TỪ F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phụ lục 3.2: Đối tượng ĐN02 U Th K Tg Từ F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phụ lục 3.3: Đối tượng U Th K Tg Từ F 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phụ lục 3.4: Đối tượng U Th K Tg Từ F 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Phụ lục 3.5: Đối tượng U Th K Tg Từ F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phụ lục 3.6: Đối tượng U Th K Tg Từ F U/Th U/K U/Tg U/Từ U/F Th/K Th/Tg Th/Từ Th/F K/Tg K/Từ K/F Tg/Từ Tg/F Từ/F 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Phụ lục 3.7: Đối tượng U Th K Tg Từ F 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Các đồ hàm lượng Phụ lục 1.1: Bản đồ hàm lượng Uran Phụ lục 1.2 Bản đồ hàm lượng Thori Phụ lục 2.3: đồ hàm lượng Kali Phụ lục 2.3: đồ hàm lượng kênh tổng Phụ lục 1.5: Bản đồ từ trường toàn phần ... tin ứng dụng xử lý tổ hợp số liệu vật lý học viên lựa chọn với nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu số phương pháp, thuật tốn phân tích thuộc nhóm phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin xử lý tổ hợp số liệu. .. CHƢƠNG II MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG TIN VÀ PHÂN TÍCH NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 2.1 Một số phương pháp đánh giá lựa chọn thơng tin 2.1.1 Phương pháp phân tích... F có dạng: ( Trong 1.2 Xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý 1.2.1 Các bước xử lý tổ hợp số liệu Địa Vật lý Xử lí tổ hợp số liệu dựa nhiều loại thông tin khác để giải nhiệm vụ đặt phù hợp với điều