This article presents the study results applying analyzing and processing algorithms of documents of the Multi-electrode Resistivity Imaging method to the Improved Multi-elect[r]
(1)Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304
298
Nghiên cứu đề xuất thuật tốn xử lý, phân tích tài liệu của phương pháp phân cực kích thích đa cực cải tiến
Vũ ðức Minh
Trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 19 tháng 11 năm 2008
Tóm tắt. Bài báo trình bày kết nghiên cứu áp dụng thuật toán xử lý phân tích tài liệu phương pháp Thăm dị ñiện ña cực truyền thống cho phương pháp Thăm dò ñiện ña cực cải tiến, nghiên cứu ñề xuất file điều khiển, thuật tốn xử lý phân tích tài liệu phương pháp Thăm dị điện đa cực cải tiến Từđó, chúng tơi rút kết luận cho hướng nghiên cứu cần thiết hiệu nhằm hoàn thiện lý thuyết lẫn sản phẩm công nghệ phương pháp Thăm dị điện đa cực cải tiến chúng tơi đề xuất
1 ðặt vấn đề
Chúng tơi đề xuất thành cơng phương pháp góp phần làm phong phú thêm hệ phương pháp Thăm dò điện, phương pháp Phân cực kích thích cải tiến Các phương pháp cơng bố nhiều báo [1-5] ∗
Phương pháp ảnh ñiện ña cực (Multi-electrode Resistivity Imaging - MRI) có qui trình đo đạc ngồi thực địa, hệ chương trình xử
lý, phân tích khác với phương pháp truyền thống sử dụng thiết bị truyền thống, ñồng thời khác với phương pháp PCKT cải tiến chúng tơi đề xuất Tuy nhiên, phương pháp có nhiều ưu ñiểm ñáng ý, chẳng hạn như: q trình đo khơng phải dịch chuyển cực phát thu tuyến nhiều lần, q trình đo liên tục thu ñược số liệu tuyến khơng phải thu
được số liệu ñiểm ño tuyến, phần mềm xử lý phân tích có sẵn kết
_
∗
Tác giả liên hệ ðT.: 84-4-37450026 E-mail: minhvd@vnu.edu.vn
biểu diễn cho mặt cắt ñiện trở suất hay
độ phân cực ðể có điều nói thiết bị phương pháp MRI ñã
ñược cài ñặt sẵn file ñiều khiển ñể ñiều khiển trình tựño ñạc, ñồng thời nhờ file mà số liệu ño ñã ñược lưu trữ máy theo ñịnh dạng sẵn phù hợp với phần mềm xử lý phân tích có Chính thế, tuỳ vào loại thiết bị mà file có định dạng khác
Vấn ựề ựặt kết hợp phương pháp MRI với phương pháp PCKT cải tiến ựó ựể tận dụng ựược ưu việt phương pháp (hệ cực ựo, qui trình ựo, hệ thiết bị, phần mềm xử lý, phân tắchẦ) nhằm nâng cao hiệu chúng chắnh phương pháp PCKT ựa cực cải tiến mà ựã mạnh dạn ựề xuất
2 Quá trình nghiên cứu kết quả
2.1 Phương pháp nghiên cứu
Chúng ñã tiến hành công tác thực ñịa
(2)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 299
PCKT ña cực cải tiến với việc sử dụng hệ thiết bị SUPERSTING R1 (Mỹ) ñã ñược cài đặt hai file điều khiển đo chúng tơi thiết lập [6], có cải tiến hệ cực đo đa cực có phương pháp MRI
Số liệu sau thu thập có dạng file số liệu đa cực thơng thường Với
điểm ño, có file số liệu ñối xứng file số liệu lưỡng cực Từ file số liệu ñối xứng file số liệu lưỡng cực, phải chuyển số liệu thành file số liệu đo sâu đối xứng trong, ngồi file số liệu lưỡng cực trái, phải Với ñiểm ño khác tuyến làm tương tự
Chúng tơi tiến hành nghiên cứu theo hai phương án:
- Phương án 1: Với số liệu thu nói trên, sử dụng thuật tốn chúng tơi
đề xuất phương pháp PCKT cải tiến ñể
xử lý phân tích
- Phương án 2: Liên kết số liệu thu nói ñiểm thành ñịnh dạng file ña cực ñể ñưa vào chương trình xử lý sẵn có phương pháp ña cực thông thường 2.2 Kết
2.2.1 Phương án
Muốn truy cập ñược ñến file số liệu lưu trữ máy SuperSting R1, chúng tơi lập chương trình đọc số liệu ngơn ngữ Matlab, từđó ta có file số liệu cho ñiểm ño tuyến phương pháp PCKT ña cực cải
tiến: ñiện trở suất ño sâu ñối xứng, ñiện trở suất
ño sâu lưỡng cực, ñộ phân cực ño sâu ñối xứng ñộ phân cực ño sâu lưỡng cực Từ file số
liệu này, chúng tơi sử dụng hệ chương trình
đã có phương pháp PCKT cải tiến để
xử lý phân tích Kết thu ñược
ñường cong, mặt cắt giả ñiện trở suất cải tiến, giảñộ phân cực cải tiến mặt cắt ñịa
ñiện (bao gồm tham số Petrovski) [6] Hình ví dụ minh hoạ cho kết
mặt cắt giảñiện trở suất mặt cắt ñịa ñiện sau xử lý tuyến ño theo phương án
2.2.2 Phương án
Số liệu sau ñã ñược chuyển thành file riêng biệt ñối với loại hệ cực ño khác cho ñiểm ño, phải liên kết số
liệu ñiểm ño sâu ñối với loại hệ cực ño thành ñịnh dạng file ña cực ðể ñảm bảo
ñiểm ghi số liệu theo ñúng vị trí chúng vị trí cực A, B, M, N phải ñược ñịnh nghĩa lại Với số liệu đối xứng, việc định nghĩa lại vị
trí điện cực đảm bảo u cầu
thực ñược với số liệu lưỡng cực lại khó khăn Dưới chúng tơi giới thiệu ví dụ file liên kết số liệu ñiện trở suất ño sâu ñối xứng ñiểm ño sâu tuyến
ño sâu ñã nghiên cứu (bảng 1)
Hình kết minh giải 1D ñiểm
ño sâu ñiện tuyến đo sâu nói Hình kết phân tích nghịch đảo 2D liên kết
(3)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 300
Hình Kết xử lý phân tích: mặt cắt giảđiện trở suất (trên) mặt cắt ñịa ñiện (dưới)
Bảng File liên kết số liệu ño sâu ñối xứng tuyến ño
Cấu hình đối xứng % Tiêu đề
0.5 % Khoảng cách ñiện cực nhỏ
11 % Loại cấu hình tựđịnh nghĩa
0 % Câu hình phụ
Type of measurement (0=app.resistivity, 1=resistance) % Loại giá trị ño, ñây ñiện trở suất biểu kiến
0
40 % Tổng số phép ño
1 % Cách ghi số liệu tuyến
0 % Chỉ dùng số liệu ñiện trở suất
4 35.00 0.00 42.00 0.00 38.00 0.00 39.00 0.00 15.45 % (1) 34.00 0.00 43.50 0.00 38.00 0.00 39.50 0.00 19.52
(4)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 301
4 37.50 0.00 44.50 0.00 40.50 0.00 41.50 0.00 13.15 36.50 0.00 46.00 0.00 40.50 0.00 42.00 0.00 16.71 34.50 0.00 48.00 0.00 40.00 0.00 42.00 0.00 23.17 31.50 0.00 51.00 0.00 39.50 0.00 42.50 0.00 31.80 27.50 0.00 55.00 0.00 39.00 0.00 43.00 0.00 42.50 22.00 0.00 60.50 0.00 38.50 0.00 44.00 0.00 55.24 14.00 0.00 68.50 0.00 37.00 0.00 45.00 0.00 70.61 2.50 0.00 79.50 0.00 35.50 0.00 46.50 0.00 92.72 40.00 0.00 47.00 0.00 43.00 0.00 44.00 0.00 18.21 39.00 0.00 48.50 0.00 43.00 0.00 44.50 0.00 20.79 37.00 0.00 50.50 0.00 42.50 0.00 44.50 0.00 27.47 34.00 0.00 53.50 0.00 42.00 0.00 45.00 0.00 36.71 30.00 0.00 57.50 0.00 41.50 0.00 45.50 0.00 47.86 24.50 0.00 63.00 0.00 41.00 0.00 46.50 0.00 62.65 16.50 0.00 71.00 0.00 39.50 0.00 47.50 0.00 86.90 5.00 0.00 82.00 0.00 38.00 0.00 49.00 0.00 108.37 42.50 0.00 49.50 0.00 45.50 0.00 46.50 0.00 14.99 41.50 0.00 51.00 0.00 45.50 0.00 47.00 0.00 18.60 39.50 0.00 53.00 0.00 45.00 0.00 47.00 0.00 34.96 36.50 0.00 56.00 0.00 44.50 0.00 47.50 0.00 41.64 32.50 0.00 60.00 0.00 44.00 0.00 48.00 0.00 52.02 27.00 0.00 65.50 0.00 43.50 0.00 49.00 0.00 65.24 19.00 0.00 73.50 0.00 42.00 0.00 50.00 0.00 80.45 7.50 0.00 84.50 0.00 40.50 0.00 51.50 0.00 106.36 45.00 0.00 52.00 0.00 48.00 0.00 49.00 0.00 17.13 44.00 0.00 53.50 0.00 48.00 0.00 49.50 0.00 21.59 42.00 0.00 55.50 0.00 47.50 0.00 49.50 0.00 28.65 39.00 0.00 58.50 0.00 47.00 0.00 50.00 0.00 38.08 35.00 0.00 62.50 0.00 46.50 0.00 50.50 0.00 49.36 29.50 0.00 68.00 0.00 46.00 0.00 51.50 0.00 63.08 21.50 0.00 76.00 0.00 44.50 0.00 52.50 0.00 80.69 10.00 0.00 87.00 0.00 43.00 0.00 54.00 0.00 102.42
0 0 0
(1): Cột cấu hình cực; Cột 2, vị trí điện cực xA, zA; Cột 4, vị trí điện cực xB, zB; Cột 6, vị trí điện cực xM, zM; Cột 8, vị trí điện cực xN, zN; Cột 10 giá trịñiện trở suất ño
(5)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 302
Hình Kết minh giải 1D
Hình Kết minh giải 2D
3 Kết luận
1 Khẳng định lại lần tính ưu việt phương pháp PCKT ña cực cải tiến,
đặc biệt thời gian cơng tác ngồi thực ñịa giảm gần nửa so với phương pháp MRI kết phương pháp PCKT ña cực cải tiến thể rõ nét chi tiết hơn, lượng thơng tin thu sau xử lý phân tích nhiều (phải kể đến tính thêm đại lượng Petrovski mà phương pháp MRI khơng có), độ sâu nghiên cứu lớn nhiều so với phương pháp MRI, không bị số liệu
ở hai ñầu tuyến ñối với phương pháp PCKT ña cực ñã có
2 Với việc sử dụng thuật tốn xử lý, phân tích chúng tơi đề xuất phương pháp PCKT cải tiến phương án nêu cịn nhược điểm: nay, sau thu ñược số liệu ño phương pháp PCKT ña cực cải tiến, phải chuyển số liệu ño sâu
(6)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 303
3 Với việc áp dụng phương án có lợi hồn tồn sử dụng phần mềm sẵn có tác giả giới để xử
lý, phân tích Tuy nhiên có hạn chế
định, là:
- Vì hệ cực ño phương pháp PCKT cải tiến khơng mà phương pháp MRI
đều nên để xử lý điểm đo (1D) khơng gặp khó khăn liên kết để xử lý 2D thực khó khăn phải định nghĩa lại vị trí điện cực để ñảm bảo
ñiểm ghi số liệu theo ñúng u cầu định dạng vị trí file số liệu Trường hợp định nghĩa cịn gặp khó khăn
vấn đề chia lưới sai phân tiến hành nghịch
ñảo q trình xử lý phân tích: Những cự
ly nhỏ, lưới sai phân dày, cự ly lớn ngược lại Chính tâm điểm
đo, mơi trường chia nhỏ hình ảnh thu khó minh giải Với số liệu đối xứng, việc định nghĩa lại vị trí điện cực
đảm bảo u cầu thực ñược dễ
dàng, với số liệu lưỡng cực lại khó khăn
- Muốn liên kết số liệu thu nhưđã nói ñiểm thành ñịnh dạng file ña cực ñểñưa vào chương trình xử lý sẵn có phương pháp MRI, phải thiết lập thêm file liên kết số liệu ño ñược cho loại hệ cực ño (ñối xứng lưỡng cực)
- Một khó khăn sử dụng phần mềm tốn thuận: với hệ cực đo khơng
đều, nhiều phần mềm khơng hỗ trợ, cịn có hỗ trợ hệ cực đo phi chuẩn với việc bố
trí cực phát bên phần mềm chưa hồn tồn đáp ứng u cầu
Hướng nghiên cứu tiếp theo: Với kết thu ñược, ñã thấy rõ ưu
điểm khó khăn hai phương án nêu
đó sở ựể tiếp tục nghiên cứu thiết lập hệ chương trình xử lý phân tắch hồn
chỉnh theo hướng tựđộng phương pháp PCKT cải tiến
Lời cảm ơn
Tác giả cảm ơn chương trình nghiên cứu khoa học Bộ Khoa học Công nghệ
chủ trì hỗ trợ kinh phí giúp đỡ chúng tơi hồn thành cơng trình
Tài liệu tham khảo
[1] Vu Duc Minh, Induced-Polarization Sounding
methods in a new manner , Journal of Geology,
Series B, No 17-18, p 94-101, 2001
[2] Vu Duc Minh, A new approach for document
processing in the improved dipole Induced
Polarization sounding method, VNU, Journal of
Science, Natural Sciences and Technology, XVIII, (2002) 40
[3] Vũðức Minh, Xử lý tài liệu phương pháp đo sâu phân cực kích thích đối xứng cải tiến,
Tạp chí Các Khoa học trái ñất, 24, (2002) 362
[4] Vũðức Minh, Một ñề xuất ñối với phương pháp ño sâu ñiện lưỡng cực cải tiến, Tuyển tập các công trình khoa học, Hội nghị khoa học kỹ thuật ðịa Vật lý Việt nam lần thứ IV, (2005) 449
[5] Vũðức Minh, Ứng dụng phương pháp ño sâu
đối xứng cải tiến để khai thác thêm thơng tin hữu ích từ số liệu đo sâu điện có, Tạp chí khoa học ðại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 21, (2005) 48
[6] Vũðức Minh, Nguyễn Bá Duẩn, Thiết lập qui trình đo ngồi thực địa file điều khiển phương pháp Phân cực kích thích đa cực cải tiến, Tuyển tập cơng trình khoa học, Hội nghị khoa học kỹ thuật ðịa Vật lý Việt nam lần
(7)V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 298-304 304
Study to create analyzing and processing algorithms of documents of the Improved Multi-electrode
Induced-Polarization Method
Vu Duc Minh
College of Science,VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam