Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn và công nghệ gis trong việc tính toán trường bức xạ từ địa hình cụ thể

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ^’] LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ CÔNG NGHỆ GIS TRONG VIỆC TÍNH TỐN TRƯỜNG BỨC XẠ TỪ ĐỊA HÌNH CỤ THỂ CHUN NGÀNH: KỸTHUẬT VƠ TUYẾN - ĐIỆN TỬ Mà SỐ NGÀNH: 2.07.01 KS ĐOÀN MINH ĐỨC Tháng năm 2004 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Đình Thành, Thầy Lương Hữu Tuấn, Thầy Huỳnh Phú Minh Cường Trong thời gian em thực luận án tốt nghiệp này, việc hướng dẫn nhiệt tình mặt chun mơn, Thầy ln theo sát tiến trình thực ln động viên, hướng dẫn em làm việc cách khoa học Ngoài ra, em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện – Điện Tử, đặc biệt thầy cô Bộ Môn Viễn Thông truyền thụ cho em kiến thức quí giá trình học tập Con xin cảm ơn ba, mẹ, anh chị em gia đình động viên tạo điều kiện cho hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đặc biệt bạn Nguyễn Ngọc Anh, giúp đỡ tơi q trình thực Do thời gian kiến thức có hạn nên việc thực đề tài khơng tránh khỏi sai sót Em mong thầy cô thông cảm dạy thêm Tháng năm 2004 Học viên thực hiện: ĐOÀN MINH ĐỨC Mục lục i MỤC LỤC ^‘] PHẦN CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRƯỜNG ĐIỆN TỪ…… 1 Hệ phương trình Maxwell………………………………… 1.1 Dạng vi phân phương trình Maxwell…………………………………………………………………… 1.2 Trường điện tĩnh trường từ tĩnh…………………………………………………………………………… 1.3 Trường điện từ biến thiên điều hòa…………………………………………………………………………….2 1.4 Các phương trình liên hệ………………………………………………………………………………………… Thế vơ hướng vectơ .3 2.1 Thế vô hướng trường điện tĩnh……………………………………………………………………… 2.2 Thế vectơ trường từ tĩnh……………………………………………………………………………… 3 Phương trình sóng 3.1 Phương trình sóng sạng vectơ .4 3.2 Phương trình sóng dạng vơ hướng…………………………………………………………………………… 4 Điều kiện biên 4.1 Tại mặt phân cách hai môi trường……………………………………………………………………….5 4.2 Tại bề mặt vật dẫn lý tưởng………………………………………………………………………… ………… 4.3 Tại bề mặt vật dẫn thực…………………………………………………………………………………………….6 Điều kiện xạ……………………………………………………………………………… …….7 5.1 Điều kiện xạ Sommerfeld…………………………………………………………………………………….7 5.2 Những điều kiện xạ bậc cao……………………………………………………………………………… CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN .9 Định nghĩa toán trị biên phương pháp kinh điển cho toán trị biên… 1.1 Định nghĩa toán trị biên 1.2 Các phương pháp kinh điển để giải toán trị biên 10 1.2.1 Phương pháp Ritz .10 1.2.2 Phương pháp Galerkin 11 Mục lục ii A Phương pháp kết hợp điểm .12 B Phương pháp kết hợp miền .12 C Phương pháp bình phương tối thiểu 13 Giới thiệu phương pháp phần tử hữu hạn 13 Các bước phương pháp phần tử hữu hạn .14 3.1 Rời rạc hoá miền khảo sát 14 3.2 Chọn hàm nội suy .16 3.3 Thiết lập hệ phương trình 16 A Thiết lập công thức thông qua phương pháp Ritz 16 B Thiết lập công thức thông qua phương pháp Galerkin .18 3.4 Giải hệ phương trình 19 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG KHƠNG GIAN 2-D……… 21 Bài tốn trị biên 21 Xây dựng công thức biến phân .22 Phân tích phần tử hữu hạn .24 3.1 Rời rạc hoá miền khảo sát 25 3.2 Hàm nội suy phần tử 26 3.3 Thiết lập công thức thông qua phương pháp Ritz 28 A Xác định ma trận vectơ phần tử 28 B Tích hợp hệ phương trình 29 C Kết hợp điều kiện biên loại ba 31 D Gán điều kiện biên Dirichlet .33 3.4 Thiết lập công thức thông qua phương pháp Galerkin 35 3.5 Giải hệ phương trình 38 Phần tử bậc cao không gian hai chiều 38 4.1 Phần tử tam giác bậc hai 39 4.2 Xây dựng hàm nội suy 41 4.3 Tích phân số………………………………………………………………………………………………………… 45 4.4 Độ xác bậc phần tử……………………………………………………………………………… ….46 Mục lục iii PHẦN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GIS………………………… 48 Tổng quan công nghệ GIS 48 Hệ thống thông tin địa lý…… 49 2.1 GIS 49 2.2 Chọn liệu thích hợp 50 2.3 Dữ liệu liên quan địa lý…………………………………………………………………………………………….50 Quản lý liệu GIS .51 3.1 Giới thiệu 51 3.2 Các mơ hình liệu………… .51 3.3 Bản chất liệu địa lý……………………………………………………………………………………….52 3.3.1 Vị trí địa lý……… …………………………… ………………………………………………………………52 3.3.2 Thuộc tính………………… ……………………………………………………………………………………52 3.3.3 Mối quan hệ khơng gian…………… ………………………………………………………………… …53 3.3.4 Mối quan hệ thời gian……………… …………………………………………………………………… 53 3.4 Mơ hình liệu khơng gian………………………………………………………………………………………53 3.4.1 Mơ hình liệu raster……………………………………………………………………………………… 54 3.4.2 Mơ hình liệu vector…………………… ……………………………………………………………… 54 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS CỦA HỆ THỐNG… 55 Các loại liệu GIS .55 Cách tổ chức liệu không gian GIS 55 Cách tổ chức liệu thuộc tính GIS .56 Cách thức tiến hành xây dựng sở liệu GIS……………………………………… …56 Mục lục iv PHẦN CHƯƠNG 1: CÁCH THỨC ĐỂ BIÊN DỊCH MATLAB SANG C/C++ VÀ TẠO CHƯƠNG TRÌNH ĐỨNG MỘT MÌNH……………………………………………………….……………60 Trình biên dịch Matlab ………… .60 1.1 Giới thiệu………………………………………………………………………………………………………….…….60 1.2 Tại phải biên dịch file m…………………………………………………………………………… 61 1.2.1 Các ứng dụng đứng DLLs……………………………………………………………… 61 1.2.2 Che dấu thuật toán………………………………………………………………………………………61 1.2.3 Tăng tốc độ………………… ……………………………………………………………………………….…61 1.3 Giới hạn hạn chế……………………………………………………………………………………………… 62 1.3.1 Mã Matlab……………………………………………………………………………………………………… 62 1.3.2 Các ứng dụng đứng mình…………………………………………………………………………….62 Yêu cầu hệ thống……………………………………………………………………………………………… 62 1.4 1.4.1 Yêu cầu phần cứng………… ………………………………………………………………………… 62 1.4.2 Yêu cầu phần mềm……… …………………………………………………………………………… 62 Cài đặt định cấu hình cho Matlab Compiler 63 2.1 Cài đặt………………………………………………………………………………………………………………… 63 2.2 Định hình……………………………………………………………………………………………………………….63 2.3 Kiểm tra Mex-file……………………………………………………………………………………………….…….68 2.4 Kiểm tra Matlab Compiler…………………………………………………………………………………… ….68 Xây dựng chương trình đứng dùng Matlab Compiler .69 3.1 Sự khác Mex-file ứng dụng đứng 70 3.1.1 Các Mex-file……… ………………………………………………………………………………….…………70 3.1.2 Các ứng dụng đứng mình…… ………………………………………………………………… 70 3.1.3 Các ứng dụng đứng C/C++…………….………………………………………………….71 3.2 Xây dựng ứng dụng đứng C/C++ 71 3.2.1 Định hình cho C/C++…………………………………………………………………………………………71 3.2.2 Các dạng lệnh mbuild……………… …………………………………………………………………… 72 3.2.3 Thanh công cụ IDE…………… …………………………………………………………………………….72 Xây dựng ứng dụng đứng có sử dụng giao diện 73 4.1 Giới thiệu sơ lược Matlab C/C++ Graphics Library………………………………………………….73 4.1.1 Các thành phần cấu hình……………… …………………………………………………….……………73 4.1.2 Định hình Matlab C/C++ Graphics Library…………… ………………………………….…………73 4.1.3 Sự hạn chế……………………………… ………………………………………………………………… …73 4.2 Xây dựng ứng dụng đứng mình……………………………………………………………………74 Mục lục v 4.2.1 Tổng quát………………………………………………………………………………………………….…… 74 4.2.2 Sự thay đổi giao diện sau biên dịch………………… …………………………………… … 74 4.3 Sửa chữa lỗi thường gặp…………………………………………………………………………………….74 4.3.1 Lỗi sử dụng đặc điểm matlab không hổ trợ……………………………………………… 74 4.3.2 Lỗi biên dịch ứng dụng viết giống nguyên bản…… ……………………………75 4.3.3 Lỗi biên dịch thiếu khai báo hàm lệnh “callback”…… ………………………………75 4.3.4 Lỗi file menu không xuất giao diện………………………………………………………75 4.3.5 Sự xung đột với Microsoft Foundation Class (MFC) DLL……… ……………………………….75 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MAPOBJECTS… 76 Giới thiệu tổng quan phần mềm MapObjects .76 Các dạng liệu dùng MapObjects 77 Một số hàm MapObjects dùng chương trình 77 Mục lục vi PHẦN CHƯƠNG 1: SƠ ĐỒ KHỐI GIẢI THUẬT 80 Sơ đồ khối tổng quát .80 Sơ đồ cho khối I 81 Sơ đồ cho khối II……………………………………………………………………………… ….82 Sơ đồ cho khối III……………………………………………………………………………….….83 Sơ đồ cho khối IV……………………………………………………………………………… ….84 Sơ đồ cho khối V…………………………………………………………………………………….85 6.1 Khối phóng to…………………………………………………………………………………………………… …85 6.2 Khối thu nhỏ………………………………………………………………………………………………….……….86 6.3 Khối kéo rê…………………………………………………………………………………………………………… 87 6.4 Khối bảng màu……………………………………………………………………………………………………… 88 Các hàm mô giải thuật cho hàm Matlab…………………………………………89 7.1 Các hàm mô phỏng………………………………………………………………………………………………….89 7.2 Sơ đồ giải thuật………………………………………………………………………………………………….… 93 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 94 Lời giới thiệu 94 Giao diện FemGis - Hướng dẫn sử dụng 94 Giao diện FemMat - Hướng dẫn sử dụng 96 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG TRƯỜNG BỨC XẠ 100 Trường xạ dây dẫn điện dài vơ hạn khơng có vật chướng ngại .101 1.1 Mơ tả tốn 101 1.2 Mơ hình tốn 101 1.2.1 Thiết lập phương trình sóng 101 1.2.1 Thiết lập điều kiện biên .102 1.3 Cài đặt giải thuật FemMat .102 1.4 Kết mô 104 Trường xạ hai dây dẫn điện dài vô hạn khơng có vật chướng ngại 106 Mục lục vii 2.1 Mơ tả tốn 106 2.2 Mơ hình tốn 106 2.3 Cài đặt giải thuật FemMat .106 2.4 Kết mô 107 Trường xạ đường dây dẫn điện dài vơ hạn có vật chướng ngại .109 3.1 Vật chướng ngại hấp thụ hoàn toàn 109 3.1.1 Mô tả toán 109 3.1.2 Mơ hình tốn 109 3.1.3 Cài đặt giải thuật FemMat 110 3.1.4 Kết mô 111 3.2 Vật chướng ngại phản xạ hoàn toàn 112 3.2.1 Mơ tả tốn 112 3.2.2 Mơ hình tốn 112 3.2.3 Cài đặt giải thuật FemMat 113 3.2.4 Kết mô 114 3.3 Vật chướng ngại thực…………………………………………………………………………………………….115 3.3.1 Mơ tả tốn…………………………………………………………………………………………………115 3.3.2 Mơ hình tốn………………………………………………………………………………………………… 115 3.3.3 Cài đặt giải thuật FemMat…………………………………………………………………….….116 3.3.4 Kết mô phỏng………………………………………………………………………………………… 117 3.4 Nhiều vật chướng ngại………………………………………………………………………………………… 118 3.4.1 Mô tả tốn………………………………………………………………………………………….…… 118 3.4.2 Mơ hình tốn………………………………………………………………………………………………… 118 3.4.3 Cài đặt giải thuật FemMat…………………………………………………………………… …119 3.4.4 Kết mơ phỏng……………………………………………………………………………………………120 Tính tốn hiển thị trường đồ raster…………………………………….…….121 4.1 Khảo sát trường xạ anten………………………………………… ……………………….121 4.2 Khảo sát trường xạ hai anten……… ………………………………… ……………………….124 Tính tốn hiển thị trường đồ vector………………………………… …… 128 KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN 136 Lời giới thiệu viii LỜI GIỚI THIỆU Mục đích luận án: Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn công nghệ thông tin địa lý việc tính tốn phân bố trường điện từ từ địa hình cụ thể Trong thời đại nay, vấn đề quan tâm hàng đầu nhà khai thác mạng việc lắp đặt nhà trạm thu phát làm để tối ưu hóa việc lắp đặt mà không cần phải thông qua giai đoạn “thử - sửa” Đặc biệt đất nước có địa hình phức tạp Việt Nam chi phí để thực cơng việc vơ tốn Do phát sinh nhu cầu việc phải xây dựng phần mềm mô để tính tốn cường độ trường trước lắp đặt Điều cần thiết tối ưu hóa việc lắp đặt giảm chi phí hiệu chỉnh sau lắp đặt Hiện giới xuất nhiều phần mềm chuyên dụng phục vụ cho việc tính tốn phân bố trường xạ với độ xác cao Tuy nhiên, chi phí mua phần mềm lớn nên đa số cơng ty tổ chức có nhu cầu Việt Nam khơng có hội sử dụng chúng Thay vào đó, họ sử dụng phần mềm đơn giản hơn, giá rẻ tất nhiên độ xác khơng thể tính tốn trường hợp phức tạp Từ dẫn đến nhu cầu phần mềm Việt Nam, xây dựng phương pháp tiên tiến, để giải việc tính tốn trường Với phần mềm vậy, hội sử dụng cho công ty tổ chức Việt Nam lớn hơn, giảm bớt phụ thuộc vào phần mềm nước Đây vấn đề lớn, để giải cần phải có nhiều thời gian cơng sức Luận án tham gia giai đoạn phát triển trung gian Hướng giải vấn đề phạm vi đề tài Trong phạm vi đề tài luận án tốt nghiệp này, mục tiêu đặt xây dựng phần mềm sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với cơng nghệ GIS để tính tốn trường từ địa hình cụ thể Nói chung phần mềm tính tốn mơi trường khơng gian ba chiều đích cuối nhắm tới Tuy nhiên, thời gian thực luận án có hạn giai đoạn đầu thực xây dựng phần mềm ta xét đến toán cho trường hợp không gian hai chiều Và tốn khơng gian hai chiều anten, chướng ngại vật ta giả sử chúng có chiều cao vô hạn Chương 3: Mô trường xạ 125 Phủ vùng cần xác định hiển thị trường xạ, sau lưu tập tin GIS lại Các thơng số vị trí chướng ngại vật anten truyền cho phần mềm FemGis sau ta nhấn nút Fem Chương 3: Mô trường xạ 126 Ta khai báo điều kiện biên phương trình thực phần trước, tồn cơng việc phải thực tay Sau sử dụng phần tử bậc cao thực tính tốn trường, ta kết hình sau FemGis Chương 3: Mơ trường xạ Hiển thị kết trường địa hình cụ thể 127 Chương 3: Mơ trường xạ 128 Tính tốn hiển thị trường đồ vector Trong phần ta khảo sát trường đồ vector Để làm việc trước tiên ta phải khảo sát thuộc tính đồ loại Như giới thiệu phần lý thuyết đồ vector có nhiều dạng chuẩn chẳng hạn dạng chuẩn theo Shapefile ESRI, dạng chuẩn theo MapInfo Table File MapInfo,… nhiên ta chọn đồ dạng Shapefile làm chuẩn để khảo sát Công việc xây dựng đồ GIS thực chương phần Kết ta có đồ GIS phường thành phố Đà Lạt sau: Tiếp ta cần tìm hiểu thuộc tính đồ GIS này, đặc biệt thơng tin tịa nhà (chướng ngại vật) lẽ điều kiện biên cho cạnh góc tịa nhà gán tự động theo cách xét ta Ta xét tay cạnh nhỏ số lượng cạnh tịa nhà nhiều Bước thay bước xét điều kiện biên tay phần mềm FemMat cho ứng dụng đồ dạng raster Do đồ dạng vector tất điều kiện biên gán tự động phần tính tốn bên FemMat Có hai cách để biết thuộc tính đồ dạng vector Cách thứ ta chọn cơng cụ Info I, sau kích vào tịa nhà, hay đường để biết thuộc tính của vật mà ta muốn biết Cách thứ hai đơn giản ta mở file chứa liệu thuộc tính địa hình, file thường có đuôi dbf Chương 3: Mô trường xạ 129 Sau vài hình ảnh cho thấy thuộc tính vật thể theo cách thứ Chương 3: Mô trường xạ 130 Hoặc ta biết thuộc tính vật thể theo cách thứ hai sau Sau biết thuộc tính ta gán điều kiện biên cho vật chướng ngại (phần viết dạng ngôn ngữ C FemGis) theo sơ đồ giải thuật sau Xác định tên trường (field) chứa vật chướng ngại Ví dụ: LOAISDUNG Từ trường (field) gọi vật chướng ngại gán điểu kiện biên cho Ví dụ: KS.HUONGTRA Điều kiện biên gán theo dòng với định nghĩa người viết phần mềm quy định sau: a@b@c@d@ a = 1: điều kiện Dirichlet, giá trị b khơng có ý nghĩa, c tương ứng với h d tương ứng với r điều kiện Dirichlet a = 0: điều kiện Neumann, giá trị d khơng có ý nghĩa, b tương ứng với q c tương ứng với g điều kiện Neumann @ cuối dùng để hiểu kết thúc gán điều kiện biên vật chướng ngại Ví dụ: đồ có hai chướng ngại vật, điều kiện biên gán sau: dkbiens="1@0@1@0@0@60*i@1@0@"; Chương 3: Mô trường xạ 131 Giải thích: vật thứ có điều kiện biên Dirichlet, giá trị h=1 r=0: vật phản xạ tồn phần; vật thứ hai có điều kiện biên Neumann, giá trị g=1 q=60*i: vật hấp thụ toàn phần Khảo sát trường xạ phường thành phố Đà Lạt Có thể nói khảo sát tồn trường thành phố cơng việc khó khăn nhiều nguyên nhân khách quan lẫn chủ quan Ví dụ máy tính PC thơng thường khơng thể tính trường cho thành phố có đến hàng trăm ngàn chướng ngại vật với nhiều góc cạnh khác nhau; khơng gian hai chiều, độ cao xem chướng ngại vật; sơng ngịi coi chướng ngại vật hấp thụ khơng, Chính ta giới hạn cơng việc lại khảo sát trường từ phường khơng khảo sát tồn thành phố hay tỉnh Và ta chọn số tòa nhà tiêu biểu làm chướng ngại vật khơng chọn hết thứ, ngồi ta không xét phản xạ từ mặt đất lên trình khảo sát Hướng khơng cho kết thiết thực mở đường cho việc phát triển phần mềm ba chiều, tịa nhà có độ cao cụ thể, sơng ngịi coi vật hấp thụ,… Mở đồ GIS phường thành phố Đà Lạt Bởi có q nhiều chi tiết chướng ngại vật, để đơn giản việc tính tốn ta thống chọn chướng ngại vật số khối nhà đặt trưng khách sạn, ủy ban Chương 3: Mô trường xạ 132 nhân dân phường, trường học, rạp chiếu bóng, cơng an phường, ngân hàng… anten chọn đặt đài phát phường Thực lưu đồ, nhấn nút Fem để gọi chương trình tính tốn trường Tồn thơng tin chướng ngại vật tự động truyền qua phần mềm FemMat ví dụ tọa độ chướng ngại vật, điều kiện biên chúng… Chương 3: Mô trường xạ 133 Nhận xét: ta gán trực tiếp tay điều kiện biên cho chướng ngại vật Điều giải thích sau: thứ có nhiều chướng ngại vật địa hình đồ Thứ hai chướng ngại vật nhỏ chúng chứa nhiều chi tiết cạnh, chẳng hạn khách sạn coi hình đa giác nhiều cạnh (có thể lên tới 100 cạnh) điều thực gán điều kiện biên tay Và cuối ta thực gán điều kiện biên tay khơng cịn ý nghĩa đồ GIS dạng vectơ nữa, nơi mà chứa thơng tin thuộc tính mà đồ GIS dạng raster khơng thể có Chương 3: Mơ trường xạ Sau ta chia lưới theo kiểu “thích nghi” sử dụng phần tử bậc cao để tính tốn Kết bên FemMat cho ta Và cuối hiển thị cụ thể lên đồ GIS bên phần mềm FemGis 134 Chương 3: Mơ trường xạ 135 Nhận xét: Sóng khu vực có nhiều vật chướng ngại bị tượng tán xạ, cịn nơi có vật chướng ngại sóng truyền khơng bị tượng tán xạ hay nhiễu xạ, mà phần lớn hấp thụ phản xạ phần; điều hợp lý với trường hợp chứng minh cụ thể Nhìn chung kết trường hợp hai chiều cho ý nghĩa định tính, nhiên mở hướng ban đầu người sau kế tục phát triển lên phần mềm tính tốn trường ba chiều Kết luận 136 KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN ☺ ☺ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu ta rút kết luận sau: Về phương pháp phần tử hữu hạn Phương pháp phần tử hữu hạn hoàn tồn có khả giải tốn trường điện từ tổng quát mà phương pháp khác giải cho kết thực nghiệm Không phương pháp thực nghiệm chủ yếu đốn, ước chừng từ cơng thức thực nghiệm, phương pháp phần tử hữu hạn cho phép ta tiến hành phân tích phân bố trường, làm sở cho q trình tối ưu hố thiết kế, đặc biệt cho ta kết địa hình phức tạp đa dạng, vốn điểm yếu phương pháp thực nghiệm Phương pháp phần tử hữu hạn có khả cho ta kết có độ xác cao so với kiểm thử giải tích Độ xác phương pháp phần tử hữu hạn phụ thuộc vào số nút lưới ta chia trình rời rạc miền khảo sát Số nút lưới nhiều, độ xác cao, dẫn đến thời gian tính tốn tăng Do đó, tùy thuộc vào độ xác yêu cầu mà ta tiến hành chia lưới cho hợp lý Ngoài ra, việc sử dụng phần tử bậc cao cho kết xác nhiều so với phần tử bậc nhất, bù lại thời gian tính tốn lại lâu Đây hướng thứ hai kết xác ngồi việc chia số nút lưới nhiều Do miền khảo sát giới hạn biên giả, ta phải tìm điều kiện biên phù hợp cho biên giả Việc gây khơng khó khăn ảnh hưởng đến độ xác tốn Về ứng dụng công nghệ GIS Công nghệ thông tin địa lý đời lâu, thời gian đầu ứng dụng số lĩnh vực phục vụ cho việc quản lý dân số môi trường, sau tốc độ phát triển vũ bảo máy tính cơng nghệ thơng tin địa lý phổ biến đến nhiều ngành nghề khác quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên đất đai, bầu cử,… nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin địa lý kết hợp với phương pháp phần tử hữu hạn tính tốn trường hướng mới, chứa nhiều khó khăn xứng đáng cho nghiên cứu thực Về phần mềm Thông qua kết mô phỏng, ta thấy phần mềm vận hành tốt đạt mục đích yêu cầu đề tài Người dùng tính tốn trường từ địa hình cụ thể cách sử dụng phần tử bậc cao đồ GIS (raster hay vector) Kết luận 137 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong luận án em thực việc ứng dụng công nghệ thông tin địa lý kết hợp với phương pháp phần tử hữu hạn việc tính tốn trường từ địa hình cụ thể khơng gian hai chiều, nhiên cơng việc cịn bị hạn chế nhiều yếu tố khách quan lẫn chủ quan Do để cải thiện hoàn thành tốt đề tài hơn, hướng phát triển tương lai đề suất sau: Về phần mềm Cần cải tiến lại giải thuật chương trình Điều quan trọng khảo sát đồ địa hình có tới hàng trăm hàng ngàn chướng ngại vật với tốc độ chíp xử lý cho máy PC kết trường tới hàng chục Do đó, giải thuật tốt rút ngắn thời gian tính tốn lại Về khơng gian khảo sát Trên tảng phần mềm xây dựng không gian hai chiều mà luận án thực hiện, ta phát triển xây dựng phần mềm cho khơng gian ba chiều Tuy có nhiều điểm tương đồng với toán hai chiều, việc nghiên cứu khơng gian ba chiều lại gặp nhiều khó khăn Ngồi ra, việc chia lưới khơng gian ba chiều phức tạp dễ làm cho trình lặp khơng hội tụ Đây cơng việc khó khăn cần nghiên cứu kỹ Về ứng dụng thực tiễn Một ta xây dựng phần mềm tính tốn trường khơng gian ba chiều cần phải đưa yếu tố thực tế vào Khi ta nghiên cứu sâu vào anten thực có vật chướng ngại bất kỳ… chúng chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác thời tiết, mùa hay vị trí vùng khảo sát… Mơi trường truyền khơng cịn giới hạn không gian tự mà phát triển thành mơi trường có đặc trưng Những nghiên cứu làm cho ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn vào lĩnh vực điện từ hoàn thiện hơn, làm sở cho trình tối ưu hóa thiết kế TĨM LẠI Qua luận án này, có nhìn tổng quát phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng vào việc tính tốn trường từ đồ GIS cụ thể, tiêu biểu phần mềm tính tốn trường khơng gian hai chiều hoàn thành Hy vọng tương lai gần, phần mềm tính tốn trường khơng gian ba chiều (phần mềm Việt Nam, xây dựng dựa phương pháp tiên tiến) sớm hoàn thành đưa vào ứng dụng Như vậy, hội sử dụng cho công ty tổ chức Việt Nam lớn hơn, phụ thuộc vào phần mềm nước ngồi giảm xuống Ngồi ra, cịn phát huy chủ trương phát huy nội lực khoa học cơng nghệ, góp phần tiết kiệm ngoại tệ cho đất nước Tháng năm 2004 Thực ĐOÀN MINH ĐỨC Phụ lục 138 Phụ lục 1: Bảng độ thẩm điện tỷ đối Vật liệu Air Pure water Seawater Freshwater ice Granite (dry) Limestone (dry) Clay (saturated) Snow firn Sand (dry) Sand (saturated) Silt (saturated) Seawater ice Basalt (wet) Granite (wet) Shale (wet) Sandstone (wet) Limestone (wet) Iron Aluminum Sapphire Berrylia Rutile GaAs Soil - sandy dry - sandy wet - loamy dry - loamy wet - clayey dry - clayey wet Permafrost Concrete (dry) Concrete (wet) Độ thẩm điện tỷ đối ε r 81 81 8-12 1.4 4-6 30 10 4-8 7 9.8 9.3-11.7 100 12.9 2.6 25 2.5 19 2.4 15 4-8 4-10 10-20 Phụ lục 139 Phụ lục 2: Bảng độ thẩm từ tỷ đối Vật liệu Supermalloy Purified Iron Iron (0.2% impurities) Mild Steel (0.2% carbon) Nickel Cobalt Aluminum Air Vacuum Water Copper Lead Silver Gold Iron Độ thẩm từ tỷ đối μ r 1000000 200000 5000 2000 600 250 1.00002 1.0000004 0.999991 0.999991 0.999983 0.99983 0.99996 4000 ... kết với phần mềm MapObjects Phần 4: Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn công nghệ thông tin địa lý để tính phân bố trường xạ từ địa hình cụ thể Trong phần này, em dùng chương trình mơ FemGis (được... công việc luận án chia làm hai phần: Thứ để thực tính tốn trường phương pháp phần tử hữu hạn ta sử dụng phần mềm Matlab phần mềm Matlab hổ trợ nhiều công cụ để giải toán phương pháp phần tử hữu. .. án: Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn công nghệ thơng tin địa lý việc tính tốn phân bố trường điện từ từ địa hình cụ thể Trong thời đại nay, vấn đề quan tâm hàng đầu nhà khai thác mạng việc