Trong việc phân tích, xử lý tài liệu trường thế nói chung, tài liệu từ nói riêng, việc tồn tại nhiễu trong trường quan sát là điều không thể tranh khỏi. Các phương pháp xác định biên luôn dựa trên việc tính toán các đạo hàm. Điều này làm khuếch đại các tín hiệu nhiễu, ảnh hưởng tới việc quan sát,
minh giải các kết quả tính toán. Do đó, trong mô hình này, chúng tôi sẽ đánh giá hiệu quả của các phương pháp đối với trường hợp mô hình chứa nhiễu.
a. Các thông số của mô hình
Mô hình được xem xét trong trường hợp này là mô hình ba vật thể được thêm nhiễu. Ở đây, chúng tôi tiếp tục sử dụng các thông số được đưa ra trong mô hình hai. Tuy nhiên, nhiễu ngẫu nhiên đã được thêm vào trường quan sát bằng cách sử dụng hàm rand trong Matlab. Ở đây, nhiễu ngẫu nhiên có biên độ bằng 0.1% biên độ cực đại của trường quan sát. Hình 3.5a biểu diễn trường quan sát khi thêm nhiễu dưới dạng các đường đồng mức. Hình 3.5b biểu diễn trường quan sát dưới dạng đồ thị 3D.
Hình 3.5: Dị thường từ gây bởi vật gây ra dị thường từ a. Bản đồ dị thường từ dưới dạng các đường đồng mức. b. Bản đồ dị thường từ dưới dạng 3D.
b. Kết quả tính toán
Để giảm ảnh hưởng của nhiễu tới các kết quả, chúng tôi thực hiện việc nâng trường lên độ cao 0.2 km trước khi tính toán xác định biên. Sử dụng trường dị thường sau khi nâng trường, biên độ tín hiệu giải tích, gradient ngang toàn phần của góc nghiêng, biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng, góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích được chúng tôi tính toán và biểu diễn lần lượt trên các Hình 3.6 (a, b, c, d).
Hình 3.6: Kết quả xác định biên mô hình ba theo các phương pháp góc nghiêng
a. Phương pháp biên độ tín hiệu giải tích
b. Phương pháp gradient ngang toàn phần của góc nghiêng c. Phương pháp biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng d. Phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích
Quan sát các kết quả trên hình vẽ chúng ta có thể nhận thấy, trong trường hợp này, phương pháp biên độ tín hiệu giải tích không nhấn mạnh đồng thời các cạnh có biên độ mạnh và yếu khác nhau (Hình 3.6 a). Hình 3.6 b là kết quả xác định biên bằng phương pháp gradient ngang toàn phần của góc nghiêng. Tương tự như mô hình trước, các biên thu được theo phương pháp này bị ảnh hưởng bởi nhiễu và các thông tin ảo. Hình 3.6 c là kết quả xác định
biên bằng phương pháp biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng. Ở đây, két quả tính toán bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiễu. Hình 3.6 d biểu diễn các biên xác định từ phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích. Rõ ràng, trong trường hợp mô hình bao gồm nhiễu việc xác định biên bằng phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích cũng cho kết quả tốt nhất.
3.4. Áp dụng thực tế
Để chứng minh khả năng áp dụng thực tế của các phương pháp góc nghiêng, chúng tôi áp dụng các phương pháp để phân tích trường dị thường từ tại khu vực Tư Chính – Vũng Mây. Vị trí của khu vực nghiên cứu được thể hiện trên Hình 3.7. Khu vực nghiên cứu nằm ở tọa độ 13,5o-16,5ođộ vĩ Bắc, 112o- 115o độ kinh Đông, có diện tích khoảng 108900 km2.
Nguồn số liệu sử dụng trong luận văn này là bản đồ dị thường từ được thành lập năm 2006 bởi PetroVietnam ở tỷ lệ 1:500.000 (Hình 3.8). Bản đồ này được xây dựng trên cơ sở lưới đo khá đồng đều trên toàn bộ khu vực Tư Chính – Vũng Mây. Do vậy, trường dị thường chúng ta quan sát được trên Hình 3.8 phản ánh trung thực và khá đầy đủ dị thường từ ở khu vực nghiên cứu. Dị thường từ này cũng đã được phân tích trước đó bởi Nguyễn Như Trung và cộng sự (2014), Phạm Thành Luân và cộng sự (2018).
Để giảm ảnh hưởng ảnh hưởng của nhiễu, chúng tôi đã thực hiện việc nâng trường lên 5km trước khi tính toán xác định các ranh giới từ tính. Hình 3.9 là bản đồ dị thường từ khu vực sau khi nâng trường. Việc nâng trường không ảnh hưởng tới cấu trúc chính của khu vực và giúp tăng tính liên kết giữa các kết quả xác định ranh giới từ tính.
Hình 3.8: Bản đồ dị thường từ khu vực
Hình 3.10: Xác định các ranh giới từ bằng phương pháp biên độ tín hiệu giải tích
Hình 3.11. Kết quả tính toán theo phương pháp gradient ngang toàn phần của góc nghiêng
Hình 3.12. Kết quả tính toán theo phương pháp biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng
Hình 3.13. Kết quả tính toán theo phương pháp góc nghiêng của biên độ tín
Kết quả tính toán biên độ tín hiệu giải tích, gradient ngang toàn phần của góc nghiêng, biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng lần lượt được biểu diễn trên các Hình 3.10, 3.11, 3.12. Như đã thảo luận trong phần lý thuyết và tính toán thử nghiệm trên mô hình, sử dụng hàm biên độ tín hiệu giải tích, gradient ngang toàn phần của góc nghiêng, biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng không xác định được chính xác biên của nguồn, dẫn đến các kết quả áp dụng thực tế từ các phương pháp kể trên không phản ánh đúng cấu trúc khu vực. Quan sát kết quả từ các hình trên cũng có thể thấy rằng các kết quả thu được từ ba phương pháp kể trên không thể cân bằng các tín hiệu mạnh và yếu một cách đồng thời. Kết quả tính toán dường như cũng bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiễu. Hình 3.13 biểu diễn kết quả xác định các ranh giới từ tính theo pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích. Trong trường hợp thực tế, sử dụng phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích cũng thu được kết quả xác định ranh giới từ tốt nhất. Kết quả thu được từ phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích có thể cân bằng các dị thường có biên độ khác nhau vàítbị ảnh hưởng bởi nhiễu. Do đó, sử dụng phương pháp này có thể phát hiện tất cả các cấu trúc nông và sâu khác nhau. Như vậy, có thể khẳng định, các vị trí các biên tìm được bằng phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích có thể dùng làm tham khảo tốt cho việc xác định vị trí các đứt gãy, ranh giới từ tính trong khu vực nghiên cứu, giúp bổ sung các thông tin vào bản đồ cấu trúc khu vực.
KẾT LUẬN
Qua việc nghiên cứu lý thuyết, tính toán thử nghiệm trên các các mô hình số từ đơn giản đến phức tạp và áp dụng cho một khu vực nghiên cứu cụ thể, chúng tôi rút ra một số nhận xét về khả năng áp dụng của các phương pháp góc nghiêng trong việc xác định biên của nguồn gây dị thường từ:
- Sử dụng các hàm biên độ tín hiệu giải tích, gradient ngang toàn phần của góc nghiêng, biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng không thể xác định đầy đủ và chính xác biên của nguồn gây dị thường từ. Các phương pháp đó phụ thuộc nhiều vào độ sâu của nguồn và hướng từ hóa. Mặt khác, các phương pháp gradient ngang toàn phần của góc nghiêng và phương pháp biên độ tín hiệu giải tích của góc nghiêng còn bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiễu.
- Phương pháp góc nghiêng của biên độ tín hiệu giải tích cho kết quả xác định biên tốt hơn các phương pháp khác khi áp dụng trực tiếp để minh giải dị thường từ. Kết quả tính toán cho thấy, phương pháp ít phụ thuộc vào độ sâu nghiên cứu và hướng từ hóa. Hơn nữa, sử dụng phương pháp này có thể cân bằng các dị thường có biên độ khác nhau một cách đồng thời.
- Các phương pháp góc nghiêng mới chỉ được chúng tôi nghiên cứu áp dụng cho tài liệu từ. Vì vậy, trong các hướng nghiên cứu tiếp theo, chúng tôi sẽ nghiên cứu áp dụng phương pháp cho việc phân tích, xử lý tài liệu trọng lực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Đỗ Đức Thanh , Các phương pháp phân tích, xử lý số liệu Từ và trọng lực, Nhà xuất bản ĐHQGHN
2. Hoàng Văn Thạch, 2018, Nghiên cứu áp dụng phương pháp bản đồ
theta xác định biên của nguồn gây dị thường từ, Khóa luận tốt nghiệp, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.
3. Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, Nguyễn Thị Thu Hương, 2014, Xác định cấu trúc mặt móng từ tính và hệ thống đứt gãy khu vực tư chính -
vũng mây theo số liệu dị thường từ, Tạp chí Khoa học và Công nghệ
Biển; Tập 14, Số 4A, 16-25.
Tài liệu tiếng Anh
4. Ansari, A. H., and Alamdar, K., A new edge detection method based on the analytic signal of tilt angle (ASTA) for magnetic and gravity anomalies. Iranian Journal of Science and Technology A, 2, 2011, 81-88. 5. Blakely, R. J., Potential theory in gravity and magnetic applications. Cambridge University Press, 1996.
6. Cooper, G. R. J., Reducing the dependence of the analytic signal amplitude of aeromagnetic data on the source vector direction, Geophysics, 79, 2014, pp.55–60.
7. Cordell, L., Gravimetric Expression of Graben Faulting in Santa Fe Country and theEspanola Basin, New Mexico. In Ingersoll, R.V., Ed., Guidebook to Santa Fe Country, New Mexico Geological Society, Socorro, 1979, pp.59-64.
8. Cordell, L and Grauch, V. J. S., Mapping Basement Magnetization Zones from Aeromagnetic Data in the San Juan Basin, New Mexico, The
Utility of Regional Gravity and Magnetic Anomaly Maps, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, 1985, pp.181-197.
9. Hsu, S. K., Coppense, D. & Shyu, C. T., High- resolution detection of geologic boundaries from potential field anomalies: An enhanced analytic signal technique, Geophysics, 61, 1996, pp.1947-1957.
10. Li, X., Understanding 3D analytic signal amplitude: Geophysics,71, no. 2, 2006, L13–L16
11. Miller, H.G. and Singh, V., Potential Field Tilt a New Concept for Location of Potential Field Sources, Journal of Applied Geophysics, 32, 1994, pp.213-217.
12. Nabighian, M. N., The analytic signal of two-dimensional magnetic bodies with polygonal cross-section: Its properties and use of automated anomaly interpretation, Geophysics, Vol.37, 1972, pp.507–517.
13. Pham Thanh Luan, Le Huy Minh, Erdinc Oksum, Do Duc Thanh, Determination of maximum tilt angle from analytic signal amplitude of magnetic data by the curvature-based method, Vietnam Journal of Earth Sciences, 40(4), 2018, 354-366.
14. Roest W. R., J. Verhoef, and M. Pilkington, Magnetic interpretation using the 3-D analytic signal, Geophysics, Vol.57, 1992, pp.116–125. 15. Verduzco B., Fairhead J. D., Green C. M., MacKenzie C., New insights into magnetic derivatives for structural mapping. The Leading Edge 23(2), 2004, 116–119.