1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ-PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA VẬT
1.3.2. Các phương pháp phân tích tài liệu 29
Cơng tác phân tích tài liệu địa vật lý hàng không ở nước ta trong những năm gần đây đã có những bước tiến đáng kể. Trong tổ hợp các phương pháp phân tích tài liệu đang được sử dụng rộng rãi trong các đề án bay đo, ngoài một số phương pháp định tính với thuật tốn tương đối đơn giản dựa trực tiếp
vào đặc điểm hình thái của các bản đồ trường, người ta còn sử dụng một số phương pháp phân tích hiện đại như: Dominal, tương quan, nhận dạng, phương pháp phân tích các thành phần chính, các phương pháp tách trường, biến đổi trường v.v…
Ngồi ra, một số tác giả cịn tiến hành những nghiên cứu, phân tích thử nghiệm trên các tài liệu thực tế bằng nhiều phương pháp khác nhau, đặc biệt là nhóm các phương pháp thống kê - nhận dạng, phục vụ tìm kiếm, dự báo triển vọng khoáng sản, thu được những kết quả tốt. Đóng góp theo hướng nghiên cứu này có thể kể đến các cơng trình của các tác giả như: Tăng Mười, Nguyễn Tài Thinh, Lê Khánh Phồn, Võ Thanh Quỳnh, Vũ Thu Hương, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Tuấn Phong và của nhiều tác giả khác [36, 37].
Trong các cơng trình trên các tác giả đã sử dụng một số phần mềm được xây dựng trong nước, đồng thời khai thác một số phương pháp trong bộ chương trình phân tích phổ - thống kê COSCAD và bộ chương trình ERMAPPER.
1.3.2.1. Các phương pháp truyền thống
Ngoài một số phương pháp truyền thống như tách trường, biến đổi trường, các phương pháp giải tích, đồ thị, lựa chọn trong giải bài toán ngược đối với tài liệu từ. Hiện nay, khi phân tích tổ hợp các tài liệu phổ gamma hoặc tổ hợp tài liệu từ - phổ gamma chủ yếu ứng dụng một số thuật toán nhận dạng và phân lớp trong Bộ chương trình COSCAD [1].
Bộ chương trình COSCAD do GS.VS. Ni-Ki-Tin cùng các cộng sự đề xuất xây dựng là một hệ phần mềm rất mạnh, chuyên dụng đã và đang được ứng dụng rộng rãi, có hiệu quả trong xử lý - phân tích tài liệu địa chất, địa vật lý ở Việt Nam cũng như nhiều nước khác trên thế giới.
- Khối các chương trình phục vụ (service)
Dùng để tạo ra cơ sở dữ liệu và các phép toán trên các lưới trong cơ sở (hợp nhất lưới, dán các lưới...). Nhờ khối chương trình này, ta có thể tạo ra lưới mới trong cơ sở dữ liệu và đưa ra kết quả dưới dạng lưới riêng có Format hoặc khơng Format cho xử lý sau đó hoặc xây dựng bản đồ và hình nổi.
- Khối các chương trình đồ thị (Graphics)
Khối này dùng để biểu diễn các lưới xuất phát hay lưới kết quả chỉ trên màn hình dưới dạng đồ thị riêng theo các tuyến, bản đồ phân lớp, bản đồ các đồ thị, bản đồ các đồ thị theo các trục X, Y, Z. Nếu cần phải đưa kết quả cuối cùng lên giấy dưới dạng đường đẳng tuyến thì phải đưa ra lưới tương ứng từ cơ sở và sử dụng bộ chương trình đặc biệt. Một trong các bộ chương trình như vậy là bộ chương trình Surfer, cho phép biểu diễn bản đồ hình nổi của trường.
- Khối các chương trình xử lý thống kê (Statistics)
Khối này được dùng để tính các đặc trưng thống kê như quan hệ tỷ số các nguyên tố, mức đóng góp của các nguyên tố vào trường tổng, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, tính đối xứng, độ nhọn, trị số thăng giáng của trường địa phương, hàm liên kết theo các hướng, hệ số liên kết chuẩn, gradien theo các hướng, gradien toàn phần, hướng gradien, hàm tương quan giữa các trường v.v...
- Khối các chương trình lọc trường (Filtering)
Sử dụng để hiện thực hóa các bộ lọc tối ưu nhằm giải quyết các vấn đề tách các trường nguồn thành các trường thành phần như: lọc năng lượng, lọc thích nghi, lọc Komogorov-Viner để phân chia thành phần dị thường địa phương và thành phần khu vực.
Sử dụng để phát hiện các kiểu dị thường tương quan dương, dị thường tương quan âm, dị thường tương quan âm - dương; chương trình phân chia dị thường theo tổ hợp dấu hiệu, chương trình phân lớp đối tượng địa vật lý - địa chất; chương trình nhận dạng theo đối tượng chuẩn v. v...
- Khối các chương trình xử lý tổ hợp (Complex)
Sử dụng để xử lý giám sát tổ hợp dữ liệu. Trong khối này có một số chức năng phân lớp và nhận dạng ảnh.
Để khoanh định các diện tích triển vọng, tiến tới thành lập “Sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản” theo tài liệu địa vật lý hàng không, hiện nay, người ta chủ yếu sử dụng một số chương trình trong “Khối phát hiện và phân chia dị thường” và “Khối xử lý tổ hợp” của bộ COSCAD, trong đó:
- Khối xử lý tổ hợp dùng để phân chia các miền trường (chương trình phân lớp) theo tổ hợp đặc trưng các dấu hiệu trường địa vật lý...
- Khối phát hiện và phân chia dị thường dùng để khoanh định ranh giới các đới dị thường (các trường xạ - địa hoá cục bộ, liên quan đến các đới biến đổi, có tiềm năng triển vọng khống hố quặng)...
1.3.2.2. Một số phương pháp phân tích mới
Bên cạnh các phương pháp truyền thống rất có hiệu quả, đặc biệt là nhóm các phương pháp thống kê - nhận dạng được khai thác chủ yếu từ bộ chương trình phân tích phổ - thống kê COSCAD, nhiều phương pháp phân tích hiện đại khác cũng đã được nghiên cứu đưa vào áp dụng có hiệu quả như: phương pháp phân tích Dominal, phương pháp phân tích thành phần chính, phương pháp tương quan v.v…[7, 9, 10]. Ngồi việc tìm hiểu, đưa vào áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại của thế giới các nhà địa vật lý Việt
phương pháp hoàn toàn mới như: phương pháp đánh giá và phân loại cụm dị thường phổ gamma hàng không, phương pháp hệ số tương quan, phương pháp Tần suất - Nhận dạng và phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng [16, 20].
Trong nhóm các phương pháp mới như Phương pháp Tần suất - Nhận dạng và Phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng, Võ Thanh Quỳnh và một số tác giả khác đã lựa chọn hướng đi mới, bên cạnh việc đưa vào áp dụng bổ sung lớp bài toán đánh giá - lựa chọn thông tin để nâng cao chất lượng các phương pháp phân tích nhận dạng truyền thống đã có, họ cịn sử dụng chính các thuật tốn đánh giá - lựa chọn thông tin để xây dựng thành các phương pháp nhận dạng mới và đã đưa vào áp dụng thực tế, bước đầu cho kết quả tốt [15, 17] . Tuy nhiên, hai phương pháp nhận dạng mới, bước đầu còn nhiều tồn tại về cả nội dung lý thuyết thuật toán và phạm vi áp dụng, cần được tiếp tục nghiên cứu hồn thiện.
Nhìn chung, những nghiên cứu trước đây trong xử lý - phân tích tài liệu địa vật lý hàng không đã thu được kết quả khá tốt đối với nhiệm vụ nghiên cứu cấu trúc, phục vụ công tác đo vẽ lập bản đồ, nhưng với mục đích tìm kiếm, dự báo triển vọng khống sản thì kết quả thu được còn nhiều hạn chế. Các kết quả nghiên cứu xử lý - phân tích tài liệu địa vật lý hàng không thu được đến nay, tuy khá phong phú, nhưng vẫn còn manh mún, riêng lẻ. Làm thế nào để có được một hệ phương pháp phân tích tổ hợp các tài liệu địa vật lý hàng khơng hồn chỉnh, có hiệu quả trong giải đốn địa chất, tìm kiếm và dự báo triển vọng khống sản là nhiệm vụ quan trọng, cấp thiết đang được đặt ra đối với các nhà địa vật lý Việt Nam hiện nay. Đây chính là nội dung, nhiệm vụ mà Luận án đề cập đến và sẽ được trình bày kỹ ở Chương 3.
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NHẬN DẠNG
Nhận dạng là một lĩnh vực toán học đi sâu giải quyết các bài toán phân loại đối tượng dựa vào mối quan hệ hữu cơ giữa các đối tượng cụ thể với các dấu hiệu trường đặc trưng cho đối tượng đó, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có địa chất và địa vật lý. Dưới đây là tóm lược cơ sở lý thuyết về nhận dạng, đã trình bày trong Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Đại học Quốc gia Hà Nội (2012), Nghiên cứu áp dụng các phương pháp nhận