Nghiên cứu và thành lập bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không

Các mục tiêu chủ yếu của đề tài : - Xây dựng bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không đồng bộ, tiện ích, phù hợp với yêu cầu công nghệ số, tương thích với

Trang 1

bộ tài nguyên và môi trường cục địa chất và khoáng sản việt nam

liên đoàn vật lý địa chất

Báo cáo tổng kết

đề tài khoa học công nghệ

“Nghiên cứu và thành lập bộ chương trình hiệu chỉnh

và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không “

Trang 2

Mở đầu

Công tác bay đo từ - phổ gamma ở nước ta duy nhất được tiến hành ở Liên đoàn Vật lý địa chất - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam Từ những năm 1980, nhiều đề án bay đo từ phổ gamma ở tỷ lệ 1:25.000 và 1:50.000 đã

được Liên đoàn Vật lý địa chất thực hiện nhằm tìm kiếm khoáng sản và phục

vụ các nhiệm vụ điều tra địa chất Hiệu quả và chất lượng tài liệu của công tác bay đã được khẳng định

Sản phẩm chính của công tác địa vật lý máy bay là các bản đồ trường

từ toàn phần T, dị thường ∆Ta, bản đồ cường độ phóng xạ và các bản đồ hàm lượng K, U, Th Các bản đồ này được dùng để xử lý, phân tích và giải đoán

địa chất, dự báo các diện tích có triển vọng khoáng sản

Để phát huy hơn nữa hiệu quả của công tác địa vật lý máy bay trong

điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản, cùng với sự tiến bộ của công nghệ thông tin, cần thiết phải có sự cải tiến và đổi mới công nghệ hiệu chỉnh, liên kết tài liệu để có thể nhanh chóng thành lập các loại bản đồ trường phục vụ giải đoán địa chất và tìm kiếm khoáng sản

Căn cứ hợp đồng khoa học công nghệ giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường với Liên đoàn Vật lý địa chất, số 02-ĐC/ BTNMT-HĐKHCN, ký ngày 28 tháng 7 năm 2005 Liên đoàn vật lý được thực hiện đề tài khoa học công nghệ :” Nghiên cứu và thành lập bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không” trong thời gian 18 tháng Các mục tiêu chủ yếu của đề tài :

- Xây dựng bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không đồng bộ, tiện ích, phù hợp với yêu cầu công nghệ số, tương thích với trình độ khu vực và Việt Nam

- Đồng bộ thời gian giữa hệ thống máy địa vật lý và hệ thống định vị GPS

- Xây dựng chương trình vẽ bản đồ đồ thị theo hướng tuyến bất kỳ Tham gia thực hiện đề tài gồm có : Ks Kiều Trung Thuỷ, Ks, Nguyễn Tuấn Năm, Ks Võ Thị Bích Ngọc, Ks Vũ Tuấn Hùng, Ths Nguyễn Trường Lưu, Ks Vũ Văn Danh, Ks Nguyễn Trọng Hiệp Cùng với sự cộng tác tích cực của các cán bộ chuyên môn Đoàn Địa vật lý máy bay và Liên đoàn Vật

lý địa chất Trong thời gian thực hiện đề tài, chúng tôi còn được sự giúp đỡ của các chuyên gia Vụ Khoa học công nghệ – Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Lãnh đạo Liên đoàn Vật lý Địa chất Chúng tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ quý báu đó

Trang 3

Chương I

tổng quan công tác hiệu chỉnh

và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không

Chức năng của bộ chương trình và cấu trúc dữ liệu

I.1 Quy trình đo đạc từ phổ gamma hàng không

I.1.1, Hệ thống thiết bị

+ Máy phổ gamma hàng không GAD-6 với đầu thu GSA - 44

+ Máy từ proton MAP – 4

+ Hệ thống thu thập số liệu PDAS 1000

+ Hệ thống định vị dẫn đường GPS

+ Hệ thống máy độ cao và ghi hình đường bay

I.1.2, Phương pháp kỹ thuật bay đo

Bay trượt theo địa hình, theo mạng lưới tuyến song song cách đều mặt

địa hình dưới 100 mét

Chu trình kỹ thuật của một chuyến bay : bay xác định phông dư lượt đi -> bay trên tuyến kiểm tra lượt đi -> bay trên tuyến sản xuất -> bay trên tuyến kiểm tra lượt về -> bay xác định phông dư lượt về

Chu trình kỹ thuật trong mỗi mùa bay

- Chuẩn hệ thống máy

- Bay xác định các hệ số chuẩn xạ phổ gamma

- Bay bù từ trường và deviaxia

I.1.3 Các bản đồ trường thành lập từ công tác bay từ phổ gamma hàng không

I.2.1 Tình hình xử lý tài liệu từ phổ gamma hàng không

Một đề án bay đo từ - phổ gamma hàng không ở tỷ lệ 1:50.000 thường

Trang 4

là độ dài các tuyến bay khảo sát tương ứng 20.000 km dài Hệ thống thiết bị

địa vật lý hàng không CANAĐA và hệ thống định vị dẫn đường GPS PathFinder PRO-XL cho phép mỗi giây ( tương ứng 50 m ) ghi số liệu đồng thời 5 giá trị : trường từ toàn phần T, giá trị kênh xạ tổng TC, 3 kênh xạ phổ Kali, Uran và Thori Do đó khối lượng tài liệu của một đề án bay là rất lớn Để có thể thành lập được các bản đồ trường địa vật lý, cần phải thực hiện nhiều phép hiệu chỉnh, liên kết tài liệu Hiệu chỉnh biến thiên từ, hiệu chỉnh Deviaxia đối với tài liệu từ Hiệu chỉnh phông dư, hiệu chỉnh độ cao bay, hiệu chỉnh hiệu ứng tán xạ Compton, tính chuyển giá trị trường và hàm lượng các kênh Kali, Uran, Thori Đồng thời cần phải liên kết các giá trị địa vật lý đo được ở nhiều thời điểm khác nhau, với các ảnh hưởng khác nhau của nhiều yếu tố lên kết quả đo Do đó, khối lượng tính toán hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không là rất lớn

Trước đây, công tác hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không được thực hiện từng phần trên máy tính và trên bản vẽ Thực trạng và mức độ áp dụng công nghệ thông tin trong công tác xử lý tài liệu từ phổ gamma hàng không được thể hiện trong bảng I.1 Có thể thấy rõ một số vấn

- Thời gian hiệu chỉnh và liên kết tài liệu của một đề án kéo dài nhiều tháng ( từ 5 đến 6 tháng )

I.2.1 Yêu cầu đặt ra đối với đề tài

Xuất phát từ thực trạng công tác xử lý tài liệu từ phổ gamma nêu trên,

đề tài cần xây dựng bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không thực hiện hoàn toàn trên máy tính, đáp ứng các mục

tiêu :

- Xây dựng bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không đồng bộ, tiện ích, phù hợp với yêu cầu công nghệ số, tương thích với trình độ khu vực và Việt Nam

- Đồng bộ thời gian giữa hệ thống máy địa vật lý và hệ thống định vị GPS

- Xây dựng chương trình vẽ bản đồ đồ thị tuyến bay theo hướng tuyến bất kỳ

Trang 5

Thực trạng công tác hiệu chỉnh và liên kết tài liệu xạ phổ gamma hàng không

Ngôn ngữ

lập trình

Ưu điểm Nhược điểm

1 Gắn toạ độ Máy tính Xulytuxa Pascal

Sử dụng trong MDOS Sử dụng tệp dữ liệu các hệ số, có thể gây sự không đồng nhất, không cập nhật

2 Cắt bay vòng Máy tính Xulytuxa Pascal Sử dụng trong MDOS Không thuận

tiện

3 Hiệu chỉnh deviaxia,

biến thiên từ Không Thực hiện bằng bản vẽ trên giấy

4 Tính sai phân từ, cân

bằng mạng lưới tựa Không Thực hiện bằng bản vẽ trên giấy

5 Liên kết tưyến thường Không Thực hiện bằng bản vẽ trên giấy

6 Tính sai số tài liệu từ Không Thực hiện bằng bản vẽ trên giấy

7 Tính dị thường từ Không Thực hiện bằng bản vẽ trên giấy

8

Liên kết tài liệu phổ

gamma theo tuyến kiểm

tra

Máy tính Xulytuxa Pascal

Sử dụng trong MDOS, xủ lý từng tuyến với các hệ số nhập bằng tay

Dễ gây sai sót

9 Hiệu chỉnh độ cao Máy tính PDDG Pascal Sử dụng trong MDOS

10 Hiệu chỉnh compton Máy tính PDDG Pascal Sử dụng trong MDOS

11 Tính chuyển đại lượng Máy tính PDDG Pascal Sử dụng trong MDOS

Trang 6

14 Liên kết tài liệu phổ

15 Sai số tài liệu xạ phổ

Sử dụng trong MDOS cho từng tuyến, khó sử dụng

16 Mã hoá và phân loại dị

Sử dụng trong MDOS Khó sử dụng Không gắn toạ độ điểm dị thường

17 Hướng dẫn sử dụng Không

18 Biểu diễn bản đồ đồ thị Không Can in bằng tay Thời gian thực hiện

lâu, không số hoá tài liệu

19 Đồng bộ thời gian Không

Trang 7

I.3 Chức năng của bộ chương trình

Chức năng của bộ chương trình hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không được thể hiện rõ trên sơ đồ khối:

HìnhI 1: Sơ đồ khối chức năng của chương trình hiệu chỉnh

và liên kết tài liệu từ phổ gamma hàng không

I.4 Cấu trúc các dữ liệu đầu vào của chương trình

Dữ liệu đầu vào của chương trình chủ yếu gồm 3 loại chính sau :

PDAS – 1000

(File nhị phân)

GPS (File Text)

Các hệ số khác (số rời rạc)

- Liên kết tuyến kiểm tra

- Phân loại bản chất dị thường

File số liệu địa vật lý (tg,B,L,X,Y,Fid,Tu, TC,K,U,Th,Alt,ngay,tuyen) dạng TEXT

Trang 8

+ Các file số liệu địa vật lý, kết quả của hệ thống PDAS-1000

+ Các file số liệu toạ độ, kết quả của hệ thống định vị GPS

+ Các thông số rời rạc tham gia khác : hệ số hàm lượng, hệ số suy

giảm, hệ số comptơn

I.4.1 Cấu trúc dữ liệu các file địa vật lý từ hệ thống PDAS-1000

Các file số liệu địa vật lý từ hệ thống PDAS -1000 là sản phẩm của

chương trình thu thập số liệu SURVEY.EXE Số liệu địa vật lý được ghi thành các files bằng mã HEXA ( mã16) Dữ liệu được ghi thành từng khối

Mỗi khối có 208 byte, ghi giá trị của 10 điểm đo như sau:

Phần đầu khối gồm 18 byte ghi thông tin của chuyến bay, tuyến bay:

tên tuyến bay, phương vị, số chuyến bay, thời gian ( ngày, giờ )

- Byte 1 : Số ký tự của tên tuyến bay

- Byte 2 đến 5 : Ghi tên tuyến bay

- Byte 7,8 : Ghi hướng tuyến bay

- Byte 11,12 : Ghi số chuyến bay

- Byte 13,14 : Ghi năm

- Byte 15,16 : Ghi ngày chuyến bay ( kiểu ngày Julian day)

- Byte 17 : Ghi giờ bay (từ 0 đến 23)

- Byte 18 : Ghi phút ( từ 0 đến 59)

Hình I.2: File số liệu địa vật lý từ PDAS-1000

Phần thân khối ghi kết quả của 10 điểm đo, mỗi điểm đo chiếm 19

byte Mỗi khối ghi số liệu ghi các giá trị sau :

- Byte 1, 2 : Ghi số Fid ( số điểm đo )

- Byte 3 : Ghi giây

Trang 9

- Byte 4, 5 : không sử dụng

- Byte 6,7 : Ghi giá trị độ cao

- Byte 8, 9, 10, 11 : Ghi số liệu từ (MAP-4)

- Byte 12, 13 Ghi giá trị số đếm kênh tổng (TC)

- Byte 14, 15 Ghi giá trị số đếm kênh Kali (K)

- Byte 16, 17 Ghi giá trị số đếm kênh Uran (U)

- Byte 18, 19 Ghi giá trị số đếm kênh thôri (Th)

I.4.2 Cấu trúc dữ liệu các file toạ độ

Các file số liệu toạ độ là kết quả xuất khi chạy chương trình Pathfinder.exe, có dạng sau :

Hình I.3 : Định dạng file toạ độ WGS 84 xuất ra từ hệ thống GPS

I.3.3 Các hệ số chuẩn máy rời rạc khác :

+ Hệ số độ nhạy kênh tổng TC của GAD- 6 cho từng mùa bay

+ Hệ số chuẩn hàm lượng các kênh K, U, Th khi bay bãi chuẩn

+ Hệ số suy giảm các kênh TC, K, U, Th khi bay ở các độ cao khác

nhau

+ Hệ số tán xạ compton hàng ngày

Trang 10

Chương II

Các kết quả nghiên cứu

II.1 Chuyên đề 1 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình gắn toạ độ tài liệu địa vật lý

II.1.1 Phương pháp tính và giải thuật

Sơ đồ khối của quá trình gắn tọa độ như sau :

Hình II.1: Sơ đồ khối quá trình gắn toạ độ tài liệu địa vật lý

Cần xây dựng các chương trình con sau để gắn toạ độ cho tài liệu địa vật lý :

- Bảng nhập các tham số thời gian

- Chương trình chuyển đổi Format số liệu từ WGS84 phù hợp với chương trình C-Tranfer

- Chương trình chuyển đổi format số liệu

- Chương trình gắn toạ độ

II.1.2 Thuật toán chương trình WGS84 -> C-Tranfer

Sử dụng chương trình C-Tranfer 1.2 để chuyển toạ độ từ hệ WGS 84 sang hệ VN-2000 Yêu cầu format dữ liệu đầu vào của chương trình C-Tranfer như sau :

Cột 1 : Tên điểm

Cột 2 : Số hiệu điểm

Cột3 : Toạ độ B : 093214.134 hiểu là 9 độ 32 phút 14.134 giây

Cột4 : Toạ độ L : 1032403.4378 hiểu là 103 độ 24 phút 03.4378 giây

Nhập hệ số thời gian

Đổi format WGS84 -> C-Tranfer

Đổi format C-Tranfer -> B-Tranfer

Chạy chương trình B-Tranfer Chạy chương trình C-Tranfer

Chạy chương trình gắn toạ độ

Trang 11

Cột 5 : Độ cao H

Mỗi cột cách nhau dấu Tab hoặc ít nhất 2 ký tự trắng

Format file số liệu WGS84 xuất ra từ chương trình Pathfinder.exe có

dạng như hình 2, do đó nhất thiết phải tiến hành sửa lại để phù hợp với yêu

cầu định dạng file số liệu đầu vào của chương trình C-Tranfer 1.2

+ Đổi phần lẻ của độ ra phút và giây

Ví dụ : 11.75297994 sẽ được tính đổi theo công thức sau :

- Độ = 11

- Phút 0.75297994 x 60 = 45.1787964

Giá trị phút là : 45

- Giây 0.1787964 x 60 = 10.727784

Kết quả tính chuyển là : 114510.7277 ( 11 độ 45 phút 10.7277 giây)

+ Chương trình còn tự động chia đôi file toạ độ nếu có số lượng điểm

tính lớn hơn 20000 điểm

II.1.3 Thuật toán chương trình C-Tranfer -> BL-Tranfer

Sử dụng chương trình BL-Tranfer 1.2 để chuyển đổi toạ độ từ B,L sang

XY Sau khi chạy chương trình C-Tranfer, file kết quả *.rpt có dạng sau :

Hình II.2: Định dang file *.rpt

Yêu cầu format dữ liệu đầu vào của chương trình BL-Tranfer như sau :

Cột 1 : Tên điểm

Cột 2 : Số hiệu điểm

Cột 3 : Toạ độ B ( ví dụ : 201234.123)

Cột 4 : Toạ độ L ( ví dụ 1081234.567)

Do sự không thống nhất về định dạng số liệu vào ra của 2 chương trình

này, cần thiết phải sửa lại định dạng số liệu ra của C-Tranfer để cho phù hợp

Trang 12

II.1.4 Thuật toán chương trình gắn toạ độ tài liệu địa vật lý

Nguyên tắc của việc gắn toạ độ là so sánh thời gian của file toạ độ và file số liệu địa vật lý

Việc gắn toạ độ còn đảm bảo các yêu cầu sau :

- Không gắn các tuyến tên khác nhau vào cùng một tuyến

- Chỉ gắn thời gian của file toạ độ cùng ngày bay

- Kiểm tra tính hợp lệ về thời gian trong file tọa độ

II.1.5 Kết quả của chuyên đề

Xây dựng được 3 chương trình phục vụ cho công tác gắn tọa độ VN200 cho tài liệu địa vật lý, được gộp vào khối các chương trình tiện ích

- Chương trình nhập hệ số thời gian

- Chương trình : Chuyển format WGS84 -> CTranfer

- Chương trình : Chuyển format CTranfer -> BTranfer

- Chương trình : Gắn toạ độ

II.1.7 Ưu điểm nổi bật của chương trình

- Sử dụng cách tính chuyển toạ độ từ hệ WGS84 sang VN2000 bằng chương trình GEOTOOL 1.2 theo đúng quy định

- Kiểm tra tính hợp lệ về thời gian khi gắn toạ độ, tính hợp lệ của từng tên tuyến bay

- Sử dụng dễ dàng thuận tiện, xử lý đồng thời cho nhiều tệp số liệu

II.2 Chuyên đề 2 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình cắt bay vòng

Giải thuật cắt bay vòng tiến hành theo 2 bước:

+ Bước 1: Cắt bỏ đoạn bay vòng ngược với hướng bay ban đầu của tuyến bay Giải thuật này dựa trên nguyên tắc khi bay trên tuyến giá trị toạ

độ X ( hoặc Y) sẽ thay đổi theo cùng chiều ( cùng giảm hay cùng tăng ) Nếu

có sự quay vòng lại, thì số gia tạo độ này sẽ đổi dấu Tức là tỷ số (X(i) - 1)) / (X(c) - X(đ) ) sẽ có giá trị âm khi bay theo hướng ngược lại với hướng nguyên thuỷ ban đầu ( sơ đồ khối hình II.3)

X(i-+ Bước 2 : Cắt bỏ đoạn bay có độ cao bay lớn trùng với đoạn đã bay thấp hơn Sau bước 1, đoạn bay ngược hướng đã bị cắt bỏ, thời gian bay của

2 điểm cắt của bước 1 sẽ bị gián đoạn Đây là dấu hiệu để đánh dấu vị trí cần tiếp tục lấy tiếp số liệu Mỗi điểm đo sau bước 1, nếu thời gian không bị gián

đoạn sẽ được đánh dấu để không bị cắt ( trạng thái cắt là FALSE ) Khi có hiện tượng thời gian gian đoạn, toạ độ điểm này được chọn làm mốc để so sánh, đồng thời các điểm đo sau đó được đánh dấu để có thể bị cắt ( trạng

Trang 13

HìnhII.3 : Sơ đồ khối giải thuật bước 1 cắt bay vòng

(Xc-Xđ)/sodd <

(Yc-Yđ)/sodd ?

Đọc file ĐVL Xc,Xđ,Yc,Yđ,Sodd

i=sodd ?

Trang 14

Hình II.4 : Sơ đồ khối giải thuật bước 2 cắt bay vòng

Trang 15

thái cắt là TRUE) Số liệu sẽ bị cắt khi điểm đo có trạng thái cắt là TRUE và toạ độ đã trùng với toạ độ điểm đánh dấu ( sơ đồ khối hình II.4)

Xây dựng được chương trình cắt bay vòng, được gộp vào khối các chương trình tiện ích

- Sử dụng dễ dàng, xử lý cho đồng thời nhiều tuyến bay Không cần nhập số liệu toạ độ tuyến lý thuyết cho từng tuyến bay như trước kia

- Cắt bỏ được đoạn tuyến có độ cao lớn mà đã có số liệu với độ cao

thấp hơn

II.3 Chuyên đề 3 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình hiệu chỉnh biến thiên từ và deviaxia

Theo Quy phạm kỹ thuật công tác địa vật lý máy bay ( 1987 ):

+ Hiệu chỉnh deviaxia : Giá trị hiệu chỉnh deviaxia là giá trị so sánh trường của hướng tuyến bay so với giá trị hướng 0o

+ Hiệu chỉnh biến thiên từ tính theo công thức :

T = Tđo- δTbt - δTbttk Trong đó :

+ T : Giá trị trường từ toàn phần được hiệu chỉnh biên thiên quy về năm thành lập bản đồ

+ Tđo : Giá trị trường từ toàn phần đo được tức thời tại điểm đo trong vùng bay

+ δTbt : Giá trị biến thiên của trường từ tại điểm đo trong vùng bay ở thời điểm khảo sát

δTbt = Tđbt - Ttbn

- Tđbt : Giá trị trường từ đo tại điểm đo biến thiên

- Ttbn : Giá trị trường trung bình năm

+ δTbttk : Đại lượng biến thiên thế kỷ, trong phạm vi vùng bay không lớn, giá trị này coi như một hằng số δTbttk tính được từ các bản đồ trường bình thường

Xây dựng được chương trình hiệu chỉnh biến thiên từ và deviaxia trong modul các chương trình hiệu chỉnh và liên kết từ

Trang 16

HìnhII.5: Sơ đồ khối của thuật toán tính hiệu chỉnh biến thiên từ và deviaxia

BTTK(na) BTTK=AX+B

Mở file BT, tính BTT theo giây

BTT(j-1)) < 50 Thông báo

ABS(BTT(j)-T = ABS(BTT(j)-Tđo- δTbt - δTbttk + HC_DV

Ghi filekq

i=count?

Kết thúc

Trang 17

- Xử lý đồng thời nhiều tệp số liệu

- Tự động tính giá trị hiệu chỉnh deviaxia với góc 5o, không phải nhập giá trị hiệu chỉnh deviaxia cho từng tuyến

- Khắc phục hiện tượng nhảy bậc giữa 2 ngày 31/12 và 1/1 khi hiệu chỉnh biến thiên thế kỷ

II.4 Chuyên đề 4 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình tính sai phân từ, cân bằng mạng lưới tựa theo phương pháp VIRG

II.4.1 Phương pháp tính và thuật toán

a Phương pháp tính sai phân từ Để tính sai phân từ cần xác định giao

điểm giữa tuyến tựa với tuyến thường Việc xác định giao điểm giữa tuyến thường và tựa được giải bằng cách tìm nghiệm của hệ 2 phương trình bậc nhất, sao cho nghiệm nằm trong giới hạn của 2 đoạn thẳng tựa, thường

Các file số liệu sau khi hiệu chỉnh biến thiên, hiệu chỉnh deviaxia được dùng để tìm giao điểm Giá trị trường từ của tuyến thường và tuyến tựa tại giao điểm là giá trị trung bình nội suy giữa 2 điểm đo gần toạ độ điểm cắt

Giả sử tuyến tựa và tuyến thường cắt nhau tại giao điểm của các điểm

đo (Tua) và (Tưa-1) với (Thg) và (Thg-1), khi đó giá trị sai phân từ tại các nút giao điểm là :

SP = (T(tua) + T(tua-1) )/2 – (T (thg) + T(thg-1))/2

Giá trị sai phân này được coi là tin cậy khi trong trường bình ổn và có trị tuyệt đối không lớn Những điểm này được sử dụng khi cân bằng mạng lưới tựa ( sơ đồ khối hình II.6)

b Phương pháp cân bằng mạng lưới tựa Các bước cân bằng mạng lưới tựa được tiến hành như sau :

+ Chọn tuyến tựa chuẩn Tuyến tựa chuẩn thường chọn tuyến nằm giữa vùng bay, cắt qua khu vực trường bình thường, ít biến đổi, có nhiều

điểm có giá trị sai phân tin cậy

+ Trung bình các giá trị sai phân của 2 hướng thuận và ngược

+ Các tuyến tựa gần nhất ( liền kề ) được liên kết với tuyến tựa chuẩn theo một trong hai phương pháp :

- Trung bình cộng các giá trị sai phân ( phương pháp trung bình cộng)

- Tuyến tính hoá các giá trị sai phân thành hàm bậc nhất bằng phương pháp bình phương tối thiểu( phương pháp tuyến tính )

Việc lựa chọn phương pháp trung bình cộng hay tuyến tính bằng hàm bậc nhất tuỳ thuộc vào các giá trị sai phân Các giá trị sai phân này được biểu diễn dưới dạng đồ thị, giúp người xử lý số liệu lựa chọn phương pháp thích

Trang 18

Hình II.6 : Sơ đồ khối thuật toán tính giá trị sai phân từ

Tua-Thg <=

MaxT ? Nhap MaxT

Ghi SP=Tua_TB- Thg_TB

J=thg ?

Trang 19

B¾t ®Çu

T×m sè tuyen tùa(Max_tua) T×m sè tuyÕn th−êng(Max_thg)

LËp m¶ng Array_SP(max_tua, max_thg) Array_tentuyen(max_tua, max_thg)

NhËp tuyÕn tùa chuÈn

j=chuan;j= j+ 1

i=1; i=i+1

1),i)

Array_tentuyen((j-=Array_tentuyen(j,i) ?

N o

Yes

1),i)<>”N” and Array_tentuyen(j,i) <>”N”

Array_tentuyen((j-Yes

No

Array_HCSP(j,i)= - (Array_SP(j,i) – ( Array_SP((j-1),i) +

(HS_A(j-1)* t + HS_B(j-1)) )) Tong_HCSP=Tong_HCSP+Array_HCSP(j,i) HS_N=HS_N+1; Tong_HS_X, Tong_HS_Y;Tong_XY;

Trang 20

Hình II.7: Sơ đồ thuật toán cân bằng mạng lưới tựa

+ Sau khi đã được liên kết với tuyến tựa chuẩn, các tuyến tựa này lại

được coi là tuyến tựa chuẩn để liên kết với các tuyến tựa liền kề

Chu trình này tiếp tục cho đến các tuyến tựa cuối cùng của mạng lưới tuyến tựa

Sau khi các tuyến tựa được cân bằng, các giá trị sai phân từ được hiệu chỉnh một lượng tương ứng với giá trị đã hiệu chỉnh các tuyến tựa Giá trị sai phân này được dùng để liên kết các tuyến thường ( sơ đồ khối hình II.7)

Xây dựng được các chương trình :

- Chương trình tính giá trị sai phân từ

- Chương trình cân bằng mạng lưới tựa theo phương pháp VIRG

Hiện biểu đồ

Mode Average

Yes A=0;B=Tong_HCSP/HS_N

Xuất file Tu.cbg để liên kết

Hiệu chỉnh các tuyến tựa

Kết thúc

Trang 21

- Thay thế hoàn toàn việc liên kết bằng bản vẽ trước đây, do đó rút ngắn thời gian liên kết tài liệu

- Thời gian tính các giá trị sai phân nhanh Kết quả tường minh

- Phương pháp cân bằng mạng lưới tựa đưa ra các lựa chọn theo phương pháp trung bình hay tuyến tính , tuỳ thuộc vào đặc điểm của các giá trị sai phân

II.5 Chuyên đề 5 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình liên kết các tuyến thường

Các tuyến thường được liên kết với tuyến tựa dựa vào giá trị sai phân theo 3 phương pháp :

T(i)_lkt : Giá trị trường từ liên kết tại điểm thứ i

T(i)_btt : Giá trị trường từ tại điểm thứ i đã hiệu chỉnh biến thiên từ và hiệu chỉnh Deviaxia

TB_SP : Trung bình các giá trị sai phân trên tuyến (đường nằm ngang)

+ Phương pháp phân đoạn tuyến tính

Trang 22

Từ kết quả sai phân được cân bằng bởi một trong hai phương pháp cân bằng nêu trên, các giá trị T trên tuyến thường đựoc hiệu chỉnh một lượng tuyến tính theo các giá trị nút Phần đầu cuối tuyến thường được hiệu chỉnh bằng giá trị sai phân tại các nút đầu cuối

Giả sử, các giá trị liên kết một tuyến thường nào đó, sau khi đã cân bằng tuyến tựa có dạng như hình vẽ Khi đó, giá trị liên kết trên đoạn BC sẽ

Các giá trị trường từ tại điểm D đến hết tuyến được hiệu chỉnh bằng một lượng sai phân tại điểm D

+ Phương pháp dùng đường hồi quy tuyến tính Từ các giá trị sai phân trên các nút, bằng phương pháp bình phương tối thiểu, tính các hệ số tuyến tính bậc nhất để hiệu chỉnh cho tuyến thường

Trang 23

Toàn bộ giá trị trường từ trên tuyến được hiệu chỉnh theo đường hồi quy tuyến tính bậc nhất

HìnhII.8 : Sơ đồ khối thuật toán liên kết tuyến thường

Bắt đầu

Đếm số file=soF

soF=0?

Có Tu.cbg Thoát

Nhập kiểu liên kết TB,TTPĐ,HQ Thoát

Trang 24

Xây dựng được chương trình liên kết tuyến thường trong modul hiệu chỉnh, liên kết từ Chương trình có 3 lựa chọn phương pháp liên kết

- Tự động liên kết cho nhiều tuyến số liệu, thay thế hoàn toàn việc liên kết bằng bản vẽ như trước kia

- Thời gian liên kết rất nhanh chóng, rút ngắn thời gian liên kết tài liệu

từ

- Đưa ra các lựa chọn phương pháp liên kết thích hợp (3 phương pháp)

II.6 Chuyên đề 6 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình tính sai số tài liệu từ

Theo Quy phạm kỹ thuật công tác địa vật lý máy bay ( 1987), sai số

tài liệu từ hàng không được tính trên các tuyến bay chéo theo công thức sai

số bình phương trung bình :

N

T T

N

i

i i

2

) 2 1

trường từ tại điểm cắt sẽ được tính là :

T2i = ( T2i( k ) + T2i( k -1 ) )/2

Xây dựng được chương trình tính sai số tài liệu từ trong modul hiệu chỉnh và liên kết tài liệu từ

Tự động tính sai số tài liệu từ, thời gian tính nhanh Thay thế hoàn toàn việc tính bằng tay trước kia

Trang 25

Hình II.9: Sơ đồ thuật toán tính sai số tài liệu từ

II.7 Chuyên đề 7 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình tính dị thường từ

Theo Quy phạm kỹ thuật công tác địa vật lý máy bay (1987), giá trị dị

Trang 26

T: trường từ đã hiệu chỉnh biến thiên, deviaxia và đã liên kết

T_tbt : giá trị trường bình thường cùng niên đại với giá trị T

Để có thể tính dị thường từ cho nhiều tuyến số liệu cần thực hiện các

∆T a= T - (A + B.X + C Y + D.X 2 + E.X.Y + F.Y 2 )

Trang 27

Bước 1 : Trường T_tbt(niên đại) được phổ thành đa thức bậc 2 với các

hệ số A, B, C, D, E, F bằng chương trình SURFER có dạng sau :

A + B.X + C.Y + D.X2 + E.X.Y + F.Y2

Bước 2 : Nhập các hệ số A, B, C, D, E, F vào cơ sở dữ liệu của

chương trình

Bước 3 : Tính dị thường từ cho từng điểm đo trong các file số liệu địa

vật lý Giá trị dị thường tại một điểm được tính bởi công thức :

∆T a = T - (A + B.X + C.Y + D.X2 + E.X.Y + F.Y2)

T : trường từ sau khi đã hiệu chỉnh, liên kết

A, B, C, D, E, F : Các hệ số đa thức bậc 2

Sơ đồ khối của bước 3 hình II.10

II.7.2 Kết quả của chuyên đề:

- Tự động tính dị thường từ của đồng thời nhiều tuyến số liệu

- Thay thế hoàn toàn việc tính bằng bản vẽ trước kia

II.8 Các chuyên đề 8, 9, 10, 11 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình hiệu chỉnh phông dư, hiệu chỉnh độ cao, hiệu chỉnh tán xạ compton, tính chuyển đại lượng và liên kết tài liệu xạ với tuyến kiểm tra

Theo Quy phạm kỹ thuật công tác địa vật lý máy bay ( 1987), tài liệu

phổ gamma hàng không phải thực hiện các bước hiệu chỉnh như sau :

+ Bước 1: San lọc tài liệu phổ bằng phương pháp trung bình 3 điểm, tài liệu từ bằng trung bình 5 điểm có trọng số

Trang 28

+ Trung bình 3 điểm các giá trị xạ phổ và độ cao để loại bớt các

thăng giáng thống kê

3

1 1

1 = iư + i + i+

i

X X

Trong đó :

- Xi1 : Giá trị quan trắc đã san thứ i ở các kênh TC, K, U, Th

- Xi-1, Xi, Xi-1 : Các giá trị quan trắc các kênh TC, K, U, Th tại thời điểm i-1, i và i+1

+ Hiệu chỉnh phông dư : Nhằm loại bỏ phông dư của máy và phông

vũ trụ, dựa vào kết quả đo phông dư trước và sau mỗi chuyến bay bằng phương pháp hiệu chỉnh tuyến tính theo thời gian

1 1

1 2

1 2 1

t t

X X

i : Giá trị quan trắc đã san thứ i ở các kênh TC, K , U, Th

X2i : Giá trị quan trắc thứ i đã hiệu chỉnh phông

X1 : Giá trị phông dư ở thời điểm đo tuyến phông đầu

X2 : Giá trị phông dư ở thời điểm đo tuyến phông cuối

t1 : Thời điểm đo phông trước khi khảo sát

t2 : Thời điểm đo phông trước khi khảo sát

ti : Thời điểm của giá trị quan trắc thứ i

+ Hiệu chỉnh độ cao : Đưa các số liệu bay đo ở các độ cao khác nhau

về cùng một mức thống nhất ( về mức mặt đất hay mức độ cao nào đó ) thông qua các hệ số suy giảm ài (i=TC, K, U, Th ) Các hệ số suy giảm được xác định khi bay chuẩn máy ở các độ cao khác nhau

) (

2

3 h1 h0

i i

i

e X

Trong đó:

X 2i : Giá trị quan trắc đã hiệu chỉnh phông thứ i ở các kênh

TC, K , U, Th

Trang 29

X3

i : Giá trị quan trắc đã hiệu chỉnh độ cao thứ i ở các kênh

đo và đưa về độ cao h 0

h1

i : Độ cao bay đã san ứng với điểm đo thứ i

h 0 : Độ cao tính chuyển, thường là trên mặt đất

à : Hệ số suy giảm của trường

+ Hiệu chỉnh tán xạ compton

Nhằm loại bỏ ảnh hưởng tán xạ compton của các kênh có mức năng lượng cao lên các kênh có mức năng lượng thấp hơn Tính hiệu chỉnh compton đối với 2 kênh U và K theo công thức sau:

trường gama ( đối với kênh TC) và hàm lượng (đối với kênh U,

Th, K)

+ Liên kết tài liệu phổ gamma theo tuyến kiểm tra

j

i i

K

X X

4

Trang 30

Liên kết các số liệu đo trong cùng một chuyến bay, quy tuyến tính về thời gian đầu đo tuyến kiểm tra, nhằm loại trừ sự ảnh hưởng sự trôi đỉnh phổ của máy GAD-6

Giá trị hiệu chỉnh của phép liên kết này được tính theo công thức

6 5 ( ( ) ( ))( )

td t td

tc

tc X td X X X

KT TB KT

TB i

ư

ư +

=Trong đó :

- td < t < tc

- X6i : giá trị trường được liên kết với tuyến kiểm tra

- X5

i : Giá trị trường chưa được liên kết với tuyến kiểm tra

- XKTTB(td), XKTTB(tc) : Giá trị trung bình trường trên tuyến kiểm tra đầu và cuối chuyến bay

Tham gia vào quá trình hiệu chỉnh tài liệu xạ phổ, các hệ số chuẩn máy có một ý nghĩa rất quan trọng

+ Chuẩn kênh tổng TC

Dùng mẫu chuẩn 0,99 mgdlRa, tương ứng với các khoảng cách khác nhau là giá trị cường độ phóng xạ và số đếm xung đo được Bằng phuơng pháp bình phương cực tiểu, tính hệ số góc của đường tuyến tính bậc nhất, ta

được hệ số độ nhạy của kênh tổng Công tác này thường được tiến hành trước khi triển khai thực địa bay

+ Tính hệ số suy giảm các kênh TC, K, U, Th

Từ công thức tính hiệu chỉnh độ cao giá trị các kênh xạ phổ gamma về mặt đất:

) ( 2

Sự phụ thuộc của logarit cơ số e của số đếm vào độ cao là hàm bậc

nhất với hệ số góc à Do đó việc xác định các hệ số suy giảm à được thực hiện như sau :

Từ các số liệu đo trên tất cả các kênh ở các độ cao bay khác nhau trên môi trường đồng nhất về phóng xạ, tiến hành hiệu chỉnh phông dư , sau đó

Trang 31

thực hiện phép logarit nepe các số liệu đã đo để chuyển từ quy luật hàm mũ

về quy luật tuyến tính Bằng phương pháp bình phương tối thiểu xác định hệ

số suy giảm à

Để giải quyết các nhiệm vụ đọc số liệu địa vật lý từ các file số liệu và thực hiện các phép hiệu chỉnh, sơ đồ khối của quá trình xử lý như sau :

Hình II.11 : Sơ đồ khối quá trình xử lý tài liệu PDAS

II.8.2 Kết quả của các chuyên đề: Đã xây dựng các chương trình :

- Chương trình xử lý tài liệu PDAS

- Liên kết tuyến kiểm tra đồng thời với các hiệu chỉnh độ cao, compton, tính chuyển đại lượng

Trang 32

Hình II.12 Giao diện của chương trình xử lý tài liệu PDAS

- Xử lý đồng thời nhiều tệp số liệu Dễ sử dụng

II.9 Chuyên đề 12: Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình lọc tài liệu phổ gamma tách thành phần địa phương

II.9.1 muc tiêu

Tách “thành phần địa phương” tài liệu từ phổ gamma bằng phương pháp trung bình trượt của sổ tuỳ ý để dùng cho chương trình tính sai phân xạ phổ

Coi giá trị trường khu vực bằng giá trị trung bình của trường quan sát trên một diện tích đường tròn bán kính R nào đó

Đối với tài liệu phổ gamma, các dị thường lớn nhất thường lấy là 750m, nên có thể lấy giá trị trung bình trường trong khoảng 1500 m (31điểm

đo) làm giá trị trường khu vực

Xây dựng chương trình trung bình trượt với của sổ tuỳ chọn trong modul các chương trình tiện ích

Trang 33

II.10 Chuyên đề 13 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựngchương trình tính sai phân xạ

Theo Quy phạm kỹ thuật công tác địa vật lý máy bay, cho phép sử

dụng các tuyến cắt lớn hơn 65o để liên kết các tuyến thường với nhau Do đặc

điểm trường phổ gamma, việc xác định giá trị sai phân xạ tại các điểm giao cắt tuyến thường và tựa thường chứa nhiều sai số Thời gian trước đây, khi áp dụng phương pháp này để liên kết tài liệu xạ đã không đạt kết quả tốt

Khi áp dụng phương pháp trung bình trượt, kết quả sai phân dùng để liên kết tài liệu phổ gamma đã cho kết quả tốt hơn nhiều

Giả sử tuyến tựa và tuyến thường cắt nhau tại giao điểm của các điểm

đo (Tua) và (Tưa-1) với (Thg) và (Thg-1), khi đó giá trị sai phân từ tại các nút giao điểm là :

SP = (N(tua) + N(tua-1) )/2 - (N (thg) + N(thg-1))/2 II.10.2 Kết quả của chương trình

Xây dựng chương trình sai phân xạ phổ trong modul hiệu chỉnh và liên kết xạ phổ

Các giá trị sai phân xạ phổ bằng các file số liệu đã trung bình trượt đã loại bỏ sự ảnh hưởng của đặc điểm của trường xạ phổ lên giá trị sai phân Do

đó kết quả liên kết các tuyến đã tốt hơn

II.11 Chuyên đề 14 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình liên kết tài liệu xạ theo tuyến tựa

+ Hiệu chỉnh các tuyến tựa

Dựa vào giá trị sai phân xạ phổ trên cả 4 kênh (TC, K, U, Th) tiến hành hiệu chỉnh tuyến tựa bằng phương pháp trung bình

+Các giá trị sai phân xạ phổ được điểu chỉnh một lượng tương ứng với các giá trị khi hiệu chỉnh các tuyến tựa

+Liên kết các tuyến thường với tuyến tựa bằng giá trị sai phân bằng phương pháp tuyến tính phân đoạn

Đã xây dựng chương trình liên kết xạ theo tuyến tựa, trong modul hiệu chỉnh và liên kết xạ phổ

Trước đây, việc tiến hành liên kết tài liệu xạ phổ khi tính giá trị sai phân không loại bỏ được đặc tính “ trường điểm “ của trường phóng xạ, nên

Trang 34

kết quả liên kết vẫn không hạn chế được hiên tượng chạy theo hướng tuyến bay của đường đẳng trị Khi áp dụng việc tách “ thành phần địa phương “ trước khi tính sai phân, việc liên kết tài liệu xạ phổ đã cho kết quả tốt hơn nhiều, đã hạn chế đáng kể hiện tượng đường đẳng trị chạy theo hương tuyến bay của các kênh xạ phổ

II.12 Chuyên đề 15 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình tính sai số lặp tài liệu phổ gamma

Sai số đo đạc tài liệu phổ gamma hàng không trên tất cả các kênh được tính trên các tuyến bay lặp theo công thức sai số bình phương trung bình :

N

X X

N

i

i i

2

) 2 1

Đọc file tuyến lặp, thường

Nội suy Spline, tính điểm trùng nhau P

Trang 35

Hình II.13 : Sơ đồ khối thuật toán tính sai số xạ phổ

+ Bước 1 : Tách các tuyến trong hộp danh sách tuyến thành 2 loại Loại có đính kèm ký tự “lap”, là những tuyến lặp Loại còn lại là những tuyến thường

+ Tìm tuyến thường có tên trùng với tuyến lặp và” bao” hết tuyến lặp, tạo thành từng cặp để tham gia tính sai số

+ Bước 3 : Tính sai số cho từng cặp tuyến lặp – thường đã tìm được

Do số liệu địa vật lý thu thập là quá trình rời rạc, vị trí các điểm đo lần bay lặp không bao giờ trùng với lần bay khảo sát, nên phải tiến hành nội suy các giá trị về cùng vị trí điểm đo ( như hình vẽ II.12 ) trước khi tính sai số

Sử dụng phương pháp nội suy Spline để đưa các số liệu về cùng vị trí khi tính sai số

Xây dựng chương trình sai số xạ phổ trong modul hiệu chỉnh, liên kết xạ phổ

- Dễ sử dụng, tự động tìm các tuyến lặp và tính sai số cho toàn bộ số tuyến lặp hiện có

- Thời gian xử lý nhanh

Hình II.12 : Các giá trị xạ phổ được nội suy Spline

II.13 Chuyên đề 16 : Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình mã hoá và phân loại dị thường

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	0,95 MB