Nghiên cứu áp dụng phương pháp khoảng cách tần suất nhận dạng trong giải đoán địa chất số liệu địa vật lý hàng không

Nghiên cứu áp dụng phương pháp khoảng
cách - tần suất - nhận dạng trong giải đoán địa
chất số liệu địa vật lý hàng không


Nguyễn Trí Tiến


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS. ngành: Địa vật lý; Mã số: 60 44 61
Người hướng dẫn: PGS.TS. Võ Thanh Quỳnh
Năm bảo vệ: 2012


Abstract. Cơ sở lý thuyết nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý: lý thuyết xử lý tổ
hợp số liệu; mẫu và các đặc trưng thông kê số liệu địa vật lý; các thuật toán nhận
dạng. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp khoảng cách - tần xuất -
nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý máy bay: các phương pháp phân tích tài liệu
địa vật lý máy bay trong nước và trên thế giới; hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp
dụng phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng trong xử lý-phân tích số liệu
địa vật lý. Áp dụng phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng vào xử lý số
liệu địa vật lý hàng không vùng đông Tuy Hòa.

Keywords. Địa vật lý; Hàng không; Số liệu địa chất


Content
MỞ ĐẦU
Các phương pháp nhận dạng đóng vai trò hết sức quan trọng trong xử lý, phân tích tài liệu địa
vật lý, đặc biệt là đối với các dạng số liệc có đặc tính phân bố ngẫu nhiên như các số liệu địa
hóa, các số liệu phổ gamma v.v…. Hiện nay trong địa vật lý có rất nhiều thuật toán nhận

dạng hiện đại, được tự động hóa bằng các hệ phần mềm mạnh chuyên dụng, đáng chú ý là bộ
chương trình phân tích phổ-thống kê do Giáo sư, Viện sĩ Ni-Ki-Tin cùng các đồng sự đề xuất,
xây dựng. Tuy nhiên trên thực tế khối lượng tài liệu cũng như số lượng các chủng loại thông
tin thu được trên các đối tượng địa chất ngày càng rất lớn. Trong khi đó số lượng các tham số
đầu vào của các chương trình phân tích nhận dạng hiện có thường bị giới hạn. Việc sử dụng
các tổ hợp thông tin khác nhau để tiến hành phân tích nhận dạng nhiều khi cho những kết quả
rất khác nhau. Để nâng cao độ tin cậy của các phương pháp phân tích nhận dạng đã có những
công trình nghiên cứu theo hướng ứng dụng lớp bài toán đánh giá lựa chọn thông tin để lựa
chọn những tổ hợp thông tin chất lượng cao trước khi tiến hành phân tích nhận dạng. Cũng từ
đó đề xuất những cách tiếp cận mới giải quyết bài toán nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật
lý và thu được kết quả tốt. Mặc dù vậy trong các phương pháp phân tích đối sánh cũng như
đánh giá lựa chọn thông tin có ứng dụng thuật toán phân tích tần suất nói trên chỉ tiến hành
trên một loại đối tượng mẫu, đó là các đối tượng cần tìm. Do vậy với thuật toán nhận dạng
tần suất trong một số trường hợp sẽ gặp hạn chế. Thực tế có những chủng loại thông tin khi
đánh giá trên đối tượng mẫu là tin cậy nhưng đặc trưng của nó lại tương tự như trên các đối
tượng đối nghịch với đối tượng mẫu, khi đó việc sử dụng các thông tin này để phân tích đối
sánh, xác định đối tượng đồng dạng dễ bị nhầm lẫn giảm độ tin cậy. Trong khi đó trên thực tế
trong nhiều trường hợp, ta có được đồng thời 2 loại đối tượng mẫu đối nghịch nhau là đối
tượng cần tìm và đối tượng đối nghịch với nó (ví dụ các đối tượng quặng và không quặng).
Rõ ràng trong trường hợp này cần có các thuật toán nhận dạng mới sao cho việc đánh giá lựa
chọn tổ hợp thông tin được tiến hành đồng thời trên cả 2 loại đối tượng mẫu, để từ đó tiến
hành phân tích đối sánh, nhận biết, phân biệt đối tượng sẽ cho kết quả tin cậy hơn. Theo
hướng này các nhà địa vật lý Việt Nam đã nghiên cứu vận dụng kết hợp phương pháp phân
tích khoảng cách khái quát theo thuật toán của Paguônôp và phương pháp phân tích tần suất
theo thuật toán Griffiths-Vinni trong đánh giá lựa chọn thông tin cũng như trong phân tích
đối sánh xác định đối tượng đồng dạng. Từ đó xây dựng thành một phương pháp phân tích
nhận dạng mới với tên gọi “Phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng”. Những phân
tích thử nghiệm trên các tài liệu thực tế bằng phương pháp phân tích nhận dạng mới nói trên
đã cho kết quả tốt. Tuy nhiên trước đây phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng vẫn
còn tồn tại một số hạn chế, cần được nghiên cứu khắc phục. Đó là: Phương pháp Khoảng

cách-Tần suất-Nhận dạng hiện mới chỉ đưa ra được thuật toán phân tích đối sánh, xác định
mức độ đồng dạng của đối tượng đối sánh so với đối tượng mẫu, làm cơ sở cho việc đánh giá,
dự báo mức độ triển vọng của chúng, khi đối tượng đối sánh đã biết; chưa giải quyết được
nhiệm vụ tìm kiếm, phát hiện, khoanh định ranh giới các đối tượng đồng dạng cũng như mức
độ đồng dạng của chúng khi chưa biết trước các đối tượng đối sánh; một nội dung quan trọng
đối với các phương pháp phân tích nhận dạng nói chung. Phương pháp này cũng mới áp dụng
có hiệu quả đối với tài liệu dị thường phổ gamma hàng không mà chưa được mở rộng cho các
dạng tài liệu địa vật lý khác, kể cả tài liệu từ hàng không. Hiện nay phương pháp Khoảng
cách-Tần suất-Nhận dạng đã được các tác giả: Nguyễn Xuân Bình, Nguyễn Đức Vinh, Võ
Thanh Quỳnh và nnk nghiên cứu hoàn thiện, khắc phục những hạn chế đã nêu và mở rộng
hơn nữa phạm vi áp dụng của phương pháp. Luận Văn này trình bày nội dung của phương
pháp đã được hoàn thiện, bằng việc mở rộng thuật toán cho cả trường hợp biết trước đối
tượng đối sánh và trường hợp chưa biết trước đối tượng đối sánh, cùng với phần mềm xử lí
trên máy tính tương ứng. Tiến hành áp dụng phân tích thử nghiệm đối với tài liệu địa vật lý
hàng không (bao gồm cả tài liệu từ và tài liệu phổ gamma), góp phần làm rõ ý nghĩa khoa học
cũng như khả năng áp dụng thực tế của phương pháp vừa mới được hoàn thiện, đồng thời góp
phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất và triển vọng khoáng sản vùng Đông Tuy Hòa.

Luận văn gồm các nội dung chính :
- Mở đầu.
- Chương 1 – Cơ sở ly thuyết nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý.
- Chương 2 - Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp khoảng cách - tần
xuất - nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý máy bay.
- Chương 3 - Áp dụng phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng vào xử lý số liệu địa
vật lý hàng không vùng đông Tuy Hòa
- Kết luận.
Luận văn là kết quả thực hiện chương trình cao học tại Khoa địa chất – trường Đại học Khoa
Học Tự Nhiên – ĐHQGHN dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Võ Thanh Quỳnh – trường Đại
học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN.

Chƣơng 1 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
1.1. Lý thuyết xử lý tổ hợp số liệu
Xử lý tổ hợp dữ liệu về cơ bản là dựa trên nhiều loại thông tin khác nhau để quyết được các
nhiệm vụ đặt ra phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật cho phép.
Khảo sát và thu thập thông tin về đối tượng phải đáp ứng được các yêu cầu thực tế đặt ra như
sau:
 Thông tin phải đảm bảo về số lượng và chất lượng để đạt được mục tiêu và xử
lý với độ chính xác chấp nhận được.
 Thời gian thu thập thông tin phải phù hợp với tiến độ yêu cầu.
 Khảo sát, thu thập thông tin phải đạt được hiệu quả kinh tế.
Tính đặc trưng cho đối tượng của một loại số liệu địa vật lý do nhiều nguyên nhân quyết
định. Một tính chất là đặc trưng cho đối tượng khi độ chênh lệch giá trị của số liệu của tính
chất đó giữa đối tượng nghiên cứu với môi trường xung quanh đủ lớn. Trong trường hợp đối
tương nằm quá sâu, kích thước quá nhỏ, hoặc do ảnh hưởng của đối tượng khác (phong hóa,
biến chất, chất lưu…) dẫn tới độ chênh lệch của giá trị không đủ để phân biệt đối tượng với
môi trường xung quanh khi đó thông tin có ích cho xử lý số liệu. Các sai số không tách được
sẽ gây ra sai lệch về số liệu khi đó thông tin không còn mang tính đặc trưng cho đối tượng.
1.2. Mẫu và các đặc trƣng thông kê số liệu địa vật lý
1.2.1. Số liệu đo và mẫu ngẫu nhiên
Các giá trị trường đại vật lý đo được là các số cụ thể nên đại lượng ngẫu niên là mô tả
nền tảng để mô tả các số liệu đại vật lý
Đại lượng X được gọi là đại lượng ngẫu nhiên nếu trong mỗi phép đo sẽ xuất hiện một trong
những giá trị cụ thể x
1
, x
2,
x
3
,…của đại lượng náy với xác xuất tương ứng p

1
, p
2
, p
3
…
Tất cả cá giá trị có thể của X sẽ tạo thành nhóm đầy đủ vì bao giờ trong kết quả của một phép
đo cúng sẽ xuất hiện một giá trị xi nào đó (biểu hiện nào đó của X); nghĩa là bao giờ cúng tồn
tại đẳng thức:
=1 (1.1)
Để mô tả các đại lượng ngẫu nhiên, người ta sử dụng công cụ toán học xác suất
thông qua hàm phân bố xác suất và các đặc trưng thống kê.
1.2.2. Hàm mật độ xác suất
Hàm mật độ xác suất có các tính chất sau:
(1.2)

(1.3)


P(x
1
<X< x
2
)= (1.4)

Với P(x
1
<X< x
2
) là xác suất rơi khoảng (x

1
;x
2
) của đại lượng ngẫu nhiên x
F(x
1
)= (1.5)
Với F(x) là hàm phân hàm bố của X; hàm mô tả xác suất để đại lượng ngẫu nhiên X nhận các
giá trị nhỏ hơn giá trị x
i
nào đó.
Đồ thị của hàm phân bố mật độ xác suất thực nghiệm được dựng lên từ số liệu khảo sát thực
tế được gọi là đường cong biến phân.
Ngoài hàm phân bố F(x) và hàm mật độ f(x) người ta còn dung các đặc trưng thống kê để mô
tả các đại lượng ngẫu nhiên bao gồm:
 Kỳ vọng toán M[x]= = x
i
(1.6)
 Mod (M
0
) là giá trị mà tại đó hàm mật độ phân bố max
 Median (M
e
) là giá trị của X có xác suất P(x) =
 Phương sai: D[x]= M[x- [Mx]]
2
= – M[x])
2
p
i

(1.7)
 Độ lệch trung bình bình phương = (1.8)
1.3. Các thuật toán nhận dạng
1.3.1. Mẫu chuẩn các đặc điểm đặc trƣng và sử dụng mẫu chuẩn trong nhận
dạng
Các mẫu hay đối tượng chuẩn là phần diện tích ở đó bằng các số liệu khoan và các số liệu địa
chất khác đã xác định được bản chất địa chất của từng đối tượng gây ra trường địa vật lý.
Một đối tượng chuẩn nào đó có phạm vi ứng dụng là giới hạn và nó phụ thuộc vào các yếu tố
sau:
 Đối tượng chuẩn phải có giá trị thông tin tin cậy theo mục tiêu tìm kiếm.
 Đối tượng chuẩn phải phù hợp với diện tích nghiên cứu.
 Mật độ lưới khảo sát các loại thông tin phải tương ứng với đối tượng
Dựa vào các giá trị trường quan sát được trên các đối tượng chuẩn người ta tiến hành
xác định các đặc trưng thống kê của trường cho từng đối tượng. Các đặc trưng này được sử
dụng tùy thuộc vào thuật toán nhận dạng áp dụng. Thường các đặc trưng bao gồm:
 Đường cong biến phân (hàm phân bố mật độ xác suất thực nghiệm).
 Kỳ vọng và phương sai của trường (tính thông qua đường cong biến phân).
1.3.2. Các thuật toán nhận dạng có mẫu chuẩn
- Phương pháp nhận dạng sử dụng toán logic.
- Phương pháp nhận dạng sử dụng phân tích hồi quy.
- Phương pháp kiểm định giả thuyết thống kê
1.3.3. Các thuật toán nhận dạng không có mẫu chuẩn
- Thuật toán kiểm chứng thống kê
- Thuật toán K trung bình


Chƣơng 2 - HOÀN THIỆN VÀ MỞ RỘNG PHẠM VI ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP
KHOẢNG CÁCH -TẦN SUẤT - NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA
VẬT LÝ MÁY BAY.
2.1. Các phƣơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trong nƣớc và trên

thế giới
2.1.1. Các phƣơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trên thế giới
- Các phương pháp tách trường.
- Các phương pháp thống kê nhận dạng:
+ Các phương pháp nhận dạng theo đối tượng chuẩn.
+ Các phương pháp nhận dạng không có đối tượng chuẩn theo nguyên lý tự điều
chỉnh.
- Các phương pháp thống kê thực nghiệm.
 Các thông số Dominal.
 Các hàm tương quan.
 Các hàm xác suất thống kê.
 Các tỉ số hàm lượng các nguyên tố.
 Các phương pháp khác.
2.1.2. Các phƣơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý may bay ở Việt Nam
Công tác phân tích tài liệu địa vật lý hàng không ở nước ta trong những năm gần đây cũng đã
có được những bước tiến đáng kể. Trong tổ hợp các phương pháp phân tích tài liệu đang
được sử dụng trong các đề án bay đo ngoài một số phương pháp định tính với các thuật toán
tương đối đơn giản căn cứ trực tiếp vào đặc điểm hình thái của các bản đồ trường thì một số
phương pháp phân tích hiện đại như: Dominal,tương quan,nhận dạng v.v cũng đã được đưa
vào áp dụng.
2.2. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng phƣơng pháp Khoảng cách-Tần
suất-Nhận dạng trong xử lý-phân tích số liệu địa vật lý
2.2.1. Nội dung Phƣơng pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng hiện nay
a. Xây dựng ma trận thông tin đối tượng mẫu
Các ma trận thông tin của đối tượng mẫu (quặng và không quặng) theo phương pháp phân
tích khoảng cách khái quát dễ dàng có được trực tiếp từ số liệu địa vật lý trên các đối tượng
mẫu đó. Ma trận thông tin của đối tượng mẫu trong phương pháp phân tích tần suất được xây
dựng từ chính ma trân mẫu quặng như sau:
Từ tập hợp số liệu của các chủng loại thông tin của đối tượng mẫu quặng trong phương pháp
phân tích khoảng cách khái quát xây dựng các đường cong biến phân (đường cong mật độ

phân bố). Từ các đường cong biến phân xác định khoảng giá trị đặc trưng cho từng tham số.
Sau khi có được các khoảng giá trị đặc trưng, dùng nó làm “cửa sổ quét” để tạo ra các đơn vị
thông tin cho từng chủng loại thông tin, nếu nó nằm trong khoảng giá trị đặc trưng sẽ nhận
giá trị là 1, nằm ngoài sẽ nhận giá trị là 0. Bằng cách này sẽ chuyển được một ma trận thông
tin với các số liệu địa chất, địa vật lý bất kì về ma trận thông tin chuẩn theo yêu cầu của thuật
toán với các phần từ là các giá trị 1 hoặc 0.
b. Đánh giá lựa chọn tổ hợp thông tin
Việc đánh giá lựa chọn tổ hợp thông tin được tiến hành trên cơ sở vận dụng kết hợp cả 2
phương pháp theo cách như sau:
- Tiến hành phương pháp phân tích khoảng cách khái quát trên ma trận thông tin của 2 đối
tượng mẫu (quặng và không quặng) xác định tập {
2
i

}.
- Tiến hành phương pháp phân tích tần suất trên ma trận thông tin của đối tượng mẫu quặng
thông qua các giá trị Q
h
.
c. Phân tích đối sánh xác định các đối tượng đồng dạng
Các đối tượng cần đối sánh với đối tượng mẫu để xem nó có đồng dạng với đối tượng mẫu
hay không được thực hiện theo cách như sau:
- Tiến hành đánh giá lượng tin I
i
cho tất cả các tính chất của đối tượng đối sánh bằng phương
pháp phân tích tần suất và xác định được tập {I
i
}. Ở đây ma trận thông tin của đối tượng đối
sánh được xây dựng thông qua chính các khoảng giá trị đặc trưng của đối tượng mẫu với cách
làm như đã nêu.

- Tính tỉ trọng thông tin tương đối của h tính chất đầu đã được lựa chọn ở mục 2 theo công
thức cho đối tượng đối sánh, ký hiệu là Q
*
h
.
Đối tượng đối sánh được xem là đồng dạng với đối tượng mẫu khi Q
*
h
≥ Q
h
.
2.2.2. Hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng Phƣơng pháp Khoảng cách-Tần
suất-Nhận dạng
a. Nghiên cứu hoàn thiện nội dung phương pháp
Từ thành công của của việc hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng của phương pháp Tần
suất-Nhận dạng chúng tôi tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp cho phương
pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng đối với trường hợp chưa biết trước các đối tượng đối
sánh cụ thể như sau:
Bước 1 - Nội suy các số liệu khảo sát địa vật lý thực tế lên mạng lưới đều (ô vuông hoặc chữ
nhật) bằng các thuật toán nội suy hiện có.
Nội dung này được thực hiện dễ dàng bằng các thuật toán nội suy trong Bộ chương trình
phân tích phổ-thống kê COSCAD.
Bước 2 - Thực hiện các nội dung như:
- Xây dựng các ma trận thông tin của các đối tượng mẫu cho cả hai thuật toán: thuật toán
phân tích tần suất và thuật toán phân tích khoảng cách khái quát. Nội dung này được thực
hiện theo đúng phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng hiện có.
- Đánh giá, lựa chọn tổ hợp thông tin trên các đối tượng mẫu.
Việc đánh giá lựa chọn tổ hợp thông tin được tiến hành trên cơ sở vận dụng kết hợp cả 2
phương pháp theo cách như sau:
+ Tiến hành phương pháp phân tích khoảng cách khái quát trên ma trận thông tin của 2 đối

tượng mẫu (quặng và không quặng) xác định tập {
2
i

}.
+ Tiến hành phương pháp phân tích tần suất trên ma trận thông tin của đối tượng mẫu quặng.
Đến đây ta không sắp xếp {
i
I
} theo thứ tự giảm dần của chính nó để được tập {
*
i
I
} mà sắp
xếp nó theo thứ tự của tập {
2*
i

} và gọi tập mới này là {J
i
}.
Tính tỉ trọng thông tin tương đối của h tính chất đầu theo tập {J
i
}, ta gọi nó là Q
h
. Khi đó Q
h

được tính:
%100

1
2
1
2





k
i
i
h
i
i
h
j
j
Q
(3.1)
Tổ hợp h tính chất đầu được lựa chọn thông qua các giá trị Q
h
như sau:
Xây dựng đường cong Q
h
theo h (trục y là Q
h
, trục x là h); Giá trị h được xác định sao cho tại
đó trị tuyệt đối đạo hàm bậc 2 của Q
h

theo h có giá trị lớn nhất (
Q
h
h


2
2
max) nghĩa là tại
đó có sự phân chia (phân tách) rõ nhất giữa tập các thông tin độ tin cậy cao và tập các thông
tin độ tin cậy thấp. Trên đường cong Q
h
hoành độ h được xác định tại điểm có độ cong lớn
nhất.
Bước 3.
 Trường hợp biết trước đối tượng đối sánh.
Nội dung này đã được giải quyết ở phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng hiện có.
 Trường hợp chưa biết trước đối tượng đối sánh.
Phân tích, tính toán chỉ số đồng dạng Q
*
h
cho tất cả các điểm trên các nút của của mạng lưới
đều đã được nội suy, trên toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu. Nội dung này được thực hiện
như sau:
- Dùng các “cửa sổ quét” để xác định ranh giới diện tích của các đối tượng đối sánh. Các
“cửa sổ quét” có thể là các hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình elipxoid với các kích
thước và góc quay khác nhau. Các diện tích nằm trong cửa sổ quét được xem là các đối tượng
đối sánh, cần tiến hành xử lý, phân tích đối sánh, xác định mức độ đồng dạng của chúng so
với đối tượng mẫu thông qua chỉ số đồng dạng Q
*

h
. Nội dung này được thực hiện giống như
như trường hợp các đối tượng đối sánh đã biết của phương pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận
dạng đã được trình bày. Giá trị Q
*
h
của đối tượng đối sánh vừa tính được sẽ được gán cho
điểm trung tâm của cửa sổ quét. Điểm trung tâm này sẽ trùng với điểm nút của mạng lưới đều
đã được nội suy.
- Dịch chuyển cửa sổ quét khắp diện tích của vùng nghiên cứu, với bước dịch đều theo mạng
lưới đã được nội suy. Kết quả ta được một File số liệu các chỉ số đồng dạng Q
*
h
(x,y) theo tọa
độ trùng với tọa độ của mạng lưới đã được nội suy trên khắp diện tích vùng nghiên cứu.
- Khoanh định và đánh giá mức độ đồng dạng của các diện tích đồng dạng với đối tượng
mẫu. Từ File số liệu này, với các mức giá trị ngưỡng cho trước ta sẽ có xác định được sự
phân bố của các đối tượng đồng dạng cũng như mức độ đồng dạng của chúng so với đối
tượng mẫu trên toàn diện tích nghiên cứu bằng việc xây dựng bản đồ đồng mức giá trị của
Q
*
h
(x,y).
Trên quan điểm của một phương pháp phân tích nhận dạng, đến đây bài toán nhận dạng cụ
thể vừa đặt ra đã được giải quyết một cách triệt để như cách làm thông thường của các
phương pháp phân tích nhận dạng trong địa vật lý.
b. Xây dựng chương trình và phân tích thử nghiệm
Theo nội dung phương pháp đã được bổ sung hoàn thiện như trình bày ở trên, chúng tôi đã
xây dựng chương trình phân tích mới trên máy tính. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ
FORTRAN, trên cơ sở bổ sung, phát triển từ chương trình QKC hiện có, cho cả hai phương

án: phương án biết trước các đối tượng đối sánh và phương án chưa biết trước các đối tượng
đối sánh. Chương trình có tên gọi mới: chương trình QKCM. Chúng tôi đã tiến hành phân
tích thử nghiệm bằng chương trình phân tích mới trên tài liệu thực tế ở diện tích phần phía
đông vùng bay Tuy Hòa cho cả tài liệu từ và phổ gamma hàng không và thu được kết quả tốt,
phù hợp với các kết quả phân tích trước đó bằng tổ hợp của nhiều phương pháp nhận dạng
khác nhau.
Sơ đồ các bƣớc thực hiện chƣơng trình QKCM

Số liệu vào
-Số liệu đối tượng mẫu.
-Số liệu các đối tượng đối sánh.
Bước 1
Xác định các khoảng giá trị đặc trưng của các tính chất của đối tượng mẫu
(Thông qua việc xây dựng các đường cong biến phân)
Bước 2
Xây dựng ma trận thông tin cho đối tượng mẫu
(Sử dụng các khoảng giá trị đặc trưng của đối tượng mẫu để xác định giá trị của từng đơn vị
thông tin của từng phần tử của ma trận)
Bước 3
Xử lý ma trận thông tin.
(Đánh giá và lựa chọn thông tin theo phương pháp phân tích tần suất và phương pháp phân tích
khoảng cách khái quát)

Bước 4
- Phương án 1: Phân tích đối sánh, xác định các đối tượng đồng dạng với đối tượng mẫu.
- Phương án 2: Tính giá trị Q
*
h
tại các vị trí điểm đo trên toàn diện tích khảo sát.
In kết quả
- Kết quả đánh giá và lựa chọn thông tin.
Chƣơng 3 - ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP KHOẢNG CÁCH -TẦN SUẤT - NHẬN DẠNG
VÀO XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ HÀNG KHÔNG VÙNG ĐÔNG TUY HÒA
Vùng nghiên cứu có tổng diện tích khoảng 3600 km

2
thuộc phần phía đông của Đề án bay đo
từ-phổ gamma tỉ lệ 1:25.000 vùng Tuy Hòa do Xí nghiệp Địa vật lý Máy bay thực hiện năm
1988.
3.1. Lịch sử nghiên cứu đia chất – địa vật lý vùng đông Tuy Hòa
3.1.1. Lịch sử nghiên cứu Địa chất
So với các khu vực khác trong cả nước, khu vực Trung Trung Bộ nói chung, khu vực nghiên
cứu nói riêng công tác nghiên cứu địa chất được tiến hành chậm hơn. Công tác nghiên cứu
này được bắt đầu tiến hành theo hệ thống vào cuối những năm 20 của thế kỷ 20
3.1.2. Lịch sử nghiên cứu Địa vật lý
Cũng như công tác nghiên cứu địa chất, công tác điều tra địa vật lý khu vực Trung Trung Bộ,
trong đó có vùng nghiên cứu được tiến hành nghiên cứu khá muộn.
3.2. Đặc điểm địa chất và địa vật lý của vùng Đông Tuy Hòa
3.2.1. Đặc điểm địa lý, tự nhiên
a. Vị trí địa lý ,địa hình
Khu vực nghiên cứu thuộc Trung Trung Bộ thuộc phần lớn thuộc địa phận tỉnh Phú Yên,
được giới hạn từ 12 53’ -13 21’ vĩ độ 108 53’ -109 28’ kinh độ đông với tổng diện tích gần
3500km
2

b. Khí hậu, thủy văn
Khu vực nghiên cứu dặc trưng bởi điều kiện nhiệt phong phú
3.2.2. Đặc điểm địa chất
Khu vực nằm sát rìa phía Nam- Đông Nam của đới Kon Tum và là một một khối nâng bền
vững trong suốt Plaleozoi. Tuy nhiên, từ Plaleozoi muộn đến đệ tứ, vùng bị các hoạt động
của quá trình hoạt hóa magma kiến tạo xảy ra mạnh mẽ đã phá vỡ móng kết tinh. Phần lớn
diện tích của vùng lộ ra các magma xâm nhập của các phức hệ khác nhau. Một số diện tích bị
phủ bởi các thành tạo trầm tích phun trào có tuổi Carbon – Permen, triat trung, Kreta,
Kainozoi. Phần còn lại là các đá mỏng kết tinh còn sót lại.
3.2.3. Đặc điểm địa vật lý

a. Đặc điểm trường từ
Trường từ trên vùng nhìn chung phân dị yếu với các dị thương biên độ nhỏ kéo dài theo
phương vĩ tuyến
b. Đặc điểm trường phổ gamma.
Trường phổ gamma trên vùng phân dị mạnh, cường độ trường biến đổi liên tục rất thấp đến
rất cao.
3.3. Kết quả áp dụng phƣơng pháp Khoảng cách-Tần suất-Nhận dạng vào
phân tích tài liệu thực tế vùng Đông Tuy Hòa
Khoanh định các trường xạ-địa hoá cục bộ có tiềm năng triển vọng khoáng hoá quặng; Đánh
giá, phân loại mức độ triển vọng của các diện tích; Từ đó xây dựng “Sơ đồ dự báo triển vọng
khoáng sản” được tiến hành theo các bước như sau:
Bước 1: Khoanh định các trường xạ địa hóa cục bộ, liên quan với các đới biến đổi có tiềm
năng triển vọng khoáng hóa quặng.
Bước 2: Đối sánh các tiêu chuẩn địa vật lý với các tiền đề địa chất, khoanh định các đới có
triển vọng, phân loại chúng.
Kết quả phân tích bằng phương pháp này cho kết quả phù hợp với tài liệu thực tế trên những
vùng đã được kiểm tra đánh giá mặt đất.
 Nhóm bản chất Kali: ở nhóm này có các cụm 51, 88, 92 xếp là loại ít có triển
vọng. trong đó cụm 88 đã được kiểm tra mặt đất không có biểu hiện quặng và các dấu
hiệu để khoanh định các đới biến đổi dự đoán. Chọn cụm 88 là đối tượng mẫu không
quặng và cụm 68 là đối tượng quặng. Kết quả, trong 13 cụm được xác lập là đồng dạng
với cụm 68 có 8 cụm được kiểm tra mặt đất và 5 cụm chưa được kiểm tra. Tất cả 8 cụm
được kiểm tra đều được đánh giá là có triển vọng trong đó 3 cụm (87,89,94) xếp là triển
vọng loại 1 và 5 cụm (10,60, 95, 101) triển vọng loại 2. Kết quả đưa ra ở bảng (3.1).
 Nhóm bản chất Thori – Kali: cặp mẫu điển hình cho nhóm này được chọn là
cụm 38 đối tượng mẫu quặng và cụm 55 đối tượng mẫu không quặng. Kết quả phân
tích tương đối khả quan là trong 8 cụm được xác định là đồng dạng với đối tượng
quặng có 5 cụm được kiểm tra mặt đất thì 4 cụm (28, 41, 52, 95) được xác định là có
triển vọng và 1 cụm (56) đánh giá là ít có triển vọng. Kết quả đưa ra ở bảng (3.2).
 Các nhóm bản chất còn lại phân tích cho kết quả tham khảo không thật đảm

bảo độ tin cậy.
STT
Số hiệu cụm
Cụm đã kiểm tra mặt đất
Kết quả đánh giá
1
21


2
28
*
T.V LOẠI 1
3
41
*
T.V LOẠI 1
4
52
*
T.V LOẠI 1
5
56
*
Ít triển vọng
6
90


7

95
*
T.V LOẠI 2
8
105


Bảng 3.1 - Kết quả phân tích theo phương pháp Khoảng cách-Tần suất -Nhận dạng và so
sánh với kết quả kiểm tra mặt đất

Các cụm đối tượng mẫu: 38 và 55.

So sánh kết quả phân tích của 2 phương pháp trên với 2 nhóm bản chất phóng xạ điển hình
(K và Th - K) thì cho thấy kết quả phân tích trên 2 phương pháp là tương đối trùng nhau và
phù hợp với tài liệu thực tế trên những diện tích đã được kiểm tra.
Có thể thấy các kết quả phân tích bằng phương pháp khoảng cách –tần suất – nhận dạng cho
kết quả rất phù hợp với tài liệu thực tế trên những vùng đã được kiểm tra đánh giá mặt đất.
Điều này cho thấy phương pháp tính toán đúng đắn và cho phép dự báo triển vọng khoáng
sản trên những cụm đồng dạng tiếp theo chưa được kiểm tra mặt đất là hoàn toàn có cơ sở.

STT
Số hiệu
cụm
Cụm đã kiểm tra
mặt đất
Kết quả đánh giá
1
10

T.V LOẠI 2

2
19


3
24


4
39


5
60
*
T.V LOẠI 2
6
66


7
74
*
T.V LOẠI 2
8
87
*
T.V LOẠI 1
9
89

*
T.V LOẠI 1
10
94
*
T.V LOẠI 1
11
95
*
T.V LOẠI 2
12
99


13
101
*
T.V LOẠI 2
Bảng 3.2: Kết quả phân tích theo phương pháp khoảng cách –tần suất – nhận dạng và so
sánh với kết quả kiểm tra mặt đất
Đối tượng mẫu: 68 và 88.

Từ các kết quả phân tích nói trên tiến hành xây dựng “Sơ đồ dự báo triển vọng
khoáng sản” theo tài liệu địa vật lý máy bay trên toàn diện tích vùng Đông Tuy Hoà (Hình
3.8). Trên Sơ đò này các đới triển vọng được khoanh định và xếp loại về mức độ triển vọng
theo cách như sau:
- Triển vọng loại A1 là các đới đã được kiểm tra đánh giá mặt đất và được xác nhận là rất
triển vọng.
- Triển vọng loại A là các đới chưa được tiến hành kiểm tra đánh giá mặt đất nhưng đạt các
tiêu chuẩn địa vật lý từ các kết quả phân tích nhận dạng.

- Triển vọng loại B là các đới chưa được tiến hành kiểm tra mặt đất và các kết quả phân tích
nhận dạng theo các phương pháp đã tiến hành không hoàn toàn trùng nhau.
Căn cứ trên “Sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản” có thể thấy khoáng sản trong vùng biểu
hiện khá phong phú, đa dạng.


Hình 3.8 – sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản vùng đông Tuy Hòa


KẾT LUẬN
Trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết nhận dạng và một số phương pháp phân tích nhận
dạng đang được ứng dụng trong xử lý phân tích tài liệu địa vật lý ở nước ta hiện nay, Luận
Văn đã trình bày một cách tiếp cận mới giải quyết bài toán nhận dạng thông qua việc kết hợp
phương pháp phân tích khoảng cách khái quát theo thuật toán của Paguônôp và phương pháp
phân tích tần suất theo thuật toán Griffiths – Vinni trong đánh giá lựa chọn thông tin cũng
như trong phân tích đối sánh, xác định đối tượng đồng dạng. Trình bày những kết quả mới về
việc hoàn thiện và mở rộng phạm vi áp dụng của “ phương pháp khoảng cách – tần suất –
nhận dạng ” trong xử lý-phân tích các số liệu địa vật lý, đặc biệt là các số liệu phổ gamma
hàng không.
Các kết quả áp dụng phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng mới vào xử lý-phân
tích tài liệu thực tế vùng Đông Tuy Hòa đã góp phần làm sáng tỏ ý nghĩa khoa học và khả
năng áp dụng thực tế của phương pháp.
Sơ đồ dự báo triển vọng khoáng sản vùng Đông Tuy Hòa theo tài liệu địa vật lý hàng không
trên cơ sở áp dụng phương pháp phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng mới là
những kết quả mới, khách quan, góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất và triển vọng
khoáng sản của vùng.



References

Tài liệu tiếng Việt
1. Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Tài Thinh,… Võ Thanh Quỳnh (2002). Tổng hợp phân tích
các tài liệu địa lý để nhận dạng đánh giá triển vọng khoáng sản nội sinh các dị thường địa
vật lý ở Miền Trung Việt Nam. Lưu trữ Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Hà Nội.
2. Vũ Thu Hương và n.n.k (1992). Xây dựng thư viện chương trình xử lý và phân tích tài liệu
Địa vật lý đã có và khai thác các chương trình nội hợp dụng. Báo cáo tổng kết đề tài NCKH
cấp Bộ. Lưu trữ Cục Địa chất Việt Nam. Hà Nội .
3. Tăng Mười (1995). Địa vật lý máy báy trong điều tra Địa vật lý và tìm kiếm khoáng sản.
Thông tin KHKT Địa chất. Hà Nội.
4. Tăng Mười, Võ Thanh Quỳnh (1990). Xác lập các căn cứ khoa học đánh giá tiềm năng
triển vọng Uran trên lãnh thổ Việt Nam thông qua tài liệu Địa vật lý máy bay. Báo cáo tổng
kết đề tài NCKH cấp Nhà nước 50B.01.01B. Lưu trữ Viện năng lượng Nguyên tử Quốc Gia.
Hà Nội.
5. Tăng Mười, Võ Thanh Quỳnh (1988). Ứng dụng phương pháp phổ gamma hàng không
trong tìm kiếm Uran và các khoáng sản có ích khác liên quan với phóng xạ. Báo cáo tại Hội
nghị khoa học vật lý hạt nhân ứng dụng. Viện Khoa học Việt Nam. Hà Nội.
6. Lê Khánh Phồn (1996). Phương pháp xử lý luận giải tài liệu phổ gamma mặt đất mô
phỏng theo địa hoá. Báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học lần thứ 12. Trường Đại học Mỏ
- Địa chất,.
7. Võ Thanh Quỳnh (1995)., Nguyễn Xuân Sơn, Nguyễn Văn Phùng.Báo cáo kết quả bay đo
từ phổ gamma tỷ lệ 1/25.000 vùng Tuy Hoà. Lưu trữ Cục Địa chất Việt Nam. Hà Nội.
8. Võ Thanh Quỳnh, Nguyễn Xuân Ngoan, Vũ Tuấn Hùng. Thành lập bộ chương trình xử lý
tài liệu địa vật lý máy bay. Lưu trữ Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Hà Nội 2002.
9. Võ Thanh Quỳnh (2007). Một cách tiếp cận mối giải quyết bài toán nhận dạng trong xử lý,
phân tích tài liệu địa vật lý. TC Địa chất, A/302: 76-80. Hà Nội.
10. Võ Thanh Quỳnh (2008). Phương pháp đánh và phân loại cụm dị thường trong xử lý-
phân tích tài liệu phổ gamma hàng không. TC Địa chất, A/304: 70-75. Hà Nội.
11. Võ Thanh Quỳnh (2008). Xây dựng một phương pháp nhận dạng mới trong xử lý tài liệu
địa vật lý trên cơ sở vận dụng kết hợp các phương pháp phân tích khoảng cách khái quát và
phân tích tần suất. TC Địa chất, A/305: 61-66. Hà Nội.

12. Nguyễn Tài Thinh, Võ Thanh Quỳnh và n.n.k (1997). Áp dụng các phương pháp mới
trong xử lý, phân tích, biểu diễn và lưu trữ các tài liệu địa vật lý. Lưu trữ Cục Địa chất Việt
Nam. Hà Nội.
13. Phạm Tiến Thuận, Nguyễn Xuân Sơn, Võ Thanh Quỳnh, Nguyễn Đình Đạt (1996). Báo
cáo kết quả bay đo từ phổ gamma tỷ lệ 1/50.000 vùng Phan Thiết. Lưu trữ Cục Địa chất Việt
Nam. Hà Nội .
14. Phạm Tiến Thuận, Nguyễn Xuân Sơn, Võ Thanh Quỳnh, Nguyễn Văn Phùng (1994). Báo
cáo kết quả bay đo từ phổ gamma tỷ lệ 1/25.000 vùng Đà Lạt. Lưu trữ Cục Địa chất Việt
Nam. Hà Nội.

Tài liệu tiếng Anh:
15. Green A.A (November 1987). Leveling airborne gamma-radiation data using between-
channel correlation information, Geophysics, Vol.52, No11.
16. Grasty L., Glynn J.E., and Grant J.A (December 1985). The analysis of muntichannel
airborne gamma-ray spectra, Geophysics, Vol.50, No12.
17. Grasty R.L., Josanke, and Footes R.S (August 1979). Fields of veiw airborne gamma -
ray detectors, Geophysics, Vol.44, No 8.
18. Minty B.R.S (February 1992). Airborne gamma-ray spectrometric background estmation
using full spectrum anlysis, Geophysics, Vol.57, No 2.
19. Minty B.R.S., Morse M.P., Richardson L.M (1990). Portable calibration sources for
airborne gamma-ray spectrometers, Exploration Geophysics.
20. Tang Muoi, Vo Thanh Quynh. Estimation of the nature and perspective of the
aerogamma spectrum anomalics. Procesding of Second Conference of Geology of Indochina
11-13, November 1991, Hanoi, pp116 - 122.
21. Vo Thanh Quynh (3/1996). Enhancement of eddectiveness of extracting and using the
information in analysing and processing the airborne gamma-spectrometric data by using
new methods. International Workshop & Exhibition on Geophysics. Hanoi.