Phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin và ứng dụng trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.17 MB, 100 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Phƣơng Thảo
PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG TIN VÀ ỨNG
DỤNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Phƣơng Thảo
PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG TIN VÀ ỨNG
DỤNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
Mã số: 8440130.06
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học
PGS.TS. VÕ THANH QUỲNH
Hà Nội – 2019
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian dài nghiên cứu, cố gắng học tập và làm việc một cách
nghiêm túc, tôi đã hoàn thành cuốn luận văn tốt nghiệp này. Trước khi trình bày nội
dung chính của luận văn, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người đã giúp đỡ,
bên cạnh tôi suốt thời gian qua.
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS. Võ Thanh
Quỳnh, người thầy trực tiếp hướng dẫn tôi, đã quan tâm, giúp đỡ, tận tình chỉ bảo
tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này. Không chỉ được
giúp đỡ về mặt chuyên môn, trong quá trình làm việc, tơi cịn học hỏi được tinh
thần làm việc khoa học và đầy trách nhiệm từ thầy, từ đó tích lũy được những kiến
thức và kinh nghiệm q báu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Th.S. Nguyễn Viết Đạt người đã tận tình giúp đỡ
tơi trong suốt q trình làm luận văn. Và tơi cũng xin gửi lời cảm ơn trân thành
nhất tới các thầy cô trong bộ môn Vật lý Địa Cầu – Trường Đại học Khoa học tự
nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã trang bị kiến thức và có những đóng góp hết
sức q báu để tơi hồn thành luận văn này.
Cuối cùng cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình và bạn bè,
những người đã ln quan tâm, động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc của tơi
trong những thời khắc khó khăn nhất.
Dù đã rất cố gắng song do điều kiện thời gian và trình độ nên luận văn của
tơi khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tơi rất mong nhận được những nhận xét
và những lời góp ý từ phía thầy cơ và bạn đọc để luận văn của tơi được hồn thiện
hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!.
Hà Nội, 01 tháng 12 năm 2019
Học viên
Nguyễn Phương Thảo
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ –
3
NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ….
1.1.
Thống kê và xử lý số liệu
3
1.1.1. Mẫu ngẫu nhiên và phân phối thực nghiệm
3
1.1.2. Các đặc trưng thống kê
4
1.1.3. Hàm phân phối
7
1.2.
Xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý
12
1.2.1. Các bước xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý
12
1.2.2. Các thuật toán nhận dạng
`17
1.2.2.1.
Các thuật tốn nhận dạng có mẫu chuẩn
17
1.2.2.2.
Các thuật tốn nhận dạng khơng có mẫu chuẩn
20
CHƢƠNG II. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN
THƠNG TIN VÀ PHÂN TÍCH NHẬN DẠNG TRONG XỬ LÝ SỐ 23
LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
2.1 . Một số phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin
23
2.1.1 Phương pháp phân tích - tần suất
23
2.1.2 Phương pháp phân tích – khoảng cách – khái quát
25
2.1.3 Phương pháp trọng số.
27
2.1.4. Phương pháp phân tích thành phần chính.
28
2.1.5. Phương pháp đánh giá chuyên gia
33
2.2. Một số phương pháp phân tích nhận dạng trong xử lý tổ hợp số liệu
địa vật lý
34
2.2.1. Các phương pháp truyền thống
34
2.2.2. Một số phương pháp nhận dạng mới trong địa vật lý và áp dụng
36
các thuật tốn đánh giá lựa chọn thơng tin
2.2.2.1. Phương pháp tần suất nhận dạng
36
2.2.2.2. Phương pháp khoảng cách tần suất - nhận dạng
41
CHƢƠNG III. THỬ NGHIỆM ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP
49
ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THƠNG TIN VÀ PHÂN TÍCH NHẬN
DẠNG TRÊN SỐ LIỆU THỰC TẾ
3.1. Giới thiệu đối tượng và khu vực nghiên cứu thử nghiệm
49
3.1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm của khu vực nghiên cứu
49
3.1.2. Đối tượng nghiên cứu
50
3.1.3. Tài liệu địa vật lý máy bay về khu vực nghiên cứu
53
3.2. Phân tích thử nghiệm 1 số phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin
53
3.2.1. Phân tích thử nghiệm theo phương pháp phân tích tần suất
53
3.2.2. Phân tích thử nghiệm theo phương pháp phân tích - khoảng cách
59
- khái quát
3.2.3. Phân tích thử nghiệm theo phương pháp trọng số
3.3. Phân tích thử nghiệm bằng phương pháp nhận dạng
3.3.1. Phân tích thử nghiệm phương pháp tần suất – nhận dạng
62
63
63
3.3.2. Phân tích thử nghiệm phương pháp khoảng cách – tần suất – nhận 65
dạng
KẾT LUẬN
67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
68
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Sơ đồ vị trí khu vực lựa chọn nghiên cứu thử nghiệm
50
Hình 3.2. Sơ đồ vị trí của các đối tượng thử nghiệm
52
Hình 3.3. Đồ thị tỷ trọng thơng tin của các tính chất trên đối tượng mẫu
57
Hình 3.4. Đồ thị giá trị khoảng cách khái quát của các tính chất trên đối
60
tượng mẫu chuẩn và mẫu ĐN01
Hình 3.5. Đồ thị giá trị khoảng cách khái quát của các tính chất trên đối
tượng mẫu chuẩn và mẫu ĐN01 theo thứ tự giảm dần
61
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.3. Số liệu quan trắc trên một đối tượng địa chất
27
Bảng 2.4. Số liệu quan trắc về vỏ hóa thạch
31
Bảng 3.1. Khoảng giá trị đặc trưng của đối tượng mẫu
54
Bảng 3.2. Ma trận thông tin trên đối tượng mẫu
56
Bảng 3.3. Kết quả tính tỷ trọng thơng tin trên đối tượng mẫu
57
Bảng 3.4. Kết quả tính tỷ trọng thông tin trên đối tượng mẫu sau khi sắp
58
xếp
Bảng 3.5. Tỉ lệ phần trăm tổng thơng tin với m tính chất
58
Bảng 3.6. Bảng giá trị khoảng cách khái quát của các tính chất trên đối
60
tượng mẫu chuẩn và mấu ĐN01
Bảng 3.7. Bảng giá trị khoảng cách khái quát của các tính chất trên đối
61
tượng mẫu chuẩn và mấu ĐN01 sau khi sắp xếp
Bảng 3.8. Giá trị hệ số ý nghĩa ωi của các tính chất được sắp xếp theo thứ
63
tự giảm dần
Bảng 3.9. Kết quả phân tích chỉ số đồng dạng của đối tượng theo phương
64
pháp phân tích – tần suất – nhận dạng.
Bảng 3.10. Kết quả phân tích chỉ số đồng dạng của đối tượng theo phương
pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng.
65
MỞ ĐẦU
Đánh giá và lựa chọn thông tin là nội dung hết sức quan trọng trong cơng tác
xử lí-phân tích tổ hợp số liệu vật lý nói chung , số liệu địa vật lý nói riêng. Hiện nay,
trong cơng tác xử lí-phân tích tổ hợp số liệu địa vật lý người ta sử dụng rất nhiều loại
phương pháp khác nhau, trong đó nhóm các phương pháp thống kê - nhận dạng được
áp dụng rộng rãi và rất có hiệu quả. Tuy nhiên, trên thực tế, khi tiến hành các phương
pháp phân tích tổ hợp đối với nhiều loại tài liệu địa vật lý, trong đó có tài liệu phổ
gamma hàng không ở nước ta, vẫn đang gặp phải một số hạn chế cần được nghiên cứu
khắc phục. Đó là khối lượng tài liệu cũng như số lượng các chủng loại thơng tin rất
lớn, trong khi đó số lượng các tham số đầu vào của các chương trình phân tích hiện có
thường bị giới hạn. Việc sử dụng các tổ hợp thơng tin khác nhau để tiến hành phân tích
cho những kết quả rất khác nhau. Mặt khác, kể cả khi số lượng các tham số đầu vào
của các chương trình phân tích được mở rộng thì việc sử dụng đồng thời tất cả các loại
thơng tin có được để phân tích nhận dạng lại cho kết quả thiếu tin cậy hơn khi chỉ sử
dụng một tổ hợp thông tin nhất định có chất lượng cao. Rõ ràng việc sử dụng những
thơng tin thiếu độ tin cậy khơng những khơng có hiệu quả mà cịn làm nhịa đi những
thơng tin quan trọng khác, gây nên những nhận thức sai lệch về đối tượng nghiên cứu.
Trong thực tế, số lượng các chủng loại thông tin của các đối tượng nhiên cứu thu được
ngày càng lớn. Làm thế nào để đánh giá được chất lượng của từng chủng loại thơng tin,
từ đó lựa chọn tổ hợp các thông tin tin cậy phục vụ cho từng mục đích nghiên cứu đóng
vai trị hết sức quan trọng trong cơng tác xử lý phân tích tài liệu và chính là nội dung
của lớp bài tốn đánh giá lựa chọn thông tin. Với thực tế và cách đặt vấn đề trên, ta
thấy, để nâng cao hơn nữa chất lượng của các phương pháp phân tích tổ hợp số liệu,
trong đó có phương pháp phân tích nhận dạng, trước hết cần phải giải quyết tốt bài toán
đánh giá, lựa chọn thông tin. Đề tài luận văn: Phương pháp đánh giá lựa chọn thông
tin và ứng dụng trong xử lý tổ hợp số liệu vật lý được học viên lựa chọn với các
nhiệm vụ chính như sau:
1
-
Tìm hiểu một số phương pháp, thuật tốn phân tích thuộc nhóm các phương
pháp đánh giá và lựa chọn thơng tin trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý.
-
Áp dụng các phương pháp phân tích tần suất theo thuật tốn Griffiths-Vinni,
phương pháp phân tích khoảng cách khái qt theo thuật toán Paguonop và
phương pháp trọng số vào xử lý số liệu địa vật lý từ đó có thể rút ra những nhận
xét, kết luận về khả năng ứng dụng của từng phương pháp.
Bố cục luận văn gồm:
-
Mở đầu
-
Chương 1: Tổng quan về phương pháp thống kê – nhận dạng trong xử lý tổ hợp
số liệu địa vật lý.
-
Chương 2: Một số phương pháp đánh giá – lựa chọn thơng tin và phân tích nhận
dạng trọng xử lý số liệu địa vật lý
-
Chương 3: Thử nghiệm áp dụng một số phương pháp đánh giá lựa chọn thông
tin và phân tích nhận dạng trên số liệu thực tế
-
Kết luận
2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ – NHẬN DẠNG
TRONG XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
1.1.
Thống kê và xử lý số liệu
1.1.1. Mẫu ngẫu nhiên và phân phối thực nghiệm
Các thiết bị quan sát trường trong địa vật lý đều là các thiết bị số nên các kết quả
quan sát trường địa vật lý (bao gồm: tín hiệu có ích, nhiễu và sai số đo) nên có thể là
đại lượng này hay đại lượng khác mà người đo khơng dự đốn trước được. Vì vậy để
mô tả các giá trị (bằng số) các trường địa vật lý do được người ta thường sử dụng khái
niệm đại lượng ngẫu nhiên.
Các giá trị trường địa vật lý đo được 1
1
1
Tg/F
Từ/F
Phụ lục 3.6: Đối tượng 4
U
Th
K
Tg
Từ
F
U/Th
U/K
U/Tg
U/Từ
U/F
Th/K
Th/Tg
Th/Từ
Th/F
K/Tg
K/Từ
K/F
Tg/Từ
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
Phụ lục 3.7: Đối tượng 5
U
Th
K
Tg
Từ
F
U/Th
U/K
U/Tg
U/Từ
U/F
Th/K
Th/Tg
Th/Từ
Th/F
K/Tg
K/Từ
K/F
Tg/Từ
Tg/F
Từ/F
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Các bản đồ hàm lượng
Phụ lục 1.1: Bản đồ hàm lượng Uran
Phụ lục 1.2. Bản đồ hàm lượng Thori
Phụ lục 2.3: bản đồ hàm lượng Kali
Phụ lục 2.3: bản đồ hàm lượng kênh tổng
Phụ lục 1.5: Bản đồ từ trường toàn phần
