Tối ưu các kỹ thuật dịch chuyển để xác định tốc độ truyền sóng điện từ sử dụng dữ liệu rada xuyên đất ở một số tuyến đường thuộc thành phố Cần Thơ
Ra đa xuyên đất (Ground Penetrating Radar: GPR) là phương pháp Địa vật lý sử dụng sóng điện từ tần số cao (từ 10 MHz đến 3000 MHz), nhằm nghiên cứu các cấu trúc tầng nông dưới mặt đất như bê tông, nhựa đường, kim loại, đường ống, dây cáp hoặc khối xây… mà không cần phá hủy hay đào bới.
Khi tiến hành xử lý dữ liệu ra đa xuyên đất (Ground Penetrating Radar: GPR), việc tính toán vận tốc truyền sóng điện từ là yếu tố quyết định tính chính xác, giúp xác định độ sâu, kích thước, và vị trí của các dị thường làm tăng tỷ số độ lớn của tín hiệu so với nhiễu trong mặt cắt sau dịch chuyển. Do đó, để gia tăng hiệu quả việc xác định vận tốc truyền sóng điện từ trong các lớp đất đá tầng nông, thuật toán tối ưu hóa kỹ thuật dịch chuyển Kirchhoff được sử dụng kết hợp với hai chuẩn entropy cực tiểu và năng lượng cực đại. Kết quả xác định vận tốc truyền sóng cũng chỉ ra bản chất các lớp địa chất tầng nông, các bất thường trong cấu trúc ngầm dưới lòng đất, từ đó dự báo sụp lún cũng như đề xuất các biện pháp khắc phục và xử lý kịp thời.
Để thu được mặt cắt dịch chuyển tốt nhất, cho phép xác định vận tốc dịch chuyển chính xác thì biên độ của tín hiệu sẽ đạt cực đại, khi đó, mặt cắt dịch chuyển sẽ phản ánh đầy đủ nhất các thông tin cần thiết của môi trường bên dưới mặt đất cần khảo sát. Trong thực tế, việc xác định chính xác vận tốc truyền sóng là vấn đề vô cùng phức tạp, khi thay đổi vận tốc ở các giá trị gần nhau, các mặt cắt thu được sau dịch chuyển thường có dạng rất giống nhau. Vì vậy, việc lựa chọn hình ảnh mặt cắt sau dịch chuyển rất phức tạp. Do đó, cần có một chuẩn để so sánh. Tại Việt Nam, thuật toán dịch chuyển đã được sử dụng nhiều trong xử lý tài liệu địa chất. Gần đây, phương pháp phân tích dữ liệu GPR đã nhận được nhiều sự quan tâm do sự phát triển mạnh các hệ đo đi động. Nhờ vậy những nghiên cứu áp dụng dịch chuyển sử dụng dữ liệu GPR cũng phát triển mạnh mẽ. Cường và ctv. (2011) đã thực hiện thành công việc áp dụng dịch chuyển Kirchhoff để xác định mô hình vận tốc truyền sóng cho GPR. Trung và ctv. (2013) đã áp dụng dịch chuyển sai phân hữu hạn vào xử lý số liệu GPR. Kết quả nghiên cứu đã giúp xác định được độ sâu và kích thước ống cấp nước, cáp ngầm bên dưới mặt đất, có sai số nhỏ. Vấn và ctv. (2014) đã kết hợp thành công kỹ thuật entropy cực tiểu trong xử lý ảnh với dịch chuyển để xác định vận tốc truyền sóng tối ưu. Bước đầu đã giải quyết bài toán xử lý định lượng dữ liệu ra đa xuyên đất. Trong bài báo này, phương pháp dịch chuyển Kirchhoff được tối ưu bởi hai chuẩn gồm entropy cực tiểu và năng lượng cực đại trong xử lý ảnh để xác định vận tốc truyền sóng điện từ trên dữ liệu mô hình và dữ liệu đo GPR ở Thành phố Cần Thơ.
nqhuy
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 58, Số chuyên đề: Khoa học tự nhiên (2022)(1): 14-22