SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Khoa học, công nghệ và Đổi mới sáng tạo - Khơi dậy khát vọng kiến tạo tương lai

Nghiên cứu áp dụng phép biến đổi wavelet và thuật toán tối ưu của Marquardt để phân tích dữ liệu trọng lực vùng đồng bằng sông Cửu Long

[17/06/2024 14:30]

Nghiên cứu do các tác giả Dương Quốc Chánh Tín, Nguyễn Hoàng Hiếu, Trương Đỗ Anh Kha và Hứa Gia Khánh - Trường Đại học Cần Thơ thực hiện nhằm nghiên cứu áp dụng phép biến đổi wavelet và thuật toán tối ưu của Marquardt để phân tích dữ liệu trọng lực vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Trong Địa vật lý, phép biến đổi wavelet được ứng dụng lần đầu tiên vào những năm đầu thập niên 80 của thế kỷ thứ 20 khi phân tích các tín hiệu địa chấn (Kumar & Foufoula, 1997). Kể từ đó, sự tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực toán học đã đóng vai trò quan trọng  trong việc mở rộng ứng dụng của lý thuyết wavelet vào nhiều lĩnh vực khác nhau (Mallat, 1998). Trong quá trình phân tích dữ liệu trọng lực, phương pháp biến đổi wavelet đã được áp dụng để xác định các thông số quan trọng của nguồn trường gây ra hiện tượng dị thường trong quá trình khảo sát. Các thông số này bao gồm vị trí, độ sâu và kích thước của nguồn, và việc xác định chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và phân tích các biến thể địa chất. Tuy nhiên, phương pháp biến đổi wavelet không thể đo lường hiệu mật độ của nguồn dị thường cần được khảo sát. Do đó, trong quá trình mô hình hóa các nguồn dị thường trọng lực, thuật toán tối ưu Marquardt (Marquardt, 1963) đã trở nên phổ biến bởi khả năng xác định hầu hết các thông số đặc trưng của nguồn, bao gồm vị trí, độ sâu, hình dạng tương đối, kích thước và hiệu mật độ. Nhưng đây là bài toán đa trị, do đó, trong bài báo này, để giảm thiểu sự phức tạp của vấn đề đa trị, phương pháp biến đổi wavelet liên tục (Daubechies, 1992) đã được áp dụng, kết hợp với thuật toán Marquardt, nhằm giải quyết bài toán ngược trong thăm dò trọng lực. Phương pháp này đã được sử dụng để xác định các thông số đặc trưng của nguồn dẫn đến hiện tượng dị thường, bao gồm vị trí trên bản đồ, độ sâu, hình dạng, kích thước trong ba chiều và hiệu mật độ.

Trong nghiên cứu này, phương pháp biến đổi wavelet liên tục, sử dụng hàm wavelet phức Farshad-Sailhac kết hợp với thuật toán tối ưu Marquardt, đã được tiến hành để mô hình hóa các nguồn dị thường trọng lực trong vùng đồng bằng sông Cửu Long. Việc xác định các thông số đặc trưng của các nguồn, bao gồm vị trí trên bình đồ, độ sâu, hình dạng, kích thước ba chiều và hiệu mật độ, đã được thực hiện. Từ những kết quả này, những luận giải được đề xuất phù hợp về bản chất địa chất của các nguồn dẫn đến sự biến đổi trọng lực trong khu vực nghiên cứu.

Qua thời gian thực hiện, kết quả nghiên cứu cho thấy, để giảm thiểu tính đa trị và thời gian tính toán trong quá trình giải bài toán ngược về dị thường trọng lực, nghiên cứu đã tiến hành áp dụng phương pháp biến đổi wavelet liên tục với hàm wavelet phức Farshad-Sailhac trước đây. Phương pháp này đã được sử dụng để xác định các thông số cơ bản của nguồn, bao gồm vị trí trên bản đồ, chỉ số cấu trúc, hình dạng, kích thước theo hai phương vuông góc và độ sâu đến tâm của nguồn. Những thông số này sau đó được tiếp tục sử dụng trong quá trình giải bài toán ngược bằng thuật toán Marquardt để xác định thêm các thông số đặc trưng khác của nguồn, như kích thước theo phương thẳng đứng và hiệu mật độ. Sau khi kiểm chứng độ tin cậy qua các mô hình lý thuyết với sai lệch về kích thước từ 1,2% đến 9,6%, độ sâu đến tâm nguồn từ 5,0% đến 8,9%, hiệu mật độ từ 2,0% đến 6,6%, sai số bình phương trung bình là 0,692 mGal, phương pháp đề xuất đã áp dụng thành công để minh giải dữ liệu trọng lực ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả minh giải có mức độ chi tiết khá phong phú, đã luận giải được bản chất địa chất của nguồn gây ra dị thường, phù hợp với các tài liệu địa chất của vùng.

Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, Tập 60, Số 2A (2024) (nthang)
Bản quyền @ 2017 thuộc về Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ
Địa chỉ: Số 02, Lý Thường kiệt, phường Tân An, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ
Điện thoại: 0292.3820674, Fax: 0292.3821471; Email: sokhcn@cantho.gov.vn
Trưởng Ban biên tập: Ông Trần Đông Phương An - Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ
Lưu ý: Cổng thông tin Sở Khoa học và Công nghệ không chịu trách nhiệm với nội dung các đường link liên kết bên ngoài