Luận văn Phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin và ứng dụng trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý

Nội dung tài liệu: Luận văn Phương pháp đánh giá lựa chọn thông tin và ứng dụng trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý

1. 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
2. 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
3. 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, tôi 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 tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này. Không chỉ được giúp đỡ về mặt chuyên môn, trong quá trình làm việc, tôi còn 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 quý báu. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Th.S. Nguyễn Viết Đạt người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn. Và tôi 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 quý báu để tôi hoàn thành luận văn này. Cuối cùng cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn vô hạn tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn quan tâm, động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc của tôi 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 tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những nhận xét và những lời góp ý từ phía thầy cô và bạn đọc để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn!. Hà Nội, 01 tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Phương Thảo
4. 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 toán nhận dạng có mẫu chuẩn 17 1.2.2.2. Các thuật toán nhận dạng không có mẫu chuẩn 20 CHƢƠNG II. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN THÔNG 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
5. 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 toán đánh giá lựa chọn thông 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 THÔNG 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
6. 3.2.3. Phân tích thử nghiệm theo phương pháp trọng số 62 3.3. Phân tích thử nghiệm bằng phương pháp nhận dạng 63 3.3.1. Phân tích thử nghiệm phương pháp tần suất – nhận dạng 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
7. 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 thông 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 61 tượng mẫu chuẩn và mẫu ĐN01 theo thứ tự giảm dần
8. 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 thông 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 thông 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 65 pháp khoảng cách – tần suất – nhận dạng.
9. MỞ ĐẦU Đánh giá và lựa chọn thông tin là nội dung hết sức quan trọng trong công tác xử lí-phân tích tổ hợp số liệu vật lý nói chung , số liệu địa vật lý nói riêng. Hiện nay, trong công 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 thông 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 thông 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 thông 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 thông tin thiếu độ tin cậy không những không có hiệu quả mà còn làm nhòa đi những thông 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 thông tin, từ đó lựa chọn tổ hợp các thông tin tin cậy phục vụ cho từng mục đích nghiên cứu đóng vai trò hết sức quan trọng trong công tác xử lý phân tích tài liệu và chính là nội dung của lớp bài toán 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
10. - Tìm hiểu một số phương pháp, thuật toán phân tích thuộc nhóm các phương pháp đánh giá và lựa chọn thông tin trong xử lý tổ hợp số liệu địa vật lý. - Áp dụng các phương pháp phân tích tần suất theo thuật toán Griffiths-Vinni, phương pháp phân tích khoảng cách khái quát 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 thông 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