Nghiên cứu đề xuất các thuật toán xử lý, phân tích tài liệu của phương pháp phân cực kích thích đa cực cải tiến

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 
298 
Nghiên cứu đề xuất các thuật tốn xử lý, phân tích tài liệu 
của phương pháp phân cực kích thích đa cực cải tiến 
Vũ ðức Minh 
Trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 19 tháng 11 năm 2008 
Tĩm tắt. Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu áp dụng các thuật tốn xử lý và phân tích tài 
liệu của phương pháp Thăm dị điện đa cực truyền thống cho phương pháp Thăm dị điện đa cực 
cải tiến, cũng như nghiên cứu đề xuất các file điều khiển, các thuật tốn xử lý và phân tích tài liệu 
của phương pháp Thăm dị điện đa cực cải tiến. Từ đĩ, chúng tơi đã rút ra các kết luận cho hướng 
nghiên cứu cần thiết và hiệu quả hơn nhằm hồn thiện cả về lý thuyết lẫn sản phẩm cơng nghệ của 
phương pháp Thăm dị điện đa cực cải tiến do chúng tơi đề xuất. 
1. ðặt vấn đề 
Chúng tơi đã đề xuất thành cơng một 
phương pháp mới gĩp phần làm phong phú 
thêm hệ các phương pháp Thăm dị điện, đĩ là 
phương pháp Phân cực kích thích cải tiến. Các 
phương pháp này đã được cơng bố trong nhiều 
bài báo như [1-5]. ∗ 
Phương pháp ảnh điện đa cực (Multi-
electrode Resistivity Imaging - MRI) cĩ qui 
trình đo đạc ngồi thực địa, hệ chương trình xử 
lý, phân tích khác với các phương pháp truyền 
thống sử dụng các thiết bị truyền thống, đồng 
thời khác với cả các phương pháp PCKT cải 
tiến do chúng tơi đề xuất. Tuy nhiên, phương 
pháp này cĩ nhiều ưu điểm đáng chú ý, chẳng 
hạn như: trong quá trình đo chúng ta khơng 
phải dịch chuyển cực phát và thu trên tuyến 
nhiều lần, quá trình đo liên tục và thu được các 
số liệu trên cả tuyến chứ khơng phải chỉ thu 
được các số liệu trên từng điểm đo trên tuyến, 
phần mềm xử lý phân tích đã cĩ sẵn và kết quả 
_______ 
∗
 Tác giả liên hệ. ðT.: 84-4-37450026. 
 E-mail: minhvd@vnu.edu.vn 
biểu diễn cho ngay các mặt cắt điện trở suất hay 
độ phân cực... ðể cĩ được những điều nĩi trên 
thì trong các thiết bị của phương pháp MRI đã 
được cài đặt sẵn file điều khiển để điều khiển 
trình tự đo đạc, đồng thời cũng nhờ file này mà 
các số liệu đo đã được lưu trữ trong máy theo 
một định dạng sẵn phù hợp với phần mềm xử lý 
phân tích đã cĩ. Chính vì thế, tuỳ vào từng loại 
thiết bị mà file này cĩ định dạng khác nhau. 
Vấn đề chúng tơi đặt ra là kết hợp phương 
pháp MRI với các phương pháp PCKT cải tiến 
như thế nào đĩ để tận dụng được mọi ưu việt 
của các phương pháp (hệ cực đo, qui trình đo, 
hệ thiết bị, phần mềm xử lý, phân tích) nhằm 
nâng cao hiệu quả của chúng. ðĩ chính là 
phương pháp PCKT đa cực cải tiến mà chúng 
tơi đã mạnh dạn đề xuất. 
2. Quá trình nghiên cứu và kết quả 
2.1. Phương pháp nghiên cứu 
Chúng tơi đã tiến hành cơng tác thực địa ở 
một số địa điểm khác nhau bằng phương pháp 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 299 
PCKT đa cực cải tiến với việc sử dụng hệ thiết 
bị SUPERSTING R1 (Mỹ) đã được cài đặt hai 
file điều khiển đo do chúng tơi thiết lập [6], cĩ 
cải tiến hệ cực đo đa cực đã cĩ của phương 
pháp MRI. 
Số liệu sau khi thu thập được cũng cĩ dạng 
các file số liệu đa cực thơng thường. Với mỗi 
điểm đo, chúng ta sẽ cĩ 1 file số liệu đối xứng 
và 1 file số liệu lưỡng cực. Từ 1 file số liệu đối 
xứng và 1 file số liệu lưỡng cực, chúng ta phải 
chuyển số liệu thành 2 file số liệu đo sâu đối 
xứng trong, ngồi và 2 file số liệu lưỡng cực 
trái, phải. Với các điểm đo khác trên tuyến cũng 
làm tương tự như vậy. 
Chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu theo hai 
phương án: 
- Phương án 1: Với các số liệu thu được như 
đã nĩi trên, sử dụng các thuật tốn do chúng tơi 
đề xuất của các phương pháp PCKT cải tiến để 
xử lý và phân tích. 
- Phương án 2: Liên kết các số liệu thu được 
như đã nĩi trên của các điểm thành định dạng 
file đa cực để đưa vào chương trình xử lý sẵn 
cĩ của phương pháp đa cực thơng thường. 
2.2. Kết quả 
2.2.1. Phương án 1 
Muốn truy cập được đến các file số liệu lưu 
trữ trong máy SuperSting R1, chúng tơi đã lập 
chương trình đọc số liệu bằng ngơn ngữ Matlab, 
từ đĩ ta sẽ cĩ các file số liệu cho từng điểm đo 
trên tuyến bằng phương pháp PCKT đa cực cải 
tiến: điện trở suất đo sâu đối xứng, điện trở suất 
đo sâu lưỡng cực, độ phân cực đo sâu đối xứng 
và độ phân cực đo sâu lưỡng cực. Từ các file số 
liệu này, chúng tơi đã sử dụng hệ chương trình 
đã cĩ của các phương pháp PCKT cải tiến để 
xử lý và phân tích. Kết quả thu được là các 
đường cong, các mặt cắt giả điện trở suất cải 
tiến, giả độ phân cực cải tiến và các mặt cắt địa 
điện (bao gồm cả đối với tham số Petrovski) 
[6]. Hình 1 là một ví dụ minh hoạ cho kết quả 
mặt cắt giả điện trở suất và mặt cắt địa điện sau 
khi xử lý của một tuyến đo theo phương án này. 
2.2.2. Phương án 2 
Số liệu sau khi đã được chuyển thành các 
file riêng biệt đối với các loại hệ cực đo khác 
nhau cho mỗi điểm đo, chúng ta phải liên kết số 
liệu các điểm đo sâu đối với mỗi loại hệ cực đo 
thành định dạng file đa cực. ðể đảm bảo các 
điểm ghi số liệu theo đúng vị trí của chúng thì 
vị trí các cực A, B, M, N phải được định nghĩa 
lại. Với số liệu đối xứng, việc định nghĩa lại vị 
trí các điện cực đảm bảo yêu cầu trên cĩ thể 
thực hiện được nhưng với số liệu lưỡng cực thì 
lại khĩ khăn. Dưới đây chúng tơi giới thiệu 
một ví dụ về file liên kết số liệu điện trở suất đo 
sâu đối xứng của 5 điểm đo sâu trên một tuyến 
đo sâu đã nghiên cứu (bảng 1). 
Hình 2 là kết quả minh giải 1D của 5 điểm 
đo sâu điện trên tuyến đo sâu nĩi trên. Hình 3 là 
kết quả phân tích nghịch đảo 2D khi liên kết 5 
điểm đo sâu kể trên. 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 300 
Hình 1. Kết quả xử lý phân tích: mặt cắt giả điện trở suất (trên) và mặt cắt địa điện (dưới). 
Bảng 1. File liên kết số liệu đo sâu đối xứng của một tuyến đo 
Cấu hình đối xứng % Tiêu đề 
0.5 % Khoảng cách điện cực nhỏ nhất 
11 % Loại cấu hình tự định nghĩa 
0 % Câu hình phụ 
Type of measurement (0=app.resistivity, 1=resistance) % Loại giá trị đo, ở đây là điện trở suất biểu 
kiến 
0 
40 % Tổng số phép đo 
1 % Cách ghi số liệu trên tuyến 
0 % Chỉ dùng số liệu điện trở suất 
4 35.00 0.00 42.00 0.00 38.00 0.00 39.00 0.00 15.45 % (1) 
4 34.00 0.00 43.50 0.00 38.00 0.00 39.50 0.00 19.52 
4 32.00 0.00 45.50 0.00 37.50 0.00 39.50 0.00 24.83 
4 29.00 0.00 48.50 0.00 37.00 0.00 40.00 0.00 34.18 
4 25.00 0.00 52.50 0.00 36.50 0.00 40.50 0.00 44.78 
4 19.50 0.00 58.00 0.00 36.00 0.00 41.50 0.00 57.78 
4 11.50 0.00 66.00 0.00 34.50 0.00 42.50 0.00 74.54 
4 0.00 0.00 77.00 0.00 33.00 0.00 44.00 0.00 95.86 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 301 
4 37.50 0.00 44.50 0.00 40.50 0.00 41.50 0.00 13.15 
4 36.50 0.00 46.00 0.00 40.50 0.00 42.00 0.00 16.71 
4 34.50 0.00 48.00 0.00 40.00 0.00 42.00 0.00 23.17 
4 31.50 0.00 51.00 0.00 39.50 0.00 42.50 0.00 31.80 
4 27.50 0.00 55.00 0.00 39.00 0.00 43.00 0.00 42.50 
4 22.00 0.00 60.50 0.00 38.50 0.00 44.00 0.00 55.24 
4 14.00 0.00 68.50 0.00 37.00 0.00 45.00 0.00 70.61 
4 2.50 0.00 79.50 0.00 35.50 0.00 46.50 0.00 92.72 
4 40.00 0.00 47.00 0.00 43.00 0.00 44.00 0.00 18.21 
4 39.00 0.00 48.50 0.00 43.00 0.00 44.50 0.00 20.79 
4 37.00 0.00 50.50 0.00 42.50 0.00 44.50 0.00 27.47 
4 34.00 0.00 53.50 0.00 42.00 0.00 45.00 0.00 36.71 
4 30.00 0.00 57.50 0.00 41.50 0.00 45.50 0.00 47.86 
4 24.50 0.00 63.00 0.00 41.00 0.00 46.50 0.00 62.65 
4 16.50 0.00 71.00 0.00 39.50 0.00 47.50 0.00 86.90 
4 5.00 0.00 82.00 0.00 38.00 0.00 49.00 0.00 108.37 
4 42.50 0.00 49.50 0.00 45.50 0.00 46.50 0.00 14.99 
4 41.50 0.00 51.00 0.00 45.50 0.00 47.00 0.00 18.60 
4 39.50 0.00 53.00 0.00 45.00 0.00 47.00 0.00 34.96 
4 36.50 0.00 56.00 0.00 44.50 0.00 47.50 0.00 41.64 
4 32.50 0.00 60.00 0.00 44.00 0.00 48.00 0.00 52.02 
4 27.00 0.00 65.50 0.00 43.50 0.00 49.00 0.00 65.24 
4 19.00 0.00 73.50 0.00 42.00 0.00 50.00 0.00 80.45 
4 7.50 0.00 84.50 0.00 40.50 0.00 51.50 0.00 106.36 
4 45.00 0.00 52.00 0.00 48.00 0.00 49.00 0.00 17.13 
4 44.00 0.00 53.50 0.00 48.00 0.00 49.50 0.00 21.59 
4 42.00 0.00 55.50 0.00 47.50 0.00 49.50 0.00 28.65 
4 39.00 0.00 58.50 0.00 47.00 0.00 50.00 0.00 38.08 
4 35.00 0.00 62.50 0.00 46.50 0.00 50.50 0.00 49.36 
4 29.50 0.00 68.00 0.00 46.00 0.00 51.50 0.00 63.08 
4 21.50 0.00 76.00 0.00 44.50 0.00 52.50 0.00 80.69 
4 10.00 0.00 87.00 0.00 43.00 0.00 54.00 0.00 102.42 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
(1): Cột 1 là cấu hình 4 cực; Cột 2, 3 là vị trí điện cực xA, zA; Cột 4, 5 là vị trí điện cực xB, zB; 
Cột 6, 7 là vị trí điện cực xM, zM; Cột 8, 9 là vị trí điện cực xN, zN; Cột 10 là giá trị điện trở suất đo 
được. 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 302 
Hình 2. Kết quả minh giải 1D. 
Hình 3. Kết quả minh giải 2D. 
3. Kết luận 
1. Khẳng định lại một lần nữa về tính ưu 
việt của phương pháp PCKT đa cực cải tiến, 
đặc biệt là thời gian cơng tác ngồi thực địa 
giảm hơn gần một nửa so với phương pháp 
MRI nhưng các kết quả của phương pháp 
PCKT đa cực cải tiến thể hiện rõ nét và chi tiết 
hơn, lượng thơng tin thu được sau khi xử lý 
phân tích nhiều hơn (phải kể đến tính được 
thêm đại lượng Petrovski mà phương pháp MRI 
khơng cĩ), độ sâu nghiên cứu lớn hơn nhiều so 
với phương pháp MRI, khơng bị mất các số liệu 
ở hai đầu tuyến như đối với phương pháp 
PCKT đa cực đã cĩ. 
2. Với việc sử dụng các thuật tốn xử lý, 
phân tích do chúng tơi đề xuất của các phương 
pháp PCKT cải tiến như phương án 1 nêu trên 
cịn nhược điểm: cho đến nay, sau khi thu được 
số liệu đo bằng phương pháp PCKT đa cực cải 
tiến, chúng tơi vẫn phải chuyển số liệu đo sâu 
đối xứng cải tiến và đo sâu lưỡng cực cải tiến 
vào các file riêng để xử lý phân tích. Chính vì 
vậy mà quá trình xử lý phân tích chưa được tự 
động hố hồn tồn. 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 303 
3. Với việc áp dụng phương án 2 cĩ một lợi 
thế là cĩ thể hồn tồn sử dụng được các phần 
mềm sẵn cĩ của các tác giả trên thế giới để xử 
lý, phân tích. Tuy nhiên cĩ những hạn chế nhất 
định, đĩ là: 
- Vì hệ cực đo của phương pháp PCKT cải 
tiến là khơng đều mà của phương pháp MRI là 
đều nên để xử lý từng điểm đo (1D) thì khơng 
gặp khĩ khăn gì nhưng khi liên kết để xử lý 2D 
thì thực sự khĩ khăn vì chúng ta phải định 
nghĩa lại vị trí các điện cực để đảm bảo các 
điểm ghi số liệu theo đúng yêu cầu định dạng 
về vị trí của các file số liệu. Trường hợp chúng 
ta định nghĩa được thì vẫn cịn gặp khĩ khăn về 
vấn đề chia lưới sai phân khi tiến hành nghịch 
đảo trong quá trình xử lý phân tích: Những cự 
ly nhỏ, lưới sai phân là rất dày, cịn những cự ly 
lớn thì ngược lại. Chính vì thế tại tâm mỗi điểm 
đo, mơi trường được chia rất nhỏ và hình ảnh 
thu được rất khĩ minh giải. Với số liệu đối 
xứng, việc định nghĩa lại vị trí các điện cực 
đảm bảo yêu cầu trên cĩ thể thực hiện được dễ 
dàng, nhưng với số liệu lưỡng cực thì lại khĩ 
khăn. 
- Muốn liên kết các số liệu thu được như đã 
nĩi trên của các điểm thành định dạng file đa 
cực để đưa vào chương trình xử lý sẵn cĩ của 
phương pháp MRI, chúng tơi phải thiết lập 
thêm các file liên kết số liệu đo được cho từng 
loại hệ cực đo (đối xứng hoặc lưỡng cực). 
- Một khĩ khăn nữa đĩ là khi sử dụng các 
phần mềm bài tốn thuận: với hệ cực đo khơng 
đều, nhiều phần mềm khơng hỗ trợ, cịn nếu cĩ 
hỗ trợ các hệ cực đo phi chuẩn thì với việc bố 
trí cực phát ở bên trong các phần mềm chưa 
hồn tồn đáp ứng yêu cầu. 
 4. Hướng nghiên cứu tiếp theo: Với các kết 
quả thu được, chúng ta đã thấy rõ những ưu 
điểm và khĩ khăn của hai phương án nêu trên. 
ðĩ là cơ sở để chúng ta tiếp tục nghiên cứu 
thiết lập hệ chương trình xử lý phân tích hồn 
chỉnh theo hướng tự động đối với phương pháp 
PCKT cải tiến. 
Lời cảm ơn 
Tác giả cảm ơn chương trình nghiên cứu 
khoa học cơ bản do Bộ Khoa học và Cơng nghệ 
chủ trì đã hỗ trợ kinh phí giúp đỡ chúng tơi 
hồn thành cơng trình này. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Vu Duc Minh, Induced-Polarization Sounding 
methods in a new manner , Journal of Geology, 
Series B, No. 17-18, p. 94-101, 2001. 
[2] Vu Duc Minh, A new approach for document 
processing in the improved dipole Induced 
Polarization sounding method, VNU, Journal of 
Science, Natural Sciences and Technology, 
XVIII, 3 (2002) 40. 
[3] Vũ ðức Minh, Xử lý tài liệu của phương pháp 
đo sâu phân cực kích thích đối xứng cải tiến, 
Tạp chí Các Khoa học về trái đất, 24, 4 (2002) 
362. 
[4] Vũ ðức Minh, Một đề xuất mới đối với phương 
pháp đo sâu điện lưỡng cực cải tiến, Tuyển tập 
các cơng trình khoa học, Hội nghị khoa học kỹ 
thuật ðịa Vật lý Việt nam lần thứ IV, (2005) 
449. 
[5] Vũ ðức Minh, Ứng dụng phương pháp đo sâu 
đối xứng cải tiến để khai thác thêm thơng tin hữu 
ích từ số liệu đo sâu điện đã cĩ, Tạp chí khoa 
học ðại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự 
nhiên và Cơng nghệ, 21, 1 (2005) 48. 
[6] Vũ ðức Minh, Nguyễn Bá Duẩn, Thiết lập qui 
trình đo ngồi thực địa và file điều khiển của 
phương pháp Phân cực kích thích đa cực cải 
tiến, Tuyển tập các cơng trình khoa học, Hội 
nghị khoa học kỹ thuật ðịa Vật lý Việt nam lần 
thứ V, (2007) 347. 
V.Đ. Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ 24 (2008) 298-304 304 
Study to create analyzing and processing algorithms 
of documents of the Improved Multi-electrode 
Induced-Polarization Method 
Vu Duc Minh 
College of Science,VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam 
This article presents the study results applying analyzing and processing algorithms of documents 
of the Multi-electrode Resistivity Imaging method to the Improved Multi-electrode Induced-
Polarization methods, as well as study to create the controlling file and analyzing and processing 
algorithms of documents of the Improved Multi-electrode Induced-Polarization method. From that, we 
come to the conclusions for necessary and more effective research direction in order to perfect both 
the theory and technology product of the Improved Multi-electrode Induced-Polarization method 
proposed by us.