Luận án – Nghiên cứu phương pháp xác định độ sâu đáy biển dựa trên số liệu dị thường trọng lực, thử nghiệm một khu vực trên Biển Đông

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐÁY BIỂN DỰA TRÊN SỐ LIỆU DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC, THỰC NGHIỆM MỘT KHU VỰC TRÊN BIỂN ĐÔNG

Ngành:

KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Việt Nam sở hữu đường bờ biển dài 3200 km, nơi có vai trò chiến lược trong phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng. Dữ liệu độ sâu đáy biển là thông số thiết yếu cho việc lập bản đồ địa mạo, thăm dò tài nguyên, nghiên cứu hải lưu, hệ sinh thái biển và quy hoạch công trình. Tuy nhiên, các phương pháp đo sâu trực tiếp truyền thống như hồi âm đa tia hay quét sonar còn gặp nhiều hạn chế về kỹ thuật, kinh phí và khả năng tiếp cận tại các vùng xa khơi, vùng nước sâu, hoặc khu vực tranh chấp trên Biển Đông, dẫn đến dữ liệu không đầy đủ và độ chính xác thấp. Để giải quyết vấn đề này, luận án tập trung nghiên cứu và phát triển một phương pháp gián tiếp mới để xác định độ sâu đáy biển dựa trên số liệu dị thường trọng lực, kết hợp với dữ liệu đo trực tiếp, nhằm xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp luận hiệu quả về mặt kỹ thuật và kinh tế.

Phương pháp nghiên cứu chính bao gồm tổng hợp thông tin, phân tích các công trình đã có, áp dụng phương pháp trung phương Collocation (Least Squares Collocation) để xác định dị thường trọng lực và độ sâu từ nhiều loại số liệu, cùng phương pháp so sánh để đánh giá độ chính xác. Điểm mới của đề tài là đề xuất quy trình và thuật toán xác định độ sâu đáy biển từ dữ liệu dị thường trọng lực, đồng thời xác định được độ tương phản mật độ vật chất phù hợp. Quy trình này bao gồm các bước đánh giá mô hình dị thường trọng lực vệ tinh, làm khớp dữ liệu trọng lực vệ tinh với đo trực tiếp bằng phương pháp Collocation (sử dụng kỹ thuật "Loại bỏ - Tính toán - Phục hồi" để giảm sai số từ vùng xa), tính dị thường trọng lực bước sóng ngắn và dài, và xác định tương phản mật độ vật chất tối ưu thông qua tính lặp.

Kết quả thực nghiệm tại khu vực Đông – Nam quần đảo Hoàng Sa trên Biển Đông đã chứng minh hiệu quả của phương pháp. Luận án đã xác định được độ sâu đáy biển với độ chính xác ±70,833 m trên độ sâu trung bình -4034,611 m, đạt độ chính xác tương đối 1,75%. Độ chính xác này vượt trội so với các mô hình độ sâu toàn cầu hiện có như DTU18BAT (±181,864 m) và GEBCO_2022 (±143,232 m), với độ lệch trung bình hệ thống rất nhỏ (-0,021 m). Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của phương pháp trong việc tạo ra bộ dữ liệu độ sâu hoàn chỉnh và chính xác cho toàn bộ vùng Biển Đông, đặc biệt tại những khu vực khó khăn trong việc đo đạc trực tiếp. Đề tài kiến nghị tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng phương pháp này ở các khu vực khác trên Biển Đông để nâng cao độ chính xác.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 3. Nội dung nghiên cứu
  • 4. Phương pháp nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
  • 6. Các luận điểm bảo vệ
  • 7. Các điểm mới của đề tài
• 8. Cấu trúc và nội dung đề tài
  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐÁY BIỂN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
    • 1.1. Tổng quan về các phương pháp xác định độ sâu đáy biển ở Việt Nam
    • 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu về phương pháp xác định độ sâu đáy biển từ số liệu dị thường trọng lực trên thế giới và ở Việt Nam
    • 1.3. Tổng quan về công tác đo đạc xác định độ sâu đáy biển trên Biển Đông
    • 1.4. Những vấn đề cần nghiên cứu
  • CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐÁY BIỂN TỪ SỐ LIỆU DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC
    • 2. 1. Khái quát về dị thường trọng lực
    • 2. 2. Đánh giá, lựa chọn số liệu dị thường trọng lực tính từ đo cao vệ tinh
    • 2. 3. Làm khớp dị thường trọng lực xác định từ đo cao vệ tinh với dị thường trọng lực đo trực tiếp
    • 2.4. Cơ sở khoa học của phương pháp xác định độ sâu đáy biển từ số liệu dị thường trọng lực:
      • 2.4.1. Mối liên hệ giữa độ sâu đáy biển và dị thường trọng lực
      • 2.4.2. Nội suy dị thường trọng lực bước sóng dài bằng phương pháp Collocation
      • 2.4.3. Phương pháp xác định tương phản mật độ vật chất phù hợp
    • 2. 5. Đề xuất quy trình xác định độ sâu đáy biển từ số liệu dị thường trọng lực
  • CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐÁY BIỂN TỪ SỐ LIỆU DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC TRÊN BIỂN ĐÔNG
    • 3.1. Khu vực và số liệu thực nghiệm:
    • 3. 2. Đánh giá độ chính xác số liệu dị thường trọng lực xác định từ đo cao vệ tinh (DTU21GRAV) trên khu vực thực nghiệm:
    • 3.3. Làm khớp mô hình DTU21GRAV với số liệu trọng lực đo trực tiếp:
    • 3.4. Các phương án xác định tham số tương phản mật độ vật chất tối ưu:
      • 3.4.1. Tính dị thường trọng lực bước sóng dài với tương phản mật độ vật chất 1,20 g/cm3
      • 2.4.2. Xác định hiệp phuong sai thực nghiệm của dị thường trọng lực bước sóng dài với tương phản mật độ vật chất 1,20 g/cm³
    • 3.5. Tính độ sâu đáy biển từ dị thường trọng lực cho khu vực thực nghiệm:
    • 3.6. Đánh giá độ chính xác của độ sâu xác định từ dị thường trọng lực:
    • 3.7. Đánh giá độ chính xác của mô hình độ sâu GEBCO_2022 và DTU18BAT trên khu vực nghiên cứu:
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  • A. Kết luận
  • B. Kiến nghị