NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN HỆ THỐNG LIDAR QUAN TRẮC SOL KHÍ
Kỹ thuật điện tử
Luận án tiến sĩ "Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống Lidar quan trắc sol khí" của tác giả Âu Duy Tuấn tập trung giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm không khí đang gia tăng ở Việt Nam, bằng cách phát triển một hệ thống Lidar chuyên dụng. Mục tiêu chính của luận án là tự xây dựng và tích hợp một hệ Lidar quan trắc sol khí được tối ưu hóa về nhiều mặt.
Các kết quả đạt được bao gồm việc kiểm chứng các modul phần cứng tích hợp thông qua phần mềm mô phỏng phương trình Lidar, đề xuất phương pháp hiệu chỉnh hệ thống nhằm đạt độ nhạy cao trong phép đo, và phát triển phần mềm để đo, thu thập, xử lý số liệu. Luận án cũng đã nâng cao độ chính xác khi tính toán độ cao lớp biên khí quyển (LBKQ) từ số liệu Lidar được xây dựng, đồng thời thí điểm đo kiểm chứng và xử lý số liệu tại khu vực Hà Nội.
Đóng góp khoa học mới của luận án là nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tích hợp hệ Lidar quan trắc sol khí trong khí quyển một cách tối ưu. Cụ thể, tác giả đã kiểm tra và đánh giá thông số kỹ thuật các modul phần cứng dựa trên kết quả mô phỏng, đề xuất quy trình hiệu chỉnh chi tiết để tăng tỷ số tín hiệu/nhiễu và độ nhạy thiết bị. Hệ thống Lidar được xây dựng với các thông số kỹ thuật có thể cài đặt qua giao diện người dùng, tự động chuyển chế độ đo phù hợp với thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, mây, mưa) và kết hợp với các trạm đo khác. Phần mềm đo, thu thập và xử lý số liệu Lidar đã được phát triển để quan trắc mây và sol khí theo thời gian thực với độ phân giải không gian cao (1-3m), thu thập dữ liệu tại Hà Nội trong các năm 2016, 2017, 2018, và cho thấy kết quả tương đồng với các hệ Lidar MPLnet của NASA. Luận án cũng đề xuất giá trị giãn nở a tối ưu (bằng hoặc lớn hơn 24m) để tính độ cao LBKQ và áp dụng thành công thuật toán biến đổi wavelet hiệp phương sai (WCT) để xác định độ cao LBKQ tại Hà Nội.
Nghiên cứu này khẳng định Lidar là một lĩnh vực nghiên cứu mới của ngành điện tử, tin học và tự động hóa nói chung và lĩnh vực chế tạo thiết bị khoa học nói riêng ở Việt Nam, mở ra hướng phát triển tích hợp modul điều khiển chuyển động, thuật toán bám để quan trắc sol khí 3 chiều và nghiên cứu thuật toán tính tốc độ gió, hướng gió cho quy hoạch phát triển điện gió.