Tài liệu Xây dựng bản đồ điện trở suất của đất đá trầm tích tỉnh tiền giang bằng công nghệ gis

ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN XUÂN THÀNH XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT CỦA ðẤT ðÁ TRẦM TÍCH TỈNH TIỀN GIANG BẰNG CÔNG NGHỆ GIS Chuyên ngành: Vật lý ðịa cầu Mã số chuyên ngành: 62 44 15 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Tp. Hồ Chí Minh 11 năm 2012 Công trình ñược hoàn thành tại: Trường ðại học Khoa học tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thành Vấn Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Văn Giảng Phản biện 2: TS. Nguyễn Ngọc Thu Phản biện 3: TS. Nguyễn Hồng Bàng Phản biện ñộc lập 1: TS. Lê Minh Vĩnh Phản biện ñộc lập 2: TS. Huỳnh Hữu Nghĩa Luận án ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận án họp tại: Trường ðại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh 227 Nguyễn Văn Cừ Q.5 – TP Hồ Chí Minh vào lúc 9 giờ, ngày 15 tháng 12 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM - Thư viện Trường ðại học Khoa học Tự nhiên DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ A. Các bài báo khoa học [1] Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Thành Vấn, (2007), “Ứng dụng phương pháp ño sâu ñiện xác ñịnh biên mặn nhạt nước ngầm tỉnh Tiền Giang”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học kỹ thuật ðịa vật lý lần thứ 5, Tr. 415 – 421. [2] Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Thành Vấn, (2010), “Applying Kriging Method to interpolate the values of resistivity in procedure the data of vertical electrical sounding”, International conference on Mitigating seismic hazards and disasters in Asia, pp. 108 – 109. [3] Nguyễn Xuân Thành, Huỳnh Huy Việt, (2011), “Ứng dụng phương pháp nội suy Kriging nội suy giá trị ñiện trở suất trong bài toán phân tích tài liệu ño sâu ñiện”, Hội thảo khoa học quốc tế Giải tích và Toán học ứng dụng (lần thứ nhất), tr. 502 – 512. [4] Nguyễn Xuân Thành, (2012), “Xây dựng hàm tương quan giữa ñiện trở suất và ñộ tổng khoáng hoá phục vụ cho việc xác ñịnh biên mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang”, Thông tin Khoa học và Công nghệ trường ðại học Tiền Giang, tập 2, tr. 234-238. [5] Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Thành Vấn, (2012), “Ứng dụng công nghệ GIS, phương pháp ño sâu ñiện, và tài liệu lỗ khoan xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp các tầng ñất”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học quốc tế “Vật lý ñịa cầu – Hợp tác và phát triển bền vững”, tr. 332-339. B. Các ñề tài nghiên cứu khoa học [6] Nguyễn Xuân Thành, (2005), Xây dựng hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trường trên cơ sở biên tập kết quả các ñề tài nước, ñất, cát và khảo sát bổ sung nước ngầm Tỉnh Tiền Giang, ðề tài khoa học cấp Tỉnh, Sở Khoa học và Công nghệ Tiền Giang. [7] Nguyễn Xuân Thành, ðặng Thanh Liêm, (2010), Ứng dụng hệ thống thông tin ñịa lý GIS trong việc xây dựng Cơ sở dữ liệu quản lý các ngành công nghiệp tỉnh Tiền Giang, ðề tài khoa học cấp Tỉnh, Sở Khoa học và Công nghệ Tiền Giang. [8] Nguyễn Xuân Thành, Trần Xuân Thành, (2011), Xác ñịnh sự phân bố các tầng chứa nước nhạt bằng phương pháp ño ñịa vật lý phục vụ sản xuất công nghiệp, du lịch, thuộc các huyện Châu Thành, Chợ Gạo, TP. Mỹ Tho, ðề tài khoa học cấp Tỉnh, Sở Khoa học và Công nghệ Tiền Giang. [9] Nguyễn Thành Vấn, Nguyễn Xuân Thành, (2011), Áp dụng phương pháp ñịa vật lý ñể xác ñịnh biên mặn - nhạt nước ngầm tại các huyện Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước tỉnh Tiền Giang, ðề tài khoa học ðại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh. MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết Từ thập niên 1980, nhiều ñề tài nghiên cứu ñịa chất ñã triển khai trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang [4],[16],[17]. Thập niên 1990, các phương án ño ñịa vật lý thăm dò nước ngầm ñược thực hiện [10],[11], với 800 ñiểm ño sâu ñiện trải dọc theo các tuyến giao thông chính của tỉnh. Các số liệu ñược lưu trữ bằng tài liệu giấy, hạn chế tái sử dụng. Như vậy về mặt khoa học, số liệu ñiện trở suất chưa ñược tận dụng hết công suất. Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, nhằm gia tăng khả năng ứng dụng của số liệu ño sâu ñiện, công nghệ GIS ñược ứng dụng ñể xây dựng nên một cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase), hình thành nên các lớp bản ñồ ñiện trở suất theo từng tầng ñịa chất tương ứng. Dữ liệu ñiện trở suất dễ dàng thêm mới, cập nhật, phân tích, truy vấn trên máy tính, phục vụ tối ưu cho các mục ñích nghiên cứu khoa học và ứng dụng lâu dài trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang. Trong ñiều kiện phát triển kinh tế xã hội tỉnh Tiền Giang hiện nay, vấn ñề quy hoạch phát triển KT-XH của tỉnh rất cần có nguồn dữ liệu về các diễn biến tài nguyên thiên nhiên, ñể từ ñó xây dựng ñịnh hướng quy hoạch khai thác một cách bền vững, có kiểm soát và ñược giám sát chặt chẽ, nhằm quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, ñi ñôi với bảo vệ môi trường ngày càng tốt hơn. Song song, các hoạt ñộng công nghiệp hóa, sự gia tăng dân số, quá trình mở rộng ñô thị kéo theo nhu cầu gia tăng xây dựng nhà cửa, kết cấu hạ tầng,...ðiều ñó ñòi hỏi cần làm rõ cấu trúc ñịa chất, tiềm năng nước dưới ñất, sự phân bố các vùng ñất yếu phục vụ cho việc quy hoạch khai thác nước dưới ñất, xây dựng công trình,...Với ý nghĩa ñó, việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá các lớp ñịa chất trầm tích nhằm góp phần minh giải một cách ñầy ñủ ñặc ñiểm ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang là một việc làm cần thiết. Qua các bài toán ứng dụng về phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất, cấu trúc phân lớp ñịa chất trầm tích phục vụ xây dựng công trình trên cơ sở phân tích bản ñồ ñiện trở suất sẽ giúp cho 1 các cơ quan quản lý, các ñơn vị chuyên môn tại ñịa phương có cơ sở khoa học ñầy ñủ hơn ñể hoạch ñịnh chiến lược khai thác tài nguyên một cách tối ưu. 2. Mục tiêu: Mục tiêu của luận án là thu thập các số liệu ño sâu ñiện ñã có trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang, hình thành CSDL ñiện trở suất và mục tiêu chính yếu là xây dựng các lớp bản ñồ ñiện trở suất ñất ñá trầm tích tỉnh Tiền Giang bằng công nghệ GIS. 3. ðối tượng, phạm vi nghiên cứu ðối tượng: ðất ñá trầm tích bảy tầng ñịa chất: Holocen, Pleistocen trên, Pleistocen giữa trên, Pleistocen dưới, Pliocen trên, Pliocen dưới, Miocen trên. ðịa bàn nghiên cứu: tỉnh Tiền Giang. 4. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu Nguồn tài liệu trong luận án này ñược thu thập từ các phương án ño sâu ñiện của các ñề tài cấp tỉnh về khảo sát, thăm dò nước ngầm, cùng với các nguồn tài liệu ñiều tra cơ bản, khảo sát ñịa chất thủy văn, ñịa chất công trình, ño carota giếng khoan do các ñơn vị như ðoàn ðịa chất thủy văn – ðCCT 803, Viện Quy hoạch thủy lợi Nam bộ, Phân viện ðịa lý TP HCM,... triển khai từ năm 1984 ñến nay. Ngoài ra, luận án cũng thực hiện ño sâu ñiện bổ sung 300 ñiểm. Các phương pháp ñược áp dụng: - Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu, - Phương pháp ño sâu ñiện; Phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện, - Phương pháp phân tích GIS, - Phương pháp nội suy Kriging. Ngoài ra, CSDL của luận án ñược xây dựng theo cách tiếp cận mô hình Geodatabase; Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược lập trình bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic.Net, thực hiện trên nền ArcGIS 9.3; Các phần mềm máy tính khác cũng ñuợc sử dụng như: Excel, MapInfo, Surfer 4.3, Surfer 9.1. 2 5. Những ñóng góp mới của luận án - Xây dựng cơ sở dữ liệu ñiện trở suất các tầng ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang phục vụ cho các bài toán phân tích không gian liên quan. - Hình thành chương trình ứng dụng khai thác CSDL, thực hiện các thuật toán nội suy thành lập các bản ñồ ñiện trở suất theo các tầng ñịa chất. - Xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá bảy tầng ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang bằng công nghệ GIS. Kết quả của việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược ứng dụng ñể giải ñoán hai bài toán: Phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang và Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất theo tuyến phục vụ xây dựng công trình tại huyện Cai Lậy, là huyện trọng ñiểm của tỉnh. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 6.1. Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu ña ngành; Phục vụ cho việc nghiên cứu của các ngành khác; Giảng dạy. 6.2. Ý nghĩa thực tiễn: Luận án thực hiện 2 bài toán ứng dụng: Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt các tầng chứa nước dưới ñất và Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây dựng công trình. Ngoài ra bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích còn ñược ứng dụng trong các lĩnh vực: nông nghiệp, ñiện lực, viễn thông, … 7. Cấu trúc luận án Luận án gồm 163 trang thuyết minh, 78 hình, 19 bảng, 12 bản ñồ, 02 trang liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu của nghiên cứu sinh, 05 trang tài liệu tham khảo. Nội dung ngoài phần mở ñầu và phần kết luận, luận án còn phân thành 3 phần, 5 chương: Phần 1: Tổng quan gồm 2 chương (1) Tổng quan về cơ sớ lý thuyết và các nghiên cứu có liên quan (2) ðặc ñiểm tự nhiên; Phần 2: Xây dựng bản ñồ ñiện trở suất gồm 2 chương (3) Phân tích xử lý số liệu ño sâu ñiện (4) Ứng dụng GIS xây dựng bản ñồ ñiện trở suất; Phần 3: Kết quả - Ứng dụng gồm 1 chương (5) Kết quả và bài toán ứng dụng. 3 Chương 1: Tổng quan cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu có liên quan 1.1. Cơ sở lý thuyết 1.1.1. ðiện trở suất 1.1.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñiện trở suất của vật liệu ñịa chất: Các yếu tố ảnh hưởng lên ñiện trở suất của vật liệu ñịa chất, bao gồm: Thành phần khoáng vật; ðộ rỗng và ñộ chứa nước; ðộ ẩm; ðộ khoáng hoá của nước ngầm; Kiến trúc bên trong; Nhiệt ñộ và áp suất. 1.1.1.2. Xác ñịnh giá trị ñiện trở suất bằng phương pháp ño sâu ñiện ðiện trở suất biểu kiến ρ a ñược tính theo công thức: ρa = k ∆U I (1.8) ðiện trở suất của môi trường phân lớp ngang ñược cho biểu thức: ρ a = f( ρ1 , ρ 2 ,..….., ρ n ; h1, h2, h3,……, hn, r) Trường hợp lý tưởng nhất là xem các lớp gần như song song nhau và ñược phân biệt bởi các tham số hình học và tính chất ñiện của chúng. ðiện thế trên mặt môi trường phân lớp ngang do một nguồn dòng I ñặt tại một ñiểm trên mặt gây ra ñược cho bởi biểu thức: ∞ U1 (r , 0) = I ρ1 Ri (m) J 0 (mr )dm 2π ∫0 (1.10) Mô hình trên là mô hình phân lớp ngang, tính chất ñiện trong mỗi lớp là ñồng nhất và biến ñổi nhảy vọt khi chuyển sang lớp khác. 1.1.2. Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) 1.1.2.1. Mô hình dữ liệu GIS: Dữ liệu không gian ñược biểu diễn theo mô hình vector hoặc mô hình raster 1.1.2.2. Xử lý dữ liệu GIS: gồm 3 nhóm chức năng chính: Xử lý dữ liệu không gian, Xử lý dữ liệu thuộc tính, Kết hợp dữ liệu không gian và thuộc tính 4 1.2. Các nghiên cứu có liên quan Trong luận án nêu ñầy ñủ các nghiên cứu về ñịa chất, ñịa vật lý ñã triển khai trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang và các ứng dụng GIS có liên quan. 1.2.1. Các vấn ñề còn tồn tại trong các nghiên cứu trước ñây: - Tài liệu ñịa chất, ñịa vật lý ñược lưu trữ bằng tài liệu giấy; bản ñồ ñược ño vẽ, trình bày bằng các phương pháp thủ công, truyền thống - Các nghiên cứu GIS trong lĩnh vực ñịa chất, ñịa vật lý chỉ mới ñược ứng dụng cho việc xây dựng bản ñồ số hoặc hỗ trợ hiển thị kết quả của các công trình ñơn lẻ. - Việc lựa chọn giá trị ñiện trở suất ño sâu ñiện ñể giải ñoán ranh mặn nhạt của các tầng chứa nước dưới ñất trên ñịa bàn nghiên cứu, chỉ ñược thực hiện bằng phương pháp so sánh tham số giữa ñộ tổng khoáng hóa nước dưới ñất với giá trị ñiện trở suất ño sâu ñiện gần giếng khoan ðCTV nên tính thuyết phục chưa cao. 1.2.2. Những nội dung chính cần nghiên cứu: - Xây dựng quy trình tích hợp phương pháp ño sâu ñiện và phương pháp phân tích GIS ñể xây dựng bản ñồ ñiện trở suất. - Xây dựng các lớp bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá 7 tầng ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang. Trong ñó, bao gồm các nội dung: + Xây dựng CSDL (geodatabase) ñiện trở suất ñất ñá trầm tích + Xây dựng chương trình ứng dụng máy tính có chức năng thêm mới, cập nhật dữ liệu ño sâu ñiện, ñồng thời thực hiện các tác vụ phân tích, nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất - Ứng dụng bản ñồ ñiện trở suất ñể thực hiện hai bài toán ứng dụng: + Phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang: xây dựng hàm tương quan và xác ñịnh tiêu chuẩn của giá trị ñiện trở suất ño sâu ñiện tương quan với ñộ tổng khoáng hoá nước dưới ñất M≈1000mg/l. Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt của các tầng chứa nước dưới ñất n21, n22, n13. + Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây dựng công trình. 5 Chương 2: ðặc ñiểm tự nhiên Tỉnh Tiền Giang nằm về phía ðông Bắc ñồng bằng Sông Cửu Long, nằm trong vùng kinh tế trọng ñiểm phía Nam; trải dài trên bờ Bắc Sông Tiền với chiều dài trên 120 km. Về ranh giới hành chính: Phía ðông giáp biển ðông; phía Tây giáp tỉnh ðồng Tháp; phía Nam giáp tỉnh Bến Tre, Vĩnh Long; phía Bắc và ðông Bắc giáp tỉnh Long An và TP.Hồ Chí Minh. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 2.484,2 km2, chiếm khoảng 6% diện tích ðBSC. Tiền Giang có 10 ñơn vị hành chính: 1 thành phố (thành phố Mỹ Tho), 1 thị xã (thị xã Gò Công) và 8 huyện (Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước, Chợ Gạo, Gò Công Tây, Gò Công ðông, Tân Phú ðông); với 169 ñơn vị hành chính cấp xã (7 thị trấn, 16 phường, 146 xã). Tỉnh Tiền Giang có ñịa hình bằng phẳng, với ñộ dốc nhỏ hơn 1% và cao trình biến thiên từ 0,4-1,8 m so với mặt nước biển, phổ biến từ 0,8-1,1 m. ðịa chất trầm tích: toàn bộ Tiền Giang ñược tạo thành bởi các trầm tích sông biển hỗn hợp hoặc sông ñầm lầy và biển ñầm lầy trẻ (tuổi Holocen), dấu ấn của quá trình biển lùi ñể lại các cung giồng cát phân bố ở huyện Châu Thành, Chợ Gạo, Gò Công. ðặc biệt là quá trình hình thành ñồng bằng phù sa rộng lớn chạy dọc ven sông Tiền và ñồng bằng ven biển cửa sông ở Gò Công giàu vi lượng, tỷ lệ sét cao. Nước ngầm ở Tiền Giang có 7 tầng chứa nước từ trên xuống. Trong ñó có 3 tầng chứa nước có gía trị công nghiệp, sinh hoạt là trầm tích cát hạt mịn tuổi Pliocen trên có ñộ sâu 200 – 300 m, trong trầm tích cát hạt nhỏ trung tuổi Pliocen dưới sâu 300 – 400 m và trong trầm tích cát hạt mịn tuổi Miocen thường sâu 350 – >400 m. 6 Chương 3: Phân tích - Xử lý tài liệu ño sâu ñiện 3.1. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện ðể xác ñịnh các thông số ñiện trở suất, bề dày của các lớp ñịa chất, ñầu tiên tiến hành phân tích ñường cong ño sâu ñiện tại vị trí ñiểm ño có lỗ khoan ñịa chất . Hình 3.8. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện 7 Hình 3.8. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện Hình bản ñồ 3.1. Bản ñồ phân bố ñiểm ño sâu ñiện 3.2. Mặt cắt ñiện trở suất: Kết quả phân tích từng ñiểm ño kết nối thành tuyến. Mặt cắt ñiện trở suất ñược hình thành theo từng tuyến ño và ñược ñối chiếu với tài liệu carota lỗ khoan, cột ñịa tầng của các giếng khoan nước dưới ñất trên tuyến. Hình 3.10. Mặt cắt ñiện trở suất tuyến 1 8 Luận án trình bày 6 mặt cắt ñiện trở suất theo 6 tuyến ño sâu ñiện, qua ñó biểu hiện khá toàn diện sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích theo chiều sâu của vùng nghiên cứu. Báo cáo tóm tắt này minh hoạ mặt cắt ñiện trở suất tuyến 1, tuyến ño ñược bố trí theo hướng Tây-ðông, là tuyến xương sống của tỉnh, chạy dọc theo ñường giao thông chính ñi qua gần như toàn bộ các huyện thị thành, hiện diện ñủ các thành phần ñịa chất trầm tích trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang. - Ở ñộ sâu lớn hơn (450 – 500)m là ñất ñá kết tinh (Mz), ðiện trở suất trên 70 Ωm. Hiện tầng này chưa có tài liệu nghiên cứu ñầy ñủ về thành phần ñịa chất, cũng như các thông số liên quan. - Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz), từ ñộ sâu (360 – 400)m là trầm tích Miocen (N13).Tầng (N13) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Tuyến này có 2 vùng phân biệt theo giá trị ñiện trở suất: vùng phù sa sông và vùng ven biển, vùng các huyện phía Tây và trung tâm tỉnh có ñiện trở suất >= 15Ωm, trong khi ñó các huyện phía ñông: Gò Công Tây, TX Gò Công từ ñiểm ño TK-15 ñến cuối tuyến, ñiện trở suất xuống thấp <8Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, cát bột, cát hạt trung ñến thô lẫn sạn. - Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu (270 – 300)m là trầm tích Pliocen dưới (N21). Trầm tích (N21) phân bố trên toàn tuyến. Tuyến này ñiện trở suất phổ biến trong khoảng (12 – 20)Ωm ở vùng các huyện phía Tây và trung tâm, vùng các huyện phía ñông từ vị trí ñiểm ño TK-12 ñến cuối tuyến có ñiện trở suất thấp <8Ωm. Thành phần thạch học là sét, sét bột, cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi, thạch anh, silic. - Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (150 - 190)m là trầm tích Pliocen trên (N22) phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi mang tính cục bộ theo các khu vực nhỏ, rời rạc như tại xã Tân Thanh (Cái Bè), Tân Hội (Cai Lậy), một phần xã ðiềm Hy (Châu Thành) có ñiện trở suất <10Ωm, các xã thuộc các huyện phía tây và trung tâm có ñiện trở suất cao hơn (8 – 15)Ωm. Riêng huyện phía ñông như Gò Công Tây, TX Gò Công có ñiện trở suất 9 thay ñổi trong khoảng (2-10)Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi. - Lên tiếp ñến ñộ sâu (50-70)m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi khá cục bộ ở các huyện phía tây có nơi có ñiện trở suất thấp (4 – 8)Ωm tại các ñiểm ño thuộc xã Tân Thanh, Tân Hội, ðiềm Hy, có nơi ñiện trở suất cao hơn (10 – 15) Ωm ở các xã còn lại. Riêng ñịa bàn từ xã ðạo Thạnh (TP Mỹ Tho chuyển về các huyện phía ñông ñến cuối tuyến ño ñiện trở suất xuống thấp từ 8 Ωm xuống thấp ñến 2Ωm. Thành phần chủ yếu là bột sét chứa kết vón oxyt sắt, hoặc lẫn sạn laterit, cát hạt trung ñến thô. - Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này tương ứng với ñới trầm tích bở rời tơi xốp, ñộ ẩm cao phủ trên bề mặt; ðiện trở suất lớp này thay ñổi khá phức tạp có nơi ñiện trở suất từ 1 - 2Ωm (ñất nhiễm mặn phèn), có nơi vượt hơn 40Ωm (ñất ñắp, phù sa bãi bồi). Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực vật, ñôi khi là cát hạt mịn ñến trung. 3.3. Tập số liệu ñiện trở suất: Kết quả phân tích, chọn lọc 1000 ñiểm ño sâu ñiện phân bố với hơn 20 tuyến ño chạy dọc theo hướng Tây-ðông, BắcNam hình thành nên một tập số liệu ñiện trở suất vùng nghiên cứu. Kết quả cho thấy: giá trị ñiện trở suất thay ñổi theo chiều sâu, biểu hiện ñược sự phân lớp theo 7 tầng ñịa chất trầm tích, thứ tự từ trên xuống dưới: trầm tích Holocen (Q2), trầm tích Pleistocen trên (Q13), trầm tích Pleistocen giữa - trên (Q12-3), trầm tích Pleistocen dưới (Q11), trầm tích Pliocen trên (N22), trầm tích Pliocen dưới (N21), trầm tích Miocen trên (N13); kết quả phân tích số liệu theo tuyến cho thấy giá trị ñiện trở suất cũng có sự khác biệt theo phương ngang, giữa các ñịa bàn có ñặc ñiểm ñiều kiện tự nhiên khác nhau như: vùng ven biển (vùng 1), vùng trung tâm (vùng 2), vùng ven sông Tiền và vùng bồn trũng ðTM (vùng 3). 10 11 Chương 4: Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản ñồ ñiện trở suất Trong chương này, Công nghệ GIS ñược ứng dụng ñể xây dựng nên một cơ sở dữ liệu (geodatabase) ñiện trở suất, hình thành chương trình ứng dụng tự ñộng hoá xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích vùng nghiên cứu. Khi ñó, thực hiện thao tác click chọn bất kỳ một vị trí nào trên bản ñồ ñiện trở suất, kết quả nội suy sẽ cho một giá trị ñiện trở suất tại vị trí ñó. 4.1. Phương pháp nội suy Kriging ðối với bài toán xây dựng các bề mặt phân bố dữ liệu có xem xét ñến mối quan hệ giữa sự biến ñộng của dữ liệu và vị trí của chúng trong không gian, thì phương pháp Kriging là một phương pháp tối ưu trong GIS ñể giải quyết các yêu cầu của bài toán nội suy. Kriging là phương pháp thống kê không gian (geostatistics), bằng cách sử dụng các giá trị ñược biết ñến (ñiểm mẫu) và semivariogram (dựa trên sự phân bố không gian của các ñiểm mẫu) ñể xác ñịnh giá trị không rõ. [42]. 4.1.1. Bài toán ứng dụng: Giả sử có ba giá trị ñã biết Y1, Y2, và Y3, sử dụng phương pháp Kriging ước tính giá trị không rõ (ñiện trở suất) tại ñiểm P, YP. ðể thực hiện ước tính, ba tham số phải ñược xác ñịnh là W1 , W2, và W3. Thủ tục Kriging bắt ñầu với hệ phương trình sau: (4. 15) ở ñây là semivariance giữa các ñiểm kiểm soát i và j tương ứng với khoảng cách h giữa chúng, λ là hệ số Lagrange. Giá trị cần dự ñoán ñược cho bởi hệ thức: (4.18) và sai số: (4.19) Các phương pháp ñược sử dụng trong Kriging lợi thế hơn các thủ tục nội suy khác do giá trị ước tính có sai số là tối thiểu. [42] 12 4.1.2. Thuật toán: Hình 4.9. Quy trình thuật toán nội suy 13 4.2. Cài ñặt cơ sở dữ liệu: Cấu trúc CSDL ñược lưu trong tập tin Repository DVL.mdb. Từ tập tin này, dùng công cụ CaseTool do ArcGIS cung cấp tạo thể hiện (instance) trên hệ quản trị. 4.2.1. Mô tả lớp ñối tượng và thuộc tính Bảng 4.4. Diễn giải các thuộc tính lớp dữ liệu ñiện trở suất 14 4.2.2. Cài ñặt CSDL: CSDL ñược cài ñặt và thể hiện thông qua giao diện của phần mềm ArcCatalog. Hình 4.10. Lưu trữ các lớp thuộc tính, lớp không gian, domain trong geodatabase Dữ liệu ñược nhập/chuyển ñổi vào hệ CSDL gồm các lớp: - Dữ liệu nền: Hành chính, Giao thông, Thủy hệ, ðịa vật ñặc trưng - Dữ liệu chuyên ñề: ðiện trở suất 4.3. Lưu ñồ giải thuật: Luận án ñã trình bày các giải thuật: thêm mới,cập nhật, tìm kiếm, nội suy. 4.4. Xây dựng chương trình ứng dụng: Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất tỉnh Tiền Giang ñược viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic. Net, thực hiện trên nền ArcGIS 9.3. Các tính năng của chương trình ứng dụng bao gồm: thêm mới, cập nhật, tìm kiếm, nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất (theo vùng, theo huyện, theo vùng tuỳ chọn). 15 Chương 5: Kết quả và bài toán ứng dụng 5.1. Quy trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất Hình 5.1. Quy trình kết hợp phương pháp ño sâu ñiện và GIS 5.2. Bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích Thực hiện quy trình (5.1), bản ñồ ñiện trở suất của ñât ñá 7 lớp ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang ñược thành lập, ñiện trở suất của ñất ñá mỗi tầng ñịa chất ñược biểu thị trên bản ñồ số hóa bằng một lớp dữ liệu không gian Hình bản ñồ 5.1. Bản ñồ ñiện trở suất ñất ñá trầm tích tầng Holocen 16