Edge detection techniques for bedrock investigation in 3D electrical resistivity tomography data

เทคนิคการหาขอบเพื่อการตรวจสอบชั้นหินฐานในข้อมูล โทโมกราฟีสภาพต้านทานไฟฟ้า 3 มิติ

Name: Pimabsorn Ruxnark

LCSH: Huai Hong Khrai Royal Development Study Center

LCSH: Office of Regional Livestock 5

LCSH: Geology, Stratigraphic

LCSH: Physical geology

LCSH: Geology -- Tomography

ThaSH: Tomography

Abstract: Edge detection techniques for depth to bedrock investigations have been applied in 3D electrical resistivity tomography data acquired from two study areas in Chiang Mai province. The first study area is located in Huai Hongkhrai Royal Development Study Center, Doi Saket district, and the second study area is in an area of Office of Regional Livestock 5, Mueang Chiang Mai district. In the first study area, full 3D electrical resistivity tomography data were collected using the 3D pole-pole array, 8x8 electrode grid system, with an electrode separation distance of 5 m covering a survey area of 35 X35 m . In the second study area, the 3D electrical resistivity tomography was obtained by a collection of 11 parallel 2D electrical resistivity tomography lines. All the 2D electrical resistivity tomography lines are 200 m in length with a line separation of 10 m and acquired using a gradient electro array. The parallel 2D electrical resistivity tomography profiles were combined to generate the 3D data covering an area of 200x100 m2. The 3D data from both study areas were inverted using the AGI EarthImager'M 3D software. To make more accurate depth estimation of the bedrock, the edge detection techniques were applied to the inverted 3D electrical resistivity tomography data using (1) the steepest gradient method by finding the steepest value of the first derivatives of an image and (2) the Laplacian method by searching for values of zero in the second derivatives of the image. The zero values of the Laplacian (Laplacian zero-line) correspond to the abrupt changes (i.e., the edge) in the inverted 3D electrical resistivity tomography data. The results from this study can indicate that the method for finding zero in the second derivative method is suitable for application in electrical resistivity tomography data in areas of less complex geological structures especially for bedrocks with smooth surface. In addition, the method for searching the steepest gradient could provide a better result than the second derivative method in areas with more complex geological structures for bedrocks with rough surface causing electrical resistivity tomography data variations in both vertical and horizontal directions.

Abstract: เทคนิคการหาขอบเพื่อสำรวจความลึกของชั้นหินฐานได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในข้อมูลโท โมกราฟีสภาพต้านทานไฟฟ้า 3 มิติ ที่ได้จากการเก็บข้อมูล 2 พื้นที่ศึกษาในจังหวัดเชียงใหม่ (1) พื้นที่ ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอดอยสะเก็ด และ (2) พื้นที่กรมปศุ สัตว์ สำนักงานปศุสัตว์เขต 5 อำเภอเมืองเชียงใหม่ พื้นที่ศึกษาที่ 1 ใช้การวางขั้วไฟฟ้าแบบ โพล-โพล โดยมีการวางขั้วไฟฟ้าแบบระบบตาราง 8x8 โดยขั้วไฟฟ้าแต่ละตัวจะอยู่ห่างกัน 5 เมตร ครอบคลุม พื้นที่ 35x35 ตารางเมตร พื้นที่ศึกษาที่ 2 สำรวจสภาพต้านทาน ไฟฟ้า 2 มิติ ใช้การวางขั้วไฟฟ้แบบ เกรเดียนต์ความยาว 200 เมตร จำนวน 11 แนวสำรวจ วางแนวสำรวจขนานกัน มีระยะห่างระหว่าง แนว 10 เมตร ข้อมูลที่ได้จากการสำรวจสภาพด้านทาน ไฟฟ้า 2 มิติ ทั้ง 11 แนวสำรวจจะถูกนำมา รวมกันเพื่อสร้างข้อมูลสภาพต้านทานไฟฟ้า 3 มิติ ครอบคลุมพื้นที่ขนาด 200X 100 ตารางเมตร ข้อมูล ที่ได้จากการสำรวจนำมาประมวลผลผกผันโดยใช้ซอฟต์แวร์ AGI EarthimagerTM 3D และเพื่อ ประมาณความลึกของชั้นหินฐานจากแบบจำลองสภาพด้านทานไฟฟ้า 3 มิติ ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ในการศึกษานี้จึงได้มีการนำเทคนิคการหาขอบมาประยุกต์ใช้โดยใช้วิธีการไล่ระดับความชันสูงสุด คือการหาค่าความชันสูงสุดของอนุพันธ์อันดับหนึ่งในข้อมูลแบบจำลองสภาพต้านทานไฟฟ้า 3 มิติ และวิธีลาปาลเซียนคือการหาค่าที่เป็นศูนย์ของอนุพันธ์อันดับสองในข้อมูลแบบจำลองสภาพ ด้านทานไฟฟ้า 3 มิติ ผลการศึกษาครั้งนี้พบว่าวิธีการหาค่าศูนย์ของอนุพันธ์อันดับสองเหมาะสมที่จะนำไป ประยุกต์ใช้กับข้อมูลโทโมกราฟีสภาพต้านทานไฟฟ้าของพื้นที่ที่มี โครงสร้างทางธรณีวิทยาซับซ้อน น้อยโดยเฉพาะชั้นหินฐานที่วางตัวในแนวนอนใน ขณะที่วิธีการไถ่ระดับความชันสูงสุดให้ผลลัพธ์ที่ ดีกว่าวิธีการอนุพันธ์อันดับสองในพื้นที่ที่มี โครงสร้างทางธรณีวิทยาซับซ้อน ชั้นหินฐานมีการวางตัว ทั้งในทิศทางแนวตั้งและแนวนอน

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Rungroj Arjwech

Role: ประธานกรรมการ

Name: Niti Mankhemthong

Role: กรรมการ

Name: Suwimon Udphuay

Role: กรรมการ

Created: 2021

Modified: 2022-11-01

Issued: 2022-11-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Geophysics

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	590531050.pdf	10.16 MB

ใช้เวลา

0.01965 วินาที