Xử lý số liệu bản đồ mô hình số độ cao (DEM) khu vực tây nguyên phục vụ cho nghiên cứu địa động lực

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 4 CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO (DEM) 5 I.1. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO 5 I.1.1. Khái niệm 5 I.1.2. Các kiểu mô hình DEM 5 I.2. PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP VÀ ỨNG DỤNG CỦA BẢN ĐỒ DEM 8 I.2.1. Các phương pháp thành lập bản đồ DEM 8 I.2.2. Ứng dụng của bản đồ mô hình số độ cao DEM 11 CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU (TÂY NGUYÊN) 16 II.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC TÂY NGUYÊN VÀ LÂN CẬN 16 II.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤTKIẾN TẠO KHU VỰC TÂY NGUYÊN 28 II.2.1. Đặc điểm địachất kiến tạo: 28 II.2.2. Đặc điểm kiến trúc kiến tạo 34 CHƯƠNG 3 THU THẬP DỮ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO (DEM) CHO KHU VỰC TÂY NGUYÊN 39 III.1. KHAI THÁC NGUỒN DỮ LIỆU DEM KHU VỰC TÂY NGUYÊN 39 III.1.1. Thu thập dữ liệu DEM từ trang web của ERSDAC 40 III.1.2. Thu thập dữ liệu DEM trên trang web của USGS 43 III.2. NHỮNG CÔNG CỤ GIS ỨNG DỤNG CHO XỬ LÝ DỮ LIỆU DEM 46 III.2.1. Tổng quan về Mapinfo 46 III.2.2. Tổng quan về Vertical Mapper 51 CHƯƠNG 4 XỬ LÝ SỐ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO (DEM) ỨNG DỤNG CHO NGHIÊN CỨU ĐỊA ĐỘNG LỰC KHU VỰC TÂY NGUYÊN 52 IV.1. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ DEM 30M, 90M KHU VỰC TÂY NGUYÊN 52 IV.1.1. Thành lập bản đồ DEM 30m khu vực Tây Nguyên 52 IV.1.2. Thành lập bản đồ DEM 90m khu vực Tây Nguyên 56 IV.1.3. So sánh DEM 30m và 90m của khu vực Tây Nguyên 59 IV.2. ỨNG DỤNG BẢN ĐỒ DEM TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA ĐỘNG LỰC KHU VỰC TÂY NGUYÊN 60 IV.2.1. Tạo mặt cắt địa hình 60 IV.2.2. Ứng dụng thành lập bản đồ Lineament đứt gãy kiến tạo khu vực Tây Nguyên. 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tên đề tài: Xử lý số liệu bản đồ mô hình số độ cao (DEM) khu vực Tây Nguyên phục vụ cho nghiên cứu địa động lực Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Hải Lớp: Tin học địa chất K52 Số điện thoại: 01659341536 Email: Tranhaijzf1989gmail.com Khoa: Công Nghệ Thông Tin Hệ đào tạo: Đại học chính quy Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Phan Trọng Trịnh Thời gian thực hiện: 2014 DANH MỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Ký hiệu Tên bảng Số trang Bảng 1.1 Bảng minh họa ví dụ về tính độ dốc ma trận 13 DANH MỤC HÌNH VẼ Ký hiệu Tên hình Số trang Hình 1.1 Mô phỏng kiểu lưu dữ liệu DEM dạng Raster. 5 Hình 1.2 Ví dụ về bản đồ mô hình DEM dạng Raster. 6 Hình 1.3 Mô phỏng kiểu lưu dữ liệu DEM dạng Vector. 6 Hình 1.4 Ví dụ về bản đồ mô hình DEM dạng TIN. 7 Hình 1.5 Hình minh họa vệ tinh Terra chụp ảnh thu tín hiệu từ Trái Đất. 8 Hình 1.6 Mô hình lớp phủ bề mặt đất trên nền DEM dạng 3D dựa trên công nghệ chụp ảnh lập thể từ vệ tinh. 9 Hình 1.7 Ví dụ minh họa bản đồ địa hình dạng đường đồng mức. 9 Hình 1.8 Mô phỏng trình tự tạo DEM từ bản đồ địa hình đường đồng mức. 10 Hình 1.9 Ví dụ sử dụng hai ảnh ERS SAR SLC (B = 117m) cho mục đích tạo DEM 11 Hình 1.10 Minh họa pixel ảnh trên DEM cho tính toán độ dốc 12 Hình 1.11 Ví dụ về bản đồ độ dốc được tính từ bản đồ DEM. 13 Hình 1.12 Minh họa pixel độ dốc trên bản đồ cho tính toán hướng dốc. 14 Hình 1.13 Ví dụ bản đồ minh họa tính hướng dốc dựa trên DEM 15 Hình 2.1 Sơ đồ địa mạo khu vực Tây Nguyên và lân cận 26 Hình 2.2 Chú giải sơ đồ địa mạo khu vực Tây Nguyên và lân cận (Hình 2.1) 27 Hình 2.3 Sơ đồ kiến tạo Pliocenđệ tứ khu vực Tây nguyên, thu nhỏ từ tỉ lệ 1250 000 38 Hình 3.1 Giao diện tìm kiếm dữ liệu DEM trên trang web của ERSDAC 40 Hình 3.2 Lựa chọn các vùng để tải dữ liệu DEM khu vực Tây Nguyên trên trang web tìm kiếm của ERSDAC 41 Hình 3.3 Danh mục các file sẽ được tải về trên trang tìm kiếm của ERSDAC 41 Hình 3.4 Lựa chọn mục đích sử dụng dữ liệu DEM trên ERSDAC 42 Hình 3.5 Lựa chọn và tải dữ liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên trên web của ERSDAC 42 Hình 3.6 Giao diện trang web dùng để tải dữ liệu DEM của USGS 43 Hình 3.7 Giao diện khu vực lấy dữ liệu ASTER GDEM cho khu vực Tây Nguyên trên trang web của USGS 44 Hình 3.8 Chọn vùng cần lấy dữ liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên trên trang web USGS 44 Hình 3.9 Lựa chọn loại dữ liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên trên web USGS 45 Hình 3.10 Lựa chọn kiểu dữ liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên để tải về máy tính cá nhân trên web của USGS 45 Hình 3.11 Minh họa các kiểu đồ họa chính trong Mapinfo 47 Hình 3.12 Giao diện Mapinfo 50 Hình 3.13 Giao diện đồ họa của Vertical Mapper trong Mapinfo 51 Hình 4.1 Đường dẫn mở file chứa dữ liệu DEM 30m trong Mapinfo 52 Hình 4.2 Lựa chọn hệ quy chiếu cho DEM 30m khu vực Tây Nguyên 53 Hình 4.3 Cửa sổ đồ họa hiện thị DEM 30m khu vực Tây Nguyên chưa qua xử lý màu 53 Hình 4.4 So sánh vị trí DEM Tây Nguyên 30m với đường bờ Việt Nam 54 Hình 4.5 Bản đồ DEM Tây Nguyên30m được chuyển sang dạng ”.grd” 54 Hình 4.6 Công cụ colour dùng xử lý màu cho bản đồ DEM Tây Nguyên 30m 55 Hình 4.7 Bản đồ DEM Tây Nguyên 30m đã được xử lý màu và tạo bóng đổ 55 Hình 4.8 Phóng lớn một phần bản đồ DEM Tây Nguyên 30m được xử lý màu và tạo bóng đổ 56 Hình 4.9 Đường dẫn tới file DEM dạng ”.asc” độ phân giải 90m cho khu vực Tây Nguyên 57 Hình 4.10 Cửa sổ đồ họa hiện thị DEM 90m khu vực Tây Nguyên chưa qua xử lý màu 57 Hình 4.11 Công cụ colour dùng xử lý màu cho bản đồ DEM Tây Nguyên 90m 58 Hình 4.12 Quá trình xử lý màu cho dữ liệu DEM khu vực Tây Nguyên 90m 58 Hình 4.13 Bản đồ DEM Tây Nguyên 90m đã được xử lý màu và tạo bóng đổ 59 Hình 4.14 So sánh độ chi tiết của DEM 90m và 30m đã được xử lý 59 Hình 4.15 Sử dụng Cross tạo mặt cắt địa hình trên DEM Tây Nguyên 30m 60 Hình 4.16 Một sơ đồ mặt cắt địa hình dựa trên nền DEM 30m Tây Nguyên 61 Hình 4.17 Sử dụng bản đồ DEM để vẽ các Lineament đứt gãy kiến tạo 61 Hình 4.18 Sử dụng công cụ GELink trên Mapinfo 62 Hình 4.19 Lựa chọn thuộc tính của công cụ GELink trong Mapinfo 62 Hình 4.20 Kiểm tra các đường đứt gãy trên không gian địa hình 3 chiều của Google Earth Pro 63 Hình 4.20a Minh họa kiểm tra các đường đứt gãy trên không gian địa hình 3 chiều của Google Earth Pro 64 Hình 4.20b Minh họa kiểm tra các đường đứt gãy trên không gian địa hình 3 chiều của Google Earth Pro 65 Hình 4.20c Minh họa kiểm tra các đường đứt gãy trên không gian địa hình 3 chiều của Google Earth Pro 66 Hình 4.20d Minh họa kiểm tra các đường đứt gãy trên không gian địa hình 3 chiều của Google Earth Pro 67 Hình 4.21 Các đường Lineament đứt gãy kiến tạo của một phần trên bản đồ DEM 30m khu vực Tây Nguyên 68 Hình 4.22 Bản đồ Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên dựa trên nền dữ liệu DEM 90m Khu vực Tây Nguyên 69

Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin MỤC LỤC MỤC LỤC THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tên đề tài: Trần Hữu Hải Xử lý số liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) khu vực Tây Nguyên phục vụ cho nghiên cứu địa động lực Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Hải Lớp: Tin học địa chất K52 Số điện thoại: 01659341536 Email: Tranhaijzf1989@gmail.com Khoa: Công Nghệ Thơng Tin Hệ đào tạo: Đại học quy Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Phan Trọng Trịnh Thời gian thực hiện: 2014 DANH MỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Ký hiệu Bảng 1.1 Tên bảng Số trang Bảng minh họa ví dụ tính độ dốc ma trận 13 DANH MỤC HÌNH VẼ Ký hiệu Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Tên hình Mơ kiểu lưu liệu DEM dạng Raster Ví dụ đồ mơ hình DEM dạng Raster Mô kiểu lưu liệu DEM dạng Vector Ví dụ đồ mơ hình DEM dạng TIN Hình minh họa vệ tinh Terra chụp ảnh thu tín hiệu từ Trái Đất Mơ hình lớp phủ bề mặt đất DEM dạng 3D dựa công nghệ chụp ảnh lập thể từ vệ tinh Ví dụ minh họa đồ địa hình dạng đường đồng mức Mơ trình tự tạo DEM từ đồ địa hình đường đồng mức Ví dụ sử dụng hai ảnh ERS SAR SLC (B = 117m) cho mục đích tạo DEM Minh họa pixel ảnh DEM cho tính tốn độ dốc Ví dụ đồ độ dốc tính từ đồ DEM Minh họa pixel độ dốc đồ cho tính tốn hướng dốc Ví dụ đồ minh họa tính hướng dốc dựa Trần Hữu Hải Số trang 6 9 10 11 12 13 14 15 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Khoa Cơng nghệ thông tin DEM Sơ đồ địa mạo khu vực Tây Nguyên lân cận Chú giải sơ đồ địa mạo khu vực Tây Nguyên lân cận (Hình 2.1) Sơ đồ kiến tạo Pliocen-đệ tứ khu vực Tây nguyên, thu nhỏ từ tỉ lệ 1/250 000 Giao diện tìm kiếm liệu DEM trang web ERSDAC Lựa chọn vùng để tải liệu DEM khu vực Tây Nguyên trang web tìm kiếm ERSDAC Danh mục file tải trang tìm kiếm ERSDAC Lựa chọn mục đích sử dụng liệu DEM ERSDAC Lựa chọn tải liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên web ERSDAC Giao diện trang web dùng để tải liệu DEM USGS Giao diện khu vực lấy liệu ASTER GDEM cho khu vực Tây Nguyên trang web USGS Chọn vùng cần lấy liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên trang web USGS Lựa chọn loại liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên web USGS Lựa chọn kiểu liệu DEM cho khu vực Tây Nguyên để tải máy tính cá nhân web USGS Minh họa các kiểu đồ họa chính Mapinfo Giao diện Mapinfo Giao diện đồ họa Vertical Mapper Mapinfo Đường dẫn mở file chứa liệu DEM 30m Mapinfo Lựa chọn hệ quy chiếu cho DEM 30m khu vực Tây Nguyên Cửa sổ đồ họa thị DEM 30m khu vực Tây Nguyên chưa qua xử lý màu So sánh vị trí DEM Tây Nguyên 30m với đường bờ Việt Nam Bản đồ DEM Tây Nguyên30m chuyển sang dạng ”.grd” Trần Hữu Hải 26 27 38 40 41 41 42 42 43 44 44 45 45 47 50 51 52 53 53 54 54 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Hình 4.13 Hình 4.14 Hình 4.15 Hình 4.16 Hình 4.17 Hình 4.18 Hình 4.19 Hình 4.20 Hình 4.20a Hình 4.20b Hình 4.20c Hình 4.20d Hình 4.21 Hình 4.22 Khoa Công nghệ thông tin Công cụ colour dùng xử lý màu cho đồ DEM Tây Nguyên 30m Bản đồ DEM Tây Nguyên 30m xử lý màu tạo bóng đổ Phóng lớn phần đồ DEM Tây Nguyên 30m xử lý màu tạo bóng đổ Đường dẫn tới file DEM dạng ”.asc” độ phân giải 90m cho khu vực Tây Nguyên Cửa sổ đồ họa thị DEM 90m khu vực Tây Nguyên chưa qua xử lý màu Công cụ colour dùng xử lý màu cho đồ DEM Tây Nguyên 90m Quá trình xử lý màu cho liệu DEM khu vực Tây Nguyên 90m Bản đồ DEM Tây Nguyên 90m xử lý màu tạo bóng đổ So sánh độ chi tiết DEM 90m 30m xử lý Sử dụng Cross tạo mặt cắt địa hình DEM Tây Nguyên 30m Một sơ đồ mặt cắt địa hình dựa DEM 30m Tây Nguyên Sử dụng đồ DEM để vẽ Lineament đứt gãy kiến tạo Sử dụng công cụ GELink Mapinfo Lựa chọn thuộc tính cơng cụ GELink Mapinfo Kiểm tra đường đứt gãy không gian địa hình chiều Google Earth Pro Minh họa kiểm tra đường đứt gãy khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Minh họa kiểm tra đường đứt gãy khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Minh họa kiểm tra đường đứt gãy khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Minh họa kiểm tra đường đứt gãy khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Các đường Lineament đứt gãy kiến tạo phần đồ DEM 30m khu vực Tây Nguyên Bản đồ Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên dựa liệu DEM 90m Khu vực Tây Nguyên Trần Hữu Hải 55 55 56 57 57 58 58 59 59 60 61 61 62 62 63 64 65 66 67 68 69 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt DEM GDEM USGS ERSDAC GIS SRTM Trần Hữu Hải Tên đầy đủ Digital Elevation Model Global Digital Elevation Model United States Geological Survey Earth Remote Sensing Data Analysis Centrer Geographic Information System Shuttle Radar Topography Mission Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển của khoa học công nghệ thì ngày công nghệ thông tin được áp dụng vào mọi ngành nghề đời sống – xã hội Việc áp dụng công nghệ thông tin vào các mọi ngành nghề giúp tối ưu hóa thời gian cho người đồng thời mang lại độ chính xác cao công việc, giảm bớt sức lao động của người Song hành với sự phát triển của công nghệ thông tin vậy, ngành địa chất cũng xác định được tầm quan trọng của công nghệ thông tin để áp dụng vào xây dựng và giải các bài toán địa chất Ví dụ việc áp dụng thành lập các bản đồ địa chất, quản lý dữ liệu địa chất, tính toán trữ lượng khoáng sản v v Việc áp dụng công nghệ thông tin vào ngành địa chất mang lại sự nhanh chóng và chính xác, mang tính vượt trội so với các phương pháp cổ điển mà người trực tiếp phải xử lý Áp dụng công nghệ thông tin địa chất cũng dẫn đến các nhà địa chất có những phán đoán chính xác việc dự đoán, phân tích những vấn đề của địa chất học Hiện nay, thế giới việc áp dụng công nghệ thông tin vào ngành địa chất học đã mang lại nhiều thành tựu cho sự vượt bậc của nó Đã có rất nhiều những chương trình phần mềm được xây dựng phục vụ công tác nghiên cứu về địa chất đã được công bố mang lại những hiệu quả rất cao công việc, dẫn đến những chương trình này là những phần không thể thiếu và quan trọng nghiên cứu v v Ở Việt Nam hiện nay, ngành địa chất cũng đã coi trọng việc áp dụng công nghệ thông tin những xử lý tính toán phức tạp mà đòi hỏi người mất nhiều thời gian và công sức Một điển hình cho xu thế phát triển hiện đại này là tại phòng Địa Động Lực Hiện Đại – Viện Địa Chất, một đơn vị trực thuộc của Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam, trưởng phòng là GS TS Phan Trọng Trịnh đã có những hướng mang tính hiện đại hóa bằng việc áp dụng nhiều phần mềm công nghệ GIS việc xử lý những vấn đề mà phòng Địa Động Lực nghiên cứu, ví dụ các phần mềm xử lý bản đồ ArcGis, Surfer, MapInfo, Google Earth Pro Trong quá trình thực tập tớt nghiệp phịng Địa động lực đại, em biết phần cơng việc phịng, nghiên cứu phịng địa động lực nghiên cứu đứt gãy, tìm hiểu quy luật vận động vỏ Trái đất để dự báo thiên tai động đất sóng thần để cảnh báo phòng tránh thiệt hại gây người Để nghiên cứu đứt gãy có nhiều phương pháp nghiên cứu khác phương pháp nghiên cứu mặt đất từ xa sử dụng kết cơng nghệ đại liệu vệ tinh viễn thám Trái đất, từ giúp nhà nghiên cứu địa động lực có nhìn tổng quan khu vực nghiên cứu từ có định hướng xác hoạt động địa động lực vùng nghiên cứu Một sản phẩm công nghệ cao sử dụng vệ tinh viễn thám đồ mơ hình số độ cao (DEM: Digital Elevation Model), loại liệu Trần Hữu Hải Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin đồ thể bề mặt địa hình (cao độ) cuả bề mặt đất, thể cách trung thực trực quan giúp nhà nghiên cứu địa động lực đưa phán đốn chung vị trí hướng dịch chuyển đứt gãy có thơng qua phân tích lineament khu vực đồ DEM khu vực cần nghiên cứu Từ có phương hướng xác cho phương pháp chuyên sâu khác để đánh giá đứt gãy đó… Đối với nhà nghiên cứu địa động lực việc tổng qt hóa quan trọng đồ mơ hình số độ cao (DEM) cơng cụ hữu ích giúp họ khái quát mặt địa mạo phân tích lineament tạo tiền đề cho phân tích đứt gãy kiến tạo Hiện nguồn số liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) đa dạng phong phú, với phát triển cơng nghệ đồ nâng cao độ xác mà mức độ chi tiết (độ phân giải) Đi với đồ DEM độ phân giải cao đồ có giá đắt cho mục đích nghiên cứu sâu chi tiết, với nhà nghiên cứu địa động lực nghiên cứu tổng quát nguồn đồ DEM miễn phí có độ phân giải 30m-90m/ pixel ảnh ứng dụng tốt cho mục đích nghiên cứu Tuy nhiên để khai thác sử dụng nguồn liệu sản phẩm đồ mơ hình số độ cao DEM sử dụng cho mục đích nghiên cứu địa động lực cần phải có bước xử lý số liệu từ nguồn liệu thơ miễn phí thu thập Ứng dụng cơng nghệ GIS vào việc xử lý số liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) phục vụ cho cơng tác nghiên cứu địa động lực giải pháp tơí ưu mang lại hiệu cao, xác nhanh chóng Trong q trình tơi thực tập phòng địa động lực, GS TS Phan Trọng Trịnh chủ nhiệm đề tài cấp nhà nước có tên “Nghiên cứu hoạt động địa động lực đại khu vực Tây Nguyên dự báo dạng tai biến địa chất vùng đập, hồ chứa đề xuất giải pháp phịng tránh” chương trình phát triển Tây Nguyên 03 Viện Hàn Lâm Khoa học cơng nghệ Việt Nam đề tài cần nguồn số liệu đồ DEM khu vực Tây Nguyên để dùng cho công tác nghiên cứu Do em xin mạnh dạn đề xuất đồ án tốt nghiệp với tên đề tài: “Xử lý số liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) khu vực Tây Nguyên phục vụ cho nghiên cứu địa động lực” để phục vụ cho công tác nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên, phần nhỏ công tác nghiên cứu địa động lực lại có ý nghĩa lớn định hướng nghiên cứu Đồ án gồm chương và được bố cục sau: Trần Hữu Hải Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin Đặt vấn đề Chương 1: Khái qt mơ hình số độ cao (DEM) Chương 2: Khái quát vùng nghiên cứu (Tây Nguyên) Chương 3: Thu thập liệu mơ hình số độ cao (DEM) cho khu vực Tây Nguyên Chương 4: Xử lí số liệu mơ hình số độ cao (DEM) ứng dụng cho nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên Trần Hữu Hải Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin ĐẶT VẤN ĐỀ TÍNH THỰC TẾ VIỆC LỰA CHỌN ĐỀ TÀI: Trong nghiên cứu địa động lực ngày liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) thể ưu điểm vượt trội mô tổng quan chân thực bề mặt Trái Đất, ứng dụng cho nhiều mục đích nghiên cứu ngành khoa học Trái đất mang lại hiệu cao Đặc biệt phân tích địa hình địa mạo phục vụ cho công tác nghiên cứu địa động lực, địa động lực đại xác định làm tiền đề nghiên cứu đứt gãy kiến tạo… Trong đề tài “Nghiên cứu hoạt động địa động lực đại khu vực Tây Nguyên dự báo dạng tai biến địa chất vùng đập, hồ chứa đề xuất giải pháp phòng tránh” GS TS Phan Trọng Trịnh làm chủ nhiệm nhu cầu cần có số liệu đồ mơ hình số độ cao (DEM) khu vực Tây Nguyên dùng để nghiên cứu Do đề tài đồ án tốt nghiệp mang ý nghĩa ứng dụng thực tiễn cao, áp dụng trực tiếp vào thực tế nghiên cứu MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU: Mục đích đồ án áp dụng cơng nghệ GIS để thành lập lên đồ mơ hình số độ cao (DEM) khu vực Tây Nguyên trước tiên dùng để phục vụ cơng tác nghiên cứu phịng Địa động lực đại – Viện địa chất Và qua xây dựng lên phương pháp để thành lập đồ mơ hình số độ cao từ nguồn liệu khác để sử dụng cho nhiều mục đích nghiên cứu khác Yêu cầu đồ án: + Thành lập đồ mô hình số độ cao vùng Tây Nguyên độ phân giải 30m làm sản phẩm cho nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên + Thành lập đồ mô hình số độ cao vùng Tây Nguyên độ phân giải 90m làm sản phẩm cho nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên + Bản đồ Lineament xây dựng từ đồ mơ hình số độ cao khu vực Tây Nguyên thành lập từ kết đồ án + Thành lập phương pháp để xử lý đồ mơ hình số độ cao DEM ứng dụng phần mềm công nghệ GIS ArcGis, Mapinfor, Global Mapper, Google Earth Pro, GMT… Trần Hữu Hải Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin CHƯƠNG KHÁI QT VỀ MƠ HÌNH SỐ ĐỘ CAO (DEM) I KHÁI NIỆM VỀ MƠ HÌNH SỐ ĐỘ CAO I 1 Khái niệm DEM (Digital Elevation Model) từ viết tắt tiếng Anh mơ hình số độ cao, thể số độ cao bề mặt đất, độ cao tầng đất, mực nước ngầm… so với độ cao mực nước biển Có thể hiểu nơm na đồ mơ hình số độ cao (DEM) đồ mơ địa hình bề mặt đất, tầng đất, mực nước ngầm… Độ phân giải đồ DEM thể diện tích vng theo cạnh dài có liệu độ cao pixel ảnh Ví dụ đồ DEM có độ phân giải 30m/pixel có nghĩa điểm ảnh chứa giá trị độ cao tương ứng với 30m×30m vị trị mặt đất Độ phân giải cao nghĩa đơn vị diện tích mặt đất thể nhiều giá trị cao độ đồ DEM xác mơ địa hình mặt đất ngược lại I Các kiểu mơ hình DEM DEM kiểu đồ số lưu trữ theo nhiều kiểu mơ hình khác nhau, hai mơ hình chủ yếu loại đồ DEM dạng raster DEM dạng vector:  DEM dạng Raster: DEM dạng Raster kiểu liệu mà số liệu độ cao lưu trữ ma trận lưới ô vng (grid) gồm hàng cột, ô vuông chứa giá trị độ cao điểm trung tâm (Hình 1) Hình 1: Mô kiểu lưu liệu DEM dạng Raster Trần Hữu Hải 10 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin IV ỨNG DỤNG BẢN ĐỒ DEM TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA ĐỘNG LỰC KHU VỰC TÂY NGUYÊN Trong ứng dụng nghiên cứu địa động lực đồ mơ hình số độ cao DEM khu vực Tây Ngun có nhiều ứng dụng đồ DEM, xây dựng đồ độ dốc, hướng dốc cho khu vực Tây Nguyên, thành lập mặt cắt địa hình cho nghiên cứu địa mạo, xây dựng đồ Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên làm tiền đề cho nghiên cứu giải pháp phòng tránh nguy tai biến cho Tây Nguyên Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em xin trình bày ứng dụng tạo mặt cắt địa hình cho nghiên cứu địa mạo thành lập đồ linemet đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên IV Tạo mặt cắt địa hình Mặt cắt địa hình sơ đồ thể đường cao cắt theo phương ngang bề mặt đất, từ mặt cắt địa hình giúp nhà nghiên cứu trượt lở nghiên cứu địa mạo xác định cấu trúc đất đá dạng giản đồ trực quan Để thành lập mặt cắt địa hình DEM ta sử dụng công cụ Cross Vertical Mapper (Hình 15) Khi lựa chọn cơng cụ ta vẽ đường thẳng mặt cắt cần xây dựng ví dụ hình 15 vẽ mặt cắt từ đồ DEM 30m khu vực Tây Nguyên Khi phần mềm tự tính tốn hiển thị sơ đồ mặt cắt địa hình (Hình 16) Ta chỉnh sửa sơ đồ mặt cắt theo ý muốn chỉnh độ rộng, dài, màu sắc cách trực quan cho nghiên cứu in ấn báo cáo Hình 15: Sử dụng Cross tạo mặt cắt địa hình DEM Tây Nguyên 30m Trần Hữu Hải 66 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 16: Một sơ đồ mặt cắt địa hình dựa DEM 30m Tây Nguyên IV 2 Ứng dụng thành lập đồ Lineament đứt gãy kiến tạo khu vực Tây Nguyên Như trình bày chương lineament đường dạng tuyến thấy ảnh viễn thám, khái niệm lineament đứt gãy kiến tạo hiểu rộng đường đứt gãy dạng tuyến Từ đồ DEM ta dễ dàng xác định lineament đứt gãy kiến tạo mắt thường (Hình 17) Hình 17: Sử dụng đồ DEM để vẽ Lineament đứt gãy kiến tạo Việc thành lập đồ Lineament đứt gãy kiến tạo khu vực kiến tạo Tây Nguyên giúp cho nhà nghiên cứu địa động lực xác định xu hướng phân bố đứt gãy phương hướng Đơi dựa vào địa hình địa Trần Hữu Hải 67 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin mạo trực quan DEM nhận biết đứt gãy cổ trẻ Để kiểm tra độ xác đường Lineament đứt gãy kiến tạo DEM ta dùng cơng cụ GELink có sẵn Mapinfo (Hình 17, hình 18) để chuyển liệu Lineament đứt gãy kiến tạo lên bẳn đồ liệu địa hình 3D Google Earth Pro để so sánh độ xác dạng địa 3D (Hình 19) Hình 17: Sử dụng cơng cụ GELink Mapinfo Hình 18: Lựa chọn thuộc tính cơng cụ GELink Mapinfo Trần Hữu Hải 68 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 20: So sánh đường đứt gãy từ Mapinfo khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Trần Hữu Hải 69 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 20a: Minh họa so sánh đường đứt gãy khơng gian địa hình chiều Google Earth Pro Trần Hữu Hải 70 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 20b: Minh họa so sánh đường đứt gãy không gian địa hình chiều Google Earth Pro Trần Hữu Hải 71 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 20c: Minh họa so sánh đường đứt gãy không gian địa hình chiều Google Earth Pro Trần Hữu Hải 72 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 20d: Minh họa so sánh đường đứt gãy không gian địa hình chiều Google Earth Pro Trần Hữu Hải 73 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 21: Các đường Lineament đứt gãy kiến tạo phần đồ DEM 30m khu vực Tây Nguyên Từ đường Lineament đứt gãy kiến tạo vẽ dựa DEM Tây Nguyên so sánh kiếm tra độ xác với phần mềm mô Trái Đất tiếng xác Google Earth Pro ta vẽ tất đường Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên (Hình 21, hình 22) Từ sản phẩm đồ Lineament đứt gãy kiến tạo khu vực Tây Ngun (Hình 22) giúp nhà nghiên cứu địa động lực biết xu hướng mức độ phát triển đứt gãy kiến tạo khu vực, góp phần giải đốn hoạt động địa động lực khu vực Tây Nguyên từ xây dựng đồ cảnh báo phòng tránh dạng tai biến địa động lực gây khu vực Tây Nguyên Trần Hữu Hải 74 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ thơng tin Hình 22: Bản đồ Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên dựa liệu DEM 90m Khu vực Tây Nguyên Trần Hữu Hải 75 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp hoàn thành mục đích – yêu cầu đề ra, thành lập đồ DEM cho khu vực Tây Nguyên với độ phân giải 30m 90m Ứng dụng công nghệ GIS Mapinfo, Vertical Mapper, Google Earth Pro để thành lập đồ Lineament đứt gãy kiến tạo cho khu vực Tây Nguyên có ý nghĩa ứng dụng cao góp phần cho nhà nghiên cứu địa động lực giải đoán cấu trúc kiến tạo – địa mạo khu vực Như đồ án tốt nghiệp đồ án mang ý nghĩa ứng dụng kết hợp tin học giải đoán địa chất kiến tạo Sản phẩm đồ án tốt nghiệp có độ xác cao hồn tồn mang ứng dụng thực nghiên cứu địa động lực cho khu vực Tây Nguyên KIẾN NGHỊ Trong phạm vi đồ án áp dụng công nghệ thông tin ứng dụng cho nghiên cứu địa động lực mang lại kết khả quan việc ứng dụng địa tin học em xin kiến nghị cần quan tâm việc sử dụng tin học ứng dụng địa chất để có sản phẩm địa chất mang tính tự động hóa, chất lượng cao nước phát triển giới Trần Hữu Hải 76 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cung Thường Chí người khác (1996), "Cổ từ bazan Neogen muộn Việt Nam Thái Lan: mối liên quan với lịch sử kiến tạo Đệ tam Đông Dương", Địa chất Tài nguyên, tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 336-351, Hà Nội [2] Cung Thường Chí người khác (1996), "Cổ từ bazan Neogen muộn Việt Nam Thái Lan: mối liên quan với lịch sử kiến tạo Đệ tam Đông Dương", Địa chất Tài nguyên, tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 336-351, Hà Nội [3] Đặng Văn Bào, Nguyễn Vi Dân (1996), "Lịch sử phát triển địa hình dải đồng ven biển Huế - Quảng Ngãi", Chuyên san Địa lý, Tạp chí Khoa học, tr 714, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [4] Hoàng Anh Khiển người khác (1984), "Lineamen lãnh thổ Việt Nam", Tuyển tập Địa chất Khoáng sản, tập 2, tr 311-318, Hà Nội [5] Hoàng Hữu Quý (1995), "Vài nét mối tương quan cấu trúc địa chất, magma kiến tạo với nguồn địa nhiệt miền Nam Trung Bộ", Báo cáo Hội nghị Khoa học địa chất Việt Nam lần thứ 3, 4-5/10/1995, tr 257-262, Hà Nội [6] http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/search.jsp [7] http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/ [8] http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/ [9] Lê Đức An (1990), "Vài đặc điểm Tân kiến tạo bán đảo Đơng Dương (trên sở nghiên cứu địa hình)", Tạp chí Các Khoa học Trái Đất (các cơng trình nghiên cứu 1986-1990), tr 74-78, Hà Nội [10] Lê Đức An, Ma Công Cọ (1981), "Mặt san Nam Việt Nam", Tạp chí Địa chất, (số 153), tr 8-12, Hà Nội [11] Lê Duy Bách (1982), "Tân kiến tạo Việt Nam", Atlas Quốc gia, Hà Nội [12] Lê Duy Bách (1982), "Tân kiến tạo Việt Nam", Atlas Quốc gia, Hà Nội [13] Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982), "Kiến tạo Việt Nam", Tuyển tập Các cơng trình nghiên cứu Viện Các Khoa học Trái Đất, Viện Khoa học Việt Nam, tr 17-34, Hà Nội [14] Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982), "Kiến tạo Việt Nam", Tuyển tập Các cơng trình nghiên cứu Viện Các Khoa học Trái Đất, Viện Khoa học Việt Nam, tr 17-34, Hà Nội [15] Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1990), "Về phân vùng cấu trúc thềm lục địa Việt Nam miền kế cận", Tạp chí Các Khoa học Trái Đất (các cơng trình nghiên cứu 1986-1990), tr 65-73, Hà Nội [16] Lê Như Lai (1998), Địa kiến tạo sinh khống, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội [17] Lê Như Lai (1998), Địa kiến tạo sinh khống, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội [18] Loạt đồ địa chất khoáng sản tỉ lệ 1/200 000 khu vực tây Nguyên Nam Bộ-Cục địa chất khoáng sản Trần Hữu Hải 77 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin [19] Nguyễn Cẩn (1984), "Đặc điểm địa chấn-kiến tạo Việt Nam", Tạp chí Địa chất, (số 163), Hà Nội [20] Nguyễn Cẩn (1984), "Đặc điểm địa chấn-kiến tạo Việt Nam", Tạp chí Địa chất, (số 163), Hà Nội [21] Nguyễn Cẩn (1991), "Vấn đề dự báo đới sinh động đất sở phân tích mối liên quan kiến tạo địa chấn vài nét liên hệ với lãnh thổ lãnh hải Việt Nam", Tạp chí Địa chất, A (số 206-207), tr 24-36, Hà Nội [22] Nguyễn Địch Dỹ người khác (1996), "Địa chất Đệ Tứ đánh giá tiềm khoáng sản liên quan", Báo cáo đề tài KT.01.07, Bộ KHCN&MT, Hà Nội [23] Nguyễn Địch Dỹ người khác (1996), "Địa chất Đệ Tứ đánh giá tiềm khoáng sản liên quan", Báo cáo đề tài KT.01.07, Bộ KHCN&MT, Hà Nội [24] Nguyễn Hoàng người khác (1996), "Vấn đề động lực hình thành magma bazan Kainozoi Việt Nam qua kết nghiên cứu thành phần nguyên tố vết đồng vị", Địa chất Tài nguyên, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 156166, Hà Nội [25] Nguyễn Hoàng người khác (1996), "Vấn đề động lực hình thành magma bazan Kainozoi Việt Nam qua kết nghiên cứu thành phần nguyên tố vết đồng vị", Địa chất Tài nguyên, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 156166, Hà Nội [26] Nguyễn Quốc Cường, Nguyễn Trọng Yêm (1991), "Nghiên cứu số đứt gãy kiến tạo nước ta phương pháp phân tích dải khe nứt", Tạp chí Địa chất (số 202, 203), tr 60-63, Hà Nội [27] Nguyễn Xuân Đạo (1986), Mặt san Nam Trung Bộ, Luận án Phó tiến sĩ khoa học Địa lý - Địa chất, Viện Địa chất, Hà Nội [28] Nguyễn Xuân Hãn, Nguyễn Trọng Yêm (1991), "Hoạt động núi lửa Kainozoi muộn phần lục địa Nam Trung Bộ", Tạp chí Địa chất (số 202, 203), tr 33-41, Hà Nội [29] Nguyễn Xuân Hãn, Nguyễn Trọng Yêm (1991), "Hoạt động núi lửa Kainozoi muộn phần lục địa Nam Trung Bộ", Tạp chí Địa chất (số 202, 203), tr 33-41, Hà Nội [30] Phan Cự Tiến, Bản đồ địa chất việt nam tỉ lệ 1/1 000 000 Cục địa chất khoáng sản [31] Phan Văn Quýnh, Nguyễn Quang Luật (1994), "Bản chất kiến tạo vỏ lục địa Việt Nam sinh khống Mezo-Kainozoi", Tạp chí Địa chất, loạt A, (số 225), tr 11-18, Hà Nội [32] Phan Văn Quýnh, Nguyễn Quang Luật (1994), "Bản chất kiến tạo vỏ lục địa Việt Nam sinh khoáng Mezo-Kainozoi", Tạp chí Địa chất, loạt A, (số 225), tr 11-18, Hà Nội [33] Phan Văn Quýnh, Võ Năng Lạc, Trần Ngọc Nam (1995), "Một số đặc điểm kiến tạo biến dạng Paleozoi muộn - Kainozoi lãnh thổ Việt Nam vùng kế Trần Hữu Hải 78 Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ thông tin cận", Báo cáo Hội nghị Khoa học địa chất Việt Nam lần 3, 4-5/10/1995, tr 171183, Hà Nội [34] Phan Văn Quýnh, Võ Năng Lạc, Trần Ngọc Nam (1995), "Một số đặc điểm kiến tạo biến dạng Paleozoi muộn - Kainozoi lãnh thổ Việt Nam vùng kế cận", Báo cáo Hội nghị Khoa học địa chất Việt Nam lần 3, 4-5/10/1995, tr 171183, Hà Nội [35] Phùng Văn Phách, Nguyễn Trọng Yêm, Vũ Văn Chinh (1996), "Hoàn cảnh địa động lực Tân kiến tạo - đại lãnh thổ Việt Nam", Địa chất Tài nguyên, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 101-111, Hà Nội [36] Phùng Văn Phách, Nguyễn Trọng Yêm, Vũ Văn Chinh (1996), "Hoàn cảnh địa động lực Tân kiến tạo - đại lãnh thổ Việt Nam", Địa chất Tài nguyên, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 101-111, Hà Nội [37] Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Mapinfor, Vertical Mapper, Google Earth Pro đính kèm thèo phần mềm [38] Trần Văn Dương, Trần Trọng Huệ (1996), "Một số kết nghiên cứu hoạt động đứt gãy Nam Trung Bộ phương pháp phóng xạ Radon", Tạp chí Các Khoa học Trái Đất, (số 3), tr 276-282, Hà Nội [39] Trần Văn Phong (2012), “Nghiên cứu lập trình biến dạng xoay tam giác địa động lực”, Đồ án tốt nghiệp ngành tin học địa chất – Đại học MỏĐịa Chất bảo vệ 2012 [40] Văn Đức Chương, Nguyễn Trọng Yêm (1991), "Về đồ kiến tạo Đông Dương", Địa chất Tài ngun (cơng trình Viện Địa chất), Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 336-351, Hà Nội [41] Văn Đức Chương, Nguyễn Trọng Yêm (1991), "Về đồ kiến tạo Đơng Dương", Địa chất Tài ngun (cơng trình Viện Địa chất), Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr 336-351, Hà Nội Trần Hữu Hải 79 Tin Địa Chất K52 ... Nguyên phục vụ cho nghiên cứu địa động lực? ?? để phục vụ cho công tác nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên, phần nhỏ công tác nghiên cứu địa động lực lại có ý nghĩa lớn định hướng nghiên cứu Đồ... mơ hình số độ cao (DEM) cho khu vực Tây Nguyên Chương 4: Xử lí số liệu mơ hình số độ cao (DEM) ứng dụng cho nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên Trần Hữu Hải Tin Địa Chất K52 Đồ án tốt nghiệp... lực khu vực Tây Nguyên + Thành lập đồ mơ hình số độ cao vùng Tây Ngun độ phân giải 90m làm sản phẩm cho nghiên cứu địa động lực khu vực Tây Nguyên + Bản đồ Lineament xây dựng từ đồ mơ hình số độ