Ứng dụng phương pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý nghiên cứu hiện trạng bề mặt và xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình côn đảo

-MUC LUC Mo dau Phan thư nhất: Xây dựng cơ sơ dư liệu địa hình Chương ] : Mô hình số độ cao Chương II: Bàn đồ độ dốc địa hình Côn Đào Chương II: Bàn đồ hương phơi sườn Cén Dao Chương

TRUNG TAM KHOA HOC TU NHIEN VÀ CONG NGHE QUOC GIA

VIEN DIA CHAT

CHUONG TRINH BIEN VA HAI DAO

BAO CAO TONG KET DE TAI:

UNG DUNG PHUONG PHAP VIEN THAM

VA HE THONG TIN DIA LY NGHIEN CUU HIEN TRANG BE MAT VA XAY DUNG

CO SO’ DU LIEU DIA HÌNH CÔN ĐẢO

Những người tham gia thực hiện:

KS Neuyén Tr Dan, Th.S Pham Vin Cy, PTS Lai Huy Anh, ETš Nguyễn Xuân Đạn), PTS Đậu Hiển, KS Nguyễn Thị Khang,

KS Pham Quang Son, KS Lé Minh Tam, KS Ha Xuén Thu,

KS Vũ Anh Tuân, KS Lương Anh Tuấn, KS Nguyễn Công Tuyết,

KS Bui Đưc Việt,

25224

_—_—

GS Ding Ngoc Thanh KS Nguyễn Tuy Dan

Co quan quan ly dé tai Cơ quan chủ trỉ đề tài

-MUC LUC

Mo dau

Phan thư nhất: Xây dựng cơ sơ dư liệu địa hình

Chương ] : Mô hình số độ cao

Chương II: Bàn đồ độ dốc địa hình Côn Đào

Chương II: Bàn đồ hương phơi sườn Cén Dao

Chương IV: Xác định chiều dài sườn Côn Đào

Chương V: Mật độ phân cắt địa hình Côn Đào

Phần II: Hiện trạng bề mặt Côn Đào

Chương I: Cơ sơ phương pháp luận

I Khai niệm chung

Il Co sở phương, pháp

HH Các tài liệu sự dụng:

IV Xây dựng quy trình xư lý

V Các hệ phương pháp áp dụng

Chương II: Bàn đồ hiện trạng sử dụng đất

Chương III: Các thành tạo bề mặt

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Các bàn đồ, sơ đồ và biều bảng kèm theo

5 Ban dé huong phoi swon

6 Hương phơi phủ trên mô hỉnh số độ cao

7 Bản đỗ chiều đài sươn

8 Mạng dòng chay thưởng xuyên và tạm thời

MO ĐẦU

Hiện nay, việc lưu trừ, cập nhật và trao đổi dữ liệu về tự nhiên cũng như về xã hội là một yêu cầu cấp thiết Trong lĩnh vực điều tra về

điều kiện tự nhiên nhu cầu đó càng bưc bách hơn

Như mục tiêu của chương trình Biền và Hải dao dé ra Ja nghién cứu, điều tra có định hướng, tung bước xây dựng oo sở dữ liệu các khu vực cu thé nhằm cung cấp số liệu đáp ưng yêu cầu quy hoạch tổng thé lanh thổ, lanh hài và đánh gía tài nguyên thiên nhiên của các khu vực đó

De tài " Ứng dụng phương pháp Viễn thám và hệ thông tin dia lý nghiên cưu hiện trạng bề mat và xây dựng cơ sơ dự liệu địa hình Côn Đảo."

ra đời đáp ưng yêu cầu nêu trên

Bám sát mục tiêu chương trÌnh, mục tiêu của đề tài là xác Jap quy

trình xây dựng cơ so di liệu địa hÌnh và hoàn thiện công nghệ xư lý anh

số đề nghiên cưu hiện trạng bề mặt cho một vùng cụ thể là Côn Đảo

Đè tài tuy gói gọn trong một khu vực nhỏ là Côn Đào nhưng lại giải quyết rat nhiều vấn đề thuộc lý luận gắn liền vơi thực tiễn Đề tài do một tập thể tác già bao gồm nhiều chuyên gia thuộc các chuyên ngành như địa lý tự nhiên, địa mạo, địa chất-đệ tư - là những cán bộ nghiên

cứu của Trung tâm Viễn thám và Geomatic - Viện Địa chất xư lý và tính

toán trên các phần mềm khác nhau Bởi vậy, ngoài việc thành lập được các bàn đồ tự động cho mục dich của chương trình, chúng tôi đã bước đầu hoàn thiện công nghệ xử lý ảnh số kết hợp vơi hệ thông tin địa lý

Béo cdo duge trinh bay gdm 2 phan chinh:

Phần xây dựng cơ sơ dư liệu địa hình Côn Đảo được thề hiện thông qua các ban dé va so dé, dé la: M6 hinh s& độ cao địa hình, Bản

đồ dộ dốc dia hình, Bản đồ hương phơi sươn, Sơ đồ hệ thống dòng chảy

tạm thơi và throng xuyén, Ban đồ chiều dài sươn, Bản đô mật độ phân

cắt sâu, Bản dỗ mật độ phân cắt "gang, cùng vơi các biểu bằng tính toán

diện tích các đối tượng và tỷ lệ phần trăm các đối tượng đó

Phan nghiên cưu hiện trạng bề mặt được thê hiện thông qua Bản

đồ hiện trạng su dụng đất và Sơ đồ các thành tạo bề mặt Các tài liệu

này làm phong phú thêm cơ sơ đữ liệu khu vực nghiên cưu

Tất cà các bàn đồ, sơ đồ và các biều bằng được xư lý, tính toán tại

Trung tâm Viễn thám và geomatic - Viện Địa chất thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia

Trong qúa trình thực hiện đề tài chúng tôi được Ban chủ nhiệm

Chương trỉnh đặc biệt là GSTS Đặng Ngọc Thanh - Chủ nhiệm Chương

trình và GS Nguyễn Trọng Yêm - Viện trương Viện Địa chất trực tiếp góp nhiều ý kiến định hương bổ Ích

Tập thể tác gia xin tỏ lòng biết ơn

>

PHAN THU NHAT

Trong những năm gần đây, vơi sự phát triển rất nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, phương pháp viễn thám nói chung và` phương pháp xu

lý anh số nói riêng đã đạt được những thành tựu vượt bậc Nhưng thành tựu khoa học này ngày càng được 4p dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực

khoa học kỹ thụât và nền kinh tê quốc dân như điều tra tài nguyên, địa chất, địa lý, nông lâm nghiệp

Bên cạnh đó, một thành tựu quan trọng của tin học ưng dụng là hệ

thông tin địa lý (G15) đang được áp dụng hết sưc rộng rãi trong hầu hết

các lĩnh vực mà rõ rệt nhất là trong việc điều tra tài nguyên và quy hoạch

lanh thổ

Thật vậy, muốn sư dụng tối ưu một lãnh thổ hoặc lãnh hải

nào đó, điều đầu tiên là phải hiều biết căn kẽ về điều kiện tự nhiên

Trong các điều kiện tự nhiên thì các yếu tố về trắc lượng hÌnh thái

địa hỉnh là điều quan trọng nhất và tiếp đến là các số liệu về hiện trạng bề mặt Những số liệu này là tiền đề cho việc điều tra tài

nguyên và quy hoạch lanh thổ Và đó chính là dữ liệu cơ bản về tự nhiên của mot khu vuc Thé nhưng, trược đây các chỉ số này nếu

có cũng TẤt rời rạc và chỉ được tính bằng thủ công bởi vậy độ

chính xác thường không cao, mặt khác việc rao dỗổi các số liệu này

đề lập các bản đồ chuyên đề gặp không ít khó khăn Hiện nay,

Trung tâm Viễn thám và Geomatic - Viện Địa chất được trang bị

các phần mềm ILWIS của Hà Lan, PCI của Canada, IDRISI,

MAPINFO cua My: DIDACTIM cuà Pháp rất thích ưng đề giải

quyết các vấn đề nêu trên

Như ta đã biết, vị trí tọa độ, đường đồng mức, vơi các điềm

độ cao và hệ thống sông suối trên bàn đồ địa hình cùng vơi chỉ số

phan xa phd đặc trưng trên ảnh vệ tỉnh hay xám độ trên ảnh máy

bay cũng như kiến trúc ảnh là những số liệu thô ban đầu cơ bàn về

cơ sở du liệu khu vực Số liệu này là cơ sơ đề tính toán các bản

đồ

( Xem quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa hỉnh ơ trang sau)

Đề tiện cho việc sử dụng hoặc in ra khi cần thiết, tất cà các

số liệu đã được tính toán chúng tôi đều chuyền về phần mềm « MAPINFO đề lưu trữ Cách tính toán các bàn đồ cụ thể sẽ được

đề cập ơ phần sau

1

CHUONG I

MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO

Đã tư lâu, các nhà nghiên cứu địa lý-địa chất nói riêng và các nhà

nghiên cưu tự nhiên nói chung muốn nhìn trên mặt phẳng của bản đồ các dạng địa hình như nhỉn ngòai thực tế và qua đó có, thể đánh gía các yếu

tố tự nhiên cũng như quy họach và sử dụng lãnh thê

Tin học ưng dụng vơi hệ thông tin địa lý ra đời cùng vơi các phần mềm chuyên dụng đã đáp ưng được yêu cầu trên Đó là mô hỉnh số độ Cao

Hơn thế nữa, qua mô hỉnh số độ cao chúng ta có thể khai thác các

yếu tố về trắc lượng hình thái khác mà chúng ta sẽ đề cập ơ phần sau

Mô hình ba chiều của địa hình (hay cụ thể còn gọi là mô hỉnh số

độ cao - Digital Elevation Model hay gọi tắt là DEM) trước đây hầu như không thề vẽ được bằng phương pháp thủ công, thi ngay nay bằng công

cụ của công nghệ thông tin, mô hỉnh ba chiều có thể thể hiện vô cùng: đa

dạng Các thông số của nó như “lề số phóng đại theo chiều thẳng dựng,

“góc quan sắt, độ cao quan sát, khoảng cách quan sắt v.V có thề lựa chọn một cách đễ dàng Thực tế này cho phép chúng | ta quan sát trực quan, chi

tiết những đặc trưng hinh thai của bất cư vị trí nào, thêm vào đó, tất cà những thông tin khác như thổ nhưỡng, thực vật, địa chất, cấu trúc v.v đều có thể chồng phủ lên mô hỉnh số độ cao, cho phép quan sát rõ hơn mối liên quan của chúng trong không gian

Tử mô hỉnh số độ cao có thể tính toán được dễ dàng nhanh chóng

các bàn đồ trắc lượng hình thái địa hình qua một số phần mềm GIS mà

Ik

công việc tính toán thủ công ma khó có kết qủa khách quan như van làm

tử trược đến nay

Mô hình số độ cao Côn Đào được xây dựng dựa trên phần mềm

ILWIS của Hà Lan

L Sơ lược về phần mềm ILWIS:

Trong những năm gần đây, nhu cầu về thu, nhập, xư lý, phân tích

và hiền thị các trường dữ liệu, đặc biệt là trương dữ liệu không gian rộng lớn ngày càng bưc thiết, đòi hỏi phải có một hệ thông tin tỉnh vi

Hệ thông tin địa lý (Geographie information system) ra đời đáp ưng yêu

cầu đó Hiện nay hệ thông tin địa lý được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực trong nền kinh tế quốc dân và ngày càng đạt hiệu suất kinh

tẾ cao

ILWIS là một phần mềm của hệ thông tin địa lý, ILWIS tiếng Anh

là Intergraters Land and Warter Information System, tưc là hệ thông tin

về mối tương quan giữa đất và nược

ILWIS cũng có những chức năng cơ bản như bất cư một hệ thông tin địa lý nào, hơn thế nữa một số chực năng trong ILWIS rất tiện dụng

nhự chực năng số hóa, chực năng mô hỉnh hóa không gian, và đặc biệt là

chưc năng tính toán cho phép biến đổi logic dữ liệu không gian ơ bất kỳ

một dang nao cia ban dé raster

II Mô hình số địa hình:

I1 Tài liệu sư dụng: Bàn đồ địa hình tỷ lệ lơn hoặc trung binh đã được xuất bàn Vùng Côn Đào mới chỉ có bàn đồ địa hÌnh (topographie) UTM tỷ lệ 1:50 000

I2 Các bươc tiến hành:

II.2.1 Số hóa(DIZITIZE) bàn đồ địa hỉnh vùng nghiên cứu:

Tọa độ vùng nghiên cưu: x= 66900 - 693000

thudc to ban đồ Côn Sơn

12

Trước khi số hóa bản đề địa hình cần phải định vị bàn đồ trên bàn

số Đề định vị cần ít nhất 3 điềm khống chế trên bàn đồ- thương ta chọn

4 điềm ở 4 góc của vùng nghiên cứu đề đảm bảo sai số vị trí là ít nhất

Chọn thuộc tính (code) của các đường (segment), còn đối vơi điềm

(point) chọn thuộc tính sau khi đánh dấu điềm

Các thuộc tính có thể chọn là số nguyên (ntiger), số thực (real) đối vơi hệ dứ liệu không gian, các ký tự Astring) đối vơi các dữ liệu khác như hệ thống thủy văn, ranh giơi các cấp

Ơ bản đồ địa hình Côn Đào tỷ lệ 1:50 000, khoảng cách giữa các

đường bình độ cơ ban là 50 m, nghĩa là mỗi một thuộc tính kế cận nhau

cách nhan 20 m hay ta có các thuộc tính tử 20, 40, 60, đến 577m - là đỉnh cao nhất của vùng Côn Đảo

H22 Raster hóa (rasterize) _

Sau khi vào số liệu các đường bình độ, ta có một bàn đồ ở dang

vecto Song dé mộ hình hoá không gian cũng như để tính toán các gia trị

số, chúng ta cần biến đổi các fille đường (segment) sang dạng raster- dạng diện

Các thuộc tính này có thể được gần cho tửng code ngay sau khi vào tên của bàn đồ hoặc cũng có thể vào bằng một bàn tập hợp thuộc

tính tất cà các code trong một file segment Khi raster hóa ta phải chọn

kích thược pixel cho phù hợp Kích thược pixel ảnh hương đến mưc độ

chỉ tiết của bàn đồ raster và độ lớn của file Trong trường hợp đã có một

bàn đồ raster có tọa độ trùng voi ban dd vecto và ta muốn chọn kích

thược pixel cũng bằng bàn đồ raster đã có, ta chi cần copy tọa độ của bàn

đồ raster này

11.2.3 M6 hình hoá không gian (spatial modeling):

Sau ,khi da c6 ban dé raster, dựa vào những đầu vào khác nhau, chúng ta cần hiển thị, phân tích và biến đổi chúng tùy thuộc vào mục tiêu đặt ra Trong phần này chứng ta cần mô hÌnh hóa không gian

13

Mô hỉnh hóa không gian trong ILWIS là một chưc năng hơn hẳn

về hiền thị của một hệ thông tin địa lý so vơi hệ xư lý thông tin khác

Các bươc tiến hành:

- Vào tên của bàn đồ

- Chọn edit view đề thay đổi các thông tin về:

+ Tỷ lệ độ cao + Thay đồi khoảng cách D tương tự thay đổi hệ số phóng đại và thu nhỏ (Zoom)

+ Nâng cao góc quan sát gia thiết + Thay đỗi vị trí của mô hình độ cao trên màn hinh (V)

+ Trong khi thay đổi các hệ số, ta có thể hiền thị lại mô hình

- Mô hình số độ cao Côn Đào lọc các hương

- Bản đồ phân tầng độ cao Côn Đảo

(Xem bản đô kèm theo)

Các tệp dư liêu

GRIDI.TAB

Nội dung: Lưỡi chiếu bàn đồ

Nguồn tài /iêu: Dựa vào bàn đồ topo 1: 50 000 lưới chiếu ƯTM

Cách thực thể biên: đường

Ngươi thực hiện: Bùi Đức Việt

GRID.TAB

Nội dung: Khung bàn đồ

y= 95200 - 970000 14

Nguồn tài liệu: Dựa vào phần mêm PCI theo bàn dé topo 1: 50 000 Cách thực thê hiện: dường

Ngươi thực hiện: Bùi Đức Việt

SONG.TAB

Nội dung thể hiện: Hệ thống dòng chày tạm thời và thường xuyên Nguồn tài liều: Tính toán tự động tử mô hỉnh số độ cao

Cách thưc thể hiện: đường

Ngươi tính tóan: Bùi Đức Việt

TEXT.TAB

Nội dụng: Địa danh và chữ ơ chú giải

Biểu tượng cơ quan chủ trÌ Ngươi thực hiện: Bùi Đức Việt

DEMPLA.TAB

Nội dung: Phân tầng độ cao Côn Đào

Nguôn tài liều: Tính toán tử mô hỉnh số độ cao trên phần mềm ILWIS Cách thức thể hiện: polygol

Ngươi tính toán: Bùi Đực Việt

Nội dung: Mô hình độ cao làm mở các yếu tố phương

Đông bắc - Tây nam

3D.WOR

Nôi dung: Mô hình số đô cao 3 chiều

m

15

MO HINH SO BO CAO CON DAO

LAM MO CAC YEU TỐ ĐỊA HÌNH PHƯƠNG ĐÔNG-TÂY

: 2 76 78 80 se „ Bé se 88

PHAN TANG DO CAO CON DAO

(Tính toán tử bản đồ topo 1:50 000)

EE] 20 - 100 m [££] 100 - 200 m [=] 200 - 300 m

CHUONG II

BẢN ĐỔ DO DOC DIA HINH CON ĐẢO

I Khai niêm chung:

Néu như ở đồng bằng, chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh gia kha năng sử dung đất vào các mục tiêu, kinh tế - xã hội là các loại đất và thành phan vật chất của chúng, thì ở vùng đồi và núi, bên cạnh các chỉ

tiêu về thổ nhưỡng, có một chỉ tiêu vô cùng quan trọng đó là độ dốc của

địa hình

Thật vậy, độ dốc địa hình ảnh hương trực tiếp đến khả năng khai

thác và sư dụng lãnh thổ, đặc biệt trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp và giao thông van tai Nó là một trong những chỉ tiêu quan trong nhất của

trắc lượng hỉnh thái địa hình

Côn Đào và các đào nhỏ lân cận nằm gọn trong tờ Côn Sơn vơi phan lớn diện tích là địa hỉnh núi thấp, bởi vậy, việc quy hoạch và đánh gía tài nguyên nhất thiết cần đến bàn đồ độ dốc

Cũng như các vùng khác trên lãnh thổ Việt Nam, độ dốc địa hình

Việt Nam được thé hiện khái quát ơ " Bản đồ dộ dốc địa hình Việt Nam"

tỷ lệ 1:3 000 000 do Nguyễn Tư Dần chủ biên (Chương trỉnh cấp nhà

nược 48-03- Hà Nội 1985), và cũng như các vùng khác, trược đây việc tính toán độ dốc thường đo vẽ bằng tay cho nên tốn rất nhiều, thoi gian

mà độ chính xác không, cao Hơn nữa, việc phân chia các cấp độ dốc

thưởng mang tính định tính bởi vậy thưởng thiếu khách quan

„ Đề đáp ưng tính cấp thiết của đề tài và áp dụng những thành tựu moi nhất về tin học trong nghiên cưu địa lý địa chất, chúng tôi thành lập

bản đồ độ dốc địa hình Côn Đào bằng một quy trình hoàn toàn mơi dựa trên phần mềm ILWIS của Hà Lan (xem sơ lược về phần mềm ILWIS ơ

chương D được cài đặt tại Trung tâm Viễn thám và Geomatic Viện Địa chất- Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia

I Ban dồ dộ dốc:

Bàn đồ độ dốc địa hình Côn Đảo được thành lập tự động dựa vào

các tài liệu sau:

- Ban dd dia hình (topographie) tỷ lệ lớn hoặc trung bỉnh đã được xuất bản Vùng Côn Đảo hiện có bàn đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 UTM

Khoảng cách chiều cao giữa 2 đương bình độ

11 Các bước xư lý:

II.1.1 Số hóa bàn đổ địa hỉnh.(xem chương 1)

TI.1.2 Raster hóa (xem chương I)

II.1.3 Mô hình hóa không gian (xem chương ])

I.1.4 Tính toán gía trị độ đốc:

Trong phần mềm ILWIS, chức năng tính toán cho phép thành lập

một số công thực tính toán số học và lượng giáé Đây là một chưc năng

rẤt quan trọng bơi vi đối vơi bất kỳ một hệ thông tin địa lý nào thỉ việc xây dựng mô hỉnh số là một bài toán cần giải quyết Chức năng tính toán

trong ILWIS giải được bài toán mô hình vơi 9 biến Ngoài ra trong này

còn có một số hàm chuẩn cho phép tính toán hương phơi, độ dốc của

sườn, và chúng tôi đã sử dụng đề thành lập bản đồ độ dốc Côn Đảo

Độ dốc được tính toán dựa vào công thưc:

1: khoảng cách giữa 2 đường bình độ đo được trên bản

đồ

Nhờ vào hàm chuẩn ta có bàn đồ độ dốc vùng nghiên cưu

I2 Phân chia các cấp độ đốc:

Trược đây, tuỳ vào mục đích sử dụng lãnh thổ mà áp dụng dé phan

chia các cấp độ dốc cho thích hợp

Tuy nhiên, trong việc nghiên cưu quy luật phát sinh và phát triển địa hình cũng như đánh gía môi trường tự nhiên và quy hoặch lãnh thổ thi lại khác Cũng như nhiệm vụ của chương trình đề ra là nghiên cứu tỉm ra nhữn quy luật tự nhiên để áp dụng vào việc quy hoạch và sử

dụng lanh thổ Bơi vậy, chúng ta không thể phân chia các cấp độ dốc một

cách tuỳ tiện được

Thế nhưng, trước đây vì qúa khó khăn trong, viéc tim ra quy lat pho biến của các cấp độ dốc của một vùng cụ thể nên việc phân chia nhiều khi dựa vào nhận định chủ quan là điều không tránh khỏi

Trong phần mềm ILWIS, chức năng nh toán đồ thi (hystogram) cho phép nhận biết số lượng pixel của tưng gía trị độ đốc tử cực tiều

- Biều diễn gía trị độ đốc bằng độ ( °)

Thông thương ơ Việt Nam, dé su dung vao myc đích nông, lâm

nghiệp và quy hoạch lãnh thd gia trị độ dốc được biểu thị bằng độ, như vậy cấp độ dốc theo phân chia ơ trên là: < 1°; 1-2°;2- 4°; ;4-7°9;7

- 13°; 13-20°; 20 - 26° ; 26 - 37°; 37 - 44°; > 44°

- Độ dốc nhỏ hơn 1° chiếm phần lớn diện tích của đồng bằng Côn

Sơn và khu vực Cỏ Ống

21

- Độ dốc tử 1 - 2° là các dài nhỏ nằm ơ chân sườn tương ưng với

các bậc thêm biền vơi các mực độ cao khác nhau

- Độ dốc 2 - 4° là khu vực đồi thấp nằm ơ Nam Cỏ Ống

- Độ đốc 4 - 7° thường tương ưng vơi các bề mặt đỉnh của các

khu vực đồi thấp

- Độ đốc 7 - 13° thường nằm ởơ khu vực lưng chứng sườn của các dãy núi thấp

- Độ dốc 13 - 20° chiếm phần lơn diện tích phần chân sươn của

day nui Thanh Gia

- Độ dốc 20 - 26° thường nằm gần đỉnh của các đãy núi Thánh Gía

và Hịn Bạ Cạnh

- Độ dốc tư 26 - 37°: chiếm phần lơn diện tích của khu vực Nứi Thánh Gía và núi Chứa Nĩ là bề mặt phơng của các cấp độ dốc khác

- Độ dốc tử 37 - 44° là khu vực sườn nằm gần đỉnh của các khối

núi lớn như Núi Chúa, Núi Thánh Gía và chiếm phần lơn diện tích Hịn

Bái Cạnh, Hịn Cau

- Độ dốc lơn hơn 44° cũng thường nằm gần đỉnh của Nuí Thánh

Gia, Hịn Bãi Cạnh, Hịn Cau

(Xem Bản đồ độ dốc và bảng biều diễn tỷ lệ phân bố các cấp độ

dốc ở trang sau)

eo

22

BAN DO DO DOC CON DAO

PHỦ TRÊN MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO

CHƯƠNG II

Lần dầu tiên œ Việt Nam, ban đô hương

phơi sươn của một vùng được tính toán tự động đựa trên một cơ sơ toán học hoàn chính Bản đồ

đã chỉ ra diện phân bố của các hương sươn dễ

ua đó nghiên cưu mối quan hệ vơi chế độ nhiệt

Âm Đây là tài liệu rất quan trọng dé nghiên cưu quá trình ngoai sinh và là cơ sơ dé dinh gia, quy

hoạch và sư dụng hợp lý lãnh thổ

1 Khái niêm chung:

Các nhà nghiên cưu tự nhiên nói chung đã tử lâu nhận thấy rt ro

TỆt sự khác biệt và tự nhiên của các hướng sươn khác nhau Bởi hương

phơi sươn chính là sự tiếp nhận trực tiếp năng lượng mặt trời, chế độ gió, chế độ mưa hay nói cách khác, chính mỗi hương phơi của sườn

mang trong nó một đặc điểm vi khí hậu riêng Chế độ nhiệt âm đặc trưng

của một sườn ảnh hương rất lơn đến quá trinh ngoại „ sinh như xói mòn, rửa trôi, đất chay và do đó cũng ảnh hương trực tiếp đến lớp phủ thd nhưỡng và chế độ canh tác

Bơi vậy, khi qui hoạch và sự dụng lãnh thé cũng như nghiên cưu qui luật phát triên của địa hình, chúng ta không thể bỏ qua yếu tố hương

phơi, nó là một trong tập hợp các thong | tin về trắc lượng hình thái dé đánh giá khả năng sử dụng hợp lý lãnh thổ

Và cũng đã tử lâu, các nhà nghiên cưu tự nhiên muốn thé hiện hương phơi của sườn lên bàn đồ, nhưng cho đến nay ơ nước ta chưa có

một ban dé hương phơi nào Nguyên nhân là không phải không can ban

đồ này mà chính là thiếu cơ sơ khoa học đề thành lập nó

Trong hầu hết các văn liệu, họ chỉ mô tà chung chung vơi các hương chính của các đãy nứi hoặc khối nứi cụ thé, Côn Đảo nằm trong tỉnh trạng chung đó

Tw khi áp dụng hệ thông tin dia ly, ban đồ hương phơi được thành lập tự động bằng một cơ sơ toán học hoàn chỉnh Bàn đồ này đã được thành lập ơ nhiều vùng khác nhau của các nược như Hà Lan, Canada

bằng các phần mềm chuyên dụng như ILWIS của Hà Lan, PCI của

Canada

I Co so của phương pháp:

Hương phơi của sườn được tính tư mô hình số độ cao Ban đồ kết quả chưa đựng góc định hương có giá trị tử 0 đến 360° tính tử đỉnh của ành-chọn đỉnh của ảnh là hương Bắc

Độ chính xác tính toán giá trị này hoàn toàn phụ thuộc vào việc

chon kich thwoc pixel

Huong phơi của sườn tại một điềm (hay một pixel) được tính toán

bởi sự định hương dạng bề mặt xác định bơi 4 pixel láng giềng: Trái, phải, trên và duoi Góc của hương phơi được tạo bơi hương Bắc của ảnh và mặt phẳng thing dung chưa vectơ trực giao sẽ được xác định tư các tham số tư các pixel láng giềng

HHI Các bươc tiến hành:

IHI.1 Số hóa bàn đồ topo (xem phần D)

HI.2 Rastơ hóa (xem phần Đ

25

111.3 M6 hinh hdéa khong gian (xem phan I)

111.4 Tinh toán giá trị hương phơi

Để tính toán, ta phải đưa các tham số vào:

Tính góc hương phơi như sau:

Định nghĩa 2 vecto V1, V2 giao nhau tai pixel

V1= (dx,0,dy)= (2*Pxsz, 0, (b2-c2)* ELSZ tư trái qua phải)

V2= (0, dy, dzy)= (0.2* PXSZ, (az-dz)* ELSZ tu trên xuống dươi) Trong đó:

dzx và dzy là chênh cao giữa các pixel theo hương x và y

dx và dy là khoảng cách giữa các pixel theo lươi chiếu

PXSZ và ELSZ là các tham số đặc biệt mà chúng ta đưa vào Các

tham số này càng nhỏ thì độ chính xác càng cao, nhưng thời gian tính toán và dung lượng pixel trong đĩa càng lơn VÌ vậy cần phải chọn các

giá trị tham số sao cho phù hợp

Cuối cùng vectơ trực giao được xác định tử 2 vectơ thành phần

VI và V2

N= V1x V2= (-dy* dzx, -dx*dzy, dx* dy)= nx, ny, nz

26

So đồ biểu diễn các vectơ thành phần khi xác định hương phơi

Bản đồ hương phơi sươn Côn Đảo:

Ơ Côn Đảo, chiếm tỷ lệ cao hơn cả là hương phơi Đông bắc Đây

là sườn chịu ảnh hương nhiều của gío chương và gío mùa Đông bắc

Tiếp đến sườn hương Bắc Sươn này tuy chiếm nhiều diện tích nhưng nằm rải rác trong vùng

Sườn hương Tây nam và hương Tây bắc chiếm một tỷ lệ trung

binh Sưởn hương Tây nam chịu ảnh hương của khí hậu biên, mùa hè

mát mè và mùa Đông ít chịu ành hương của gío chương

Chiếm tỷ lệ nhỏ nhất là sươn hương Nam, hương Tây và hương Đông (xem chỉ tiết ơ bàng tổng hợp và bàn đồ kèm theo)

DO TH] BIEU DIEN TY LE PHAN TRAM DIEN TICH CAC HUONG SUON

Các tệp dư liệu:

INASP.TAB

N6i dung: Khung, bản đồ, chú giải, ; hương phơi

Nguồn tài liệu: Tính tử mô hỉnh số độ cao trên phần mềm ILWIS

5 [LE] cing hy Ble WER eeng Dig I Booey Bhư New

[Airing Dự Men CT] máu ang ke

CHUONG IV

XÁC DINH CHIEU DAI SUON

Vấn đề xác định định lượng độ dài sườn cũng như các chỉ tiêu về trắc lượng hình thái khác đã được đặt ra tư lâu Và cũng như độ dốc,

hoặc hương phơi sươn v.v việc tính toán cụ thể độ đài sườn trên bàn

đồ là một việc làm khó khăn, tốn nhiều thời gian và hiệu qủa không cao

Hiện nay, vơi sự xuất hiện của các phần mềm xư lý dữ liệu

không gian, độ dài sườn đã có thé tiến hành xác định định lượng Mặc

dù trong đa số các phần mềm GIS hiện nay chưa có chức năng tính độ

dài sươn viết sẵn, nhưng cũng có thé tim ra quy trinh dé tinh thông số quan trong nay ơ đây, chứng tôi đã khai thác các chức năng sẵn có của

phần mềm ILWIS để tính độ dài sườn cho từng hương sươn một Quy trỉnh đó như sau:

Tách tám hương sườn thành tám lợp thông tin

hay tám tệp dứ liệu riêng rẽ

Déi voi Côn Đào, tất cà các số liệu được nhập tử bàn đồ topo tỷ

lệ 1: 50 000 vơi khoằng cao đều của đường bỉnh độ 20m Bơi vậy, độ

chính xác phụ thuộc vào việc vào số liệu

Sau khi tính toán ra gía trị chiều dài sườn, chúng tôi dùng

histogram đề nhận dạng và phân chia ra các cấp độ của chiều daÌ sườn,

dựa vào đó đề chia ra các bậc chiều đài sườn cho vùng Côn Đảo Đó là:

32

Đề trao đổi thông tin va cập nhật thêm du Hệu hoặc in ra khi cần,

độ dài sườn Côn Đảo được lưu trữ trên phần mềm MAPINFO, bao gồm

các tệp sau:

GRID1.TAB

Nội dung: Lưới chiếu bàn đồ

Nguôn tài liệu: Dựa vào bàn đồ topo 1: 50 000 lươi chiếu UTM

Cách thưc thể hiện: đường

GRID.TAB

Nội dung: Khung bàn dé

Tọa độ vùng nghiên cưu: x= 66900 - 693000

y= 95200 - 970000 Nguồn tài liệu: Dựa vào bàn đồ topo 1: 50 000

Cách thực thể hiện: đường

SONG.TAB

Nội dung thể hiện: Hệ thống dòng chày tạm thời và thưởng xuyên

Nguồn tài liệu: Tính toán tự động tử mô hình số độ cao

Cách thưc thể hiện: đường

TEXT.TAB

Nội dung: Địa danh và chữ ơ chú giải

PCS_PL.TAB

Nội dung: Các cấp chiều dai suon

Nguồn tài liệu: Tính toán tử mô hỉnh số độ cao

veo 8 —

C7 TTVT & GEOMATIC

6

CHUONG V

MAT DO PHAN CAT DIA HINH

Mật độ phân cắt địa hình là một trong nhưng chỉ tiêu chính

trong tổng thê trắc lượng - hình thái địa hình Việc tính toán nó đã

được thực hiện tư lâu vơi phương pháp thô sơ là đo vẽ bằng tay trên

bản đồ

Muốn tính mật độ phân cắt ngang địa hỉnh, trược tiên phải xác

định mạng dong chay throng xuyên và tạm thời có trong khu vực Nhớ vào phần mềm có sẵn, chúng tôi đã tính toán tự động mạng dòng chay đó

Như ta đã biết, mật độ phân cắt ngang là tổng chiều dài của hệ

thống dòng chày thường xuyên và tạm thơi trên một đơn vị diện tích

Thông thường, để tiện cho việc theo dõi, người ta lấy 1km2 làm

đơn vị tính cho mỗi đơn vị diện tích

1 Bàn đồ phân cắt ngang

Tổng chiều dài mỗi dòng chảy trên một ô vuông điện tích được

xác định là độ phân cắt ngang của đơn vị diện tích đó Sau khi xác định được các gia trị tung ô vuông, dùng phương pháp nội suy đề vẽ các đường ding trị Đề cho bản đồ được dễ đọc và tiện cho việc áp

dụng, chứng tôi phân ra các cấp độ chia cắt ngang như sau:

1: 0 - 500 m/km2

2: 500 - 1000 m/km2

3: 1000 - 2000 m/km2

4: 2000 - 3000 m/km2

5: 3000 - 4000 m/km2

6: > 4000 m/km2

Đồng bằng chúng tôi cho một đơn vị riêng, vì khi chiết xuất mạng dòng chảy tự động chúng tôi không tính đơn vị này

Nhìn vào bàn đồ chứng ta thấy, phân cắt ngang thấp nhất là khu

vực Mũi Đông bắc, Mũi Tà Bê, phân cắt ngang trung bỉnh là khu vực

bề mặt đỉnh của các dãy núi và phân cắt ngang cao nhất là khu vực tiếp giáp giữa đồng bằng và vùng núi

II Bàn đồ phân cắt sâu địa hinh

Mức độ phân cắt sâu địa hÌnh là độ chênh cao trong một đơn vị diện tích hoặc trên một lưu vực sông hay gọi là năng lượng địa hỉnh

Đề tiện cho việc liên kết vơi bản đồ phân cắt ngang, chúng tôi lấy

muc độ chênh cao trên 1km2 để tính toán mật độ phan cắt địa hình