Ứng dụng viễn thám để chiết tách một số đứt gãy địa hình phục vụ công tác tìm kiếm nước ngầm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ SINH VIÊN: NGUYỄN THỊ TRANG ANH ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐỂ CHIẾT TÁCH MỘT SỐ ĐỨT GÃY ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC TÌM KIẾM NƯỚC NGẦM Hà nội - 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ SINH VIÊN: NGUYỄN THỊ TRANG ANH ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐỂ CHIẾT TÁCH MỘT SỐ ĐỨT GÃY ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC TÌM KIẾM NƯỚC NGẦM Chuyên ngành: Trắc Địa – Bản Đồ Mã ngành: D520503 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Th.S Phạm Thị Thanh Thủy Hà nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Đồ án “Ứng dụng viễn thám để chiết tách số đứt gãy địa hình phục vụ công tác tìm kiếm nước ngầm” công trình nghiên cứu khoa học độc lập với giúp đỡ giáo viên hướng dẫn Đây đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa - Bản Đồ Số liệu thực nghiệm hoàn toàn tác giả tính toán, không chép từ tài liệu Đồ án chưa dùng để bảo vệ học vị Hà Nội, ngày tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thị Trang Anh LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập rèn luyện khoa Trắc địa – Bản đồ trường Đại học Tài Nguyên Môi trường Hà Nội, với hướng dẫn đôn đốc tận tình Thầy Trần Tuấn Đạt, em hoàn thành đồ án Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trần Tuấn Đạt, người thầy động viên giúp đỡ em nhiều mặt tinh thần kiến thức để em vượt qua ngày tháng khó khăn tìm tòi hiểu biết lĩnh vực Một lần xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, chúc Thầy mạnh khoẻ công tác tốt Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Trắc địa – Bản đồ, người dìu dắt, cho em kiến thức chuyên nghành kinh nghiệm quý báu để với nỗ lực thân em hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngày hôm Mặc dù cố gắng nhiều kiến thức chuyên môn hạn chế, thời gian nghiên cứu có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, góp ý thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VIỄN THÁM 1.1 Cơ sở viễn thám 1.2 Tổng quan ảnh viễn thám quang học ảnh viễn thám siêu cao tần 1.2.1 Ảnh viễn thám quang học 1.2.2 Ảnh viễn thám siêu cao tần 16 1.2.3 So sánh đặc điểm ảnh viễn thám quang học ảnh viễn thám siêu cao tần 25 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM ĐỂ CHIẾT TÁCH MỘT SỐ ĐỨT GÃY ĐỊA HÌNH 26 2.1 Tổng quan nghiên cứu Việt Nam Thế giới 26 2.2 Công nghệ viễn thám nghiên cứu địa chất 27 2.3 Đứt gãy địa hình dấu hiệu tồn nước đất 31 2.3.1 Dấu hiệu tồn 31 2.3.2 Điều kiện hình thành 35 2.3.3 Phân loại đứt gãy địa hình 36 2.4 Cơ sở khoa học phương pháp viễn thám xác định đứt gãy địa hình 37 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM TẠO ẢNH TỔ HỢP PHỤC VỤ CHIẾT TÁCH MỘT SỐ ĐỨT GÃY ĐỊA HÌNH 40 3.1 Tổng quan khu vực thử nghiệm (đặc điểm địa lí, kinh tế, văn hoá, xã hội) 40 3.2 Hiện trạng tư liệu 44 3.3 Phương pháp tạo ảnh tổ hợp từ ảnh viễn thám quang học ảnh viễn thám siêu cao tần 44 3.4 Chiết tách số thông tin đứt gãy địa hình 46 3.5 Kết 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 KẾT LUẬN 60 KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Các thông số kỹ thuật cảm vệ tinh Landsat 14 Bảng Các thông số kỹ thuật cảm vệ tinh SPOT 15 Bảng So sánh ảnh viễn thám quang học ảnh viễn thám siêu cao tần 25 Bảng Dấu hiệu nhận biết loại đá Tây Nguyên ảnh vệ tinh 29 Bảng 2 Khả chứa nước đứt gãy sau 33 Bảng Triển vọng nước đất sở mạng lưới thủy văn 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Phản xạ phổ đối tượng tự nhiên Hình 1.2 Hệ thống viễn thám Hình 1.3 Nguyên lí hoạt đông hệ thống viễn thám Hình 1.4 Độ phân giải không gian 10 Hình 1.5 Độ phân giải phổ 11 Hình 1.6 Ảnh ASAR chế độ chụp ảnh rộng (Wide Swath); VV HH 18 Hình 1.7 Các mode tạo ảnh với kích thước độ phân giải khác hệ thống Radarsat -1 20 Hình 1.8 Hiện tượng co ngắn phía trước 21 Hình 1.9 Hiện tượng chồng đè ảnh viễn thám siêu cao tần 22 Hình 2.1 Bản đồ địa mạo đoạn sông Tiền Tân Châu – Hồng Ngự 28 Hình 2.2 Mạng lưới thuỷ văn 33 Hình Vị trí địa lý huyện Bá Thước, tỉnh Thanh Hoá 40 Hình Sơ đồ ảnh SPOT5 khu vực thử nghiệm 47 Hình 3 Sơ đồ ảnh ENVISAT ASAR khu vực thử nghiệm 48 Hình Tiến hành Resize ảnh SPOT5 49 Hình Trộn ảnh phương pháp Brovey (chọn kênh màu ảnh SPOT5) 50 Hình Trộn ảnh phương pháp Brovey (chọn kênh ảnh ENVISAT ASAR) 50 Hình Ảnh tổ hợp SPOT5 ENVISAT ASAR 51 Hình Các yếu tố đứt gãy thuận 52 Hình Phân loại đứt gãy thuận theo mối tương quan với phương đá bị phá hủy a - đứt gãy thuận dọc; b - đứt gãy thuận xiên (chéo); c - đứt gãy thuận ngang 52 Hình 10 Các đứt gẫy thuận chỉnh hợp bất chỉnh hợp mặt cắt thắng đứng 53 Hình 11 Phân loại đứt gẫy thuận theo hướng chuyển động cánh (Theo A.E Mikhailov, 1973) a) đứt gẫy thuận thẳng; b - đứt gẫy thuận ngược; c, d - đứt gẫy thuận lề; e - đứt gẫy thuận hình trụ (a, b, e - mặt cắt thẳng đứng) Các mũi tên hướng chuyên động cốc cánh 54 Hình 12 Các đứt gẫy thuận dạng bậc thang (a), đứt gẫy phóng xạ (b, c), đứt gẫy thuận dạng lông chim (d) (Theo A.E Mikhailov, 1973) 54 Hình 13 Dăm kết kiến tạo (a) vò thấu kính dăm kết kiến tạo (b) 55 Hình 14 Xác định dịch chuyển tương đối cánh đứt gẫy thuận theo uốn cong lớp gần mặt trượt (a) theo di chuyến lớp theo đứt gẫy thuận nhỏ (b) (Theo A.E Mikhailov, 1973) đứt gãy hợp với uốn cong địa hình ảnh vệ tinh 55 Hình 15 Xác định dịch chuyển tương đối cánh đứt gẫy thuận theo tuổi tương đối đá tạo nên chúng (Theo A.E Mikhailov, 1973) 56 Hình 16 Sơ đồ đứt gẫy nghịch mặt cắt yếu tố đứt gẫy nghịch 56 Hình 17 Khu vực xuất lộ dạng đứt gãy ảnh vệ tinh 56 Hình 18 Sơ đồ thành tạo đứt gãy nghịch chờm nếp uốn đảo 57 Hình 19 Bản đồ lớp thông tin địa hình huyện Bá Thước 58 MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên đặc biệt quan trọng tồn phát triển sống Trái đất Chúng ta sử dụng nước hầu hết hoạt động ngày, từ phục vụ sinh hoạt gia đình ăn, uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản công nghiệp Với phát triển kinh tế xã hội gia tăng dân số, nhu cầu dùng nước ngày tăng lên cách mạnh mẽ, dẫn đến thiếu hụt nước Như vậy, nguồn tài nguyên nước mặt không đủ để đáp ứng nhu cầu việc khai thác sử dụng tài nguyên nước ngầm giải pháp hữu hiệu Nước ta có trữ lượng nước ngầm phong phú Theo đánh giá sơ bộ, tổng trữ lượng động nước đất nước ước tính khoảng 63 tỷ m3/năm, đáp ứng 60% nhu cầu nước đất nước Tuy nhiên, việc dò tìm mạch nước ngầm Việt Nam thủ công gặp nhiều khó khăn Trên giới có nhiều nước áp dụng phương pháp viễn thám công tác điều tra, tìm kiếm tài nguyên khoáng sản tài nguyên nước mang lại hiệu to lớn Tại Việt Nam, phương pháp viễn thám áp dụng công tác điều tra, đo vẽ địa chất khoáng sản Các thông tin đứt gãy địa hình quan trọng công tác tìm kiếm tài nguyên nước ngầm Mà từ trước đến công tác chủ yếu dựa vào đo đạc khảo sát thực địa đo từ trường hàng không Với khả ưu việt thu nhận ảnh diện tích rộng vào thời điểm, độ phân giải mặt đất cao dải phổ rộng, ảnh viễn thám nguồn tư liệu quý để giải đoán yếu tố địa hình địa chất cung cấp thông tin hiểu biết vùng rộng, từ qua phép phân tích đánh giá thu gọn diện tích khảo sát địa chất khoáng sản Điều làm giảm đáng kể chi phí thời gian cho công tác thực địa Nhận thức tầm quan trọng viễn thám việc xác định vị trí triển vọng chứa nước ngầm, phục vụ cho việc tìm kiếm, khai thác sử dụng nước ngầm cách hiệu xuất phát từ ham muốn hiểu biết lĩnh vực này, xin chọn đề tài làm đồ án tốt nghiệp: “Ứng dụng viễn thám để chiết tách số đứt gãy địa hình phục vụ công tác tìm kiếm nước ngầm” Đề tài đặt mục tiêu chính: - Tổ hợp ảnh viễn thám quang học ảnh viễn thám siêu cao tần để chiết tách số đứt gãy địa hình phục vụ tìm kiếm nước ngầm; - Đánh giá giá trị thực tiễn đề tài việc tìm kiếm nước ngầm Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu chế hình thành nước ngầm có nguồn gốc nội sinh.hình thành giao điểm đứt gãy kiến tạo; - Tìm hiểu phương pháp viễn thám việc chiết tách đứt gãy địa hình để phục vụ tìm kiếm nước ngầm; - Nghiên cứu sở khoa học chiết tách đứt gãy địa hình tổ hợp ảnh quang học ảnh viễn thám siêu cao tần; - Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tổ hợp ảnh quang học ảnh viễn thám siêu cao tần; - Thử nghiệm đánh giá kết thực nghiệm Nội dung đề tài gồm có chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết viễn thám Chương 2: Ứng dụng công nghệ viễn thám chiết tách số đứt gãy địa hình Chương 3: Thực nghiệm tạo ảnh tổ hợp phục vụ chiết tách số đứt gãy địa hình [...]... nghiệp: Ứng dụng viễn thám để chiết tách một số đứt gãy địa hình phục vụ công tác tìm kiếm nước ngầm Đề tài đặt ra 2 mục tiêu chính: - Tổ hợp ảnh viễn thám quang học và ảnh viễn thám siêu cao tần để chiết tách một số đứt gãy địa hình phục vụ tìm kiếm nước ngầm; - Đánh giá giá trị thực tiễn của đề tài trong việc tìm kiếm nước ngầm Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu về cơ chế hình thành nước ngầm có nguồn... ngầm có nguồn gốc nội sinh .hình thành tại giao điểm của các đứt gãy kiến tạo; - Tìm hiểu phương pháp viễn thám trong việc chiết tách các đứt gãy địa hình để phục vụ tìm kiếm nước ngầm; - Nghiên cứu cơ sở khoa học chiết tách đứt gãy địa hình bằng tổ hợp ảnh quang học và ảnh viễn thám siêu cao tần; - Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tổ hợp ảnh quang học và ảnh viễn thám siêu cao tần; - Thử nghiệm... tần; - Thử nghiệm và đánh giá kết quả thực nghiệm Nội dung của đề tài gồm có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết về viễn thám Chương 2: Ứng dụng của công nghệ viễn thám trong chiết tách một số đứt gãy địa hình Chương 3: Thực nghiệm tạo ảnh tổ hợp phục vụ chiết tách một số đứt gãy địa hình 2