Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình phục vụ ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho khu vực ven biển tỉnh quảng trị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐẶNG THỊ PHƢƠNG LAN XÂY DƢ̣NG CƠ SỞ DƢ̃ LIỆU ĐIA ̣ HÌNH PHỤC VỤ Ƣ́NG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƢỚC BIỂN DÂNG CHO KHU VƢ̣C VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐẶNG THỊ PHƢƠNG LAN XÂY DƢ̣NG CƠ SỞ DƢ̃ LIỆU ĐIA ̣ HÌNH PHỤC VỤ Ƣ́NG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƢỚC BIỂN DÂNG CHO KHU VƢ̣C VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Ngọc Anh TS Trần Duy Kiều HÀ NỘI – 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu cá nhân thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Trần Duy Kiều PGS.TS Trần Ngọc Anh, không chép công trình nghiên cứu ngƣời khác Số liệu kết luận văn chƣa đƣợc công bố công trình khoa học khác Các thông tin thứ cấp sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc trích dẫn đầy đủ, trung thực qui cách Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm tính xác thực nguyên luận văn Hà Nội, 2016 TÁC GIẢ Đặng Thị Phƣơng Lan i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn tốt nghiệp, nhận đƣợc nhiều giúp đỡ mặt kiến thức, tinh thần ý kiến đóng góp thầy cô giáo, gia đình đồng nghiệp Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trần Duy Kiều PGS.TS Trần Ngọc Anh ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tận tình bảo, động viên Qua xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Khoa Sau đại học, Trƣờng Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Luận văn đƣợc hoàn thành với giúp đỡ tạo điều kiện Cục Cứu hộ Cứu nạn, Tổng Công ty Tài nguyên Môi trƣờng Việt Nam, Công ty cổ phần Tƣ vấn trí tuệ Đất Việt, Sở Tài nguyên & Môi trƣờng tỉnh Quảng Trị số đơn vị khác ngành Tài nguyên & Môi trƣờng Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu ii Mục lục MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………… CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH QUẢNG TRỊ…………………………………………………………………………………………… 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ……………………………………………………4 1.1.1 Vị trí địa lý…………………………………………………………… 1.1.2 Địa hình, địa mạo……………………………………………………… 1.1.3 Địa chất, thổ nhƣỡng………………………………………………… 1.1.4 Thảm thực vật………………………………………………………… 1.1.5 Khí hậu………………………………………………………………… 1.1.6 Thủy văn……………………………………………………………… 1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI …………………………………………………….8 1.2.1 Dân số ……………………………………………………….………….8 1.2.2 Cơ cấu kinh tế tỉnh………………………………………………… 1.2.3 Nông - lâm nghiệp …………………………………………………… 1.2.4 Thủy sản ……………………………………………………………… 1.2.5 Công nghiệp ………………………………………………………… 10 1.2.6 Y tế - giáo dục ……………………………………………………… 10 1.2.7 Các ngành khác ……………………………………………………….11 1.3 TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH TẠI TỈNH QUẢNG TRỊ ……………………………………………………………………….12 1.3.1 Biến đổi khí hậu ………………………………………………………12 1.3.2 Tình hình biến đổi khí hậu Việt Nam ………………………………15 1.3.3 Tác động biến đổi khí hậu Việt Nam ………………………… 18 1.3.4 Tác động biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Trị …………………… 19 1.3.5 Ứng phó với biến đổi khí hậu đổi khí hậu ……………………………30 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ……………………………………………………………………………………… 32 2.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ …………………………… 32 2.1.1 Giới thiệu chung …………………………………………………… 32 2.1.2 Các thành phần HTTĐL ………………………………………… 34 2.1.3 Các chức hệ thống thông tin địa lý ………………………….37 2.2 GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ .39 2.2.1 Cơ sở liệu hệ thống thông tin địa lý ………………………………39 2.2.2 Cơ sở liệu địa hình ……………………………………………… 41 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH …………………….44 2.3.1 Phƣơng pháp thành lập sở liệu địa hình từ đồ giấy… 44 2.3.2 Phƣơng pháp xây dựng sở liệu địa hình từ trạm đo ảnh số 46 2.3.3 Phƣơng pháp xây dựng sở liệu địa hình công nghệ LiDAR ………………………………………………………………………….47 iii 2.4 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CSDL ĐỊA HÌNH TRONG CÔNG TÁC ỨNG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU …………………………………………………………… 52 2.4.1 Phân tích hệ thống sông ngòi………………………………………… 52 2.4.2 Quản lý lƣu vực sông …………………………………………… 53 2.4.2 Quản lý khu vực ven biển …………………………………………….53 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10.000 KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ………………………………………………………………… 54 3.1 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ … 54 3.1.1 Dữ liệu sử dụng …………………………………………………… 54 3.1.2 Xây dựng sở liệu ………………………………………………55 3.3 ỨNG DỤNG CSDL ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI THIÊN TAI VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU …………………………………… 63 3.3.1 Ứng dụng CSDL địa hình công tác tìm kiếm cứu hộ cứu nạn …63 3.3.3 Ứng dụng CSDL địa hình công nghệ LiDAR thành lập đồ 3D ngập lụt …………………………………………………………………… 71 3.3.4 Ứng dụng CSDL địa hình dự tính diện ngập khu vực Cửa Tùng theo kịch nƣớc biển dâng ……………………………………………………… 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………………………….81 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………… 82 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TĂT BĐKH Biến đổi khí hậu BĐĐH Bản đồ địa hình BCHQS Ban huy quân CSDLNDL Cơ sở liệu địa lý DEM Digital Elevation Model DTM Digital Terrain Model ĐTĐL Đối tƣợng địa lý HTTTDL Hệ thống thông tin địa lý GIS Geographic Information System MHSĐC Mô hình số độ cao METADATA Siêu liệu TIN Triangulated Irregular Network DLĐH Dữ liệu địa hình TTĐL Thông tin địa lý v MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Biến đổi khí hậu vấn đề thu hút quan tâm nhiều quốc gia ảnh hƣởng hiểm họa tƣơng lai xã hội loài ngƣời Trong năm qua nhiều nơi giới phải chịu nhiều thiên tai nguy hiểm nhƣ: bão lớn, nắng nóng dội, lũ lụt, hạn hán khí hậu khắc nghiệt gây thiệt hại lớn tính mạng ngƣời vật chất Theo đánh giá từ Liên Hợp Quốc, Việt Nam quốc gia bị ảnh hƣởng nặng nề biến đổi khí hậu, từ lũ lụt bão tố Biến đổi khí hậu ảnh hƣởng trực tiếp đến sống nửa dân số toàn cầu mà quốc gia, vùng lãnh thổ ven biển đƣợc coi nhạy cảm bị tổn thƣơng mạnh mẽ Việt Nam có bờ biển dài 3.260 km, triệu km2 lãnh hải 3.000 đảo gần bờ quần đảo xa bờ, nhiều vùng đất thấp ven biển BĐKH nƣớc biển dâng làm tăng diện tích ngập lụt, gây khó khăn cho thoát nƣớc, tăng xói lở bờ biển nhiễm mặn nguồn nƣớc gây rủi ro lớn công trình xây dựng ven biển nhƣ đê biển, đƣờng giao thông, bến cảng, nhà máy, đô thị khu dân cƣ ven biển… Khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị phần lớn địa hình thấp với dải địa hình trũng có hai Cửa sông lớn chảy biển Cửa Tùng Cửa Việt Là nơi tập trung dân cƣ đông đúc, trọng tâm phát triển kinh tế - xã hội sở hạ tầng quan trọng tỉnh Với đặc trƣng tự nhiên xã hội nhƣ vậy, đới bờ biển tỉnh Quảng Trị tiềm ẩn nhiều rủi ro dƣới tác động biến đổi khí hậu Hiện tƣợng nƣớc biển dâng có xu làm gia tăng xói lở bờ biển, làm ngập úng vùng đất canh tác, ngập lụt khu dân cƣ ven biển Một sở liệu đầy đủ đƣợc xây dựng hệ thống thông tin đại với mô hình liệu chồng xếp (ovelay) mô hình số độ cao (DEM) cho ta thông tin xác địa hình ven biển nhờ giúp cho ứng phó với biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng hiệu Trong năm gần đây, GIS đƣợc coi hệ thống thông tin đại, đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực kỹ thuật kinh tế - xã hội Việc xây dựng sở liệu GIS với lớp thông tin địa hình đầy đủ góp phần quan trọng công tác nghiên cứu trạng môi trƣờng có nhìn bao quát từ đề xuất biện pháp quản lý, quy hoạch, phòng chống, ứng phó với biến đổi khí hậu Đề tài “Xây dựng sở liệu địa hình phục vụ ứng phó với biến đổi khí hậu nước biển dâng cho khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị" đƣợc lựa chọn xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn xây dựng CSDL phục vụ ứng phó với biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng khu vực ven biển nói chung ven biển tỉnh Quảng Trị nói riêng Việc xây dựng sở liệu GIS với thông tin địa hình đầy đủ góp phần quan trọng công tác phòng chống tác động biến đổi khí hậu vùng ven biển nói chung ven biển tỉnh Quảng Trị nói riêng Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu a Mục tiêu Xây dựng sở liệu địa hình chung phục vụ cho tất ngành/lĩnh vực/địa phƣơng Quảng Trị khai thác sử dụng (ngành giao thông, xây dựng, nông nghiệp, quản lý đất đai, ) công tác ứng phó với biến đổi khí hậu, sở đề xuất ứng dụng cụ thể khai thác CSDL địa hình nhằm ứng phó hiệu với thiên tai BĐKH tỉnh Quảng Trị b Nhiệm vụ - Tìm hiểu đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị ảnh hƣởng BĐKH tỉnh Quảng Trị nói chung vùng ven biển tỉnh Quảng Trị nói riêng - Nghiên cứu lý thuyết, tiếp cận giải pháp khoa học hệ thống thông tin địa lý GIS - Xây dựng CSDL địa hình khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị - Đề xuất phƣơng án khai thác CSDL địa hình phục vụ cho công tác ứng phó hiệu với thiên tai BĐKH Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: - Ảnh hƣởng biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng tỉnh quảng trị - Nghiên cứu phƣơng pháp xây dựng CSDL địa hình ven biển tỉnh Quảng Trị; nghiên cứu công cụ khai thác liệu để đề xuất phƣơng án khai thác phục vụ cho công tác ứng phó với BĐKH khu vực ven biển tỉnh Quảng Phạm vi nghiên cứu: tỉnh Quảng Trị Phƣơng pháp nghiên cứu Những phƣơng pháp đƣợc sử dụng đề tài là:  Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập, phân tích hệ thống hoá thông tin: số liệu, tài liệu chuyên môn, đề tài khoa học có liên quan đƣợc công bố, nguồn thông tin khác nhƣ tạp chí, báo…  Phương pháp xây dựng sở liệu: số liệu, tài liệu có đơn vị sản xuất, tài liệu đƣợc điều tra, khảo sát, thu thập để xây dựng CSDL địa hình  Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến góp ý giáo viên hƣớng dẫn, nhà khoa học, đồng nghiệp vấn đề nội dung luận văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn * Ý nghĩa khoa học Luận văn nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ xây dựng sở liệu địa hình số kinh nghiệm để xây dựng CSDL cách nhanh mà đảm bảo yêu cầu quy định kỹ thuật đề Đồng thời Luận văn nghiên cứu đề xuất đƣợc số phƣơng án khai thác CSDL địa hình phục vụ ứng phó với BĐKH * Ý nghĩa thực tiễn - Thông qua kết nghiên cứu để minh chứng tính hiệu sở liệu địa hình công tác ứng phó với BĐKH nƣớc biển dâng - Về tính liên ngành: + liên kết đƣợc công cụ GIS (ngành địa lý) với BĐKH tƣợng thiên tai + Tạo sở liệu chung phục vụ cho tất ngành/lĩnh vực/địa phƣơng Quảng Trị khai thác sử dụng (ngành Giao thông, xây dựng, nông nghiệp, quản lý đất đai, ) Cấu trúc đề tài Luận văn gồm phần mở đầu, chƣơng phần kết luận đƣợc trình bày 90 trang với 51 hình, bảng Cụ thể: Chƣơng Đặc điểm địa lý tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị Chƣơng Cơ sở khoa học phƣơng pháp luận xây dựng sở liệu Chƣơng Xây dựng sở liệu địa hình tỷ lệ 1:10.000 khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị - HƢỚNG 3: BCHQS H.Gio Linh + Phối hợp với BCHQS H Vĩnh Linh, ứng cứu dân vùng lụt thuộc xã Vĩnh Lâm, xã Vĩnh Sơn, xã Trung Hải Đây vùng ngập tƣơng đối nặng, sử dụng xe lội nƣớc, cano để ứng cứu Hình 3.21: Hướng cứu hộ - HƢỚNG 4: BCHQS H.Triệu Phong + Sử dụng cano, xe lội nƣớc cứu hộ cho xã Triệu Giang, Triệu Thuận bên sông Xóm Cồn ngập nặng (từ 2,0 - 2,5m) Hình 3.22: Hướng cứu hộ 69 - HƢỚNG 5: BCHQS TX Quảng Trị + Sử dụng xe ô tô, xe lội nƣớc dọc theo Tỉnh lộ 64 cứu hộ Xã Triệu Long, Triệu Đại khu vực lân cận Khoảng cách xa tiếp cận vùng ngập 12km 3.3.2 Xác định mức độ ảnh hƣởng theo đơn vị hành (cấp xã) Thông thƣờng, diện tích ngập lụt nhƣ mức độ thiệt hại thƣờng đƣợc tổng kết theo đơn vị hành (cấp xã) phục vụ công tác hỗ trợ phục hồi sau thiên tai Công việc thống kê thƣờng nhiều thời gian công sức, nhiên, sử dụng CSDLĐH kết hợp với lớp đồ chuyên đề ngập lụt dễ dàng xác định mức độ ngập lụt xã Trong tƣơng lai, có đồ chuyên đề khác (hiện trạng sử dụng đất, ), sử dụng phƣơng pháp tƣơng tự xác định mức độ thiệt hại Cụ thể, quy trình đƣợc minh họa nhƣ sau: - Bật lớp Thống kê theo xã thƣ mục để hiển thị mức độ ngập theo xã đƣợc thống kê Ví dụ tìm kiếm thông tin độ ngập sâu xã Hải Thƣợng: có 2,667 km2 bị ngập 2m; vùng ngập dƣới 1m có 5,253 km2; vùng ngập từ 1m đến 2m có 4,891 km2 Hình 3.23: Tìm kiếm thông tin độ ngập sâu xã 70 - Tìm kiếm nhanh theo xã: Sử dụng công cụ search bảng thuộc tính thông tin vị trí xã cần tìm 3.3.3 Ứng dụng CSDL địa hình công nghệ LiDAR thành lập đồ 3D ngập lụt Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, thích ứng với biến đổi khí hậu trở thành thách thức quan trọng Việc xây dựng đồ 3D ngập lụt giúp địa phƣơng có nhìn trực quan, chi tiết khu vực từ đề xuất giải pháp tổng thể để ứng phó với biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng Công nghệ LiDAR (Light Detection And Ranging) phát triển ứng dụng thiết bị laser, định vị vệ tinh (GPS) đo quán tính (INS) để thu thập liệu địa lý bề mặt trái đất Tổ hợp thiết bị mối quan hệ hữu cơ, tác động chi phối lẫn tạo nên hệ thống LiDAR Bản chất công nghệ LiDAR kỹ thuật 71 định vị, phát đo xa ánh sáng Sản phẩm công nghệ LiDAR mô hình số bề mặt (DSM), mô hình số độ cao (DEM/DTM), ảnh cƣờng độ xám, Quy trình công nghệ thành lập đồ 3D: - Xây dựng mô hình 3D nhà cửa đối tƣợng khác google sketchup - Xây dựng CSDL địa hình với đối tƣợng: dân cƣ, giao thông, thủy hệ, thực phủ - Chuyển đổi đối tƣợng sang dạng 3D DTM - Dựng mô hình 3D DTM - Gán ký hiệu thực phủ, cối, giao thông, đƣờng dây - Gán thông tin thuộc tính cho đôi tƣợng - Hoàn thiện đồ 3D Dữ liệu LiDAR thu thôn Chung, xã Hải Trường, huyện Hải Lăng: Hình 3.24: Dữ liệu LiDAR thôn Chung, xã Hải Trường, huyện Hải Lăng 72 Hình 3.25: Ảnh LiDAR hiển thị dạng mã phân loại (class code) Chúng ta thấy hình màu xanh thực vật, màu nâu mặt đất Ta lọc liệu ( nhà, cây,…) sử dụng điểm mặt đất sau thực hiệu chỉnh xác cho việc lọc liệu Hình 3.26: Bản chất LiDAR 3D, xem hình ảnh 3D cho liệu LiDAR 73 Các sản phẩm công nghệ LiDAR thôn thôn Chung, xã Hải Trƣờng, huyện Hải Lăng: mô hình số bề mặt (DSM), mô hình số độ cao (DEM/DTM), ảnh orthorphoto (Hình 3.27) Hình 3.27: Ảnh orthophoto (ảnh trực giao) độ phân giải cao Tái tạo mô hình nhà từ liệu LiDAR: Để tách đƣợc nhà cần dựa vào số nhƣ độ cao, diện tích, độ dốc mái cấu trục để phân biệt, tách lọc nhà Hình 3.28: Sơ đồ tách lọc đối tượng nhà Việc dùng độ cao DSM trừ độ cao DTM cho độ cao đối tƣợng mặt đất.Tất đối tƣợng giữ đƣợc thông tin nhƣ độ rộng, độ dốc 74 độ cao Nhƣ vậy, dựa vào thông tin để tách đƣợc nhà Phân biệt nhà với đối tƣợng có diện tích nhƣng độ cao lại thấp nhà nhƣ cần dựa vào thông tin độ cao nhà, thông tin diện tích nhà giúp lọc bỏ đối tƣợng nhỏ nhà nhƣ cối nhà, thông tin độ dốc mái nhà khu vực giúp cho việc tách đƣợc đối tƣợng nhà thêm xác Tuy nhiên, nhà cối xen lẫn hay vùng rừng rộng lớn, thiết lập số diện tích độ cao chƣa đủ, cần thêm thông tin cấu trúc giúp cho việc lọc bỏ tốt Để đảm bảo tính hiệu độ xác cao, phƣơng pháp kết hợp liệu Lidar ảnh độ phân giải cao thƣờng đƣợc áp dụng Hai nguồn liệu có khả bổ trợ hiệu cho Dữ liệu điểm Lidar tham gia tạo mô hình DSM chi tiết cao giúp việc nắn ảnh trực giao thực xác Ảnh trực giao cho phép nhận biết vector hóa chỉnh sửa đối tƣợng cách xác Để nhận dạng tái lập công trình xây dựng mô hình 3D, ngƣời ta kết hợp phân nhóm liệu dựa phép phân tích tính đồng phẳng liệu điểm Lidar cho vùng mái công trình xây dựng Sau tách lọc đối tƣợng nhà ta cần triết tách đối tƣợng độc lập tập hợp khu vực có Lọc tách đơn giản lọc tách nhà liệu LiDar phân loại đối tƣợng độ cao thực vật Sau có thông tin đối tƣợng đối tƣợng nhà, ta xây dựng mô hình 3D đối tƣợng google sketchup Hình 3.29: Các đối tượng 3D được xây dựng google sketchup 75 Các đối tƣợng nhà đƣợc chồng lên ảnh với baseheight DTM: Hình 3.30: Các đối tượng 3D được chồ ng xế p lên nề n ảnh orthor Trong khuôn khổ luâ ̣n văn , học viên xây dựng đồ ngâ ̣p lu ̣t cho vùng tỉnh Quảng Trị: - Vùng thứ (Hình 3.31a) thuô ̣c làng Đại Lộc , xã Triệu T huâ ̣n, huyê ̣n Triê ̣u Phong Đây là khu vƣ̣c có mâ ̣t đô ̣ dân cƣ khá đông đúc và có mô ̣t nhánh của sông Tha ̣ch Hañ chảy qua - Vùng thứ (Hình 3.31b) thuô ̣c thôn Đa ̣i An Khê , xã Hải Thƣợng , huyê ̣n Hải Lăng Đây là khu vƣ̣c có dân cƣ khá đông đúc và có đƣờng quố c lô ̣ 1A (đƣờng Lê Duẩ n) chạy qua Hình 3.31 a Hình 3.31 b Nhóm lớp chuyên đề ngâ ̣p lu ̣t để xây dƣ̣ng bản đồ ngâ ̣p lu ̣t 3D đƣơ ̣c kế thừa từ Dự án “Tiến hành khảo sát thực địa lập mô hình thủy lực lƣu vực sông Thạch Hãn Bến Hải, tỉnh Quảng Trị” đƣợc PGS.TS Trần Ngọc Anh công bố Tạp chí Khoa 76 học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 27, Số 1S (2011) Độ sâu ngập lụt tối đa với trận lũ thiết kế 10% ( tƣơng ứng với tần suất lặp lại trận lũ 10 năm/1 lần) Hình 3.32: Bản đồ 3D làng Đại Lộc, xã Triệu Thuận, huyê ̣n Triê ̣u Phong Với kich ̣ bản trâ ̣n lũ thiế t kế 10%, làng Đại Lộc có độ ngập sâu từ 3m -> 4m Hình 3.33: Bản đồ 3D ngập lụt tại làng Đại Lộc, xã Triê ̣u Thuận, huyê ̣n Triê ̣u Phong với trận lũ thiế t kế 10% 77 Hình 3.34: Bản đồ 3D xã Triê ̣u Thuận, huyê ̣n Triê ̣u Phong Với kich ̣ bản trâ ̣n lũ thiế t kế 10%, thôn Đa ̣i An Khê có đô ̣ ngâ ̣p sâu 1m Hình 3.35: Bản đồ 3D ngập lụt tại thôn Đại An Khê, xã Hải Thượng, huyê ̣n Hải Lăng với trận lũ thiế t kế 10% Việc xây dựng đồ 3D ngập lụt giúp địa phƣơng có nhìn trực quan, chi tiết khu vực từ đánh giá chin ́ h xác về nhƣ̃ng rủi ro lũ lu ̣t gây và đ ề xuất giải pháp tổng thể để ứng phó với biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng 78 3.3.4 Ứng dụng CSDL địa hình dự tính diện ngập khu vực Cửa Tùng theo kịch nƣớc biển dâng Bên cạnh khả ứng dụng CSDLĐH việc ứng phó với ngập lụt nhƣ trình bày trên, với hệ CSDLĐH có, dễ dàng ứng dụng để xác định mức độ ngập lụt khu vực ven biển dƣới tác động nƣớc biển dâng BĐKH Nhằm minh họa cho khả này, luận văn tiến hành dự tính khu vực ngập lụt khu vực Cửa Tùng theo kịch BĐKH NBD Cụ thể bƣớc tiến hành nhƣ sau: Bƣớc 1: Dựa lớp thông tin DEM có, sử dụng phần mềm ArcGis để xây dựng đồ dự báo ngập nƣớc với kịch mực nƣớc biển dâng 0,5m 1m Bƣớc 2: Xây dựng mô hình không gian 3D khu vực Cửa Tùng đối tƣợng địa lý phần mềm ArcScene (Hình 3.36) Các thông tin đƣợc tính toán tự động lƣu trữ CSDL nhƣ lớp thông tin chuyên đề đƣợc nhân rộng cho toàn khu vực nghiên cứu Hình 3.36: Mô hình không gian 3D khu vực Cửa Tùng phần mềm ArcScene Hình 3.37: Mô hình không gian 3D khu vực Cửa Tùng ảnh bay chụp (cảnh 1) 79 Hình 3.49: Mô hình không gian 3D khu vực Cửa Tùng ảnh bay chụp (cảnh 2) Hình 3.50: Mô hình ngập khu vực Cửa Tùng ứng với kịch nước biển dâng 0,5m Hình 3.51: Mô hình ngập khu vực Cửa Tùng ứng với kịch nước biển dâng 1m 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN CSDL địa lý gắn với mô hình số độ cao (DEM) tập hợp tƣơng đối đầy đủ thông tin không gian, đặc trƣng thông tin thuộc tính đối tƣợng địa lý bề mặt trái đất CSDL địa lý phục vụ cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực tham gia, tra cứu, truy cập tìm kiếm thông tin CSDL sở nền, dựa vào ngành khác phát triển xây dựng thành CSDL chuyên ngành có ý nghĩa quan trọng hoạt động kinh tế-xã hội ngành địa phƣơng Do vậy, việc xây dựng CSDL địa lý gắn với mô hình số độ cao cần thiết Trong khuôn khổ đề tài này, luận văn xây dựng đƣợc CSDL địa lý gắn với mô hình số độ cao với yếu tố đặc trƣng địa hình (CSDLĐH) tƣơng đối hoàn chỉnh cho khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị chứng tỏ tính hữu dụng công tác quy hoạch, quản lý, dự báo vấn đề môi trƣờng thông qua công cụ tiện ích cấp quản lý từ đề xuất đƣợc biện pháp quy hoạch, phòng chống ứng phó hiệu với BĐKH, NBD thiên tai CSDLĐH khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị đƣợc ứng dụng để đề xuất phƣơng án cứu nạn cứu hộ trƣờng hợp xảy lũ lụt với điều kiện cụ thể Quảng Trị cho thấy tiềm ứng dụng loại hình thiên tai khác nhƣ nƣớc biển dâng, trƣợt lở đất, xâm nhập mặn, ô nhiễm môi trƣờng ven biển II KIẾN NGHỊ Tùy theo đặc điểm khu vực để lựa chọn quy trình xây dựng CSDLĐH cho phù hợp Trong khuôn khổ luận văn này, CSDLĐH đƣợc xây dựng cho khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị, tƣơng lai, phục vụ cho quy hoạch không gian lớn phục vụ đa ngành, đa lĩnh vực, CSDLĐH cần đƣợc bổ sung mở rộng với quy mô toàn tỉnh CSDLĐH đƣợc ứng dụng để đề xuất số biện pháp ứng phó với thiên tai BĐKH, nhiên thời gian hạn chế, luận văn chƣa có điều kiện xây dựng mô hình 3D cho toàn khu vực nghiên cứu, nhƣng với thành công đạt đƣợc, kiến nghị cần tiếp tục xây dựng mô hình cho toàn tỉnh Quảng Trị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Trần Ngọc Anh (2011), “Tiến hành khảo sát thực địa lập mô hình thủy lực lƣu vực sông Thạch Hãn Bến Hải, tỉnh Quảng Trị”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 27, Số 1S, 1-8 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2012) Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Hà Nội Cục thống kê Quảng Trị (2015) Niên giám thống kê tỉnh quảng trị năm 2014 Hà Nội : NXB Thống kê Lê Phƣớc Dũng (2011) Tập đồ hành Việt Nam Hà Nội: NXB Bản đồ Lƣơng Chính Kế (2009) “Thành lập DTM công nghệ Lidar”, Tạp chí Viễn thám địa tin học, Số 4, 20-27 Tổng cục Thống kê (2014) Diện tích, dân số mật độ dân số năm 2014 phân theo địa phương < https://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=714 > Phan Văn Tân Giáo trình Cơ sở khoa học biến đổi khí hậu Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội IMHEN UNDP (2015) Báo cáo đặc biệt Việt Nam Quản lý rủi ro thiên tai tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với biến đổi khí hậu Hà Nội: NXB Tài nguyên Môi trƣờng Bản đồ Nguyễn Trƣờng Xuân (2003) Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý Hà Nội: Trƣờng đại học Mỏ Địa Chất 10 Trần Ngọc Anh (2012) Báo cáo tổng kết dự án “Đánh giá tác động BĐKH đến điều kiện tự nhiên KTXH tỉnh Hưng Yên đề xuất giải pháp ứng phó chiến lược” Sở TN&MT tỉnh Hƣng Yên 11 Sở TN&MT tỉnh Quảng Trị (2014) Báo cáo xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH Quảng Trị đến năm 2020 Tài liệu Tiếng Anh 10 Intergovernmental Panel on Climate Change (2014) Fifth Assessment Synthesis Report, Approved Summary for Policymakers 11 Molenaar, M., A (2008) Formal Data Structure for Three Dimensional Vector Maps Proceedings, 4th International Symposium on Spatial Data handling, Zỹrich, Vol 2, pp 830-843 82 12 Lohani, B (2008) Airborne Altimetric LiDAR Tutorial: Principle, Data collection, Processing and Applications 13 Gis Geography (2010) DEM, DSM & DTM Differences – GIS Elevation Models 83