Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết thông qua công cụ ArcGIS, bản đồ hiện trạng môi trường đất được biên tập, thành lập và in ra với chất lượng cao và đúng về mặt khoa học phục vụ tốt cho việc nghiên cứu và quản lý môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.
Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ARCGIS ðỂ THÀNH LẬP BẢN ðỒ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ðẤT, THÍ ðIỂM Ở TỈNH HỒ BÌNH NGUYỄN NGỌC ÁNH Khoa ðịa lý, Trường ðHSP Hà Nội I ðẶT VẤN ðỀ Vấn đề nghiên cứu mơi trường nhiều nhà khoa học quan tâm, việc ứng dụng công nghệ tin học vào q trình nghiên cứu dần ñược cải thiện Việt Nam ðối với việc thành lập đồ trạng mơi trường, ứng dụng cơng nghệ GIS u cầu cần thiết để khẳng định kết nghiên cứu cơng trình Trong q trình tham gia đề tài "Nghiên cứu sở khoa học xây dựng đồ trạng mơi trường thành phần ứng dụng ñể xây dựng đồ trạng mơi trường đất, nước tỉnh Hịa Bình" chúng tơi nghiên cứu lựa chọn hệ thống phần mềm ArcGIS ñể xây dựng ñồ trạng mơi trường đất tỉnh Hịa Bình Sự lựa chọn phần mềm có nhiều ưu điểm thực hiệu biên tập đồ trạng mơi trường địa phương phạm vi tồn quốc Sau chúng tơi xin trình bày sâu việc ứng dụng hệ thống phần mềm ArcGIS xây dựng đồ trạng mơi trường đất II GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ARC GIS ArcGIS hệ thống phần mềm hồn thiện cơng nghệ GIS nay, cung cấp tập đồn Esri (Hoa Kỳ), phục vụ cho nghiên cứu, ứng dụng nhiều ngành, nhiều nghề với khả cập nhật nhanh xác ArcGIS đặc biệt thích hợp nghiên cứu địa lý, mơi trường với đặc điểm trội như: khả tích hợp thơng tin từ nhiều nguồn, lưu trữ, phân tích xử lý thơng tin mạnh, xác, khả xuất thơng tin tốt, xuất nhiều nguồn khác ñặc biệt có khả chạy kết hợp, tương thích với nhiều phần mềm khác Có thể nhận định tồn hệ thống ArcGIS thơng qua sơ đồ sau: Sơ đồ hệ thống ArcGIS 383 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển Căn vào sơ ñồ thấy mơi trường làm việc hệ thống ArcGIS ArcView với modul chạy ñồng thời như: ArcMap, ArcCatalog, ArcToobox với nhiều công cụ tiện ích nằm mục Extensions trực thuộc chương trình điều hành ArcView, tiện ích phần mở, cập nhật chạy cơng cụ lập trình nhiều mơi trường khác cho mục đích ứng dụng khác ví dụ như: nắn ảnh (Imagewarp), phân tích khơng gian chiều (3D Analyst), Geoprocessing Sau ñây ñi sâu tìm hiểu mơi trường làm việc phần mềm ArcView Về chức Chức hệ thống phần mềm ArcGIS khái qt thành sơ đồ cấu trúc sau: Các chức ArGIS (ArcGIS functions) Thu thập liệu (Capture) Lưu trữ (Store) Thực lệnh hỏi đáp (Query) Phân tích (Analyze) Hiển thị (Display) Xuất liệu (Output) Về liệu a Dữ liệu khơng gian Dữ liệu khơng gian đóng vai trị then chốt ứng dụng ArcView, lưu trữ vị trí đặc điểm hình học đối tượng khơng gian ArcViewGis 3.2 hỗ trợ ñịnh dạng liệu không gian sau: + ArcView shapefiles; + ARC/INFO coverages; + ARC/INFO GRID data; + Image data; + CAD drawings ( computer aided design); + SDE data (If Database Access is installed); + StreetMap data (If StreetMap is installed); + TINs (If 3D Analyst is installed): triangular irregulated network; + VPF data b Dữ liệu ảnh Dữ liệu ảnh dùng ArcView 3.2 ảnh vệ tinh (Remote sensing Image), ảnh máy bay, ảnh quét ArcView sử dụng nhiều file ảnh với ñịnh dạng liệu khác như: *.bmp, *.tiff, *.Jpeg, *.dat, *.lan c Dữ liệu dạng bảng ghi ArcView 3.2 cho phép liên kết liệu bảng ghi với phần mềm quản trị liệu như: Fox, Oracle, InfoMix d Dữ liệu không gian dạng shapefile ðể mơ tả đầy đủ thơng tin ñối tượng, cấu trúc shape file gồm file với phần mở rộng khác lưu vào project workspace 384 Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý + shp: mơ tả đặc điểm hình học đối tượng + shx: lưu trữ sơ (index) đối tượng + dbf: lưu trữ thơng tin thuộc tính ñối tượng + sbn sbx: lưu số không gian ñối tượng Các file xuất ta thực số lệnh "select by theme", "joint and link data" + apr: lưu trữ trạng thái làm việc Công cụ ArcView *Số hóa ArcView Các cơng cụ số hóa (draw point) gồm: Vẽ ñiểm Vẽ ñường thẳng Vẽ ñường gấp khúc Vẽ polygon vng, chữ nhật Vẽ polygon trịn Vẽ ña giác Cắtñường Cắt polygon Thêm polygon Một số phép toán xử lý ArcView Các phép tốn xử lý khơng gian ArcView lớp liệu với Geo Processing Wizard ðây chức để xử lý lớp liệu theo yêu cầu nghiên cứu Các phép toán gồm: +) Disolve features based on an attribute, cho phép gộp ñối tượng (features) theo trường liệu đó; +) Merge themes together để thực ghép ñối tượng thuộc hai hay nhiều theme khác thành theme Các theme có đối tượng có dạng hình học (point, line hay polygone) gộp thành theme, trường thuộc tính giữ lại chúng có tên trường giống nhau, tên trường khác trường rỗng ñược tạo ra; +) Clip one theme base on anothem Tiến hành sử dụng theme (clip theme) ñể cắt theme khác (input theme) theo ñường biên clip theme Theme kết có cấu trúc đặc điểm hình học trường thuộc tính giống input theme, biên ngồi lấy theo clip theme +) Intersect two themes ðây lệnh cắt tương tự clip theme khác theme kết chưa có đối tượng mang đặc tính hình học theme đầu vào theme dùng ñể cắt (trong lệnh gọi overlay theme) Chức cho phép tạo theme có đặc tính hình học theme đầu vào overlay theme Bảng thuộc tính theme kết bao gồm trường thuộc tính input theme overlay theme +) Kết nối liệu theo vị trí - (assigning data by location) Lệnh cho phép kết nối liệu bảng thuộc tính theo vị trí khơng gian đối tượng theme khác Các tiện ích cho phép chồng xếp lớp ñồ ñược thành lập từ tiêu riêng lẻ cho ñồ trạng môi trường ñất tổng hợp 385 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển III PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, ðÁNH GIÁ MƠI TRƯỜNG NHẰM THÀNH LẬP BẢN ðỒ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ðẤT Phương pháp đánh giá chất lượng mơi trường Phương pháp ñánh giá chất lượng môi trường ñất theo tiêu riêng lẻ thơng số (từng chất Ci) ñược chia thành ba mức sau: • Hệ số quy ñổi q > 1: ứng với mức nghèo - không ñáp ứng ñầy ñủ trồng • Hệ số quy đổi q = 1: ứng với mức trung bình - đáp ứng đủ nhu cầu cho trồng • Hệ số quy ñổi q < 1: ứng với mức tốt ñáp ứng ñầy ñủ cho sinh trưởng phát triển trồng Dựa hệ số quy ñổi thơng số xây dựng ñồ mức ñộ phù hợp yếu tố ñối với trồng theo tiêu riêng lẻ ðể ñánh giá tác ñộng tổng hợp nhiều yếu tố ñến chất lượng ñất ảnh hưởng trực tiếp ñến trồng, ta cần sử dụng tiêu tổng hợp ñược xác ñịnh công thức sau: n m P = ∑ qi (1) P* = ∑ q ,i (2) i =1 i =1 Trong P - giá trị trung bình nhóm chất qi ≤ Và P * - giá trị trung bình nhóm chất qi > 1; n + m = k, k - tổng số thông số khảo sát Sử dụng (1) (2) tiến hành thành lập đồ trạng mơi trường theo tiêu riêng lẻ, sau tiến hành chồng xếp chúng để nội suy ñồ tổng hợp trạng chất lượng ñất Bảng Các tiêu ñánh giá chất lượng mơi trường đất mặt hóa học (được dùng nhiều nước Việt Nam) Nội dung ðánh giá Nghèo Trung bình Khá giàu Giàu Rất giàu Mùn ñất 5,5 Chua 5,0 - 5,5 < 10 mg P2O5/100g 4-8 K2O/100g Chua 4,5 - 5,0 10 - 15 mg P2O5/100g - 14 K2O/100g Chua nhiều 4,0 - 4,5 Rất chua 15 mg P2O5/100g > 14 mg K2O/100g x < mg K2O/100g x x Ghi chú: (vị trí x khơng đánh giá) Nội dung đồ trạng mơi trường đất Chúng ta biết đồ trạng mơi trường thành phần đồ biểu diễn chất lượng mơi trường thành phần sở đánh giá yếu tố riêng lẻ Ci so sánh với tiêu chuẩn cho phép phạm vi không gian khảo sát thời ñiểm ñịnh Căn vào nguồn liệu khảo sát, phân tích thơng qua mẫu nghiên cứu ñể xác ñịnh ñược ñặc ñiểm chất lượng mơi trường khơng gian khảo sát, từ lập mơ hình nội suy để xác định phân biệt ranh giới nhận định chất lượng mơi trường Thành lập đồ trạng mơi trường thành phần cần đảm bảo tính khoa học, tính đắn việc ñánh giá chất lượng môi trường Dưới ñây thang ñánh giá mặt hóa học ñối với chất lượng ñất ñược sử dụng rộng rãi giới Việt Nam Dựa số liệu quan trắc 67 điểm phân tích mẫu phịng thí nghiệm, tính tốn trị số trung bình P (theo hệ số quy đổi) nhóm yếu tố OM, N, P, K; Kết trình bày bảng Bảng Bảng giá trị P P ∗ Loại đất ðất thường xun bồi, trung tính ðất feralit ñá sét, phiến sét ðất feralit ñá vơi ðất feralit đá biến chất ðất feralit ñá cát ðất feralit phù sa cổ ðất feralit biến ñổi trồng lúa ðất ñen sản phẩm phong hóa đá vơi ðất dốc tụ ðất phù sa sơng suối Thổ cư Núi đá vơi có lớp phủ rừng ðất thường xuyên ñược bồi, glây ðất feralit mùn đá sét xen đá vơi ðất feralit mùn ñá macma, bazơ OM Nitơ Photpho Kali 1 1 1,23 1,09 0,94 1,2 1 1 1 0,83 1,14 1 0,83 1 0,94 1 1,19 6,45 2,66 0,52 2,92 2,36 2,07 1,91 1,24 2,09 4,83 1,99 1,6 2,27 0,86 2,7 4,9 1,5 4,47 8,1 3,83 2,6 1,23 1,3 2,38 P P = P∗ >