Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa hình tỷ lệ 1 10 000 phục vụ điều tra, đánh giá và phân vùng cảnh báo nguy cơ thảm hoạ trượt lở đất đá khu vực huyện sa pa, tỉnh lào cai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM THUÝ NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1: 10.000 PHỤC VỤ ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO NGUY CƠ THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ KHU VỰC HUYỆN SA PA, TỈNH LÀO CAI Ngành: Kỹ thuật trắc địa - đồ Mã số: 60 52 05 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Võ Chí Mỹ HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn kết nghiên cứu, ý tưởng khoa học, số liệu kết nêu luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng chưa có cơng bố đề tài khoa học khác Hà Nội, tháng 10 năm 2013 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phạm Thúy Nga MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình Danh mục bảng MỞ ĐẦU CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ VÀ CÁC KIỂU TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ 1.1.1 Khái niệm trượt lở đất đá 1.1.2 Các nguyên nhân gây trượt lở 1.1.3 Các kiểu trượt lở thường gặp 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng 15 1.1.4.1 Các yếu tố địa chất 15 1.1.4.2 Các yếu tố học, hoá học khoáng học đất 16 1.1.4.3 Các yếu tố địa mạo 16 1.1.4.4 Các yếu tố thuỷ văn 18 1.1.4.5 Hoạt động kiến tạo 20 1.1.4.6 Các yếu tố nhân tạo 21 1.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 21 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trượt lở đất đá giới 21 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trượt lở đất đá Việt Nam 26 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA HÌNH VÀ MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH (DTM) 40 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIS 40 2.1.1 Khái niệm GIS 40 2.1.2 Các thành phần GIS 41 2.1.3 Các nhiệm vụ GIS 43 2.1.4 Mơ hình liệu GIS 46 2.1.5 Cấu trúc liệu GIS 47 2.2 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 49 2.2.1 Khái niệm sở liệu GIS 49 2.2.2 Ngôn ngữ xây dựng sở liệu GIS 49 2.2.3 Cấu trúc sở liệu GIS 50 2.2.3.1 Dữ liệu không gian 50 2.2.3.2 Dữ liệu thuộc tính 59 2.2.3.3 Mối quan hệ liệu không gian liệu phi không gian 59 2.2.4 Tổ chức sở liệu GIS 60 2.2.5 Chuẩn sở liệu GIS 61 2.3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 63 2.3.1 Các giải pháp công nghệ GIS 63 2.3.2 Tích hợp tư liệu viễn thám xây dựng sở liệu GIS 64 2.3.3 Nguyên tắc gắn kết liệu không gian thuộc tính phân tích liệu 65 2.3.4 Qui trình xây dựng sở liệu GIS 65 2.4 MƠ HÌNH BỀ MẶT TRÁI ĐẤT 67 2.4.1 Khái niệm mơ hình số độ cao 67 2.4.2 Cấu trúc mơ hình số độ cao 67 2.4.3 Các phương pháp thành lập mơ hình số độ cao 74 2.4.3.1 Đo vẽ đối tượng phục vụ lập DTM trạm đo vẽ ảnh số 75 2.4.3.2 Chuẩn hoá đối tượng độ cao gốc 76 2.4.3.3 Lập DTM 77 2.5 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG ĐỂ THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU 78 2.5.1 Phần mềm số hóa Bản đồ MicroStation 78 2.5.2 Phần mềm thành lập sở liệu ArcGis 78 2.5.3 Một số phần mềm khác 79 2.5.4 Phần mềm chuyển đổi liệu từ (.dgn) sang (.mdb) 79 2.5.5 Phần mềm thu thập, chuẩn hóa, mã hóa thông tin siêu liệu địa lý theo chuẩn VMP-Editor 79 2.5.6 Phần mềm Kiểm tra chất lượng CSDL công ty EK 80 CHƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO NGUY CƠ THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ KHU VỰC HUYỆN SA PA TỈNH LÀO CAI 81 3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU HUYỆN SA PA TỈNH LÀO CAI 81 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 81 3.1.1.1 Vị trí địa lý 81 3.1.1.2 Địa hình, địa mạo 82 3.1.1.3 Khí hậu 83 3.1.1.4 Đặc điểm khí tượng-thủy văn 83 3.1.1.5 Các nguồn tài nguyên 84 3.1.2 Khái quát điều kiện kinh tế - xã hội 87 3.1.2.1 Tăng trưởng kinh tế 87 3.1.2.2 Dân số, lao động, việc làm thu nhập 89 3.1.2.3 Hệ thống giao thông vận tải 89 3.1.2.4 Thủy lợi 90 3.1.2.5 Giáo dục - đào tạo 90 3.1.2.6 Y tế 90 3.1.2.7 Văn hoá 91 3.1.2.8 Thể dục - thể thao 91 3.1.2.9 Năng lượng 91 3.1.2.10 Bưu viễn thông 91 3.1.2.11 Quốc phòng - an ninh 92 3.2 YÊU CẦU, NHIỆM VỤ 92 3.2.1 Yêu cầu 92 3.2.2 Nhiệm vụ 93 3.2.3 Sản phẩm đề tài 93 3.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA HÌNH (NỀN THƠNG TIN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1:10.000) VÀ MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH HUYỆN SA PA TỈNH LÀO CAI 93 3.3.1 Mơ hình cấu trúc liệu 93 3.3.2 Quy trình cơng nghệ 96 3.3.3 Xây dựng đối tượng địa lý từ nội dung đồ: 97 3.3.3.1 Hình thành liệu ban đầu cho CSDL địa lý 1/10.000 từ đồ địa hình dạng số 97 3.3.3.2 Thu nhận thông tin thuộc tính cho đối tượng địa lý từ nội dung đồ 98 3.3.3.3 Bổ sung thông tin cho thị chuẩn hoá đối tượng địa lý 101 3.3.3.4 Thực nghiệm chuẩn hóa liệu địa lý 108 3.3.3.5 Chuẩn hóa liệu địa lý 1/10000 110 3.3.4 Đánh giá chất lượng liệu 111 3.3.5 Siêu liệu (Metadata) 115 3.3.5.1 Giới thiệu 115 3.3.5.2 Cấu trúc liệu Metadata 116 3.3.6 Quy trình xây dựng DTM 116 3.4 SẢN PHẨM CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS VÀ MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH (DTM ) PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO NGUY CƠ THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ 119 3.4.1 Sản phẩm CSDL địa hình 110 3.4.2 Sản phẩm mơ hình số địa hình 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 Kết luận 123 Kiến nghị 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSDL Cơ sở liệu DBMS Hệ quản trị sở liệu DEM Digital Elevation Model - Mơ hình số độ cao DSM Digital Suface Model - Mơ hình số bề mặt DTM Digital Terrain Model - Mơ hình số địa hình GIS Geographic Infomation System - Hệ thông tin địa lý GRID Lưới ô vuông HTTĐL Hệ thơng tin địa lý MHSĐC Mơ hình số độ cao NDBĐ Nội dung đồ TIN Triangulated Irregular Network - Lưới tam giác bất quy tắc DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế tạo thành trượt lở Hình 1.2 Sơ đồ mơ tả thân trượt Hình 1.3 Trượt lở dạng đổ 10 Hình 1.4 Trượt lở dạng lật 11 Hình 1.5.Trượt lở dạng trượt tịnh tiến 12 Hình 1.6 Landslide west of Stella, WA 22 Hình 1.7 Lở đất đá Trung Quốc vào ngày 17/7/2010 23 Hình 1.8 Hiện trường vụ lở đất đá vùng Chuncheoen, cách thủ Seoul, Hàn Quốc 100 km phía đơng 23 Hình 1.9 Một vụ trượt lở đất đá Ý xảy ngày 18/8/2010 23 Hình 1.10 Trận lở đất đá ngày18/1/2011 Brazil 23 Hình 1.11 Trượt lở đất đá Colombia 24 Hình 1.12 Bản đồ nguy tai biến môi trường trượt lở lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1:1,000,000 (Nguyễn Trọng Yêm nnk, 2006) 26 Hình 1.13 Sạt lở đất ngày 4/9/2013 xã Bản Khoang, huyện Sa Pa 30 Hình 1.14 Hình ảnh trượt lở đất đá huyện Xín mần 31 Hình 1.15 Lở đất Tp Long Xuyên 32 Hình 1.16 Đất cát vùi lấp nhà máy thủy điện 33 Hình 1.17 Sa Pa Khoan điểm sạt lở kéo dài khiến giao thông ách tắc 35 Hình 1.18 4h sáng ngày 26/9/2012 lở đất đá Sa Pa, kẹt xe km 35 Hình 1.19 Hàng trăm ơtơ bị kẹt 12 vào ngày 26/11/2004 sạt lở núi km262+512 quốc lộ 1A thuộc địa bàn huyện Nam Giang 36 Hình 1.20 Báo An ninh Thủ chụp khai thác khoáng sản 37 Hình 2.1 Sơ đồ tổ chức hệ thống GIS 41 Hình 2.2 Phân tích lân cận 45 Hình 2.3 Phân tích chồng xếp 45 Hình 2.4 Mơ hình lớp liệu vector 46 Hình 2.5 Cấu trúc liệu raster vector 47 Hình 2.6 Mơ hình raster 51 Hình 2.7 Biễu diễn thơng tin dạng điểm, đường, vùng theo cấu trúc vector 53 Hình 2.8 Các mối quan hệ topology không gian 57 Hình 2.9 Sự chuyển đổi liệu raster vector 59 Hình 2.10 Liên kết liệu không gian phi không gian 59 Hình 2.11 Tổ chức sở liệu - GeoDatabase 60 Hình 2.12.(a) Mơ hình số bề mặt DSM (b) mơ hình số độ cao DEM 69 Hình 2.13 Các định dạng DTM 69 Hình 2.14 Ví dụ MHSĐC theo lưới UTM với Dx= Dy = 30m 70 Hình 2.15 MHSĐC thành lập theo toạ độ địa lý với Dj = Dl = 3” 70 Hình 2.16 Hiện tượng khắc phục tam giác nằm ngang 71 Hình 2.17 Một số ví dụ bề mặt TIN 74 Hình 2.18 Các phương pháp thành lập mơ hình số độ cao 74 Hình 2.19 Đo vẽ đường, điểm đặc trưng vùng bờ đắp, xẻ, giao thơng, thủy hệ 76 Hình 2.20 Mơ hình số độ cao 77 Hình 2.21 Mơ hình số độ cao xây dựng từ CSDL địa hình 78 Hình 3.1 Vị trí địa lý huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai 81 Hình 3.2 Mơ hình cấu trúc liệu 94 Hình 3.3 Quy trình cơng nghệ 96 Hình 3.4 Bảng thuộc tính tim đường 100 Hình 3.5 Bảng thuộc tính lớp phủ bề mặt 101 Hình 3.6 Chuẩn hóa giao thơng 103 Hình 3.7 Chuẩn hóa thủy hệ 104 Hình 3.8 Chuẩn hóa dân cư 105 Hình 3.9 Bổ xung yếu tố trạm ảnh số 107 Hình 3.10 Kiểm tra đối sốt 112 Hình 3.11 Dạng điểm CSDL 113 Hình 3.12 Dạng đường CSDL 114 Hình 3.13 Dạng vùng CSDL 114 Hình 3.14 Dạng text CSDL 115 Hình 3.15 Mơ hình liệu Metadata 116 Hình 3.16 DTM vùng đắp xẻ dọc đường giao thông bờ dốc thủy hệ 118 Hình 3.17 CSDL địa hình huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai 120 Hình 3.18 Mơ hình số địa hình 120 Hình 3.19 Mơ hình số địa hình 121 Hình 3.20 Mơ hình số địa hình 121 Hình 3.21 Mơ hình số địa hình chồng xếp lớp địa hình, thủy văn, giao thông 122 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1978, 1984) Bảng 1.2 Thống kê thiệt hại trượt lở đất tuyến giao thông khu vực tỉnh miền núi phía Bắc năm 1995 36 Bảng 2.1 Các qui tắc tạo topology với sở liệu ArcGIS 57 Bảng 3.1 Bảng cấu trúc CSDL 95 Bảng 3.2 Danh mục đối tượng địa lý 98 111 Xây dựng lớp thơng tin kiểm sốt tiêu chuẩn hình học liệu (TOPOLOGY RULE) cho lớp theo qui định, phần mềm GIS Nhập liệu vào gói nêu kiểm soát chất lượng liệu đồ hoạ ghi nhận kết Kết nạp thơng tin thuộc tính tổng hợp từ liệu địa lý gốc cho loại ĐTĐL, kiểm sốt chất lượng thơng tin thuộc tính, ghi nhận kết Hồn thiện báo cáo kiểm sốt chất lượng liệu địa lý cuối 3.3.4 Đánh giá chất lượng liệu Tiêu chí phương pháp đánh giá chất lượng liệu thực theo yêu cầu Qui định kỹ thuật CSDL địa lý 1/10.000 Trong tiêu chí mức độ đầy đủ độ xác đối tượng so sánh với nội dung đồ nội dung bổ sung thị chuẩn hoá đối tượng địa lý a Các nội dung kiểm tra: - Độ xác, tính đầy đủ lớp đối tượng theo thông tin đồ địa hình kết hợp với thơng tin tổng hợp thị chuẩn hố - Chuẩn quan hệ hình học (Topology) đối tượng, quan hệ loại đối tượng chuẩn hoá tương quan - Kiểm tra đối tượng cạnh biên để phát sửa lỗi - Kiểm tra thơng tin phân loại thuộc tính - Kiểm tra thuộc tính liên kết hình học số loại đối tượng theo hướng dẫn cụ thể bảng theo dõi chất lượng sản phẩm theo mẫu qui định bàn giao sản phẩm sau thi công Theo Qui định CSDL địa lý 1/10.000 loại đối tượng địa lý thuộc tính đối tượng có danh mục khơng có điều kiện thu nhận thơng tin như: Giao thơng đường thủy, đường không v.v., phân loại nhà theo mục đích sử dụng, thơng tin mạng điện, dây thơng tin, ống dẫn v.v.đều có báo cáo đánh giá chất lượng sản phẩm đạt đến đâu so với Qui chuẩn liệu địa lý Quốc gia Những thơng tin cập nhật đầy đủ METADATA Kiểm tra, chuẩn hóa quan hệ hình học thuộc tính số loại đối tượng thuộc nhóm khác có liên quan: Bề mặt, đường mép nước, độ cao 112 DTM độ cao bình độ v.v theo qui định Danh mục đối tượng lược đồ ứng dụng Ghi nhận thông tin vào bảng theo dõi biên tập liệu cho đơn vị sản phẩm Tổng hợp nhóm đối tượng địa lý, tổng hợp số liệu cho lớp liệu địa lý (số đối tượng, thuộc tính đối tượng v.v.) điền vào báo cáo, nhằm kiểm sốt sai sót q trình chuyển đổi khn dạng liệu sang môi trường GIS sau b Các phương pháp để tiến hành kiểm tra chất lượng liệu là: - Kiểm tra trực tiếp CSDL khuôn dạng sản phẩm đóng gói giao nộp theo Qui chuẩn phân loại đối tượng, thuộc tính, độ xác quan hệ không gian (Topology) phần mềm tự động đưa báo cáo số lỗi lại - Kiểm tra CSDL phần mềm ARCMAP, ARCVIEW - Kiểm tra phần mềm đồ hoạ cho chức tương đương - Tạo thể CSDL ARCGIS phục vụ kiểm sốt chất lượng Hình 3.10 Kiểm tra đối soát Việc tạo thể gói liệu địa lý từ CSDL cuối thực phần mềm GIS phần mềm chuyên dụng cho phép chuyển đổi liệu dạng sản phẩm giao nộp (ví dụ dạng mã hố GML) mơi trường đồ hoạ để tiến hành cơng tác kiểm tra, đối sốt thơng thường 113 Thông thường phần mềm GIS, với loại đồ cần tạo thư viện thể ĐTĐL theo Qui định thể NDBĐ hành Tuy nhiên thể giúp cho người sử dụng nhận dạng đối tượng dễ dàng tiện cho kiểm tra, theo dõi Việc in đối tượng NDBĐ tuân thủ theo qui định hành ngành đo đạc đồ Việc lựa chọn cách hiển thị đối tượng đồ việc quan trọng thành lập đồ Cần hiển thị đối tượng đồ cho việc thể vị trí đối tượng cịn phải truyền đạt thông tin tổng quát đối tượng NDBĐ đến người dùng, nói cách khác cần hiển thị thơng tin thuộc tính bên cạnh thơng tin khơng gian hiển thị thông tin đặc trưng đối tượng Để tạo thể cần chuẩn bị thư viện kí hiệu cho kiểu đối tượng thuộc cấu trúc liệu địa lý: - Các đối tượng dạng điểm Kí hiệu dạng điểm dùng để vẽ đối tượng dạng điểm, Label, hay đối tượng ghi khác Có nhiều cách để tạo kí hiệu dạng điểm như: Tạo kí hiệu điểm từ Font True Type, từ fie dạng ảnh có.v.v Hình 3.11 Dạng điểm CSDL Các đối tượng dạng đường Kí hiệu dạng đường dùng để thể đối tượng có dạng hình tuyến Ví dụ hệ thống giao thơng, hệ thống thoát nước, đường biên mạng lưới kết nối khác "Đường" dùng để tạo đường biên ngồi cho kí hiệu khác Polygon, Point, Label.v.v 114 Hình 3.12 Dạng đường CSDL - Các đối tượng dạng vùng Kí hiệu dạng Polygon dùng để "trải" vào đối tượng dạng đa giác đường biên quốc gia, tỉnh, thành phố, đất sử dụng, môi trường sống Điền kí hiệu vào Polygon có nhiều dạng "lấp đầy", "ảnh mờ" "trong suốt", điền kí hiệu ngẫu nhiên có thứ tự Hình 3.13 Dạng vùng CSDL 115 - Các ký hiệu dạng Text Kí hiệu Text dùng để vẽ nhãn ghi Text tiêu đề, mơ tả, ghi chú, tỉ lệ, bảng v.v Có thể tạo kí hiệu Text đơn giản thêm thuộc tính để tạo kí hiệu Text thích hợp Hình 3.14 Dạng text CSDL Dựa vào quan sát trực quan thơng qua hiển thị phát lỗi chuẩn hoá đối tượng địa lý để chỉnh sửa tối đa Khi tạo thể lớp liệu địa lý phần mềm GIS cần tạo bảng liên kết thuộc tính (InfoTable) theo danh mục đối tượng lớp đối tượng (khi cần thiết) Khi kết nạp thông tin thuộc tính thường đưa vào CSDL tên trường thơng tin thuộc tính, để hiểu chi tiết cần tạo bảng liên kết tên thuộc tính đối tượng với mơ tả chi tiết cho loại thuộc tính Sau tạo liên kết cho lớp đối tượng tương ứng với bảng thuộc tính tạo 3.3.5 Siêu liệu (Metadata) 3.3.5.1 Giới thiệu Dữ liệu metadata xây dựng nhằm mô tả tổng quan tập liệu địa lý tất thông tin liên quan đến qúa trình xây dựng, kiểm tra, cập nhật, phân phối liệu địa lý Đối tượng sử dụng, khai thác liệu địa lý đồng thời đối tượng sử dụng liệu metadata, liệu metadata xem xét trước tiên tiền đề đưa định có sử dụng liệu địa lý hay không Đặc biệt liệu metadata hiệu cho công tác lập quy hoạch công tác quản lý vĩ mơ có liên quan đến địa lý lãnh thổ 116 3.3.5.2 Cấu trúc liệu Metadata Thông tin mô tả liệu địa lý Thông tin mô tả phạm vi không gian thời gian liệu địa lý Thông tin đơn vị có liên quan đến liệu Metadata liệu địa lý 3.3.6 Quy trỡnh xõy dng DTM Thông tin ràng buộc liệu địa lý a) Cụng tỏc thu thập phân loại: Khi tham gia lập DTM khai báo theo kiểu đối tượng đặc trưng cụ Thông tin mô tả chất th nh sau: Dữ liệu Metadata lượng liệu địa lý * Kiu im (Point) Hình 3.15 Mơ hình liệu Metadata - Check Point: Các điểm không tham gia tạo TIN sử dụng để kiểm tra - Peak: Điểm đọc vịTh«ng trí cáctinhốph©n lõm có giá trị độ cao nhỏ atinhỡnh Thông hệ xung quanh tham chiếu liệu địa lý - Pits: Điểm đọc tạiphèi vị trí chỏm, đỉnh đồi, mom có giá trị độ cao lớn địa hình xung quanh Hình 3.15 Mơ hình liệu Metadata 3.3.6 Quy trình xây dựng DTM a) Cơng tác thu thập phân loại: Khi tham gia lập DTM khai báo theo kiểu đối tượng đặc trưng cụ thể sau: * Kiểu điểm (Point) - Check Point: Các điểm không tham gia tạo TIN sử dụng để kiểm tra - Peak: Điểm đọc vị trí hố lõm có giá trị độ cao nhỏ địa hình xung quanh - Pits: Điểm đọc vị trí chỏm, đỉnh đồi, mom có giá trị độ cao lớn địa hình xung quanh - Regular Point: Điểm độ cao đo vẽ để lấy code độ cao địa hình như: điểm lưới độ cao - Spot Heights: Điểm độ cao đặc trưng địa hình 117 * Kiểu đường (Linear): Nối điểm độ cao mơ tả đặc trưng địa hình có dạng độ cao cố định (đều đặn, bất kỳ) đường có giá trị độ cao lớn dần nhỏ dần theo hướng dốc địa hình - Breakline: Các đường mơ tả nếp uốn địa đường phân thuỷ, tụ thuỷ, sống núi, sông, suối nét thuộc kiểu đối tượng - Contours: Đường bình độ - Drain: Đường tụ thuỷ theo hướng dốc địa khe suối, sông nét v.v - Faults: Mô tả địa hình dạng vách đứng - Inferred Breakline: đường đặc trưng dáng núi - Ridge Line: đường đặc trưng cho dãy núi, đường sống núi * Kiểu vùng (Area): Bao gồm đối tượng mơ tả mặt địa hình nhân tạo mặt, sườn đê, đập v.v mặt đặc biệt có diện tích rộng lớn mặt hồ lớn, khoanh vùng có độ cao khơng xác định vùng bị che khuất - Edge: Vùng tạo cạnh có độ cao khác để tạo mặt nghiêng - Obscure Area: vùng bị che khuất - Planar Area: mặt tạo đường có độ cao đồng b) Cơng tác chuẩn hố độ cao: * Tổng hợp, tiếp biên, kiểm tra phân loại, làm đối tượng độ cao, phát xử lý mâu thuẫn điểm độ cao đặc trưng với đối tượng dạng đường (bình độ, sơng suối, địa vật có chênh cao bờ đắp, bờ xẻ v.v) * Phù hợp hoá độ cao loại đối tượng nêu trên: Độ cao điểm khống chế, điểm đặc trưng, độ cao đường bình độ, đường mô tả (breakline, contour, spot Height v.v.) Trường hợp phát mâu thuẫn cần xử lý theo nguyên tắc: ưu tiên tính hợp lí hướng dốc địa hình dựa vào khả xét đốn mơ hình lập thể sau đến độ xác phương pháp đo độ cao chi tiết c) Lập DTM: * Sử dụng chức cho phép phần mềm để thành lập mơ hình lưới tam giác bất qui tắc (TIN) từ đối tượng độ cao chuẩn hoá * Đơn vị để lập mơ hình TIN file tương ứng với đối tượng độ cao gốc theo mảnh đồ chuẩn bị bước trước 118 * Sử dụng chức phần mềm để kiểm tra sơ đối tượng (Feature) tham gia tạo TIN yếu tố (độ hợp lí miền giá trị độ cao, phạm vi khu vực mà mơ hình TIN bao phủ v.v.) Ví dụ với khu đồng xuất đối tượng có giá trị độ cao hàng ngàn mét độ cao âm v.v * Tạo thể mô hình TIN theo màu tương ứng với phân tầng độ cao nhằm kiểm tra phù hợp hoá lớp đối tượng tham gia tạo TIN Ví dụ: chồng đối tượng (Feature) độ cao cần kiểm tra lên mơ hình TIN theo phân tầng màu để nhận bất hợp lí độ cao v.v * Sửa chữa đối tượng độ cao gốc hết lỗi * Tạo mơ hình TIN cuối Xây dựng mơ hình lưới (Grid) theo giãn cách qui định cụ thể cho khu đo để phục vụ kiểm tra mơ hình số ứng dụng Tạo thể Grid (place) dạng ghi độ cao mắt lưới theo lớp riêng file_DTM.Dgn (3D) sản phẩm cuối Hình 3.16 DTM vùng đắp xẻ dọc đường giao thông bờ dốc thủy hệ 119 3.4 SẢN PHẨM CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS VÀ MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH (DTM ) PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO NGUY CƠ THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ Công nghệ GIS kết hợp thao tác sở liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) phép phân tích thống kê, phân tích khơng gian Những khả phân biệt GIS với hệ thống khác khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng nhiều lĩnh vực khác nhau, lĩnh vực mà đối tượng, tượng quan sát, nghiên cứu quản lý vị trí địa chúng có ý nghĩa quan trọng Trong năm gần đây, với phát triển vượt bậc công nghệ liệu 3D thể cách trực quan, đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác Trong điều kiện thuận lợi sản phẩm đồ da dạng hóa nhiều, đặc biệt nguồn liệu địa hình Một nguồn liệu mơ hình số địa hình (DTM) dự báo trượt lở, xây dựng kịch thiên tai Do có nhiều ứng dụng có sản phẩm dẫn xuất phong phú, đa dạng nên DTM khẳng định tầm quan trọng CSDL khơng gian phần thiết yếu hệ thống thông tin địa lý GIS Hiện nay, GIS ứng dụng nhiều cấp, nhiều ngành nước ta như: Quân sự, quản lý tài ngun mơi trường, quản lý địa chính, đánh giá trạng sử dụng đất, qui hoạch nông lâm nghiệp, điều tra qui hoạch quản lý rừng, đo đạc đồ, qui hoạch quản lý đô thị, phòng chống trượt lở Trong năm gần đây, với phát triển vượt bậc công nghệ thông tin với yêu cầu ngày cao ngành GIS phát triên mạnh đặc biệt liệu 3D thể trực quan, đáp ứng nhiều mục tiêu khác Do vậy, sản phẩm dẫn xuất từ CSDL địa lý mơ hình số địa hình (DTM) ngày đa dạng phong phú 120 Do có nhiều ứng dụng có sản phẩm dẫn xuất phong phú, đa dạng nên DTM khẳng định tầm quan trọng CSDL khơng gian phẩn thiếu hệ thống thông tin địa lý GIS Để thấy vai trò quan trọng DTM việc xây dựng liệu địa lý, sau số sản phẩm phần thực nghiệm phục vụ công tác điều tra, đánh giá, phân vùng nguy trượt lở đất đá 3.4.1 Sản phẩm CSDL địa hình Gồm gói liệu chồng xếp Hình 3.17 CSDL địa hình huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai 121 3.4.2 Sản phẩm mơ hình số địa hình Hình 3.18 Mơ hình số địa hình Hình 3.19 Mơ hình số địa hình 122 Hình 3.20 Mơ hình số địa hình Hình 3.21 Mơ hình số địa hình chồng xếp lớp địa hình, thủy văn, giao thông 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trượt lở đất đá loại hình tai biến thiên nhiên đe dọa sống người gây nhiều thiệt hại tài sản mà tác động tiêu cực lâu dài đến môi trường sinh thái Cần thiết phải thiết lập sở liệu hỗ trợ cho việc dự báo, cảnh báo để giảm thiểu thiệt hại trượt lở Hệ thống GIS hệ thống thông tin đại cho phép cập nhật nhanh chóng có khả lưu trữ quản lý phân tích hiển thị chia sẻ thơng tin nhanh chóng Đây điểm mạnh GIS hỗ trợ kịp thời cho công tác cảnh báo dự báo để giảm thiểu tác động tiêu cực trượt lở Sản phẩm mơ hình số địa hình (DTM) đưa mơ hình từ tổng quan (cấp vùng) đến chi tiết (dự án) từ tình khẩn cấp đến vấn đề địi hỏi cần phân tích đưa số liệu thống kê đáp ứng kịp thời Kết nghiên cứu đề tài thỏa mãn mục tiêu đề xác lập sở khoa học phương pháp luận xây dựng sở liệu địa hình mơ hình số địa hình (DTM) phục vụ điều tra, đánh giá phân vùng cảnh báo nguy thảm họa trượt lở đất đá nói chung ứng dụng thực nghiệm cho khu vực huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai nói riêng Hệ thống xây dựng hoàn chỉnh hữu dụng công tác qui hoạch, quản lý, dự báo vấn đề mơi trường, cơng cụ có nhiều tiện ích đối vớí cấp quản lý Cơ sở liệu thơng tin địa lý có tổ chức, cấu trúc hợp lý, nội dung thông tin đảm bảo tra cứu, truy nhập thống tin nhanh chóng, xác, có ý nghĩa quan trọng hoạt động kinh tế - xã hội ngành địa phương, làm CSDL cho ngành khác phát triển CSDL chuyên ngành Cơ sở liệu địa hình mơ hình số địa (DTM) hồn tồn ứng dụng cơng tác phịng chống tai biến mơi trường điển hình trượt lở phân vùng dự báo phạm vi trượt lở đất đá xảy để đưa định kịp thời vấn đề liên quan đến trượt lở di dân, hạn chế tác hại môi trường 124 Kiến nghị Cần đầu tư cho việc đào tạo chuyên nghiệp để có chuyên gia lĩnh vực GIS, đầu tư hạ tầng cơng nghệ thơng tin để từ hình thành ứng dụng hiệu từ nguồn sở liệu sẵn có Đẩy mạnh cơng tác tập huấn, tuyên truyền phổ cập kiến thức GIS công nghệ GIS cho đội ngũ tác nghiệp viên chuyên không chuyên để phục vụ cấp, ngành Sản phẩm CSDL địa hình giai đoạn mở đầu, có tính móng cho bước phát triển cần tiếp tục có nghiên cứu, thử nghiệm phạm vi rộng, đặc trưng cho dạng tư liệu, liệu khu vực, thời kỳ để tiếp tục hoàn thiện Kết nghiên cứu có ích cơng tác khoanh vùng khu vực có nguy xảy sạt lở đất đá triền sông, suối, tuyến đường giao thông, khu vực dân cư vùng sản xuất canh tác cần áp dụng rộng rãi cho vùng nước Dự án GIS có đưa vào khai thác hiệu hay khơng cịn phụ thuộc vào việc áp dụng chế, sách người, tâm vận hành hệ thống nhằm đảm bảo trì hoạt động lâu dài bền vững 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT ngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ Tài ngun Mơi trường (2007), Đính Quy định áp dụng chuẩn thơng tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT ngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 26/8/2007 việc Sửa đổi, bổ sung số điều Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐBTNMT Quyết định số 08/2007/QĐ-BTNMT ngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ tài nguyên Môi trường (2008), Quyết định số 1620/2008/QĐ-BTNMT ngày 15/8/2008 sửa đổi bổ sung số điều Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT Võ Chí Mỹ (2005), Kỹ thuật địa tin học nghiên cứu tài nguyên môi trường, Trường Đại học-Mỏ địa chất, Hà Nội Võ Chí Mỹ (2005), Kỹ thuật mơi trường¸ Giáo trình Cao học Trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Chu Văn Ngợi, Nguyễn Thị Thu Hà, (2008), Đánh giá nguy tai biến trượt lở dọc tuyến đường 4D sở nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc địa chất địa hình, Đại học Khoa học Tự nhiên, Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội ng Đình Khanh, Lê Đức An, Lại Huy Anh, nnk (2007), Hiện trạng tai biến trượt lở đất đá số tuyến đường giao thông tỉnh Cao Bằng vùng phụ cận, Viện Địa lý, Viện KH&CN VN Tổng cục Địa (2000), Qui định kỹ thuật số hóa đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, Hà Nội 10 Tổng cục Môi trường - Bộ Tài nguyên Môi trường, http://vea.gov.vn 11 Jonathan P McKenna, David J Lidke, and Jeffrey A.Coe (2008), Landslides Mapped from LIDAR Imagery, Kitsap County, Open Report USGS, Washington 12 Van Westen C.J (2002), Use of weights of evidence modeling for landslide susceptibility mapping, International Institute for Geoinformation Science and Earth Observation (ITC), P.O Box 6, 7500 AA Enschede, Amsterdam ... CHƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO NGUY CƠ THẢM HỌA TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ KHU VỰC HUYỆN SA PA TỈNH LÀO CAI 81 3 .1 ĐIỀU KIỆN... đất - Ứng dụng xây dựng sở liệu địa hình tỷ lệ 1: 100 00 DTM phục vụ phân vùng cảnh báo nguy trượt lở đất huyện Sapa, tỉnh Lào Cai Phương pháp nghiên cứu Để thực mục đích nghiên cứu, luận văn sử... nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở khoa học phương pháp luận xây dựng sở liệu địa hình tỷ lệ 1: 10. 000 kết hợp mơ hình số địa hình DTM phục vụ phòng chống trượt lở đất đá địa bàn huyện Sa Pa, tỉnh