Các lớp thông tin đ−ợc chiết xuất từ thông tin nền mà cụ thể là lớp
đường đồng mức kết hợp với các điểm độ cao. Từ lớp thông tin sơ cấp này ta có thể xây dựng mô hình số độ cao (DEM) trên cơ sở mô hình DEM chiết xuất
được các lớp thông tin thứ cấp khác như: đai cao, độ dốc (Slope), hướng phơi(Aspect) ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
4.4.1. Xây dựng mô hình số độ cao (DEM) a. Dữ liệu cơ sở
Mô hình DEM là một loại dữ liệu dùng để biểu diễn gần đúng địa hình của bề mặt nghiên cứu thông qua một bề mặt mô phỏng từ một hàm số xác
định trên một không gian liên tục bởi tập hợp các giá trị độ cao. Trong HTTĐL, DEM đ−ợc biểu diễn nh− một ma trận độ cao, nếu gọi Z (giá trị độ cao) là hàm số độ cao thì sẽ có hai biến Z=f(x,y).(x, y là giá trị tọa độ.
Để có thể tính đ−ợc mô hình số độ cao, cần phải có các thông tin dẫn xuất gồm: lớp đường bình độ đã được gán giá trị độ cao và hệ thống điểm độ cao trên các bản đồ địa hình.
Ngoài ra DEM còn có thể đ−ợc tính bằng ph−ơng pháp hàng trắc số (Digital Photogrametry): là ph−ơng pháp sử dụng ảnh lập thể (ảnh máy bay,
ảnh vệ tinh) hoặc dữ liệu đo độ cao bằng các thiết bị Radar (Altimeter). Tuy nhiên phương pháp này chủ yếu dùng trong thành lập bản đồ mới.
b. Ph−ơng pháp tính mô hình số độ cao
Phương pháp thường hay dùng nhất là nội suy dữ liệu địa hình (đường bình độ và điểm độ cao). Có 2 thuật toán để nội suy DEM, đó là:
- Ph−ơng pháp nội suy tam giác (Triangular Irregular Network - TIN):
Đây là ph−ơng pháp nội suy dựa trên các tam giác bất kỳ đ−ợc thiết lập từ 3
điểm gần nhau nhất. Độ cao của địa hình được biểu diễn dưới dạng các tam giác với những kích thước khác nhau, trong đó mỗi tam giác chứa một giá trị
độ cao.
- Phương pháp nội suy theo lưới ô vuông với kích thước định sẵn (GRID): Phương pháp này nội suy trên cơ sở chia bề mặt địa hình thành một mạng lưới các ô vuông (pixel) với kích thước định sẵn. Mỗi pixel chứa một giá
trị độ cao và toàn bộ sẽ làm thành một mô hình độ cao.
c. Mô hình số độ cao (DEM) tỉnh Lạng Sơn
Mô hình số độ cao tỉnh Lạng Sơn đ−ợc xây dựng trên dữ liệu của bản đồ
địa hình tỷ lệ 1:50.000, hệ thống lưới chiếu GAUSS. Phương pháp nội suy là ph−ơng pháp tam giác bất kỳ (TIN). Phần mềm sử dụng nội suy là ARCVIEW 3.2. Độ phân giải x, y là 10 m và độ phân giải z là 0.1 m. Mô hình đ−ợc xây dựng cho toàn tỉnh.
Hình 4.15: Mô hình số độ cao (DEM) tỉnh Lạng Sơn
Trên cơ sở mô hình số độ cao (DEM) tiến hành gộp thành các đai cao cơ bản: d−ới 100m, 100-300m, 300-500m, 500-700m, 700-1000 m, >1000m và lưu vào CSDL chuyên đề với các trường thuộc tính sau:
Lớp thông tin Kiểu dữ liệu không gian
Các tr−ờng thuộc tính Kiểu thuộc tÝnh
6. §ai cao (LSO_CAO)
Vùng (region)
-STT: số thứ tự -MASO: cÊp ®ai cao -TEN: tên đai cao -DIENTICH: diện tích
Số nguyên Số nguyên Ký tù
Sè thËp ph©n
Hình 4.16: Lớp thông tin đai cao tỉnh Lạng Sơn
4.4.2. Mô hình tính và xây dựng bản đồ độ dốc (SLOPE)
Đây là dữ liệu đ−ợc chiết xuất từ mô hình số độ cao. Bản đồ độ dốc rất quan trọng vì đ−ợc sử dụng trong rất nhiều những ứng dụng khác nhau.
Dữ liệu cơ sở dùng để tính bản đồ độ dốc chính là mô hình số độ cao ở trên. Độ dốc thể hiện góc nghiêng của địa hình tại điểm quan sát so với bề mặt nằm ngang. Trên mô hình số độ cao thì điểm quan sát đ−ợc −ớc lệ là một pixel
của mô hình số độ cao và độ dốc chính là tỷ lệ thay đổi giá trị của pixel (độ cao) so với các pixel lân cận. Độ nghiêng của bề mặt pixel có thể giao động từ 0o đến 90o hoặc từ 0% đến 100% theo phương thẳng đứng.
Bản đồ độ dốc của tỉnh Lạng Sơn đ−ợc xây dựng trong phạm vi toàn tỉnh với độ phân giải x, y là 10 m cũng bằng phần mềm ARCVIEW 3.2 và
đ−ợc tính toán từ mô hình DEM ở trên. Có thể gộp bản đồ độ dốc theo những cấp khác nhau tùy thuộc vào mục đích ứng dụng. Đối với đề tài độ dốc đ−ợc gộp theo các cấp sau: < 80, 80-150, 160-250, > 250 và được lưu vào CSDL chuyên đề theo cấu trúc sau:
Lớp thông tin Kiểu dữ liệu không gian
Các tr−ờng thuộc tính Kiểu thuộc tÝnh
7. §é dèc (LSO_DOC)
Vùng (region)
-STT: số thứ tự
-MASO: mã hoá cấp độ dốc -TEN: tên độ dốc
-DIENTICH: diện tích
Số nguyên Số nguyên Ký tù
Sè thËp ph©n
Hình 4.17: Lớp thông tin cấp độ dốc tỉnh Lạng Sơn
4.4.3. Mô hình tính và xây dựng bản đồ hướng phơi (ASPECT)
Bản đồ hướng phơi hay còn gọi là hướng sườn là dữ liệu dẫn xuất của mô hình số độ cao. Hướng phơi chính là hướng của bề mặt theo phương vị và có thể giao động tuần tự từ hướng Bắc qua hướng Đông, hướng Nam, hướng Tây và quay về hướng Bắc. Như vậy hướng phơi có giá trị từ 00 đến 3600 theo phương nằm ngang và quay theo chiều kim đồng hồ. Bề mặt địa hình ở đây cũng đ−ợc hiểu là các pixel của mô hình số độ cao.
Từ bản đồ hướng phơi ta có thể tiến hành các nghiên cứu trên các bề mặt dốc của địa hình. Bản đồ hướng phơi có ứng dụng tương đối đa dạng, tùy từng lĩnh vực cụ thể. Có thể sử dụng bản đồ hướng phơi để hiệu chỉnh số liệu m−a trong khí t−ợng hoặc có thể sử dụng trong bố trí cây trồng, vật nuôi cần số giờ nắng khác nhau trong năm. Trong địa lý quân sự cũng có nhiều ứng dụng cần tới bản đồ hướng phơi.
Bản đồ hướng phơi của Lạng Sơn được tính cho toàn tỉnh.