3.2. Đánh giá nguy cơ xói lở đường bờ khu vực quần đảo Thổ Chu
3.2.2. Đánh giá mức độ tin cậy của kết quả phân vùng nguy cơ xói lở
Việc xây dựng các mô hình phân vùng nguy cơ xói lở là một bước quan trọng trong công tác nghiên cứu, đánh giá tai biến xói lở, nhằm chỉ ra những khu vực có tiềm năng xói lở ở các mức độ khác nhau, giúp cho việc định hướng xây dựng, phát triển kinh tế, xã hội trong khu vực và tìm các biện pháp phòng chống hợp lý, khắc phục các hậu quả do xói lở gây ra. Tuy nhiên mức độ chính xác của các mô hình này cần được đánh giá để ước lượng mức độ tin cậy cũng như để đánh giá hiệu quả của mô hình tính toán.
3.2.2.1. Các tiêu chuẩn đánh giá
Kết quả kiểm nghiệm của từng mô hình có thể được mô tả dưới dạng ma trận sai số như sau:
Bảng 3.9. Ma trận sai số giữa kết quả dự đoán và thực tế Dự đoán
Xói lở mạnh Xói lở yếu
Thực tế Xói lở mạnh TP FN
Xói lở yếu FP TN
Trong đó:
TP (True Positive) là kết quả dự đoán điểm trượt đúng với thực tế;
TN (True Negative) là kết quả dự đoán điểm không trượt đúng với thực tế FP (False Positive) là kết quả dự đoán điểm trượt nhưng thực tế không trượt FN (False Negative) là kết quả dự đoán điểm không trượt nhưng thực tế trượt Như vậy tổng đường chéo chính TP+TN của ma trận trên là số điểm đã dự đoán chính xác (cả trượt lẫn không trượt) và tổng FP+FN là số điểm dự đoán sai (trượt thành không trượt và ngược lại).
Các tiêu chuẩn so sánh bao gồm:
- Hệ số Kappa (Kappa statistic):
A
B (3.2)
Trong đó:
A = Số điểm dự đoán đúng (TP+TN) - Số điểm dự đoán sai (FP+FN).
B = Tổng số điểm được dự đoán.
Hệ số Kappa đánh giá chung kết quả dự đoán trượt lở của từng mô hình.
Khi Kappa = 1 thì độ tin cậy dự đoán là tuyệt đối.
- Độ đúng (accuracy) hay độ truy hồi (recall) (trong phương pháp trí tuệ nhân tạo):
Recall = TP
TP+ FN (3.3)
- Độ chính xác (precision):
Precision = TP
TP+ FP (3.4)
Các giá trị của độ đúng và độ chính xác nằm trong khoảng từ 0 đến 1.
Giá trị càng gần 1 mức độ tin cậy càng cao.
- Hệ số F (F-measure): là trung bình điều hòa của độ đúng và độ chính xác, được tính theo công thức:
2 recall precision F - measure =
recall precision
(3.5)
Giá trị F-measure càng gần 1 thì độ tin cậy dự đoán càng cao.
- Đường cong ROC (Receiver Operating Characteristic):
Đường cong ROC là diện tích phía dưới đường tần suất tích lũy kết quả dự đoán trượt lở theo không gian. Giá trị này càng gần 1 (diện tích ~ 100%) chứng tỏ khả năng dự đoán có độ tin càng cao (đường tần suất tích luỹ hội tụ nhanh).
3.2.2.2. Kết quả đánh giá độ tin cậy và phân tích đặc điểm xói lở bờ tại khu vực nghiên cứu
Kết quả phân tích mức độ tin cậy của kết quả phân vùng xói lở được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 3.10. Mức độ tin cậy của kết quả Tiêu
chuẩn
Hệ số Kappa
Độ chính
xác Độ đúng Hệ số F Diện tích đường cong ROC
Giá trị 0,764 0,946 0,880 0,912 0,894
Các kết quả so sánh về mức độ tin cậy cho thấy phương pháp Chỉ số thống kê có khả năng chất lượng tốt nhất với hệ số Kappa là 0,764, độ chính xác tới 0,946 (~95%) và có quá trình hội tụ theo tần suất tích luỹ là cao nhất với diện tích đường cong ROC là 0,894. Kết quả này cho thấy khả năng áp dụng hiệu quả của phương pháp tính toán thống kê cho mục đích phân vùng xói lở bờ tại khu vực nghiên cứu.
Các tác nhân gây xói lở bờ biển tại khu vực quần đảo Thổ Chu được xem xét theo ba yếu tố nội sinh, ngoại sinh và tác động của con người. Nguyên nhân nội sinh là do tác động của hoạt động tân kiến tạo và chuyển động hiện đại gây nên chuyển động nâng, hạ, tách dãn, trượt của lớp hoặc các mảng đất đá dẫn tới sạt lở hoặc bồi tụ ở khu bờ. Tuy vùng nằm trong đới nâng kiến tạo song các tác nhân nội sinh được xem như là ít biến đổi trong phạm vi thời gian quá ngắn (20, 50, 100 năm) so với thời gian địa chất và tác động lên toàn bộ khu vực nghiên cứu. Nguyên nhân ngoại sinh gây xói lở bờ biển chủ yếu do tác động của sóng, dòng chảy, gió, bão, dao động mực nước biển. Ở khu vực nghiên cứu, các yếu tố ngoại sinh là các nguyên nhân chính chi phối quá trình xói lở bờ biển.
Mức độ xói lở do các tác nhân nội sinh lại liên quan chặt chẽ đến cấu tạo vùng bờ, hướng đường bờ. Vì vậy, quá trình xói lở vùng bờ biển đá của các đảo thuộc quần đảo Thổ Chu tiếp tục diễn ra với tốc độ chậm và diện tích nhỏ. Tại các khu vực bờ biển là các trầm tích bở rời với các vật liệu cát, cát bùn… khả năng xói lở sẽ diễn ra mạnh mẽ do vùng không có các nguồn cung cấp vật liệu trầm tích từ trong bờ. Cùng với cấu tạo vùng bờ, hướng đường bờ cũng là yếu tố quan trọng để quá trình xói lở diễn ra. Tại các khu vực có đường bờ mở và có hướng Bắc, Tây Bắc các đảo Thổ Chu, Hòn Từ, Hòn Cao và toàn bộ Hòn Xanh, Hòn Khô… quá trình xói lở sẽ diễn ra với quy mô và cường độ mạnh hơn các nơi khác do chịu tác động trực tiếp của áp lực sóng và dòng chảy vào thời kỳ gió mùa Đông Bắc. Cũng cần nhấn mạnh các hiện tượng xói lở xảy ra mạnh mẽ trong điều kiện nước triều cường kèm theo nước dâng do gió thổi mạnh và xuất hiện sóng lớn đổ vỡ trực diện ở đới bờ. Thời gian xuất hiện tai biến này xảy ra chủ yếu trong các tháng cuối năm, là thời kỳ hoạt động mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, gây ra sóng lớn và trong nhiều trường hợp còn chịu ảnh hưởng của các nhiễu động thời tiết đặc biệt như dông, bão và áp thấp nhiệt đới. Ngoài ra, diễn biến xói lở sẽ trở nên phức tạp hơn do tác động bởi mực nước biển dâng, nhiều đoạn bờ bị chìm ngập dưới mực nước biển và năng lượng sóng truyền vào bờ cũng tăng lên, kết quả là mức độ xói lở bờ biển tăng lên. Tuy nhiên, diễn biến này sẽ xảy ra chậm và trong thời gian dài.
Song song với quá trình xói lở, quá trình bồi tụ vẫn diễn ra xen kẽ ở khu vực nghiên cứu. Theo các số liệu phân tích từ ảnh viễn thám từ 1989 đến 2013 cho thấy xu thế diễn biến bồi tụ ở vùng nghiên cứu đang giảm về quy mô, tập trung ở khu vực Bãi Ngự, Bãi Nhì, Bãi Dong. Trong thời gian tới, xu thế bồi tụ vẫn tiếp tục diễn ra ở bãi biển thấp thuộc quần đảo song quy mô và cường độ có thể giảm.