II CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÍCH
5.2.Xác ựịnh và phân vùng nguy cơ xảy ra trượt lở ựất
2) Yêu cầu chuẩn về mô hình:
5.2.Xác ựịnh và phân vùng nguy cơ xảy ra trượt lở ựất
Bước 1: Thiết kế CSDL chuyên ngành: Từ khâu chuẩn từ bị tài liệu rồi tiến hành chuẩn hoá dữ liệu như ựã trình bầy ở phần II mục I và II.
Bước 2: Sau khi có CSDL chuyên ngành ta tiến hành thành lập bản ựồ hiện trạng trượt lở ựất khu vực nghiên cứu và các hợp phần bản ựồ liên quan (bản ựồ ựộ dốc, bản ựồ khoảng cách các ựường giao thông, bản ựồ ựất, bản ựồ ựịa chất, bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất, bản ựồ mật ựộ sông suối, bản ựồ phân cắt sâu ựịa hình)
Hình 9: Bản ựồ hiện trạng trượt lở ựất
Bản ựồ hiện trạng trượt lở ựất (xem báo cáo thực ựịa) ựược coi là một nhân tố quan trọng trong việc ựưa ra các bảng chỉ tiêu ựánh giá cho các bản ựồ hợp phần. Công việc này ựược thực hiện cho các hợp phần trong cơ sở dữ
liệu với sự trợ giúp bởi chức năng Crossing và Table calculation của phần
mềm theo nguyên tắc:
- Xác ựịnh tỷ lệ phần trăm diện tắch trượt lở so với diện tắch ựơn vị của lớp thông tin ựánh giá. K=(S t/ S u)x100.
ở ựây: St là diện tắch trượt lở
Su là diện tắch của ựơn vị bản ựồ cần ựánh giá. K là hệ số nhạy cảm (%)
- Hệ số K ựược ựơn giản hoá theo thang phân loại với 5 cấp hoặc 10 cấp. Với thang 5 cấp kết quả ựược tắnh cho toàn bộ các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu.Vắ dụ cụ thể ựược minh hoạ trong một bảng dưới ựây:
Bảng tiêu chắ các ựơn vị thạch học của Bản ựồ ựịa chất với trượt lở ựất: các ựơn vị bản ựồ Các ựơn vị thạch học Mức nhạy cảm hệ số ựánh giá theo 5 cấp 1, 10 - đá vôi dạng khối - đá vôi phân lớp mỏng xen phiến sét Thấp nhất 1 2 đá cát kết, bột kết phân lớp mỏng xen kẽ thấp 2 3 đá cát kết, phiến sét biến chất Trung bình 3 4,7,8 đá granit, bột, sét gắn kết yếu Cao 4 5,6,9,11,13,14, 15
đá phun trào bagic, tuf, diaba, cuội, sạn, cát bở rời
Cao nhất 5
Bảng tiêu chắ ựộ dốc với trượt lở ựất:
Các ựơn vị bản ựồ độ dốc Mức nhạy cảm Hệ số ựánh giá theo 5 cấp 1 00 - 30 Thấp nhất 1 2 30 - 70 Thấp 2 3 70 - 150 Trung bình 3 4 150 - 250 Cao nhất 5 5 250 - 450 Cao 4 6 >450 Trung bình 3
Bảng tiêu chắ lượng mưa với trượt lở ựất:
Các ựơn vị bản ựồ
Lượng mưa Mức nhạy
cảm Hệ số ựánh giá theo 5 cấp 1 0 - 2000 mm Thấp nhất 1 2 2000- 2400 mm Thấp 2 3 2400- 2800 mm Trung bình 3 4 2800- 3200 mm Trung bình 3 5 3200- 3600 mm Cao 4 6 3600 - 4000 mm Cao nhất 5
Hình 11: bản ựồ ựánh giá nguy cơ trượt lở với lượng mưa
Bảng tiêu chắ hiện trạng sử dụng ựất với trượt lở ựất:
Các ựơn vị bản ựồ Loại hình sử dụng ựất Mức nhạy cảm Hệ số ựánh giá theo 5 cấp Ib,ib,Ic,ng - Rừng tự nhiên Thấp nhất 1 IB,IC,NR,ic Thấp 2 ia Trung bình 3 RT,TC,tc,rt Trung bình 3 PH,NG,THTN, Cao 4 TB,G,HO,tb, Cao nhất 5 ph,CAT,ho,cat,Cat - đất phù sa cửa sông suối - đất cát Thấp nhất
Hình 12:Bản ựồ ựánh giá nguy cơ trượt lở với hiện trạng sử dụng ựất
Bước 3: Phân tắch nhân tố ựược tiến hành theo các bước sau:
Xác ựịnh các nhân tố tổng hợp bằng phương pháp phân tắch nhân
tố.
Xác ựịnh chỉ số ựịnh lượng tổng hợp.
Xác ựịnh các biến phân vùng dựa trên chỉ số ựịnh lượng.
Phân vùng nguy cơ trượt lở.
Các nhân tố ựược ựưa vào phân tắch: - Biến 1: Tiềm năng mưa X5%.
- Biến 2: Khoảng cách ựường giao thông. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Biến 3: độ dốc lòng sông (phân cắt ngang ựịa hình). - Biến 4: độ dốc khu vực.
- Biến 5: Các loại ựất.
- Biến 6: Các loại rừng, ựộ che phủ. - Biến 7: Thành phần thạch học - Biến 8: Mật ựộ sông suối
KET QUA PHAN TICH THANH PHAN : Ma tran tuong quan toan phan -So lieu goc :
1.000000 -0.074294 -0.236077 0.253862 0.946329 0.782242 0.597348 0.542679 -0.074294 1.000000 -0.254263 0.235959 -0.191040 -0.231313 -0.192692 0.143200 -0.236077 -0.254263 1.000000 -0.161010 -0.220786 -0.228335 -0.297175 -0.223203 0.253862 0.235959 -0.161010 1.000000 0.137202 0.020950 0.092946 0.226866 0.946329 -0.191040 -0.220786 0.137202 1.000000 0.746712 0.576018 0.544661 0.782242 -0.231313 -0.228335 0.020950 0.746712 1.000000 0.672140 0.454073 0.597348 -0.192692 -0.297175 0.092946 0.576018 0.672140 1.000000 0.608319 0.542679 0.143200 -0.223203 0.226866 0.544661 0.454073 0.608319 1.000000 MA TRAN CAC TAI TRONG THANH PHAN :
0.920846 -0.019575 0.161761 -0.076615 -0.301131 -0.030464 -0.102111 0.132617 -0.124166 0.836037 -0.106062 0.334509 -0.339209 0.208370 -0.059834 -0.020468 -0.367443 -0.516193 0.630073 0.416172 -0.079786 0.143960 -0.034500 -0.007708 0.232049 0.613804 0.627929 -0.345237 0.224928 0.058136 0.041007 -0.016125 0.903503 -0.135013 0.107521 -0.063442 -0.286288 -0.194337 -0.127182 -0.118174 0.858697 -0.239681 -0.084838 -0.061002 -0.128024 0.294015 0.301579 -0.022085 0.807438 -0.086221 -0.164358 0.113009 0.423241 0.257913 -0.234692 -0.009633 0.717605 0.260791 0.044722 0.506645 0.251562 -0.267282 0.153080 0.013603 Phuong sai theo hang: 8.000000
1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 Dong gop cua cac thanh phan - nhan to: 8.000000
3.772828 1.493674 0.876475 0.687361 0.603468 0.330621 0.202518 0.033056 Ti le dong gop:
47.16 18.67 10.96 8.59 7.54 4.13 2.53 0.41
Ma so 1 2 3 4 5 6 7 8 1 -0.415 -0.490 0.170 0.001 -0.036 0.014 0.014 0.010 2 -0.565 -0.274 0.068 -0.011 -0.016 -0.012 -0.014 0.002 3 -0.453 -0.292 0.022 -0.059 -0.030 -0.016 0.019 0.003 4 -0.458 -0.320 0.040 -0.047 -0.011 -0.037 0.008 0.004 5 -0.446 -0.206 -0.056 -0.101 -0.009 -0.052 -0.004 0.005 6 -0.586 -0.381 0.079 -0.049 0.003 -0.045 0.017 0.002 7 -0.489 -0.370 0.145 0.056 -0.019 0.017 -0.013 0.002 8 -0.569 -0.222 0.109 0.085 -0.089 0.036 -0.015 0.000 9 -0.258 -0.109 0.028 0.142 0.008 -0.057 0.017 0.009 10 0.155 -0.268 -0.013 -0.124 0.061 -0.068 -0.082 -0.009 11 -0.865 -0.757 0.580 0.302 -0.086 0.092 -0.014 -0.004 12 -0.253 -0.205 -0.084 -0.114 -0.000 -0.057 -0.019 -0.002 13 -0.183 -0.255 -0.039 -0.105 -0.006 -0.043 -0.018 -0.007 14 -0.139 -0.164 -0.099 -0.126 -0.048 -0.033 -0.002 -0.014 15 -0.481 -0.068 -0.069 -0.063 -0.039 -0.042 -0.021 0.004 16 1.918 -0.524 -0.217 -0.037 0.127 0.215 0.194 -0.004 17 0.717 -0.072 -0.092 0.027 0.061 -0.045 0.100 -0.001 18 -0.394 -0.044 -0.113 -0.110 -0.037 -0.063 -0.023 0.002 19 -0.151 0.053 -0.144 -0.085 -0.100 0.007 -0.013 -0.003 20 -0.311 0.191 -0.162 -0.039 -0.152 0.026 -0.023 -0.005 21 -0.154 -0.087 -0.143 -0.110 -0.059 0.010 0.063 -0.000 22 -0.366 0.238 -0.130 -0.022 -0.123 -0.013 -0.028 0.002 23 -0.282 0.023 -0.148 -0.059 -0.066 0.025 0.001 -0.000 24 -0.325 0.024 -0.121 -0.113 -0.032 -0.029 -0.015 0.004 25 -0.426 -0.022 -0.122 -0.096 -0.036 -0.041 -0.017 0.003
26 -0.298 -0.183 -0.041 -0.109 -0.025 -0.012 0.018 0.003 27 -0.383 -0.185 -0.011 -0.063 0.028 -0.020 -0.035 0.006 28 -0.478 0.025 -0.017 -0.006 -0.073 0.002 -0.032 0.002 29 -0.310 -0.232 0.013 -0.107 0.030 -0.023 0.017 0.003 30 -0.223 -0.103 -0.041 -0.040 0.067 -0.027 -0.019 0.006 31 -0.122 -0.235 -0.025 -0.100 0.078 -0.060 0.011 0.006 32 1.067 -0.373 -0.125 -0.069 0.450 0.123 -0.119 0.003 33 -0.367 -0.152 0.009 -0.127 0.030 -0.050 -0.004 0.006 34 -0.322 -0.116 0.006 -0.150 0.024 -0.031 -0.009 0.001 35 -0.144 -0.063 0.011 -0.097 0.132 -0.018 -0.039 0.006 36 0.081 0.073 0.014 0.031 0.133 -0.082 0.066 0.005 37 0.254 -0.103 0.081 -0.076 0.130 -0.092 0.041 0.008 38 -0.186 0.068 0.069 -0.091 0.044 0.018 -0.023 0.002 39 -0.159 0.072 0.147 -0.162 0.125 -0.025 -0.002 -0.002 40 -0.489 -0.229 0.088 0.075 -0.055 0.009 -0.013 0.001 41 -0.065 -0.125 -0.092 0.022 -0.016 0.016 0.077 0.002 42 0.004 0.349 -0.071 0.395 -0.023 -0.080 0.054 0.008 43 -0.279 0.147 -0.094 0.098 -0.104 0.010 -0.016 -0.002 44 2.838 -0.487 -0.179 0.170 0.343 0.094 0.011 -0.008 45 0.018 0.133 -0.171 0.066 -0.041 0.082 -0.040 -0.000 46 1.310 0.171 -0.039 0.562 0.221 -0.273 -0.000 -0.008 47 -0.422 0.055 -0.150 -0.039 -0.056 0.006 -0.043 0.003 48 0.609 0.079 -0.150 0.021 -0.209 0.061 0.044 -0.025 49 3.098 -0.154 0.355 -0.184 -0.357 -0.042 0.032 -0.003 50 0.019 0.268 -0.050 0.215 -0.109 0.081 -0.018 0.001 51 0.008 0.413 -0.043 0.142 -0.055 0.057 -0.013 0.003 52 -0.169 0.378 -0.025 0.128 -0.047 0.039 -0.041 -0.000
53 -0.147 0.399 0.140 -0.136 -0.016 0.033 -0.002 0.002 54 0.134 0.514 -0.141 0.279 -0.071 0.045 0.001 0.002 55 -0.176 1.074 0.013 0.202 -0.288 0.179 -0.052 -0.012 56 0.151 0.415 -0.053 0.124 0.078 0.063 -0.076 0.005 57 0.121 0.352 -0.143 0.179 -0.110 0.060 -0.007 -0.001 58 0.153 0.615 0.096 0.152 0.013 -0.042 0.053 -0.001 59 0.376 0.641 0.219 -0.126 0.059 0.141 0.016 -0.014 60 0.010 0.431 0.192 -0.158 0.106 0.016 0.013 -0.004 61 0.268 0.675 0.720 -0.157 0.295 -0.049 0.037 -0.005
Bước 4: Từ kết quả phân tắch các nhân tố, tắnh toán ma trận tương quan, trọng số của các nhân tố với các biến. Xác ựịnh ựược chỉ số tổng hợp và phân vùng (thang ựiểm) các ô có nguy cơ xảy ra trượt lở ựất như sau:
Vùng 1: Vùng có nguy cơ xảy trượt lở ựất rất cao. Vùng 2: Vùng có nguy cơ xảy trượt lở ựất cao. Vùng 3: Vùng có nguy cơ trượt lở ựất trung bình. Vùng 4: Vùng có khả năng trượt lở ựất thấp. Vùng 5: Vùng rất ắt có khả năng trượt lở ựất.
Bước 5: Bản ựồ nguy cơ ựược xây dựng bằng phần mềm ARC/GIS 9.3 theo hàm tắnh sau:
T= 1/n∑1n (λA+βB+...) Trong ựó:
n - số lớp thông tin ựánh giá;
λ - Trọng số của lớp A A - Lớp thông tin A
β - Trọng số của lớp B B - Lớp thông tin B
- Kết quả tắnh toán và dự báo khả năng xảy ra về trượt lở ựất trên ựịa bàn tỉnh Quảng Namựược xây dựng theo 2 mô hình phân tắch trên phần mềm ARC/GIS 9.3 như sau:
+ PA1: Phương án không dùng trọng số (quy ựồng các yếu tố tự nhiên);
+ PA2: Phương án có trọng số, trong ựó các trọng số ựược sử dụng là : Phân bố lượng mưa là 5, khoảng cách từ ựường giao thông ra 2 bên có trọng số 3, ựộ dày vỏ phong hóa: 2, ựộ dốc có trọng số 2, hiện trạng sử dụng ựất có trọng số 2..;
Sơ ựồ mô hình phân tắch nhân tố chắnh thành lập bản ựồ nguy cơ trượt lở ựất khu vực Quảng Nam (bằng phần mềm ArcGIS 9.3) như sau:
96
97
Các quá trình và các hàm tắnh toán là:
Euclidean Distance (Hàm tắnh khoảng cách)
Tool Name:Euclidean Distance
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\Spatial Analyst
Tools.tbx\Distance\EucDistance (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Parameters:
Name Direction Type Data Type Value
Input raster or feature source data
Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\GTQN.shp
Output distance raster Output Required Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\eucdistgtQN
Maximum distance Input Optional Double 10000
Output cell size Input Optional Analysis cell size 20
Output direction raster Output Optional Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\temeu
Feature to Raster (5) ( Hàm chuyển ựổi dữ liệu vector thành raster)
Tool Name:Feature to Raster
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\Conversion Tools.tbx\To
Raster\FeatureToRaster
Parameters:
Name Direction Type Data Type Value
Input features Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\disQNh.shp
Field Input Required Field DIEMQNH
Output raster Output Required Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\rasdisQNh1
Output cell size
Input Optional Analysis cell size 20
Plus ( Hàm cộng ựại số)
Tool Name:Plus
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\Spatial Analyst Tools.tbx\Math\Plus
Parameters:
Name Direction Type Data Type Value
Input raster or constant value 1
Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\rasdisQNh1
Input raster or constant value 2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\rasdistn
Output raster Output Required Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\addQNh-tn
Line Density ( Hàm tắnh toán mật ựộ ựường: Thuỷ văn hoặc ựứt gẫy)
Tool Name:Line Density
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\Spatial Analyst Tools.tbx\Density\LineDensity
Name Direction Type Data Type Value
Input polyline features
Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\ThuyvanLine.shp
Population field Input Required Field NONE
Output raster Output Required Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\linedentv
Output cell size Input Optional Analysis cell size 100
Search radius Input Optional Double
Area units Input Optional String SQUARE_MAP_UNITS
Reclassify ( Hàm phân loại lại theo một chỉ tiêu nhất ựịnh)
Tool Name:Reclassify
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\Spatial Analyst Tools.tbx\Reclass\Reclassify
Parameters:
Name Direction Type Data Type Value
Input raster Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\rasmdss
Reclass field Input Required Field Value
Reclassification Input Required Remap 0 0.00040000000000000002
1;0.00040000000000000002 0.001 2;0.001 0.0018 3;0.0018 0.0025000000000000001
4;0.0025000000000000001 0.10000000000000001 5
Output raster Output Required Raster Dataset
C:\QuangNam data process of Duan\recmdss
Change missing values to NoData
Input Optional Boolean false (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Natural Neighbor ( Hàm nội suy các giá trị tạo ra các bề mặt liên tục)
Tool Name:Natural Neighbor
Tool Source:C:\Program Files\ArcGIS\ArcToolbox\Toolboxes\3D Analyst Tools.tbx\Raster
Interpolation\NaturalNeighbor
Parameters:
Name Direction Type Data Type Value
Input point features
Input Required Composite Geodataset
C:\QuangNam data process of Duan\Diem Do cao.shp
Z value field Input Required Field Eval
Output raster Output Required Raster Dataset C:\QuangNam data process of Duan\demQN
Output cell size Input Optional Analysis cell size 20
Model (mô hình) tắnh toán này ựược tắch hợp trên phần mềm Arcgis 9.3 mô hình này dựa trên lý thuyết hệ thống bao gồm có ựầu vào, quá trình và ựầu ra. ở ựây cụ thể là:
- đầu vào (Input): đó là các lớp thông tin dữ liệu ban ựầu bao gồm (ựịa hình, ựịa mạo, ựộ cao, thảm phủ, hiện trạng thủy văn, giao thông,Ầ.)
- Quá trình (Proccess): đó là các hàm toán tắnh toán, phân tắch các lớp thông tin dữ liệu theo một mục tiêu ban ựầu như (hàm toán tắnh ựộ dốc, mật ựộ, khoảng cách từ ựường giao thông, hàm cộng, nhân ựại sốẦ..)
- đầu ra (Output): được quy ựịnh bởi dữ liệu ựầu vào, các Funcion (hàm tắnh toán phân tắch).
Vắ dụ hàm tắnh toán bản ựồ ựộ dốc
Từ sơ ựồ ta thấy ựể tắnh toán ựược ựộ dốc của khu vực thì bước ựầu tiên dữ liệu ựầu vào là ựiểm ựộ cao (diemdocao.shp) thông qua hàm nội suy (Natural neighbor) tắnh ựược mô hình số ựộ cao (DEMQN), từ mô hình số ựộ cao ta tắnh ựược ựộ dốc khu vực thông qua hàm (slope) và dùng hàm (Reclassify) ựể phân loại lại các cấp ựộ dốc ta ựược bản ựồ phân cấp ựộ dốc (Recslop).
Model phân tắch tắch hợp ở ựây ựó chắnh là sự hệ thống hoá các quá trình phân tắch trong Gis cụ thể ở ựây ựây là mô hình phân tắch dự báo trượt lở.
Mỗi mô hình ựược xây dựng ựều có 3 yêu tố chắnh là: Dữ liệu, quá trình và các mỗi quan hệ ựó là các mũi tên quan hệ.
Phương pháp xây dựng mô hình hệ thống các quá trình có ưu ựiểm là hệ thống hoá các quá trình phân tắch trên cơ sở ựó ựưa ra các phương án ựánh giá khác nhau và áp dụng ựược mô hình cho các công việc tiếp theo ở các khu vực khác nhau khác (như mô hình phân vùng mức ựộ trượt lở cho các khu vực miền núi), nó tiết kiệm thời gian chi phắ và xây dựng các kịch bản và các phương án khác nhau trong ựánh giá.
5.3 Phân tắch và lựa chọn phương án tắnh toán
- Phương án 1 (PA1): Phương án không trọng số, ở phương án này coi các lớp thông tin ựưa vào ựánh giá có vai trò ngang nhau và không có yếu tố nào nổi
trội. Kết quả ựưa ra là bản ựồ phân vùng tai biến trượt lở và trượt lở có mức ựộ