...Trần Thị Huế.pdf

18 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ VÀ LŨ QUÉT .... Các yêu cầu kỹ thuật đặc thù của cơ sở dữ liệu mô hình s

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR TRƯỜNG ĐẠI HỌC

========o0o========

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ

CỤNG TÁC ĐÁNH GIÁ NGUY C

ĐẤ

Chuyên ngành: Tr

Mã s

Giáo viên hư

TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H

========o0o========

Trần Thị Huế

LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH PHỤC V ÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ

ẤT ĐÁ VÀ LŨ QUÉT

Chuyên ngành: Trắc địa – Bản đồ

Mã số:

ướng dẫn : ThS Đỗ Thị Thanh Bình

HÀ NỘI - 2015

NG HÀ NỘI

C VỤ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 4

1.1 Khái quát về cơ sở dữ liệu thông tin địa lý 4

1.1.1 Khái quát về hệ thống thông tin địa lý GIS 4

1.1.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu thông tin địa lý GIS 10

1.2 Khái quát cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình 12

1.2.1 Khái niệm mô hình số địa hình 12

1.2.2 Cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình 17

1.3 Các yếu tố của địa hình tác động đến trượt lở đất đá và lũ quét 18

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ PHÂN VÙNG CẢNH BÁO TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ VÀ LŨ QUÉT 22

2.1 Các yêu cầu kỹ thuật đặc thù của cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 22

2.1.1 Yêu cầu kỹ thuật mô hình và cấu trúc cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình 22

2.2.2 Yêu cầu quan hệ hình học 23

2.2.3 Yêu cầu nội dung đo vẽ trên mô hình lập thể 3D 23

2.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 24

2.3.1 Yêu cầu cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 25

2.3.2 Cấu trúc lớp CSDL mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 26

CHƯƠNG 3: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC DỰ ĐOÁN NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ VÀ LŨ QUÉT 29

3.1 Quy trình công nghệ và phương pháp thành lập CSDL mô hình số địa hình phục vụ phân vùng cảnh báo trượt lở đất đá và lũ quét 29

3.1.1 Quy trình công nghệ 29

3.1.2 Công nghệ sử dụng xây dựng CSDL mô hình số địa hình 34

3.1.3 Phương pháp thành lập cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo, phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 34

3.2 Khả năng ứng dụng của cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình đối với công tác phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá và lũ quét 48

3.2 Các sản phẩm ứng dụng của cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 53

CHƯƠNG IV: THỰC NGHIỆM 55

4.1 Cơ sở lý thuyết của thực nghiệm 55

4.2 Lý do chọn khu vực thực nghiệm 60

4.3 Kết quả thực nghiệm 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 72

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý GIS 5

Hình 1.2: Các thành phần thiết bị cơ bản của hệ thống GIS 5

Hình 1.3: Mô hình ảnh nổi được xây dựng từ DTM của một khu vực vùng đồi núi 13

Hình 1.4: DTM với lưới ô vuông quy chuẩn 15

Hình 1.5: DTM với lưới hỗn hợp ô vuông và tam giác 15

Hình 1.6: Sự khác biệt giữa DTM, DEM và DSM 16

Hình 1.7: Trượt lở đất đá ở huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh 18

Hình 1.8: Lũ quét ở Lai Châu 19

Hình 2.1: Cấu trúc các lớp dữ liệu trong CSDL mô hình số địa hình phục vụ cảnh báo và phòng tránh trượt lở đất đá và lũ quét 26

Hình 2.2: Hệ thống thuỷ văn trong CSDL mô hình số địa hình 27

Hình 2.3: Cấu trúc các lớp dữ liệu địa hình trong CSDL mô hình số địa hình27 Hình 2.4: Các dạng Điểm, Đường, Vùng trong DTM 28

Hình 3.1: Các đối tượng địa hình được đo vẽ bổ sung 31

Hình 3.2: Mô tả cấu trúc các lớp dữ liệu trong CSDL mô hình số địa hình 36

Hình 3.3: Đo vẽ bổ sung yếu tố thủy văn 39

Hình 3.4: Đo vẽ bổ sung đường bờ 40

Hình 3.5: Đo vẽ bổ sung đường mép nước 41

Hình 3.6: Đo vẽ bổ sung địa hình 43

Hình 3.7: Mô tả chi tiết địa hình ven sông 45

Hình 3.8: Đo vẽ bổ sung hệ thống đường giao thông 46

Hình 3.9: Mô tả giao diện chương trình chuyển đổi dữ liệu từ file DGN trong phần mềm MicrStation sang gdb, mdb phần mềm ArcGis10 47

Hình 3.10: Mô tả giao diện chương trình chuyển đổi dữ liệu từ file DGN trong phần mềm MicrStation sang gdb, mdb phần mềm ArcGis10 48

Hình 3.1: Phân tích hệ thống dòng chảy dạng NetWork……….49

Hình 3.12: Mạng dòng chảy ( NetWork) 50

Hình 3.13: Bản đồ độ dốc được thành lập từ DTM 51

Hình 3.14: Bản đồ độ dốc theo độ được thành lập trên bản đồ dạng ba chiều.52 Hình 3.15: Bản đồ độ dốc thành lập theo dạng pixel 52

Hình 3.16: Lưu vực sông và các tiểu lưu vực trong DTM 53

Hình 3.18: Mạng sông suối được nội suy từ DEM 54

Hình 3.19: Bản đồ lưu vực và tiểu lưu vực sông suối trong mô hình DTM 54

Hình 4.1: Cấu trúc gói dữ liệu phục vụ phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá và lũ quét 56

Hình 4.2: Đo vẽ bổ sung yếu tố thủy văn 56

Hình 4.3: Đo vẽ bổ sung đường bờ 57

Hình 4.4: Đo vẽ bổ sung đường mép nước 57

Hình 4.5: Đo vẽ bổ sung địa hình 58

Hình 4.6: Mô tả chi tiết địa hình ven sông 58

Hình 4.7: Đo vẽ bổ sung hệ thống đường giao thông 59

Hình 4.8: Hộp thoại MRF Clean v8.0.1 60

Hình 4.9: Khu vực thực nghiệm Lai Châu 61

Hình 4.10: Khu vực Hà Giang 62

Hình 4.11: Khu vực Yên Bái 64

Hình 4.12: Mạng lưới dòng chảy khu vực Lai Châu 65

Hình 4.13: Cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình khu vực Lai Châu 65

Hình 4.14: Mô hình số địa hình khu vực Yên Bái 66

Hình 4.15: Hướng phơi sườn về mặt địa hình khu vực Hà Giang 67

Hình 4.16: Bản đồ độ dốc, phân bậc độ dốc: Khu vực Lai Châu 67

DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

Thuật ngữ và từ viết tắt Giải thích

1

MỞ ĐẦU

Trượt lở đất đá và lũ quét là một trong những loại hình thiên tai phổ biến nhất trên thế giới và Việt Nam Ba phần tư lãnh thổ Việt Nam thuộc khu vực miền núi, có địa hình sườn dốc cao, hoạt động khai thác rừng bừa bãi và các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội chưa được quy hoạch hợp lý, nên các hiện tượng trượt lở đất đá và lũ quét thường xảy ra và phát triển mạnh mẽ với quy mô ngày càng lớn, mức độ thiệt hại ngày càng tăng, đe dọa đến an sinh cộng đồng Đứng trước những hậu quả nặng nề của biến đổi khí hậu nói chung, trượt lở đất đá và lũ quét nói riêng; vấn đề dự đoán và cảnh báo thiên tai đã trở thành một trong những mối quan tâm của nhân loại Các cơ sở dữ liệu nền dạng số như: Thông tin về ranh giới hành chính; Thông tin về địa hình; Thông tin về độ cao và thông tin về khí tượng thuỷ văn… là các dữ liệu không thể thiếu được trong quá trình nghiên cứu đánh giá nguy cơ trượt lở đất

đá và lũ quét, từ đó đưa ra phương hướng dự đoán, cảnh báo phòng tránh thiên tai

Trong những năm gần đây, công nghệ thông tin địa lý và xử lý ảnh số đã phát triển nhanh chóng và có những tiến bộ đáng kể trong việc xử lý các thông tin địa lý và ảnh(ảnh hàng không và ảnh viễn thám) Một trong những thế mạnh của công nghệ ảnh số là phân tích và đo vẽ các dữ liệu địa hình trên

mô hình lập thể(3D) Các lớp thông tin trong hệ thống cơ sở dữ liệu(CSDL) địa hình được đo vẽ bằng mô hình không gian 3D, sắp xếp, phân loại theo tính chất chủng loại của địa hình và sau đó được quản lý theo cấu trúc cơ sở dữ liệu phục vụ các bài toán quản lý, khai thác và phân tích địa hình không gian

CSDL mô hình số địa hình gồm mô hình số địa hình (DTM- Digital Terrain

Model)lưu trữ dưới dạng TIN hay GRID và các mô tả địa hình khác là các

loại dữ liệu rất cần thiết cho việc dự đoán, cảnh báo phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại của trượt lở đất đá và lũ quét Thêm vào đó, nhiều lĩnh vực khác của đời sống kinh tế, xã hội như thiết kế và xây dựng cơ sở hạ tầng, xây dựng các

2

công trình dân dụng, thông tin viễn thông hay du lịch cũng cần tới các dữ liệu này

Xuất phát từ nhiều ứng dụng của DTM và sự mong muốn được học hỏi, nghiên cứu các ứng dụng của DTM vào công tác dự đoán, phòng chống thiên

tai trượt lở đất đá, lũ quét, bằng những kiến thức đã được học tạiTrường Đại

học Tài nguyên và Môi trường, được sự đồng ý của khoa Trắc địa – Bản

đồ cùng sự hướng dẫn trực tiếp và nhiệt tình của Th.S Đỗ Thị Thanh Bình,

em quyết định chọn đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục vụ công tác đánh giá nguy cơ trượt lở đất đá và lũ quét ”

1 Mục tiêu của đề tài

thành lập cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình theo yêu cầu đặc thù phục vụ cảnh báo và phòng tránh thiên tai trượt lở đất đá

nâng cao hiệu quả khai thác ứng dụng cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình phục

vụ công tác phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá, lũ quét và phòng tránh thiên tai, biến đổi khí hậu

2 Nội dung nghiên cứu

CSDL mô hình số địa hình phục vụ phân vùng cảnh báo nguy cơ và phòng tránh thiên tai trên cơ sở kế thừa CSDL nền thông tin địa lý

khai thực nghiệm để đạt được mục tiêu đặt ra

3 Phương pháp nghiên cứu

chuyên môn, đề tài khoa học có liên quan đã được công bố

chính xác của DTM, tăng năng xuất lao động, và khai thác các phần mềm mới

3

đưa vào sản xuất để từ các số liệu thu được có thể tách lớp, tạo bản đồ chuyên đề

đơn vị sản xuất với phương pháp đánh giá phân vùng cảnh báo nguy cơ và phòng tránh thiên tai để đưa ra được các sản phẩm mang tính thực tiễn phục

vụ cho nhiều ngành khoa học khác nhau

liệu đồ họa thu được tại đơn vị sản xuất để thành lập nên hệ thống CSDL mô hình số địa hình phục vụ phân vùng cảnh báo nguy cơ và phòng tránh thiên tai trượt lở đất đá và lũ quét

4 Bố cục của đề tài

MỞ ĐẦU

- Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình

- Chương 2: Cơ sở khoa học xây dựng cơ sở dữ liệu mô hình số địa

hình phục vụ phân vùng cảnh báo trượt lở đất đá và lũ quét

- Chương 3: Khả năng ứng dụng cơ sở dữ liệu mô hình số địa hình

phục vụ công tác dự đoán nguy cơ trượt lở đất đá và lũ quét

- Chương 4: Thực nghiệm

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ