Phương pháp mô hình toán và GIS trong nghiên cứu tài nguyên môi trường

Mô hình toán học mathematical model là cách để biểu diễn một vấn đề nào đó trong thực tế dưới dạng toán học thường là dạng một phương trình, hệ phương trình hay rất nhiều hệ phương trìn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐHQGHN

LÝ TRONG NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Cao Huần

Mô hình toán là gì ?

Định nghĩa: Mô hình toán là một  mô hình trừu tượng  sử dụng ngôn ngữ  toán  để mô tả về một  hệ thống  

Mô hình toán học (mathematical model) là cách để biểu diễn

một vấn đề nào đó trong thực tế dưới dạng toán học (thường là dạng một phương trình, hệ phương trình hay rất nhiều hệ phương trình).

Phân loại các mô hình toán học.

1 Tuyến tính với Phi tuyến tính:

2 Xác định với Xác suất (ngẫu nhiên):

3.Tĩnh với Động:

4 Các tham số tập trung với các tham số  phân bố

Ví dụ Mô hình toán học trong các lĩnh vực?

Trong vật lý: Mô hình biểu diễn cho

một hạt (phần tử) trong trường-điện thế

(potential-field) Trong mô hình này,

một phần tử được xem là một khối

điểm m với quỹ đạo của nó được mô

hình bởi hàm x: R → R3, với tọa độ của

nó trong không gian là một hàm theo

thời gian Trường-điện thế được cho bởi

hàm V:R3 → R và quỹ đạo là nghiệm

của phương trình sai phân

Minh hoạ dòng không khí chảy vào ống dẫn được 

mô hình dùng các phương trình Navier-Stokes, một tập các phương trình sai phân riêng phần.

 Trong kinh tế: Mô hình mô tả hành vi (có lý trí) của một khách hàng.

 Trong khoa học máy tính: các mô hình kiến trúc mạng, mô hình dữ liệu,

mô hình toán trong đồ họa máy tính

 Trong điện tử: mô hình quang phổ, mô hình năng lượng,

 Trong cơ học cổ điển: mô hình dao động của dây, của màng; mô hình

chuyển động của tên lửa; mô hình chuyển động của tàu ngầm

Ví dụ Mô hình toán học trong các lĩnh vực?

Định nghĩa: GIS (Geographic Information System) là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại

vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục

vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định

Ứng dụng GIS

 Ứng dụng GIS trong môi trường

 Ứng dụng GIS trong khí tượng thủy văn

 Ứng dụng GIS trong nông nghiệp

 Ứng dụng GIS trong dịch vụ tài chính

 Ứng dụng GIS trong y tế

 Ứng dụng GIS chính quyền địa phương

 Ứng dụng GIS giao thông

…

Một số mô hình toán và GIS trong nghiên cứu một

số lĩnh vực

+ Mô hình USLE trong nghiên cứu xói mòn đất

+ Mô Hình E30 trong nghiên cứu xói mòn đất

+ Mô hình tỉ số ảnh Winasor trong nghiên cứu biến đổi đường bờ

+ Mô hình tỉ số ảnh Alesheikh.A trong nghiên cứu biến đổi

đường bờ

+ Mô hình thủy lực VRSAP trong nghiên cứu ngập lụt

+ Mô hình số độ cao DEM tính toán sườn dốc

Ví dụ cụ thể

Mô hình toán và GIS trong nghiên cứu đánh giá xói mòn đất khu vực Đa Tam – Lâm Đồng

Xói mòn là một trong những nguyên nhân

gây thoái hóa tài nguyên đất, tác động không nhỏ

đến môi trường sống của người dân, nhất là đối

với vùng cao, vùng sản xuất nông nghiệp Các

nghiên cứu về hiện tượng xói mòn đất được thực

hiện bởi nhiều tác giải khác nhau trong thời gian

qua đã chứng minh ảnh hưởng của hiện tượng

này đến môi trường và sản xuất của người dân

Nguyên nhân dẫn đên xói mòn đất do sự thay đổi lớp phủ mặt đất, địa hình, phương pháp canh tác và lượng mưa Tuy nhiên sự suy giảm đáng kể tài nguyên rừng do tác động trực tiếp từ con người (phá rừng, chuyển mục đích sử dụng đất rừng) được xem là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng xói mòn ngày càng diễn

ra nghiêm trọng

Mô hình toán USLE tính toán xói mòn đất

Hệ số: R

Một số công thức tính hệ số R

Hệ số: K

Hệ số: LS

Hệ số: C

Hệ số: P

Tài liệu tham khảo