Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Xây dựng bản đồ độ dốc huyện hương trà, tỉnh thừa thiên Huế tỷ lệ 1/50.000 dưới sự trợ giúp của công nghệ GIS"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu khoa học của trường đại học huế đề tài: Xây dựng bản đồ độ dốc huyện hương trà, tỉnh thừa thiên Huế tỷ lệ 1/50.000 dưới sự trợ giúp của công nghệ GIS...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Xây dựng bản đồ độ dốc huyện hương trà, tỉnh thừa thiên Huế tỷ lệ 1/50.000 dưới sự trợ giúp của công nghệ GIS"

T P CHÍ KHOA H C, ð i h c Hu , S 65, 2011 XÂY D NG B N ð ð D C HUY N HƯƠNG TRÀ, T NH TH A THIÊN HU T L 1/50.000 DƯ I S TR GIÚP C A CÔNG NGH GIS ð Th Vi t Hương Trư ng ð i h c Khoa h c, ð i h c Hu TÓM T T B n ñ ñ d c là m t trong nh ng công c ñóng vai trò quan tr ng trong vi c tr giúp ra quy t ñ nh phương hư ng quy ho ch các lo i hình s d ng ñ t, góp ph n s d ng h p lý lãnh th . Tuy nhiên, công tác thành l p b n ñ ñ d c t trư c ñ n nay ch y u b ng phương pháp th công d a vào b n ñ ñ a hình gi y nên t n nhi u th i gian và m c ñ chính xác không cao. V i s phát tri n m nh m c a công ngh tin h c hi n nay, h th ng thông tin ñ a lý (GIS) ñã cho ra ñ i nhi u ph n m m chuyên d ng có kh năng tích h p thông tin và phân tích không gian, tr giúp cho công tác thành l p b n ñ ñ d c nhanh chóng và chính xác. Hương Trà là m t huy n có ñ a hình tương ñ i ph c t p mà di n tích ñ i, núi chi m tương ñ i nhi u. Do ñó, vi c thành l p b n ñ ñ d c lãnh th theo phương pháp truy n th ng s r t ph c t p và t n nhi u th i gian. Trong khuôn kh bài báo này, chúng tôi ñã ñưa ra quy trình và phương pháp thành l p b n ñ ñ d c huy n Hương Trà t l 1/50.000 dư i s tr giúp c a ph n m m ArcGIS 9.2. 1. ð t v n ñ B n ñ ñ d c là m t trong nh ng công c ñóng vai trò quan tr ng trong vi c tr giúp ra quy t ñ nh phương hư ng quy ho ch các lo i hình s d ng ñ t, góp ph n s d ng h p lý lãnh th . ðây là m t trong nh ng b n ñ làm n n t ng cho vi c thành l p các b n ñ chuyên ñ như b n ñ ñ a m o, b n ñ th như ng, b n ñ c nh quan,... Ngoài ra qua các thông tin thu ñư c trên b n ñ ñ d c như c p ñ d c, di n tích phân b s giúp chúng ta gi i quy t các bài toán phân tích không gian như m ñư ng, bài toán v n chuy n, quy ho ch vùng chuyên canh... Tuy nhiên, công tác thành l p b n ñ ñ d c t trư c ñ n nay ch y u b ng phương pháp th công d a vào b n ñ ñ a hình gi y. Công tác này ñòi h i nhi u th i gian và công s c nhưng m c ñ chính xác không cao và khó áp d ng trên ph m vi r ng. Cùng v i s phát tri n m nh m c a công ngh thông tin, h th ng thông tin ñ a lý (Geographic Information System - GIS) ñã ñư c ng d ng r ng rãi trong cu c s ng. V i kh năng phân tích không gian, mô hình hóa cao v i các thu t toán n i suy chính xác, GIS s tr giúp cho công tác thành l p b n ñ ñ d c m t cách nhanh chóng và chính xác. 111
Là m t huy n n m phía B c c a thành ph Hu , Hương Trà có ñ a hình tương ñ i ph c t p, trong ñó di n tích ñ i, núi chi m tương ñ i nhi u. Do ñó, vi c ng d ng b ph n m m ArcGIS vào thành l p b n ñ ñ d c thay cho phương pháp truy n th ng trư c ñây s có ý nghĩa th c ti n l n lao. 2. Khu v c nghiên c u Hương Trà n m v trí trung ñ c a t nh Th a Thiên Hu , v i t ng di n tích ñ t t nhiên là 52.090,88 ha, chi m 10,31% so v i t ng di n tích ñ t t nhiên c a t nh Th a Thiên Hu . Toàn huy n có 15 xã và 1 th tr n, trong ñó có 2 xã thu c vùng ñ m phá ven bi n, 5 xã vùng núi, còn l i 8 xã và 1 th tr n thu c vùng ñ ng b ng và bán sơn ñ a. ð a hình c a Hương Trà b chia c t m nh b i h th ng sông su i và ñ i núi, có hư ng th p d n t Tây sang ðông. Lãnh th nghiên c u có ñ y ñ các d ng ñ a hình t vùng ñ i núi, ñ ng b ng ñ n ñ m phá ven bi n v i nhi u l i th v ñi u ki n t nhiên, ñ t ñai, m t nư c ñ phát tri n n n s n xu t nông lâm nghi p ña d ng và phong phú. Trong nh ng năm v a qua, nh nh ng chính sách ñ i m i c a ð ng và Nhà nư c cùng v i s n ñ nh v chính tr và nh ng thành t u trong c i cách kinh t ñã làm thay ñ i ñáng k b m t kinh t - xã h i c a huy n Hương Trà. N n kinh t tăng trư ng v i t c ñ khá, cơ c u kinh t chuy n d ch ñúng hư ng, ñ u tư có tr ng ñi m, t o chuy n bi n m i v k t c u h t ng kinh t - xã h i. Hình 1. ð a ñi m nghiên c u 3. Quy trình thành l p và phương pháp tính toán ñ d c 3.1. Quy trình thành l p ð thành l p b n ñ ñ d c, chúng tôi ñã th c hi n theo các bư c sau: 112
3.2. Phương pháp tính toán V i s tr giúp c a các ph n m m chuyên d ng ArcGIS, MapInfo cùng v i cơ s d li u là b n ñ ñ a hình lãnh th nghiên c u, ti n hành biên t p, hi u ch nh, ño v b sung trên th c ñ a và sau ñó ti n hành phân tích không gian và thành l p b n ñ ñ d c. Giá tr ñ d c s ñư c tính toán d a trên cơ s t p d li u ñ cao (elevation dataset), t c là t h th ng ñư ng bình ñ , qua quá trình x lý, tính toán b ng các thu t toán n i suy s t o nên m t b n ñ ñ cao d ng Raster. ði u này có nghĩa chúng ta ph i thành l p m t mô hình s ñ cao (Digital Elevation Model - DEM) khu v c nghiên c u, sau ñó d a trên ñó ta m i th c hi n phép phân tích không gian ñ tính toán giá tr ñ d c. Chúng tôi ñã thu th p h th ng các tư li u liên quan: - B n ñ ñ a hình huy n Hương Trà 1/ 25.000 ñư c thành l p năm 2004 theo h quy chi u VN 2000 do B Tài nguyên Môi trư ng và Nhà xu t b n B n ñ ban hành. 113
- B n ñ ñ a hình s các xã c a huy n Hương Trà, bao g m 15 xã, 1 th tr n v i 32 m nh b n ñ t l 1/10.000, kho ng cao ñ u 10m vùng ñ i núi và 5m ñ ng b ng. T t c các tư li u b n ñ thu th p ñư c ñ u d ng vector chúng tôi th ng nh t v m t h t a ñ là VN-2000, kinh tuy n tr c 107000'. Ti n hành hi u ch nh các d li u vector, tách l c các l p thông tin c n thi t ñ làm l p b n ñ n n (“y u t cơ s ñ a lý”) như các l p giao thông, th y văn, ñ a hình (ñi m ñ cao, ñư ng bình ñ ), ranh gi i hành chính, ñ a danh… Trong ñó, các ñi m ñ cao và ñư ng bình ñ có ý nghĩa quan tr ng nh t, là y u t cơ b n ñ tính toán ñ d c c a lãnh th . S lư ng ñi m ñ cao và giá tr ñư ng bình ñ càng chi ti t thì giá tr ñ d c càng chính xác. 4. Các y u t n i dung trên b n ñ ñ d c 4.1. Cơ s toán h c c a b n ñ D a trên cơ s d li u b n ñ n n ñ a hình có s n v i h quy chi u VN2000, b n ñ ñ d c thành l p cũng ñư c thành l p theo h quy chi u này. Các tham s c a h quy chi u VN-2000 ñư c hi n th trong ph n m m ArcGIS như sau: Projection: H th ng lư i chi u hình tr ngang ñ ng góc UTM False - easting: Kho ng cách d ch chuy n theo hư ng ðông: 500000.000000 False-northing: Kho ng cách d ch chuy n theo hư ng B c: 0.000000 Central-meridian: Giá tr kinh tuy n tr c: 107.000000 Scale-factor: H s t l sai s K : 0,999900 Latitude - of - origin: Giá tr vĩ tuy n g c: 0,00000 B n ñ ñ d c huy n Hương Trà ñư c thành l p t l 1:50.000. 4.2. N i dung c a b n ñ Trên b n ñ ñ d c s th hi n hai n i dung chính, ñó là y u t cơ s ñ a lý chung và y u t chuyên ñ . - Y u t cơ s ñ a lý chung: + Th y h : Th hi n các con sông, su i và khe chính trên lãnh th , trên ñó có ghi chú ñ a danh. + Giao thông: Th hi n s phân b các tuy n ñư ng giao thông chính, bao g m ñư ng s t, qu c l , t nh l . + Ranh gi i hành chính: Th hi n ñ a gi i hành chính c a lãnh th , trong ñó bao g m hai lo i: ranh gi i huy n và ranh gi i xã + ð a danh: Th hi n ñ a danh xã, ñ a danh núi... 114
- Y u t chuyên ñ : Th hi n n i dung chuyên ñ v ñ d c, bao g m các b c ñ d c ñư c phân chia theo quy ñ nh c a B Nông nghi p và Phát tri n Nông thôn, bao g m 6 c p như sau: C p I: < 30, c p II: 3-80, c p III: 8-150, c p IV: 15-200, c p V: 20- 250, c p VI: >250. Ngoài hai y u t cơ s ñ a lý và chuyên ñ , trên b n ñ còn có y u t ph c a b n ñ , ñây chính là h th ng các ký hi u b n ñ ñư c s d ng có kèm theo gi i thích c n thi t. 5. K t qu thành l p b n ñ ñ d c huy n Hương Trà, t nh Th a Thiên Hu 5.1. N i suy mô hình s ñ cao (DEM) khu v c nghiên c u * Chuy n ñư ng thành ñi m ð n i suy mô hình s ñ cao (DEM) khu v c nghiên c u, trư c h t ta ph i chuy n các ñư ng bình ñ v i giá tr ñ cao thành các ñi m ñ cao. D li u ñư ng bình ñ ñư c chuy n thành d ng ñi m v i s tr giúp c a extension Xtool pro 2.0 ch y trên n n ArcGIS. * N i suy DEM Hình 2. K t qu xây d ng mô hình s ñ cao t t p h p ñi m ñ cao Trong ArcGIS có r t nhi u phương pháp ñ n i suy mô hình s ñ cao như phương pháp Spline, Inverse Distance Weigth, Kriging,... Trong nghiên c u này, chúng tôi ch n l a phương pháp n i suy Kriging vì ñây là m t phương pháp n i suy chính xác giúp cho vi c ño ñ c ñúng nh ng giá tr ñ cao b m t, nó còn có ưu th là tính chính xác cao. Ngoài ra Kriging có ưu ñi m hơn so v i các phương pháp n i suy khác là nó 115
không ch n i suy các giá tr n i suy mà còn xác ñ nh ñư c t ng s nh ng l i trong k t qu . Trong bài toán này s d ng phép n i suy Kriging v i ñ phân gi i (hi n th ) là 10m. 5.2. N i suy b n ñ ñ d c D a trên mô hình s ñ cao ñã xây d ng, ti n hành n i suy b n ñ ñ d c. Lúc này, ñ phân gi i c a DEM quy t ñ nh ñ n s chính xác và chi ti t c a b n ñ ñ d c. S d ng bài toán phân tích không gian Raster (Raster surface) ñ n i suy b n ñ ñ d c. 5.3. Phân lo i l i k t qu n i suy - Do ph n m m ArcGIS n i suy và gán kho ng cách giá tr ñ d c t ñ ng và ph thu c vào giá tr c a các Pixel trong b n ñ . Vì v y, giá tr c a các ngư ng ñ d c chưa phù h p v i thang ñ d c chu n nên ta ph i ti n hành phân lo i l i (Reclassify) cho phù h p v i yêu c u ñ t ra c a bài toán b ng thu t toán Reclassify g m 6 c p như ñã trình bày trên. Hình 3. K t qu xây d ng b n ñ ñ d c (trư c và sau khi reclassify) 5.4. K t qu thành l p b n ñ ñ d c B n ñ ñ d c huy n Hương Trà ñư c thành l p bao g m 6 c p ñ d c, ng v i m t màu trên ô picxel tương ng s có m t giá tr ñ d c riêng. Mu n bi t giá tr ñ d c bao nhiêu, ta s d ng công c Identify click vào v trí c n xác ñ nh ñ d c s cho ra m t b ng thông tin thu c tính c a ô picxel ñó. D a theo giá tr các ô màu picxel trên b n ñ s giúp chúng ta xác ñ nh ñư c các c p ñ d c c a m t v trí b t kỳ. 116
+ Ô màu picxel có giá tr Value = 1 s tương ng v i ñ d c c p I (0-30); + Giá tr Value = 2 s tương ng v i ñ d c c p II (3-80); + Giá tr Value = 3 s tương ng v i ñ d c c p III (8-150); + Giá tr Value = 4 s tương ng v i ñ d c c p IV (15-200); + Giá tr Value = 5 s tương ng v i ñ d c c p V (20-250); + Giá tr Value = 6 s tương ng v i ñ d c c p VI (>250). Hình 4. Khai thác thông tin b n ñ ñ d c b ng công c Identify B n ñ ñ d c ñư c qu n lý thành m t file Project v i tên là Ban do.mxd. Trong ñó có m t Data frame là Do doc Huong Tra bao g m các l p d li u ñư c qu n lý bao g m các thông tin: UBND huy n; Ranh gi i huy n; Ranh gi i xã; Ðư ng s t; Qu c l ; T nh l ; Su i; Sông; C p ñ d c. Sau khi biên t p hoàn thi n b n ñ ñ d c, ta ti n hành tính toán th ng kê di n tích theo các c p ñ d c trên lãnh th nghiên c u. S d ng thu t toán Calculate Area ñ tính toán di n tích cho m i vùng ñ d c riêng bi t. 117
C Pð DC DI N TÍCH (ha) T L (%) T ng di n tích 52090,88 100,00 (< 30) I 18348,68 25,22 II (3 - 80) 12375,98 23,76 III (8 - 150) 11200,37 21,50 IV (15 - 200) 4072,48 7,82 V (20 - 250) 1788,06 3,43 VI (> 250) 915,61 1,76 Sông, su i 3389,70 6,51 6. K t lu n Qua nghiên c u và xây d ng b n ñ ñ d c huy n Hương Trà, t nh Th a Thiên Hu dư i s tr giúp c a công ngh GIS, có th rút ra m t s k t lu n sau: - ng d ng các bài toán phân tích c a GIS là m t trong nh ng phương pháp hi n ñ i cho hi u qu cao khi thành l p b n ñ , ñ c bi t là b n ñ chuyên ñ ñòi h i lư ng thông tin l n. - Xây d ng b n ñ ñ d c dư i s tr giúp c a công ngh GIS cho hi u qu công vi c cao, ti t ki m th i gian, quy trình thành l p ñơn gi n, k t qu chính xác. - ArcGIS là m t trong nh ng ph n m m GIS cho kh năng phân tích không gian m nh và hi u qu . V i nhi u thu t toán n i suy giúp ta ch n l a phương pháp h p lý ñ gi i quy t bài toán xây d ng b n ñ ñ d c. Phương pháp n i suy Kriging là phương pháp n i suy b m t ñ a hình hi u qu , v i thi t l p ñ phân gi i 20m/picxel cho k t qu mô hình s ñ cao (DEM) tương ñ i chính xác và ñ p. DEM là d li u ñ u vào quan tr ng ñ xây d ng nên b n ñ ñ d c. - K t qu thành l p b n ñ ñ d c cho th y lãnh th huy n ñư c phân ra 6 vùng ñ d c, trong ñó vùng có ñ d c c p I chi m di n tích tương ñ i nhi u, g n 23,22% di n tích lãnh th , phân b ch y u các xã vùng ñ ng b ng và ven bi n. Vùng có ñ d c c p II, III t p trung các khu v c giáp ranh gi a các xã ñ ng b ng và vùng ñ i núi. Vùng có ñ d c c p IV, V và V phân b các xã vùng ñ i núi, có ñ a hình ph c t p. 118
Hình 5. B n ñ ñ d c huy n Hương Trà t nh Th a Thiên Hu 119
TÀI LI U THAM KH O [1]. Nguy n Tác An, T ng Phư c Hoàng Sơn, S d ng h thông tin ñ a lý GIS trong qu n lý t ng h p vùng ven b , NXB ð i h c Qu c gia TP HCM. [2]. Tr n Qu c Bình, Bài gi ng ESRI ArcGIS 8.3, (Dùng cho sinh viên ngành ð a lý - ð a chính), ð i h c Khoa h c T nhiên, ð i h c Qu c gia Hà N i, 2004. [3]. Lưu Th Vinh, ðánh giá nh hư ng c a m t ñ các ñi m ño ñ cao t ñ ng t i ñ chính xác c a mô hình s ñ cao ñư c thành l p b ng công ngh nh s , Lu n văn Th c sĩ Khoa h c, Chuyên ngành ð a chính, Mã s : 01.07.15, Hà N i, 2006. [4]. Colin Child, Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatial Analyst. ESRI Education Services. [5]. ESRI, ArcGIS Desktop help, ArcGIS 9.1 edition. Canada. ESTABLISHMENT OF SLOPE MAP IN HUONG TRA DISTRICT, THUA THIEN HUE PROVINCE ON SCALE OF 1/50.000 USING GIS TECHNOLOGY Do Thi Viet Huong College of Sciences, Hue University SUMMARY Slope map is one of the important tools in facilitating deciding and planning reasonable territory-using policy. However, slope map has mainly been established by handmade method basing on analoge topograhy map, taking much time and yeilding low accuracy. Nowadays, with the development of computer technology, Geographic Information System (GIS) has created many specialized software with integrated information and space analysis capabilities, facilitating the establishment of slope map in a fast and exact manner. Huong Tra district is a territorry having relatively complex terrain, where hills and mountains make up a high proportion. Therefore, establishing slope map by handmade method will be very complicated and take much time. In the framework of this article, we bring out the process and the calculating method of establishing slope map in Huong Tra district on a scale of 1/50.000 by ArcGIS 9.2 software. 120