Chương 1. Tổng quan vấn đề và khu vực nghiên cứu. Phương pháp đo sâu viễn thám đa phổ trong lập bản đồ độ sâu ven đảo thử nghiệm thuộc quần đảo Trường Sa Chương 3. Đánh giá biến đổi địa hình đáy biển vùng nước nông ven đảo thử nghiệm QDTS.
Luận án được trình bày ở dạng văn bản với 150 trang đánh máy khổ A4, 26 bảng biểu, 50 sơ đồ, hình vẽ và bản đồ, 135 các tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt va tiêng nước ngoài. TONG QUAN VAN DE VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Những van đề chung về địa hình đáy biển vùng nước nông ven đảo xa bờ 1.
Khái niệm địa hình và biến động hình thái địa hình đáy biển a) Khái niệm địa hình Dia hình là một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong khoa học và đời sống dé mô tả diện mạo bề mặt lớp vỏ cứng của Trái Dat. Nó là tập hợp của vô vàn những thé gồ ghé, lỗi lõm hoặc tương đối bằng phẳng, phân cách với nhau bởi những đường ranh giới ít nhiều rõ ràng, tức là tập hợp của các dạng địa hình (ví dụ quả đồi, con sông, gò đất, quả núi, đụn cát, bãi bồi, doi cát, v. Hình thái học thé hiện về hình dang của đối tượng. Đặc điểm hình thái của địa hình là miêu tả về điện mạo và hình dạng của địa hình.
Theo David Coblentz [47], hình thái địa hình (HTĐH) là khoa học về phân tích định lượng mặt đất “xử lý hình học cảnh quan” và định lượng tính chất của mặt đất, là một phần kiến thức của địa mạo. Đào Đình Bắc cũng công nhận rằng, diện mạo bên ngoài, hay là HTDH có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự phân bố lại vật chất và các dạng năng lượng tự nhiên trên bề mặt Trái Dat. Trong địa mạo học, người ta quan tâm đến hai loại thông tin về HTĐH [2]: Hình thái mô tả, mà trong thực tiễn người ta thường gọi vắn tắt là hình thái, bao gồm các yếu tố diện mạo bề ngoài của địa hình như: hình dạng (tròn, méo, v.), độ cao khái quát (cao, thấp, trung bình, sâu nông), độ dốc khái quát (dốc, thoải, vừa), hình dạng bề mặt đỉnh và sườn (bằng phẳng, nghiêng, dốc, g6 ghé, lượn sóng, v.), cách sắp xếp (rời rạc, thành nhóm, thành dải, dãy và có tính định hướng, v.) và hình khối (rộng, hẹp, dạng khối, dạng vòm, dạng chóp). Trắc lượng hình thái bao gồm những thông tin định lượng về độ cao tương đối, độ cao tuyệt đối, độ chia cắt ngang, độ dài, độ dốc sườn, và bề mặt, độ uốn khúc các dòng sông, v.
Mỗi tham số miêu tả HTĐH có ý nghĩa khác nhau, chăng hạn như: độ cao có ý nghĩa về khí hậu, thảm thực vật; độ đốc kiểm soát tốc độ dòng chảy trên mặt đất và dưới mặt đất và tốc độ dòng chảy, v. Tương tự như trên cạn, đại dương đóng một vai trò cơ bản trong hệ thống Trái Đất ở nhiều mức độ khác nhau. Kiến thức về địa hình đáy biển cũng rất quan trọng đối với nhiều đối tượng. Ví dụ, địa hình đáy biển ảnh hưởng đến dòng chảy bề mặt, dòng chảy gần đáy và tỷ lệ pha trộn của đại dương.
Thiếu thông tin về địa hình có thé ảnh hưởng đến hiệu quả của dự đoán mô hình, vi dụ như mô hình phân bố các loài sinh vật biên, khí hậu, hoặc đường di của các vật thể nổi trên biển. Các tính chất mô tả địa hình đáy biển cũng tương tự như các tính chất địa hình trên đất liền, chúng được chia làm hai loại nhóm thuộc tính địa hình như sau: Nhóm thuộc tính chung của hình thái địa hình trong nghiên cứu biên thường được nhóm thành bốn loại chính mô tả các thuộc tính khác nhau của địa hình (độ dốc, hướng, độ cong/ vị trí tương đối và biến đổi địa hình) liên quan đến điều kiện sinh thái và đặc điểm địa mạo (Bảng 1. Thuộc tính địa hình thường được sử dụng trong nghiên cứu biển [92]. Độ dốc Hướng Độ cong Biến địa hình - Tính ồn định của.
> ok OA 4 Âm tram tên tích. | Độ (kha | ~ phơi | vượt trội ` Chỉ i số. _ phơi|- + 2 Chỉ sô cầu trúc | môi trường sống: Liên | năng sống và hoặc dong | nhiễm/ nơi trú ân, | TM° š song; quan | trong/trên trằm chảy địa phương ví dụ, trên một | - Nơi trụ ân từ đến | tích); từ một hướng cụ | đỉnh hoặc trong | phơi nhiêm/ động sinh Gis t bộ thé (cung cap thực | một khoảng trông | vật ăn thịt; - Gia tốc cục bộ Ậ À: Tế A , thái | của don (cung phâm, ; bôi lăng, (cung cập thực - Đa dang cau trúc F 8 ung | phân tán ấu trùng, | phẩm, trầm tích, lên kết với đa cap thực phâm, v. dang sinh học.
- Tinh ồn định của - Dòng chảy, Liên trâm tích; Liên quan đến dòng tram tích/ | Sự biến đổi địa quan - |”, Gia đềtốc cục bộ|+ "chảy +. S " | dong chảy, các | trình hải văn: quá | hình và cấu trúc hiện tại phản ánh ên tạ ae (xói mòn, di au, ton a mạo | Hữu ích trong | các quá trình địa : của dòng chả an ; ; ° chuyển VLTT, , việc phân loại địa | mạo thông tri. Đo vẽ HTĐH là thực hiện các bước xác định các tham số hình thái địa hình (trắc lượng hình thái chung và trắc lượng hình thái cụ thé) liên quan đến kích thước chiều thăng đứng và chiều ngang của bề mặt Trái Dat. Biến động địa hình là sự thay đổi kích thước chiều ngang và chiều thắng đứng của bề mặt địa hình, dẫn tới làm thay đôi các tham số mô tả HTĐH.
Các tham số dễ nhận thấy được như độ sâu (độ cao), độ dốc, hướng dốc và các khu vực xói 16 - bồi tụ. Vì vậy, dé đánh giá biến động địa hình đáy biến cần thiết phải xem xét về sự biến động cả theo chiều ngang và độ sâu của địa hình. Xét tổng thể về mối quan hệ chặt chẽ trong một hệ thống, có thể chỉ cần quan sát thấy biến động của bất cứ một tham số địa hình nào, ví dụ đường bờ (bởi vì các tham số biến động đó là kết quả của xói lở và bôi tụ cả về chiều ngang và chiều đứng của địa hình) là có thể dự đoán được biến động về độ sâu và mặt bang cua day bién lién ké. Tuy nhiên, độ chính xác nếu chi dua vào một vài tham số mà không có được số lượng biến động theo độ sâu, theo chiều ngang và khối lượng thay đổi vật chất (thé tích) sẽ có thé dẫn tới nhiều sai sót trong quá trình phân tích.
Vì vậy, một phân tích địa hình đáy biển dựa trên kết quả tính toán định lượng về sự biến động độ sâu, biến động về thể tích khối lượng vật chất giữa các chu kỳ thu nhận dữ mô hình số độ sâu (chu kỳ DBM) khác nhau là cần thiết. b) Nghiên cứu HTĐH đáy biên gắn liền với nghiên cứu biến động địa hình Giả thiết cơ bản trong địa mạo là ton tại một mối quan hệ chặt chẽ giữa các quá trình động lực và HTĐH cụ thể. Theo Wang và cộng sự [126], sự phát triển HTDH đáy bién là kết quả của sự tương tác giữa chuyền động của nước, vận chuyển tram tích và thay đổi đáy. Như vậy, dé nghiên cứu một cách toàn diện về hình thái địa hình đáy biển, ngoài các nghiên cứu về địa hình, cần thiết phải nghiên cứu cả về thủy động lực, vận chuyên trầm tích và tương tác qua lại giữa các yếu tố động lực với HTĐH.
Ngoài các nghiên cứu về thuộc tính địa hình thông thường được sử dụng trong nghiên cứu biển (xem Bảng 1.2), các nghiên cứu thông dụng khác về HTDH đáy biển thường liên quan đến các nghiên cứu thành lập bản đồ địa mao đáy biển dựa trên nguyên tắc kết hợp nguồn gốc - hình thái - động lực. Nội dung của bản đồ địa mạo đáy biển biểu diễn các đơn vị địa mạo có đặc điểm nguồn sốc, hình thái, và động lực khác nhau. Tập hợp các quá trình riêng biệt tạo ra các dạng đặc trưng với hình dạng và kích thước đặc biệt, đồng nhất về nguồn gốc và hình thái, đồng nhất về hình thái và động lực được tạo ra bởi một quá trình địa mạo tích tụ hay bóc mòn, được xác định dưới một vài yếu tố động lực nhất định (sóng, thủy triều, dòng chảy, sinh vật, v. Trong đó, đặc điểm hình thái và trắc lượng hình thái được quan tâm đầu tiên, sau đó là nguồn gốc và động lực tác động đến quá trình thành tạo và biến đổi địa hình.
Các nghiên cứu thủy động lực phải bao gồm các tác động của mô hình dòng chảy do thủy triều, gió, sóng và dòng chảy theo sóng. Vận chuyên tram tích liên quan đến hỗn hợp cát, bùn và cát-bùn. Do đó, các nghiên cứu hình thái không chỉ liên quan đến những thay đổi về chiều ngang (mặt bằng) và chiều thắng đứng (độ sâu) mà còn cả những thay đổi về thành phan cơ chất hoặc đáy cũng được xem xét. Như vậy, nghiên cứu HTĐH gan chặt chẽ với nghiên cứu sự biến động cả về chiều thăng đứng và chiều ngang của địa hình.
Dưới tác động của các động lực ven bờ đảo, địa hình thay đôi liên tục cả về độ sâu do tác động của sóng và hình dáng các bãi cát ven bờ đảo cũng thay đổi thường xuyên do tác động của dòng chảy ven bờ. Sự biến động địa hình có thể xảy ra cục bộ hoặc trên toàn diện rộng khu vực nghiên cứu. Hiện nay, việc áp dụng kỹ thuật GIS để xác định không gian và tính toán giá trị biến động địa hình giữa các thời điểm khác nhau được thực hiện thuận lợi và nhanh chóng. Các sai số trong kết quả tính toán biến động cuối cùng được kiểm soát ở từng bước dữ liệu liệu đầu vào, đến xây dựng mô hình DBM và thuật toán phân tích không gian.
Đối với các khu vực có địa hình thay đổi liên tục và điều kiện động lực phức tạp, độ chính xác của kết quả xác định sự thay đổi tham số chung và tham số cụ thé phụ thuộc vào độ chính xác dữ liệu thu thập (ty lệ bản đô). Biến động địa hình dễ nhận thấy nhất là sự thay đổi tham số cụ thé, các khu vực xói lở - bôi tụ phản ánh mật thiệt với các điêu kiện tự nhiên khu vực.