Luận án tiến sĩ: Tích hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus tích hợp viễn thám và gis nghiên cứu đánh giá trượt lở đất phục vụ mục tiêu giảm thiểu thiệt, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Nguyễn Đình Tài
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Thạch
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Địa Lý
• Đề tài: Tích Hợp Viễn Thám Và Hệ Thống Tin Địa Lý Nghiên Cứu Đánh Giá Tai Biến Trượt Lở Đất Phục Vụ Giảm Thiểu Thiệt Hại Tại Tỉnh Bắc Kạn
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sỹ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN
• 1.1. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT
• 1.1.1. Nghiên cứu trượt lở đất trên thế giới
• 1.1.2. Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam
• 1.1.3. Nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn
• 1.2. CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT
• 1.2.1. Khái niệm trượt lở đất
• 1.2.2. Phân loại trượt lở đất
• 1.2.3. Mô hình vật lý của trượt lở đất
• 1.2.4. Các nguyên nhân gây ra trượt lở đất
• 1.2.5. Vai trò của các yếu tố đối với trượt lở đất
• 1.3. PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Giả thiết nghiên cứu
• 1.3.2. Các biến số nghiên cứu
• 1.3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3.4. Quy trình nghiên cứu
• 1.4. Tiểu kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TRƯỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN
• 2.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
• 2.2. YẾU TỐ ĐỊA CHẤT
• 2.2.1. Đặc điểm thạch học
• 2.2.2. Đặc điểm vỏ phong hóa
• 2.2.3. Đặc điểm kiến trúc cấu tạo
• 2.3. YẾU TỐ ĐỊA HÌNH
• 2.3.1. Các yếu tố trắc lượng hình thái
• 2.3.2. Đặc điểm địa mạo
• 2.4. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU THỦY VĂN
• 2.4.1. Địa chất thủy văn
• 2.5. ĐẶC ĐIỂM LỚP PHỦ THỰC VẬT
• 2.6. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI (YẾU TỐ NHÂN SINH)
• 2.6.1. Hạ tầng giao thông
• 2.6.2. Các hoạt động nhân sinh làm mất độ ổn định sườn dốc
• 2.7. Tiểu kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG, NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
• 3.1. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRƯỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN
• 3.1.1. Thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất
• 3.1.2. Đặc điểm phân bố trượt lở đất tại tỉnh Bắc Kạn
• 3.1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố gây trượt đến hiện trạng trượt lở đất
• 3.2. ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN
• 3.2.1. Xác định thứ hạng các yếu tố gây trượt
• 3.2.2. Xác định trọng số các yếu tố gây trượt
• 3.2.3. Chỉ số nguy cơ trượt lở đất
• 3.2.4. Kiểm chứng mô hình
• 3.3. GIẢM THIỂU THIỆT HẠI DO TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI TỈNH BẮC KẠN
• 3.3.1. Định hướng sử dụng đất đối với các vùng nguy cơ trượt lở đất
• 3.3.2. Cảnh báo nguy cơ trượt lở đất cho địa phương
• 3.3.3. Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất
• 3.4. Tiểu kết chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn

Nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng các hoạt động khai thác tài nguyên. Tỉnh Bắc Kạn, với địa hình đồi núi và khí hậu ẩm ướt, thường xuyên phải đối mặt với các hiện tượng thiên tai như trượt lở đất. Việc áp dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu này không chỉ giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao mà còn hỗ trợ trong việc lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất, từ đó giảm thiểu thiệt hại cho người dân và tài sản.

1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu trượt lở đất

Trượt lở đất gây ra nhiều thiệt hại về người và tài sản, đặc biệt trong mùa mưa lũ. Theo thống kê, hàng năm, hàng nghìn người bị ảnh hưởng bởi các vụ trượt lở đất tại Bắc Kạn. Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hiện đại như viễn thám và GIS là cần thiết để nâng cao khả năng dự báo và phòng ngừa.

1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất và xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất tại Bắc Kạn. Nội dung nghiên cứu bao gồm phân tích các yếu tố tự nhiên và nhân sinh, tích hợp viễn thám và GIS trong đánh giá hiện trạng trượt lở đất.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu trượt lở đất

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về trượt lở đất, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc áp dụng công nghệ viễn thám và GIS. Các yếu tố như độ chính xác của dữ liệu, khả năng tiếp cận công nghệ và sự hiểu biết của cộng đồng về thiên tai là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của nghiên cứu

Độ chính xác của các mô hình dự báo trượt lở đất phụ thuộc vào chất lượng dữ liệu đầu vào. Việc thu thập dữ liệu từ viễn thám cần được thực hiện một cách chính xác và kịp thời để đảm bảo tính hiệu quả của nghiên cứu.

2.2. Khó khăn trong việc áp dụng công nghệ mới

Việc áp dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu trượt lở đất còn gặp nhiều khó khăn do thiếu nguồn lực và kiến thức chuyên môn. Cần có sự hỗ trợ từ các tổ chức và cơ quan chức năng để nâng cao năng lực cho các nhà nghiên cứu và cộng đồng.

III. Phương pháp tích hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu

Phương pháp tích hợp viễn thám và GIS đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu trượt lở đất. Việc sử dụng các công nghệ này giúp nâng cao khả năng phân tích và dự báo nguy cơ trượt lở đất một cách hiệu quả.

3.1. Quy trình tích hợp viễn thám và GIS

Quy trình tích hợp bao gồm việc thu thập dữ liệu từ các nguồn viễn thám, xử lý và phân tích dữ liệu bằng GIS để tạo ra bản đồ nguy cơ trượt lở đất. Các bước này cần được thực hiện một cách hệ thống và khoa học.

3.2. Các công cụ và phần mềm hỗ trợ

Sử dụng các phần mềm GIS như ArcGIS, QGIS và các công cụ viễn thám như Google Earth Engine giúp nâng cao hiệu quả trong việc phân tích và lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất. Những công cụ này cho phép người dùng dễ dàng xử lý và phân tích dữ liệu không gian.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn

Nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc giảm thiểu thiệt hại do thiên tai. Các bản đồ nguy cơ trượt lở đất được xây dựng sẽ giúp chính quyền địa phương có những biện pháp phòng ngừa kịp thời.

4.1. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra các khu vực có nguy cơ cao về trượt lở đất, từ đó giúp chính quyền địa phương có những biện pháp ứng phó kịp thời. Việc lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất cũng giúp nâng cao nhận thức của cộng đồng về thiên tai.

4.2. Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại

Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất bao gồm việc cải thiện hệ thống cảnh báo sớm, tăng cường công tác tuyên truyền và giáo dục cộng đồng về nguy cơ trượt lở đất, cũng như thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trượt lở đất

Nghiên cứu trượt lở đất tại Bắc Kạn đã chỉ ra tầm quan trọng của việc tích hợp viễn thám và GIS trong công tác phòng chống thiên tai. Các kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị trong việc giảm thiểu thiệt hại mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã thành công trong việc xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất tại Bắc Kạn, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho công tác quản lý thiên tai. Các yếu tố tự nhiên và nhân sinh đã được phân tích một cách chi tiết.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất, đồng thời mở rộng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong các lĩnh vực khác như quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình khoa học "Tích hợp viễn thám và hệ thông tin địa lý nghiên cứu đánh giá tai biến trượt lở đất phục vụ giảm thiểu thiệt hại tại tỉnh Bắc Kạn" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Đình Tài dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Ngọc Thạch. Luận án thuộc chuyên ngành Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý (mã số: 62 44 02 14), bảo vệ học vị Tiến sĩ Địa lý tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội vào năm 2017. Đề tài được triển khai với sự hỗ trợ từ nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo Nghị định thư Việt Nam – Ấn Độ mang mã số 42/2009/HĐ-NĐT ("Tăng cường năng lực nghiên cứu, đào tạo về viễn thám và Hệ thông tin địa lý trong việc nghiên cứu, quản lý tai biến lũ lụt, lũ quét và trượt lở đất, nghiên cứu điển hình tại Vĩnh Phúc, Bắc Kạn").

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Trượt lở đất là quá trình di chuyển đất đá trên sườn dốc dưới tác động trực tiếp của trọng lực. Đây là dạng tai biến diễn ra bất ngờ trong khoảng thời gian ngắn, có khả năng dịch chuyển hàng nghìn mét khối vật liệu sườn dốc, gây phá hủy cơ sở hạ tầng, vùi lấp khu dân cư và đe dọa trực tiếp tính mạng con người. Thống kê giai đoạn 2002–2012 trên phạm vi toàn cầu cho thấy trượt lở đất làm chết gần 9.000 người mỗi năm với thiệt hại kinh tế hàng tỷ USD tại các quốc gia như Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan, Philippines. Tại Việt Nam, giai đoạn 2000–2014 ghi nhận lũ quét và trượt lở đất khiến 646 người chết và mất tích, 351 người bị thương, làm hư hại và vùi lấp hơn 100.000 ngôi nhà cùng hơn 75.000 ha lúa, hoa màu.

Tại tỉnh Bắc Kạn, hiện tượng trượt lở đất xảy ra thường xuyên trong mùa mưa lũ. Các sự kiện điển hình được ghi nhận gồm vụ trượt lở ngày 04/7/2009 tại thôn Khên Lền (xã Công Bằng, huyện Pác Nặm) làm 13 người chết và mất tích; trận mưa lớn đầu tháng 8/2015 gây gần 400 điểm sạt lở với khối lượng đất đá phải thu dọn trên 30.000 m³; các sự cố vùi lấp đất canh tác và nhà dân do bãi thải khai thác khoáng sản tại huyện Chợ Đồn vào tháng 8/2016; sạt lở taluy dọc tuyến cao tốc Thái Nguyên – Bắc Kạn.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định:

• Các nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam trước đây chủ yếu triển khai ở diện rộng, tỷ lệ nhỏ và mang tính dự báo định tính; thiếu các công trình điều tra chi tiết cấp tỉnh để hỗ trợ trực tiếp công tác phòng chống thiên tai.
• Phương pháp thành lập bản đồ nguy cơ trượt lở chưa có sự thống nhất về thuật toán tích hợp giữa viễn thám (Remote Sensing - VT) và Hệ thông tin địa lý (GIS), đồng thời thường thiếu quy trình kiểm chứng độ chính xác định lượng của mô hình.
• Ứng dụng ảnh vệ tinh đa thời gian, đa độ phân giải kết hợp phân tích thứ bậc và thống kê không gian chưa được khai thác đồng bộ trên địa bàn vùng núi Bắc Kạn.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của luận án là làm rõ vai trò, mức độ ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và nhân sinh liên quan đến trượt lở đất; đồng thời xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất trên cơ sở tích hợp viễn thám và GIS nhằm phục vụ công tác giảm thiểu thiệt hại tại tỉnh Bắc Kạn.

Nội dung nghiên cứu gồm 5 nhiệm vụ chính:

1. Tổng quan và xác lập cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu về tích hợp viễn thám và GIS trong đánh giá nguy cơ trượt lở đất.
2. Phân tích các yếu tố tự nhiên và nhân sinh ảnh hưởng đến quá trình phát sinh trượt lở đất trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn.
3. Ứng dụng kỹ thuật viễn thám và GIS để xác định, thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất.
4. Xử lý tích hợp không gian đa chỉ tiêu để thành lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn ở tỷ lệ 1:100.000.
5. Đề xuất định hướng giải pháp giảm thiểu thiệt hại do tai biến trượt lở đất cho địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các yếu tố tự nhiên (địa chất, địa hình, khí hậu thủy văn, lớp phủ thực vật) và các hoạt động khai thác lãnh thổ nhân sinh liên quan đến hiện trạng và nguy cơ phát sinh trượt lở đất.
• Phạm vi khoa học: Đánh giá nguy cơ trượt lở đất bằng công nghệ viễn thám kết hợp hệ thông tin địa lý và các mô hình không gian định lượng.
• Phạm vi không gian: Toàn bộ ranh giới hành chính tỉnh Bắc Kạn ở tỷ lệ nghiên cứu 1:100.000.
• Giả thuyết nghiên cứu: Vận dụng nguyên tắc đồng dạng địa chất - địa mạo (quá khứ và hiện tại là chìa khóa cho tương lai), xem nguy cơ trượt lở đất là hàm số đa biến: $\text{TLĐ} = f(x_1, x_2, x_3, ..., x_n)$, trong đó $x_i$ là các biến số tự nhiên và nhân sinh.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả tổng quan sự phát triển của các công trình quốc tế theo hai giai đoạn chính:

1. Nghiên cứu hiện trạng bằng viễn thám:

   • Sử dụng ảnh hàng không và phân tích lập thể để xác định vết trượt (Mantovani và cộng sự, 1996), áp dụng phổ biến ở tỷ lệ lớn hơn 1:25.000.
   • Nhận diện vết trượt từ ảnh vệ tinh quang học: Petley và cộng sự (2002) dùng ảnh Landsat ETM+ ở vùng Himalaya; Marcelino và cộng sự (2009) sử dụng ảnh SPOT tăng cường độ phân giải lên 7 m để đạt tỷ lệ phát hiện 70%; Nichol và Wong (2005) dùng ảnh độ phân giải cao và siêu cao (SPOT-5 HRG, IKONOS, GeoEye).
   • Ứng dụng viễn thám chủ động: Singhroy và cộng sự (1998) tích hợp ảnh RADAR/SAR và InSAR; McKean và Roering (2004) dùng dữ liệu độ cao từ LiDAR (độ phân giải 1,5–10 m) để đo độ nhám bề mặt địa hình nhằm lập bản đồ khối trượt dưới thảm phủ thực vật dày.
   • Các kỹ thuật trắc địa hỗ trợ: quan trắc GNSS/CORS/RTK và giao thoa mặt đất IBIS (Tarchi và cộng sự).

2. Đánh giá nguy cơ trượt lở đất bằng GIS:

   • Carrara (1983) khởi xướng việc phân tích dữ liệu raster trong GIS để đánh giá tính nhạy cảm trượt lở.
   • Soeters và Van Westen (1996) phân loại các phương pháp tiếp cận thành hai nhóm: trực tiếp (địa mạo, địa kỹ thuật - phù hợp tỷ lệ lớn) và gián tiếp (trọng số kinh nghiệm, thống kê - phù hợp tỷ lệ trung bình và nhỏ).
   • Nhóm trọng số kinh nghiệm nổi bật với phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP) dựa trên ma trận so sánh cặp của Thomas Saaty (1980, 1986).
   • Nhóm thống kê định lượng: mô hình giá trị thông tin (Information Value Method) khởi xướng bởi Yin và Yan (1988), hoàn thiện bởi van Westen (1997); mô hình trọng số bằng chứng (Weight of Evidence); phân tích hồi quy Logistic; mạng thần kinh nhân tạo (Artificial Neural Network - ANN); cây quyết định và logic mờ (Fuzzy Logic).

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam và tại tỉnh Bắc Kạn

• Nghiên cứu cấp công trình và tuyến giao thông: Điều tra nứt - trượt đồi Khau Cả và đồi Khí Tượng, thị xã Sơn La (Nguyễn Đức Mạnh, 1997); điều tra đoạn Đèo Gió - Nà Phặc dọc Quốc lộ 3 (Sở KH&CN Bắc Kạn, 2008; Uông Đình Khanh, 2007); điều tra sạt lở khu vực thị xã Bắc Kạn và Chợ Rã (Đỗ Minh Đức, 2005).
• Nghiên cứu phân vùng quy mô vùng và cấp tỉnh: Các nghiên cứu tai biến địa chất dải ven biển miền Trung, dọc đường Hồ Chí Minh và khu vực Tây Bắc (Nguyễn Trọng Yêm, 2003; Lê Bá Thảo; Đỗ Tuyết); ứng dụng AHP đánh giá trượt lở tại Hòa Bình (Nguyễn Ngọc Thạch, 2004) và Thừa Thiên Huế (Trần Tuấn Anh, 2010); ứng dụng trọng số bằng chứng tại Bắc Giang (Nguyễn Viết Lương, 2012); ứng dụng SINMAP tại Quảng Bình (Nguyễn Kim Cương, 2010). Đề án điều tra phân vùng cảnh báo trượt lở đất đá miền núi của Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (2013).

Vị trí và khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án kết hợp đồng thời phương pháp phân tích thống kê đơn biến (Giá trị thông tin - Information Value) để xác định thứ hạng cho từng cấp phụ trong mỗi lớp yếu tố, và phương pháp phân tích đa tiêu chí AHP của Saaty để xác định trọng số giữa 11 lớp yếu tố gây trượt. Hướng tiếp cận này khắc phục tính chủ quan của phương pháp chuyên gia thuần túy, phù hợp cho quy mô nghiên cứu cấp tỉnh ở tỷ lệ 1:100.000, đồng thời tích hợp quy trình kiểm chứng độ chính xác mô hình.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

• Khái niệm trượt lở: Sử dụng định nghĩa của Varnes (1978), coi trượt lở đất là hiện tượng địa chất xảy ra trên sườn dốc khi đất, đá hoặc mảnh vụn di chuyển xuống phía dưới dưới tác động của trọng lực.
• Phân loại trượt lở theo cơ chế chuyển động (Varnes, 1978): Rơi (fall), đổ/lật (topple), trượt xoay (rotational slide), trượt tịnh tiến (translational slide), sụt ngang (lateral spread), dòng chảy (flow) và trượt hỗn hợp (complex).
• Phân loại theo quy mô kích thước khối trượt (van Schalkwyk, 1998):
  • Rất nhỏ: $< 10\text{ m}^2$
  • Nhỏ: $10 - 1.000\text{ m}^2$
  • Trung bình: $1.000 - 100.000\text{ m}^2$
  • Lớn: $100.000 - 1.000.000\text{ m}^2$
  • Rất lớn: $> 1.000.000\text{ m}^2$
• Mô hình cân bằng vật lý: Sự trượt lở xảy ra khi tỷ số giữa lực kháng cắt chống trượt ($R$) và lực gây trượt ($T$) giảm xuống dưới ngưỡng an toàn (hệ số ổn định $F_s = R / T \le 1$).

Phương pháp nghiên cứu

1. Khảo sát thực địa và điều tra xã hội học:
   • Thực hiện qua 3 đợt khảo sát (tháng 5/2010, tháng 6/2011, tháng 10/2012) cùng chuyên gia Ấn Độ.
   • Xây dựng 140 mẫu chìa khóa giải đoán; định vị điểm trượt bằng máy GPS cầm tay Garmin 78s; đo đạc góc dốc và hướng cắm của đá; phỏng vấn người dân bản địa về thời gian xuất hiện, quy mô và diễn biến khối trượt.
2. Phương pháp viễn thám:
   • Thu thập và xử lý 16 cảnh ảnh vệ tinh quang học đa thời gian (2008–2015), đa độ phân giải gồm GeoEye-1 (độ phân giải 0,4–1,65 m), SPOT-4, SPOT-5 (độ phân giải 2,5–10 m).
   • Tiến hành giải đoán bằng mắt kết hợp mô hình số độ cao (DEM) và chìa khóa thực địa để thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở.
   • Xử lý tự động tách chiết cấu trúc dạng tuyến (lineament) bằng các bộ lọc không gian (Sobel).
3. Phương pháp GIS và phân tích không gian:
   • Xây dựng mô hình DEM từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000.
   • Tính toán các chỉ tiêu trắc lượng hình thái: độ dốc, hướng dốc, độ chia cắt sâu (CCS), độ chia cắt ngang (CCN), vùng đệm (buffer) mạng lưới đường giao thông, nội suy phân bố lượng mưa trung bình năm.
4. Phương pháp Giá trị thông tin ($W_i$):
   • Đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng phân lớp thông tin $i$ dựa trên mật độ điểm ảnh trượt lở theo công thức của Yin và Yan (1988): $$W_i = \ln \left( \frac{\text{DenClass}}{\text{DensMap}} \right) = \ln \left( \frac{Npix(X_i) / Npix(N_i)}{\sum Npix(X_i) / \sum Npix(N_i)} \right)$$ Trong đó: $Npix(X_i)$ là số điểm ảnh trượt lở trong phân lớp $i$; $Npix(N_i)$ là tổng số điểm ảnh của phân lớp $i$; $\sum Npix(X_i)$ là tổng số điểm ảnh trượt lở trên toàn tỉnh; $\sum Npix(N_i)$ là tổng số điểm ảnh của toàn bộ vùng nghiên cứu.
5. Phương pháp Phân tích thứ bậc (AHP):
   • Lập ma trận so sánh cặp giữa 11 lớp yếu tố gây trượt theo thang điểm 1–9 của Thomas Saaty.
   • Tính toán vector trọng số riêng ($\lambda_{max}$), chỉ số nhất quán $CI = (\lambda_{max} - n) / (n - 1)$ và tỷ số nhất quán $CR = CI / RI$. Giá trị $CR \le 0,10$ (10%) bảo đảm tính nhất quán của ma trận trọng số.

Kích thước ma trận ($n$)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Chỉ số ngẫu nhiên ($RI$)	0	0	0,58	0,90	1,12	1,24	1,32	1,41	1,45	1,49	1,51

Nguồn cơ sở dữ liệu

• Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 (nguồn: Cục Bản đồ).
• Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000.
• Tư liệu viễn thám: 16 cảnh ảnh vệ tinh SPOT-4, SPOT-5, GeoEye-1 giai đoạn 2008–2015.
• Chuỗi số liệu khí tượng thủy văn đo đạc tại các trạm khí tượng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn.
• Cơ sở dữ liệu điều tra thực địa 140 điểm chìa khóa giải đoán và tọa độ các vết trượt.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về cơ chế hình thành trượt lở đất và tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước, quốc tế. Luận án tập trung phân tích mô hình vật lý của khối trượt sườn dốc và các yếu tố chi phối gồm địa chất, vỏ phong hóa, cấu trúc đứt gãy (lineament), độ dốc, lượng mưa và tác động nhân sinh.

Chương này xác lập quy trình nghiên cứu tích hợp viễn thám và GIS qua 5 giai đoạn:

1. Xác định và số hóa 11 lớp biến số gây trượt.
2. Thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở từ ảnh vệ tinh đa thời gian.
3. Tính toán thứ hạng các phân lớp bằng phương pháp giá trị thông tin ($W_i$) và trọng số lớp bằng phương pháp AHP.
4. Chồng xếp không gian tính chỉ số nguy cơ trượt lở đất ($LSI$) và phân vùng nguy cơ theo phương pháp Natural Breaks, sau đó kiểm chứng độ chính xác.
5. Đề xuất giải pháp quy hoạch và giảm thiểu thiệt hại.

Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn

Chương 2 phân tích đặc điểm tự nhiên và kinh tế - xã hội của tỉnh Bắc Kạn gắn với 11 biến số gây trượt lở:

• Yếu tố địa chất: Phân tích đặc điểm thạch học các phân vị địa tầng, thành phần khoáng vật; đặc điểm cấu trúc vỏ phong hóa (chiều dày, thành phần hạt, độ dính sét); cấu trúc kiến tạo, mật độ đứt gãy và yếu tố dạng tuyến (lineament) được lọc bằng thuật toán Sobel; tính toán góc lệch giữa hướng cắm của mặt lớp đá với hướng dốc sườn địa hình.
• Yếu tố địa hình, địa mạo: Phân tích trắc lượng hình thái từ DEM gồm độ cao tuyệt đối, độ dốc địa hình, độ chia cắt sâu (CCS) và độ chia cắt ngang (CCN), phân loại các bề mặt địa mạo (bóc mòn, xâm thực, tích tụ, karst).
• Yếu tố khí hậu thủy văn và lớp phủ: Phân tích lượng mưa trung bình năm, tỷ lệ mưa theo mùa và mạng lưới địa chất thủy văn; hiện trạng lớp phủ thực vật năm 2014 phân loại theo cấu trúc tán rừng và hệ rễ.
• Yếu tố nhân sinh: Đánh giá mật độ phân bố dân cư, mạng lưới hạ tầng giao thông (xây dựng các vùng đệm buffer quanh đường giao thông); hoạt động khai thác khoáng sản (vị trí các mỏ khai thác, bãi thải quặng chì kẽm, sắt, mangan); các hoạt động bạt núi, xẻ taluy mở đường làm mất chân sườn dốc tự nhiên.

Chương 3: Hiện trạng, nguy cơ trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn và các giải pháp giảm thiểu

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm chính của luận án:

• Hiện trạng trượt lở đất: Thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn từ giải đoán 16 ảnh vệ tinh đa thời gian, thống kê số lượng và quy mô diện tích các vết trượt phân bố theo từng đơn vị hành chính cấp huyện. Phân tích mối quan hệ giữa các điểm trượt lở đã xảy ra với 11 yếu tố thành phần.
• Đánh giá nguy cơ trượt lở đất:
  • Tính toán giá trị $W_i$ cho từng phân lớp của 11 yếu tố gây trượt.
  • Xây dựng ma trận so sánh cặp AHP để xác định trọng số cho 11 lớp yếu tố, kiểm tra tỷ số nhất quán $CR < 0,10$.
  • Tính toán chỉ số nguy cơ trượt lở đất ($LSI$ - Landslide Susceptibility Index) bằng công thức nhân chập không gian: $$LSI = \sum_{j=1}^{11} \left( \omega_j \times W_{ij} \right)$$ Trong đó: $\omega_j$ là trọng số AHP của yếu tố $j$; $W_{ij}$ là giá trị thông tin của phân lớp $i$ trong yếu tố $j$.
  • Ứng dụng phương pháp Natural Breaks để chia giá trị $LSI$ thành 5 cấp nguy cơ: rất thấp, thấp, trung bình, cao và rất cao. Thành lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn tỷ lệ 1:100.000.
  • Kiểm chứng độ chính xác của mô hình dựa trên tần suất xuất hiện các vết trượt thực tế trong từng phân vùng nguy cơ.
• Giải pháp giảm thiểu: Đề xuất định hướng quy hoạch sử dụng đất theo các vùng nguy cơ, lập danh mục các xã có nguy cơ cao và rất cao, đưa ra các biện pháp công trình (kè đá, rãnh thoát nước mặt, gia cố taluy) và phi công trình (cảnh báo sớm, quản lý bãi thải mỏ, bảo vệ lớp phủ rừng phòng hộ).

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận điểm bảo vệ và đóng góp mới của luận án

1. Luận điểm 1: Tai biến trượt lở đất tại tỉnh Bắc Kạn chịu sự chi phối tổng hợp của các yếu tố tự nhiên và nhân sinh, trong đó các hoạt động nhân sinh (đặc biệt là việc bạt núi xẻ taluy mở đường giao thông và hoạt động đổ bãi thải khai thác khoáng sản) đóng vai trò ưu thế trong việc kích hoạt làm mất ổn định sườn dốc.
2. Luận điểm 2: Việc tích hợp công nghệ viễn thám và GIS kết hợp phương pháp giá trị thông tin ($W_i$) và phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) cho phép xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất tỷ lệ 1:100.000 đạt độ chính xác định lượng cao, có thể kiểm chứng bằng thực địa và số liệu thống kê.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

• Ý nghĩa khoa học: Xác lập quy trình công nghệ chuẩn hóa trong việc kết hợp giải đoán ảnh vệ tinh đa thời gian với các công cụ phân tích không gian GIS; bổ sung luận cứ khoa học về mối quan hệ giữa góc lệch hướng cắm của đá - hướng dốc sườn và mật độ lineament đối với cơ chế trượt lở đất ở vùng núi phía Bắc.
• Ý nghĩa thực tiễn: Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu số và bản đồ hiện trạng, bản đồ nguy cơ trượt lở đất tỷ lệ 1:100.000 phục vụ trực tiếp cho UBND tỉnh Bắc Kạn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Giao thông Vận tải trong công tác quy hoạch mạng lưới giao thông, cấp phép khai thác khoáng sản và bố trí các điểm dân cư an toàn.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Việc phát hiện các vết trượt lở có kích thước nhỏ gặp hạn chế do độ phân giải của một số cảnh ảnh quang học và hiện tượng thực vật che phủ nhanh sau mùa mưa, đòi hỏi phải kết hợp giải đoán bằng mắt và kiểm tra thực địa.
• Mô hình đánh giá nguy cơ là mô hình tĩnh theo không gian, yếu tố thời gian và cường độ mưa theo từng trận mưa cực đoan chưa được mô phỏng theo thời gian thực.
• Số lượng trạm đo mưa trên địa bàn tỉnh còn thưa, giá trị lượng mưa phân bố chủ yếu dựa vào phương pháp nội suy không gian.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Ứng dụng tư liệu viễn thám radar giao thoa (InSAR) và dữ liệu quét laser mặt đất/LiDAR độ phân giải cao để giám sát các biến dạng sườn dốc liên tục theo thời gian.
• Tích hợp số liệu dự báo mưa định lượng theo thời gian thực vào GIS để nâng cấp hệ thống thành mô hình cảnh báo sớm tai biến trượt lở đất ở cấp độ thời gian thực.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Chuyên ngành Bản đồ, Viễn thám, Hệ thông tin địa lý, Địa lý tự nhiên, Địa chất công trình và Quản lý tài nguyên môi trường có thể tham khảo quy trình tích hợp mô hình AHP và Giá trị thông tin ($W_i$) trong phân tích không gian đa chỉ tiêu.
• Cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn, Sở Xây dựng, Sở Giao thông Vận tải tỉnh Bắc Kạn có thể sử dụng trực tiếp bản đồ nguy cơ trượt lở đất và danh mục các xã trọng điểm nguy cơ cao để lập kế hoạch di dời dân cư và thiết kế công trình gia cố sườn dốc.
• Kỹ sư quy hoạch hạ tầng miền núi: Tham khảo các phân tích về đới đệm an toàn quanh các trục đường giao thông (buffer) và sự phân bố bãi thải khoáng sản để giảm thiểu tác động làm mất chân sườn dốc.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án sử dụng những loại tư liệu viễn thám và dữ liệu không gian nào?

Luận án sử dụng 16 cảnh ảnh vệ tinh đa thời gian (2008–2015) gồm GeoEye-1 (độ phân giải 0,4–1,65 m), SPOT-4 và SPOT-5 (độ phân giải 2,5–10 m); bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 của Cục Bản đồ để xây dựng mô hình số độ cao (DEM); bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000; số liệu quan trắc mưa tại các trạm khí tượng và 140 mẫu chìa khóa giải đoán thực địa được định vị bằng máy GPS Garmin 78s.

2. Mô hình tích hợp không gian trong luận án bao gồm 11 yếu tố gây trượt nào?

11 lớp thông tin được lựa chọn làm biến số gồm:

1. Thạch học
2. Vỏ phong hóa
3. Góc lệch giữa phương vị hướng cắm của đá với hướng đổ của địa hình
4. Mật độ lineament (cấu trúc dạng tuyến)
5. Đặc điểm địa mạo
6. Độ dốc địa hình
7. Độ chia cắt sâu (CCS)
8. Độ chia cắt ngang (CCN)
9. Lượng mưa trung bình năm
10. Hiện trạng lớp phủ thực vật
11. Vùng đệm khoảng cách đến đường giao thông (buffer giao thông)

3. Sự kết hợp giữa phương pháp Giá trị thông tin và AHP được thực hiện như thế nào?

Phương pháp Giá trị thông tin ($W_i$) được sử dụng để đánh giá phân dị theo "chiều ngang" bằng cách tính toán khách quan thứ hạng của từng phân lớp phụ dựa trên tỷ lệ mật độ trượt lở thực tế so với mật độ trung bình toàn tỉnh. Sau đó, phương pháp AHP của Thomas Saaty được sử dụng để đánh giá phân dị theo "chiều dọc" thông qua ma trận so sánh cặp nhằm gán trọng số ($\omega_j$) cho 11 lớp yếu tố lớn, bảo đảm tỷ số nhất quán $CR < 0,10$. Chỉ số nguy cơ trượt lở tổng hợp ($LSI$) là tổng tích phân giữa $\omega_j$ và $W_{ij}$.

4. Luận án phân chia nguy cơ trượt lở đất tại Bắc Kạn thành các cấp độ nào?

Dựa trên giá trị chỉ số $LSI$ thu được từ phép chồng xếp không gian, luận án sử dụng thuật toán phân nhóm Natural Breaks để chia toàn bộ diện tích tỉnh Bắc Kạn thành 5 cấp nguy cơ trượt lở đất:

• Nguy cơ rất thấp
• Nguy cơ thấp
• Nguy cơ trung bình
• Nguy cơ cao
• Nguy cơ rất cao

---

Kết luận

Luận án Tiến sĩ Địa lý của tác giả Nguyễn Đình Tài đã xây dựng thành công quy trình công nghệ tích hợp viễn thám và GIS để đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất tại tỉnh Bắc Kạn ở tỷ lệ 1:100.000. Bằng việc kết hợp phương pháp thống kê Giá trị thông tin và phương pháp phân tích thứ bậc AHP trên 11 biến số tự nhiên - nhân sinh, công trình đã định lượng hóa mức độ nhạy cảm trượt lở đất và kiểm chứng mô hình với độ chính xác cao. Kết quả nghiên cứu khẳng định vai trò kích hoạt nổi bật của các hoạt động nhân sinh đối với tai biến sườn dốc trong giai đoạn hiện nay, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học và hệ thống bản đồ phục vụ công tác quy hoạch, cảnh báo và giảm thiểu thiệt hại thiên tai tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn. Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn. Chương 3: Hiện trạng, nguy cơ trượt lở đất tỉnh Bắc Kạn và các giải pháp giảm thiểu. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊ N CỨU TRƢỢT LỞ ĐẤT TỈNH BẮC KẠN 1.

TỔNG QUAN CÁ C CÔ NG TRÌNH NGHIÊ N CỨU TRƢỢT LỞ ĐẤT 1. Nghiên cứu trƣợt lở đất trên thế giới Nghiên cứu trƣợt lở đƣợc quan tâm từ lâu, trƣớc khi viễn thám ra đời thì các nghiên cứu chỉ tập trung vào mô tả chi tiết khối trƣợt, các dự báo dựa trên bản đồ địa mạo. Nên khả năng đáp ứng về nghiên cứu theo diện rộng, cũng nhƣ dự báo chính xác hơn vẫn còn hạn chế. Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, hiện nay việc áp dụng kỹ thuật viễn thám và GIS cho nghiên cứu trƣợt lở ngày càng gia tăng.

Trong đó, viễn thám đóng vai trò là tƣ liệu không thể thiếu cho việc phát hiện các vết trƣợt để thành lập bản đồ hiện trạng trƣợt lở, cũng nhƣ GIS là công cụ phân tích trong đánh giá nguy cơ trƣợt lở ngày càng đƣợc sử dụng nhiều. Những năm gần đây, việc ứng dụng viễn thám và GIS đã tạo ra đƣợc những ảnh hƣởng tích cực trong công tác nghiên cứu và đánh giá tai biến trƣợt lở. Việc này đang đƣợc áp dụng ở nhiều nƣớc nhƣ Mỹ, Nhật Bản, Canada, một số nƣớc châu  u, Ấn Độ, Trung Quốc…nơi hàng năm thiệt hại do trƣợt lở đất tới hàng tỷ USD và nhiều nơi khác trên thế giới [43, 61]. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu mang tính liên kết giữa các quốc gia cũng đã đƣợc tiến hành và lập ra các tổ chức nhằm quy định chặt chẽ, thống nhất các nguyên tắc, các định nghĩa, hƣớng dẫn nghiên cứu nhƣ tổ chức JTC- 1.

Bên cạnh đó, xu hƣớng hợp tác trao đổi kinh nghiệm của các nhà khoa học khắp nơi trên thế giới thông qua một số hội nghị nhƣ Hội nghị quốc tế về trƣợt lở tại Rio de Janeiro năm 2004, hội nghị quốc tế về quản lý rủi ro trƣợt lở tại Vancouver năm 2005, diễn đàn quốc tế về quản lý thảm họa trƣợt lở tại Hong Kong năm 2007. Nhìn chung, nghiên cứu trƣợt lở đất đã đƣợc tiến hành rộng khắp trên thế giới, nội dung nghiên cứu đa dạng, phƣơng pháp nghiên cứu cũng phong phú, tựu chung lại có thể tóm tắt thành các hƣớng sau: 1. Nghiên cứu hiện trạng trượt lở đất bằng công nghệ viễn thám Ở giai đoạn này, các nghiên cứu chủ yếu là phát hiện, mô tả sự phân bố của các vết trƣợt và đi đến thành lập bản đồ hiện trạng trƣợt lở từ nhiều nguồn khác nhau. Đây cũng là giai đoạn đƣợc xác định là cơ sở, là bƣớc đầu tiên nhƣng vô cùng 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] quan trọng trong chuỗi đánh giá tai biến trƣợt lở, và là tiền đề để cho các nghiên cứu tiếp theo.

Nó cũng đƣợc coi là hình thức đơn giản nhất của đánh giá tai biến trƣợt lở [75]. Viễn thám có thể tham gia vào việc phát hiện các vết trƣợt, mô tả đặc điểm của vết trƣợt, phân loại trƣợt lở và giám sát trƣợt lở (không gian, thời gian) từ ảnh hàng không, ảnh vệ tinh quang học (Landsat, SPOT, IKONOS,.), ảnh RADAR, LiDAR [99]). Cho đến gần đây, công cụ viễn thám phổ biến nhất sử dụng để phát hiện và phân loại trƣợt lở là ảnh hàng không [131]. Dựa trên các đặc điểm hình thái khối trƣợt (phá vỡ lớp phủ thực vật, vách núi), Mantovani và cộng sự đã dễ dàng phát hiện các vết trƣợt từ ảnh hàng không tỉ lệ lớn bằng kỹ thuật phân tích ảnh lập thể [92].

Ngoài ra nhiều nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật giải đoán bằng mắt để phát hiện các vết trƣợt từ ảnh hàng không [76]. Tuy vậy, việc sử dụng ảnh hàng không cho mục đích phát hiện vết trƣợt bị giới hạn ở tỉ lệ 1:25.000, do ở tỉ lệ nhỏ hơn số lƣợng thông tin cho phép phân tích để có kết luận về loại hình và nguyên nhân của một khối trƣợt là rất hạn chế [131]. Bên cạnh đó, dữ liệu ảnh hàng không lại thƣờng không sẵn có và kịp thời tại các khu vực xảy ra trƣợt lở đất. Ngƣợc lại, ảnh vệ tinh đã trở thành một nguồn dữ liệu thay thế, vì nó cho phép nghiên cứu trên khu vực có các khối trƣợt lớn cũng nhƣ đánh giá một cách khái quát về bối cảnh xảy ra trƣợt lở, đặc biệt trong điều kiện biến động lớp phủ thực vật [103].

Việc sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh quang học cho mục đích nghiên cứu trƣợt lở đƣợc bắt đầu bằng tƣ liệu Landsat 7 ETM +. Petley và cộng sự sử dụng ảnh Landsat ETM + cho nghiên cứu tại khu vực Himalaya, chỉ có thể xác định 25% tổng số các vết trƣợt có độ rộng 50 m, ngay cả khi các kênh ảnh đa phổ có độ phân giải 30 m đã làm nét với độ phân giải 15 m [107]. Tuy nhiên với hạn chế về độ phân giải (30m), dữ liệu Landsat chỉ có thể phát hiện vị trícác vết trƣợt lớn thông qua sự khác biệt về phổ với các đối tƣợng xung quanh [83]. Điều đó chứng minh cho thực tế là ảnh Landsat ETM+ chỉ đƣợc sử dụng để tách chiết các điều kiện địa hình liên quan đến trƣợt lở đất nhƣ thạch học, sử dụng đất, độ ẩm đất [134].

Tƣơng tự với ảnh độ phân giải cao hơn nhƣ SPOT chỉ có thể xác định vết trƣợt tƣơng đối lớn [93]. Ảnh vệ tinh có thể phát hiện chi tiết các vết trƣợt bằng kỹ thuật trộn ảnh, tăng cƣờng chất 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] lƣợng ảnh tạo sự tƣơng phản cao giữa vết trƣợt và các đối tƣợng xung quanh, tỉ lệ phát hiện khoảng 70% đối với ảnh SPOT (20m) sau khi tăng cƣờng độ phân giải lên 7m [104]. Gần đây, đã có một sự quan tâm ngày càng tăng của các nhà khoa học trong việc sử dụng ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao và siêu cao để phát hiện trƣợt lở đất [66]. Điều này là do thực tế các thế hệ sensor vệ tinh gần đây (SPOT-5 HRG, ASTER, IRS, WorldView 2, QuickBird, và IKONOS, GeoEye) cung cấp khả năng quát sát lập thể [105].

Cùng với đó, nhiều phƣơng pháp giải đoán tự động ảnh độ phân giải cao và siêu cao cũng đã đƣợc đề xuất [71]. Phân tích ảnh theo hƣớng đối tƣợng đã đƣợc tiến hành trên ảnh SPOT 5 toàn sắc và ảnh trực giao để lập bản đồ trƣợt lở đất [101]. Nhìn chung các phƣơng pháp phân tích tự động dựa trên kỹ thuật hƣớng đối tƣợng hoặc hƣớng pixel có thể giải đoán tƣơng đối chính xác các điểm trƣợt lở có độ tƣơng phản lớn so với các đối tƣợng xung quanh, tuy nhiên kỹ thuật này cho đến nay vẫn chƣa chứng tỏ sự ƣu việt so với phƣơng pháp phân loại thủ công. Đặc biệt tại các khu vực nghiên cứu tƣơng đối rộng lớn, sự khác nhau về thời gian giữa các ảnh gây khó khăn cho việc phân loại tự động.

Ngoài viễn thám trong vùng nhìn thấy, các tƣ liệu viễn thám khác cũng đƣợc khai thác sử dụng cho mục đích đích thành lập bản đồ hiện trạng trƣợt lở nhƣ RADAR, LIDAR. Singhroy và cộng sự đã phân tích khả năng tích hợp SAR và ảnh Landsat, và ảnh giao thoa SAR cho thành lập bản đồ hiện trạng và phát hiện đặc điểm trƣợt lở đất [117]. Trong nghiên cứu trƣợt lở đất dữ liệu LiDAR thƣờng đƣợc sử dụng để lập bản đồ độ cao bề mặt của các khu vực cụ thể. McKean và Roering đề cập đến các phƣơng pháp truyền thống thành lập bản đồ trƣợt lở dựa trên ảnh lập thể và giải đoán bằng mắt ảnh ảnh hàng không hoặc ảnh toàn sắc/ đa phổ và chọn lọc các điểm khống chế bề mặt là khó áp dụng vào địa hình ghồ ghề mà bị bao phủ bởi thực vật dày đặc.

Do đó, họ đã đề xuất một phƣơng pháp mới khai thác số đo độ nhám địa hình khu vực để phát hiện và lập bản đồ trƣợt lở đất nhờ sử dụng DEM độ phân giải cao (1,5-10m) từ dữ liệu LiDAR [96]. Mặc dù LiDAR là một cộng nghệ mới, đầy hứa hẹn trong các nghiên cứu về trƣợt lở đất, nhƣng nó vẫn là công nghệ tốn kém nhất và chỉ phù hợp cho các nghiên cứu ở quy mô nhỏ. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Để xác định vị trí các điểm trƣợt lở và nghiên cứu trƣợt lở đất hiệu quả, ngoài việc giải đoán ảnh vệ tinh, ảnh hàng không, một số nghiên cứu còn sử dụng các phƣơng pháp khác nhƣ: quan trắc bằng RTK/GNSS/CORS [65]; quan trắc bằng Laser mặt đất; đặc biệt gần đây các nhà khoa học Italia chế tạo máy quan trắc trƣợt lở đất bằng giao thoa mặt đất (IBIS) cho độ chính xác cao [116]. Tuy nhiên giải đoán ảnh vệ tinh vẫn là phƣơng pháp đáng tin cậy và hiệu quả của việc xác định trƣợt lở ở khu vực có quy mô lớn [124].

Hệ thông tin địa lý trong đánh giá tai biến trượt lở đất Sự hạn chế của bản đồ hiện trạng trƣợt lở đất có đƣợc bằng kỹ thuật phát hiện vết trƣợt từ ảnh vệ tinh chỉ có thể trả lời câu hỏi: khu vực nào đã xảy ra trƣợt lở đất, chứ không thể trả lời cho câu hỏi ở đâu sẽ xảy ra trƣợt lở đất trong tƣơng lai. Đối với mục đích giảm thiểu thiệt hại do tai biến trƣợt lở đất, nhiều nhà khoa học trên thế giới đều nhận định rằng cần phải chỉ ra sự phân bố các khu vực có khả năng xảy ra trƣợt lở đất trong tƣơng lai. Nguy cơ trƣợt lở đất (hay còn đƣợc gọi là tính nhạy cảm của trƣợt lở đất) đƣợc ƣớc tính bằng tƣơng quan giữa các yếu tố gây trƣợt với hiện trạng trƣợt lở đất, nó có thể đƣợc sử dụng để chỉ ra các vị trí sẽ xảy ra trƣợt lở đất [57]. Với khả năng hiển thị, cập nhập, phân tích không gian mạnh mẽ, GIS là công cụ hữu ích cho các nghiên cứu mang tính đa chiều nhƣ trƣợt lở đất [126].

Việc sử dụng rộng rãi GIS đã cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về tai biến trƣợt lở đất và đóng góp đáng kể vào sự phát triển của các nghiên cứu trƣợt lở đất [55]. Từ giữa những năm 1980, GIS đã trở thành một công nghệ rất phổ biến trong tính toán và quản lý thiên tai bao gồm trƣợt lở đất. Carrara là ngƣời đầu tiên sử dụng các phân tích GIS để đánh giá nguy cơ trƣợt lở đất từ dữ liệu raster [54].