MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, tai biến thiên nhiên đã và đang trở thành vấn đề cấp bách của nhân loại. Việc khai thác và sử dụng không hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên đã làm cho môi trường sống của con người ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng. Thiên tai, thảm hoạ không còn là vấn đề riêng của một quốc gia hay một khu vực nào mà mang tính toàn cầu do tần suất xuất hiện của chúng ngày một gia tăng, phạm vi ảnh hưởng rộng, và hậu quả gây ra là rất khốc liệt.
Thảm họa sóng thần xảy ra ngày 26 tháng 12 năm 2004 tại Indonexia đã cướp đi sinh mạng hàng trăm ngàn người, phá hủy hàng ngàn ngôi nhà, quét trắng một vùng rộng lớn hay như trận cháy rừng ở Malaixia khói bụi đã làm ô nhiễm sang cả các quốc gia lân cận. Các loại thiên tai thường xảy ra trên thế giới hiện nay bao gồm lũ lụt, dông bão, động đất, núi lửa.Các thiên tai thường xảy ra trên một quy mô rộng lớn, gây thiệt hại không chỉ về người của cải mà còn có tác động tiêu cực lâu dài tới môi trường sinh thái của khu vực. Việt Nam nằm gần xích đạo, sát biển, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều. Đặc biệt là khu vực miền trung Việt Nam, do vị trí địa lý cũng như bề mặt địa hình tương đối phức tạp làm cho thời tiết ở khu vực này rất khắc nghiệt thường xuyên có bão lũ và hỏa hoạn xảy ra với tần số tương đối lớn, đồng thời cũng có diễn biến vô cùng phức tạp.
Về quân sự, Trung trung bộ do Quân khu 5 quản lý, là địa bàn rất quan trọng trong chiến lược chống chia cắt, tiến công và đổ bộ đường biển; địa hình ở đây cũng không thuận lợi cho ta bố trí lực lượng, phương tiện, trang thiết bị quân sự và cơ động lực lượng trên quy mô lớn. Vì vậy, vấn đề phát triển kinh tế xã hội củng cố thế trận quốc phòng - an ninh các khu vực phòng thủ tỉnh thành miền Trung được Đảng và Nhà nước ta tập trung, ưu tiên, trong đó có công tác điều tra cơ bản, nghiên cứu, đánh giá các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch, phát triển các vùng kinh tế trọng điểm thuộc khu vực miền Trung và Tây Nguyên Hệ thông tin địa lý - HTTĐL (Geographic Information System- GIS) là công nghệ thông tin không gian, được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần đây. HTTĐL được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ. Ngày nay, HTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế-xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới.
HTTĐL có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân v. đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com liệu đầu vào. Việt Nam cũng như các nước trên thế giới, vấn đề thiên tai khí hậu là điều khó có thể dự báo một cách chính xác. Tuy nhiên, để chủ động trong công tác quy hoạch, điều động, bố trí lực lượng của quân đội, việc xây dung các bản đồ dự báo tai biến ảnh hưởng các tới công trình quân sự là thực sự cấp thiết, cấp bách nhằm giảm thiểu tác động ảnh hưởng của các điều kiện thời tiết, khả năng ứng xử và thích ứng trong các hoạt động quân sự và kinh tế - quốc phòng.
Trong lĩnh vực nghiên cứu và quản lý tai biến thì Viễn thám và GIS đã và đang chứng tỏ là một công cụ hết sức hữu hiệu. Vì vậy việc lựa chọn nội dung và phương pháp nghiên cứu cho đề tài: “Ứng dụng công nghệ 3S cảnh báo ảnh hƣởng tai biến thiên nhiên phục vụ đề xuất các công trình quân sự trên địa bàn khu vực Trung Trung Bộ” là nhằm đáp ứng thực tế khách quan nêu trên. Mục tiêu nghiên cứu - Điều tra, đánh giá một số loại hình tai biến cơ bản trong khu vực - Đề xuất một số giải pháp thích hợp nhằm giảm thiểu các tác động tiêu cực đến các hoạt động quân sự, vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường bền vững. - Làm cơ sở khoa học nhằm nhân rộng mô hình đánh giá, dự báo, đề xuất kiến nghị, giải pháp quy hoạch cho các nhà hoạch định chính sách và ra quyết định tại địa phương.
Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được các mục đích trên, đề tài đã giải quyết các nhiệm vụ sau: - Thu thập tài liệu, tư liệu có liên quan đến nội dung đề tài. - Tìm hiểu tình hình nghiên cứu chung trên thế giới và ở Việt Nam. - Xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm các yếu tố tự nhiên, hạ tầng kinh tế liên quan đến tai biến thiên nhiên: + Dữ liệu tập trung chủ yếu vào các điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu. + Một số mô hình được xây dựng có tính chất thử nghiệm để minh họa cho việc ứng dụng GIS vào việc thành lập bản đồ dự báo ngập lụt.
- Xây dựng bộ bản đồ tai biến trong khu vực nghiên cứu. - Xây dựng cơ sở khoa học để hỗ trợ lãnh đạo, chỉ huy trong quản lý, hoạch định chính sách, quy hoạch và khai thác hiệu quả các nguồn tài nguyên của khu vực, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, củng cố quốc phòng - an ninh. Phạm vi nghiên cứu Về không gian: Khu vực Trung Trung Bộ, nơi có nhiều thiên tai xảy ra hàng năm. Về công nghệ: Giới hạn ở việc xây dựng CSDL cho tai biến ngập lụt, lũ và trượt lở ….
2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu Phương pháp nghiên cứu tài liệu được tiến hành trước khi đi thực địa. Qua phân tích tài liệu về lớp phủ thực vật, đặc điểm thổ nhưỡng, thủy văn, khí hậu, địa hình, các tài liệu về địa giới hành chính., từ đó đưa ra quyết định về đối tượng và nội dung nghiên cứu hợp lý. - Phương pháp điều tra thực địa Phương pháp này được sử dụng nhằm thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, xã hội, các vấn đề cấp thiết về tình trạng ngập lụt, xói lở tại tỉnh khu vực ven biển, nhằm bổ sung những thiếu sót và làm chính xác hơn kết quả nghiên cứu.
- Phương pháp bản đồ Trong quá trình nghiên cứu, đề tài đã dựa trên cơ sở nguồn tài liệu của các cơ quan chuyên môn ( hành chính, địa hình, thuỷ văn, rừng. ) các kỹ thuật phân tích và kết quả nghiên cứu cũng được thể hiện trên bản đồ - Phương pháp Viễn thám và GIS Xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực và xử lý mô hình không gian để đưa ra các sản phẩm Xây dựng bản đồ của các nhân tố liên quan Nhập bản đồ thành dạng số Tự động hoá xác định trọng số bản đồ các hợp phần Phương pháp xử lý mô hình không gian nhiều lớp thông tin Lựa chọn các thuật toán xử lý: * Tích hợp thông tin: là phương pháp điều hành nhiều lớp thông tin, mỗi đơn vị của từng lớp được gán trọng số riêng. Chức năng tính toán bản đồ (Mapcaculation) đã cho phép tích hợp nhiều lớp thông tin theo các hàm số toán học trên. Chức năng Phân loại lại (reclassification) cho phép đơn giản hoá và xắp xếp dãy thông tin theo thang bậc 5 cấp hoặc 10 cấp.
Ngoài ra, việc tích hợp thông tin có thể thực hiện bằng các thuật toán lựa chọn của đại số Boolean, hoặc các thuật toán logic theo điều kiện (if. Khi đó, kết quả sẽ có độ chính xác cao hơn kết quả của việc tính theo phương pháp trung bình. + Thuật toán tính đổi các tích hợp thông tin tạo bản đồ khoảng cách và các buffer ảnh hưởng + Các thuật toán lọc tạo bản đồ độ dốc, hướng dốc + Các thuật toán tính mật độ - Phương pháp viễn thám: Viễn thám là một phương pháp rất hữu hiệu trong nghiên cứu hiện trạng lớp phủ bề mặt do tính chất của thông tin viễn thám là sự thể hiện trung thực trạng thái mặt đất trong một thời điểm nhất định thông qua thông số về bức xạ của đối tượng 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ảnh radar, với ưu thế đặc biệt cho phép thu ảnh vào thời gian có mưa bão giúp theo dõi ngập lụt một cách khách quan nhất.
Với tính chất đa phân giải, đa thời gian của tư liệu Viễn thám cho phép theo dõi diễn biến của hiện tượng ở các qui mô và thời gian khác nhau. * Phương pháp bản đồ: phương pháp bản đồ được sử dụng để phản ánh kết quả đánh giá và kiểm chứng tính hợp lý của mô hình toán học Phương pháp sử dụng kiến thức chuyên gia Các phương pháp toán học sẽ giúp con người xử lý khối lượng thông tin lớn ban đầu, chuẩn bị sẵn các phương án khác nhau ,vai trò quyết định vẫn là con người điều khiển quá trình xử lý thông tin và đánh giá , xác sđịnh trọng số , loại bỏ các nhiễu khách quan - Kỹ thuật đo GPS Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS) là hệ thống xác định vị trí các đối tượng trên bề mặt đất dựa trên vị trí của các vệ tinh nhan tạo. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được tọa độ của vị trí đó. Với khả năng đó, kỹ thuật GPS được sử dụng trong nghiên cứu này để xác định vị trí các điểm có tai biến, ranh giới ngập lụt đồng thời tính toán độ cao của chúng so với mực nước biển và so với các điểm khác 6.
Những đóng góp mới của đề tài - Xác định cơ sở khoa học, công nghệ và quy trình cũng như giải pháp xây dựng và phân tích CSDL GIS trong công tác nghiên cứu tai biến. - Xây dựng CSDL GIS bao gồm các điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội phục vụ công tác nghiên cứu tai biến.