Chong Ban Do

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 41.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế, nhân văn khuvực nghiên cứu 41.1.1 Vị trí địa lý................................41.1.2 Đặc điểm địa hình............................41.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn..................51.1.4 Đặc điểm đất và thảm phủ thực vật............5

1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu61.2.1 Đặc điểm địa tầng............................61.2.2 Nước mặt.....................................81.2.3 Đặc điểm vỏ phong hóa........................8

CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG TRƯỢT LỞ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 102.1 Khái niệm và phân loại trượt lở102.2 Các tác nhân gây trượt lở 142.3 Tình hình nghiên cứu trượt lở trên thế giới 152.4 Tình hình nghiên cứu trượt lở tại Việt Nam 162.5 Hiện trạng trượt lở khu vực nghiên cứu 17

CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG NGUYCƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ 203.1 Tổng quan về hệ thông tin địa lý 203.1.1 Khái niệm...................................203.1.2 Sự hình thành và phát triển của GIS.........213.1.3 Các thành phần cơ bản của GIS...............22

3.1.4 Mô hình công nghệ GIS.......................253.1.5 Các chức năng của GIS.......................273.1.6 Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS..............29

3.2 Tổng quan về phần mềm ARCGIS 353.2.1 Mô hình dữ liệu trong ARCGIS................363.2.2 Tổng quan về các ứng dụng trong Arcgis Desktop..................................................38

3.3 Nguyên tắc chung về phân vùng tai biến địa chất ápdụng cho khu vực nghiên cứu 413.4 Nguyên tắc thành lập bản đồ phân vùng dự báo trượtlở cho khu vực nghiên cứu 423.5 Lựa chọn bản đồ đầu vào để tính toán và phân vùngnguy cơ trượt lở cho khu vực nghiên cứu 463.6 Xây dựng các bản đồ thành phần về các yếu tố ảnhhưởng chính tới quá trình trượt lở 473.6.1 Độ dốc địa hình.............................473.6.2 Vỏ phong hóa................................503.6.3 Thảm phủ....................................523.6.4 Yếu tố lượng mưa trung bình năm.............533.6.5 Yếu tố địa chất............................543.6.6 Mật độ đứt gẫy..............................553.6.7 Mật độ sông suối............................56

3.7 Kết quả ứng dụng GIS trong phân vùng dự báo taibiến trượt lở khu vực nghiên cứu 573.8 Thảo luận 623.8.1 Tính chính xác của mô hình..................623.8.2 Ý nghĩa của mô hình.........................63

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN

STT HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG1 Hình 2.1 Các thuật ngữ mô tả thân trượt 122 Hình 2.2 Dịch chuyển tạo dòng (flow) 12

3 Hình 2.3Kiểu dịch chuyển đổ (đá rơi, đá

đổ)13

4. Hình 2.4 Dịch chuyển dạng lật 135 Hình 2.5 Trượt xoay (rotational slides) 13

6 Hình 2.6Trượt tịnh tiến (translational

slides)14

7Hình 2.7

(a)

Kiểu trượt trung gian giữa hai

loại trượt xoay và trượt tịnh

tiến.

14

8Hình 2.7

(b)

(b) Trượt khối đất (trượt hỗn hợp

– trung gian giữa trượt quay và

trượt phẳng)

14

9 Hình 2.8Ảnh minh họa một số vụ trượt lở

đất tại khu vực Bát Xát - Lào Cai17

10 Hình 2.9

Ảnh khối trượt trong lớp vỏ phong

hóa tại nhà UBND huyện Bát Xát

(9/2005)

18

11Hình

2.10

Ảnh khối trượt vỏ phong hóa ở xã

Bản Phiệt – TP Lào Cai.19

12 Hình 3.1 Các thành phần của GIS 2213 Hình 3.2 Phần cứng trong GIS 23

14 Hình 3.3 Phần mềm trong GIS 2415 Hình 3.4 Số liệu đầu vào 2616 Hình 3.5 Môi trường GIS 2617 Hình 3.6 Tổ chức các lớp đối tượng 3318 Hình 3.7 Thành phần chính trong ArcGIS 3619 Hình 3.8 Cấu trúc một GeoDatabase 3720 Hình 3.9 Giao diện chính của ArcCatalog 38

21Hình

3.10Giao diện chính của ArcToolbox 39

22Hình

3.11

Quy trình xây dựng bản đồ nguy cơ

trượt lở khu vực nghiên cứu45

23Hình

3.12

Sơ đồ phân bố độ cao khu vực

nghiên cứu47

24Hình

3.13

Bản đồ phân loại độ dốc của khu

vực nghiên cứu50

25Hình

3.14

Bản đồ phân loại vỏ phong hóa của

khu vực nghiên cứu52

26Hình

3.15

Bản đồ phân loại thảm phủ thực

vật khu vực nghiên cứu.53

27Hình

3.16

Sơ đồ phân bố các nhóm lượng mưa

khu vực nghiên cứu54

28Hình

3.17

Bản đồ địa chất khu vực nghiên

cứu.55

29 Hình Sơ đồ phân bố các nhóm mật độ đứt 56

3.18 gẫy khu vực nghiên cứu

30Hình

3.19

Sơ đồ phân bố các nhóm mật độ

sông suối khu vực nghiên cứu57

31Hình

3.20

Thực hiện nhân chồng ghép bản đồ

trên ARCGIS59

32Hình

3.21

Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ

trượt lở khu vực nghiên cứu. 59

33Hình

3.22

Bản đồ các nhóm nguy cơ tai biến

trượt lở của khu vực nghiên cứu60

34Hình

3.23

Diện tích và tỷ lệ phần trăm diện

tích của các nhóm nguy cơ tai

biến trượt lở khu vực nghiên cứu

61

35Hình

3.24

Các điểm trượt lở trong khu vực

nghiên cứu63

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

STT

SỐ BẢNG

BIỂU TÊN HÌNH VẼ TRANG

1 Bảng 1 Hệ thống phân loại trượt lởchính (theo Varnes)

11

2 Bảng 2Một số giá trị tỷ lệ khi so

sánh hai đối tượng45

3 Bảng 3Ảnh hưởng của nhân tố độ dốc

tới trượt lở49

4. Bảng 4

Diện tích và phần trăm của mỗi

loại hình sườn dốc khu vực

nghiên cứu

50

5 Bảng 5Ảnh hưởng của nhân tố vỏ phong


6 Bảng 6Ảnh hưởng của yếu tố thảm thực

vật tới trượt lở52

7 Bảng 7Ảnh hưởng của nhân tố lượng mưa

trung bình năm tới trượt lở53

8 Bảng 8Ảnh hưởng của nhân tố địa chất


9 Bảng 9Bảng phân loại các nhóm mật độ

đứt gẫy ảnh hưởng tới trượt lở56

10 Bảng 10 Bảng phân loại các nhóm mật độ

sông suối ảnh hưởng tới trượt

57

lở

11 Bảng 11Mức độ tác động của các nhân tố

phát sinh trượt lở58

12 Bảng 12Kết quả đánh giá trọng số cho

các nhân tố thành phần58

13 Bảng 13-aDanh sách các điểm trượt lở

201262

14 Bảng 13-bDanh sách các điểm trượt lở

200562

Danh mục các từ tiếng anh và từ viết tắt

GIS Geographic Information SystemAHP Saaty–Saaty’s Analytical HiearchyProcessSINMAP Stability index mappingSHALSTAB Shallow landsliding stabilityDEM Digital Elevation ModelTLĐ Trượt lở đấtCSDL Cơ sở dữ liệuTBĐC Tai biến địa chấtUBND Ủy ban nhân dânBĐPV Bản đồ phân vùng LM Lượng mưaVPH Vỏ phong hóaTPTV Thảm phủ thực vậtMĐĐG Mật độ đứt gẫyMĐSS Mật độ sông suối

MỞ ĐẦUTrong những năm gần đây hầu hết các khu vực trong

cả nước Việt Nam, trong đó có tỉnh Lào Cai thường xuyênphải hứng chịu nhiều thiên tai nghiêm trọng, trong đóđặc biệt là các sự cố trượt lở đất gây ra nhiều thiệthại và mất mát to lớn đối với con người, cơ sở vật chấtvà môi trường. Tai biến trượt lở đất diễn ra ngày càngphổ biến với quy mô ngày một lớn

Việt Nam là quốc gia chịu ảnh hưởng sâu sắc củabiến đổi khí hậu toàn cầu, là một trong 5 quốc gia gánhchịu thiệt hại lớn nhất. Hiện tượng biến đổi thời tiếtthất thường gây mưa lớn cùng với các hoạt động nhân sinh(phá rừng, khai khoáng, xây dựng công trình,.v.v.) thúcđẩy quá trình trượt lở đất đá phát triển mạnh mẽ, quy môngày càng lớn, mức độ thiệt hại ngày càng tăng, đe dọađến an sinh cộng đồng. Vì vậy việc thực hiện cảnh báonguy cơ trượt lở đối với từng vùng, từng khu vực mangtính chi tiết là hết sức cần thiết.

Cho đến nay đã có rất nhiều công trình ứng dụngcông nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu trượt lở đất. Từnhững năm đầu của thế kỷ XXI, các nhà khoa học trên thếgiới đã đi sâu nghiên cứu vấn đề trượt - lở đất và đãcông bố nhiều công trình nghiên cứu rất có giá trị .ỞViệt Nam, các nghiên cứu hiện trạng và nguy cơ của cácdạng tai biến địa chất nói chung và trượt - lở đất nóiriêng cũng đã được đặc biệt quan tâm. Nhiều đề tàinghiên cứu khoa học các cấp đã được triển khai và đạtđược những thành tựu đáng kể. Các kết quả nghiên cứu đã

Nguyễn Thị Nhung 1 Lớp Tin học Địa chất K53

trợ giúp đắc lực cho việc ra các quyết định trong việcphòng chống và giảm nhẹ thiên tai này.

1. Lý do chọn đề tài

Lào Cai là tỉnh mà tai biến trượt lở, lũ quét, lũbùn đá xảy ra thường xuyên và gây thiệt hại rất nặng nề.Theo thống kê chưa đầy đủ, chỉ tính từ năm 1998 trở lạiđây, ít nhất đã có 62 vụ trượt lở, lũ quét, lũ bùn đáxảy ra trong khu vực thành phố Lào Cai, huyện Bát Xát vàhuyện Sa Pa làm nhiều người chết và bị thương, chưa kểđến những thiệt hại về tài sản. Mỗi năm Nhà nước và tỉnhLào Cai mất hàng tỷ đồng để khắc phục hậu quả do trượtlở gây ra. Theo hướng nghiên cứu này, được sự đồng ý củaBộ môn Tin học Địa chất em được phân công thực hiện đềtài “Ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) thành lập bản đồ phân vùngdự báo nguy cơ tai biến trượt lở ven sông Hồng thuộc tỉnh Lào Cai”

Báo cáo ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm 3chương như sau:

Chương I: Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Chương II: Hiện trạng trượt lở khu vực nghiên cứu

Chương III: Ứng dụng GIS thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ taibiến trượt lở

2. Mục tiêu của đề tài Ứng dụng công nghệ GIS nghiên cứu khoanh vùng dự

báo trượt lở đất, cảnh báo các khu vực có khả năng caovề trượt lở đất trong khu vực nghiên cứu.

3. Phương pháp và nội dung nghiên cứu


Sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu truyềnthống và các phương pháp có ứng dụng công nghệ hiện đạinhư hệ thông tin địa lý (GIS) để:

- Thành lập các bản đồ chuyên đề: bản đồ địa hình,bản đồ địa chất, ...

- Tích hợp thông tin ảnh, bản đồ và các thông tinđịa lý khác trên các phần mềm hệ thông tin địa lý(GIS).

- Phân tích, đánh giá các yếu tố quyết định tới quátrình trượt lở và sử dụng các phương pháp nhằm xâydựng bản đồ cảnh báo nguy cơ trượt lở đất.

- Thành lập các bản đồ phân vùng tai biến trượt lởđất

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài chủ yếu là trượt lởđất và các nhân tố gây trượt trong mối quan hệ với cácyếu tố tự nhiên khác nhau của các tác nhân gây trượt lởnhư địa chất, địa mạo, sử dụng đất, lớp phủ thực vật,lượng mưa, .v.v. .

4.2. Phạm vi nghiên cứu

Vùng nghiên cứu có diện tích khoảng hơn 129 km2, cótọa độ theo hệ tọa độ VN 2000 , UTM, Zone 48.

Vùng nghiên cứu gồm một phần huyện Bát Xát, thànhphố Lào Cai của tỉnhLào Cai.


5. Ý nghĩa khoa học- công nghệ và thực tiễn

5.1. Y nghia khoa hoc và công nghệ

Công nghệ không gian và tin học đang phát triển bùngnổ trên Thế giới, việc triển khai nghiên cứu sử dụngthông tin địa lý (GIS) trong ngành khoa học về Trái đấttại Việt Nam có ý nghĩa khoa học- công nghệ to lớn, nóthực sự góp phần rút ngắn khoảng cách chênh lệch vềtrình độ công nghệ ở nước ta so với các nước trong khuvực và quốc tế.

5.2. Y nghia thực tiễn

Ngày nay các hiện tượng tai biến địa chất ngày càngxảy ra rộng rãi ở nhiều nơi trên cả nước. Việc ứng dụngcông nghệ mới trong nghiên cứu trượt lở đất sẽ rất cóhiệu quả, tiết kiệm được rất nhiều thời gian và tiền bạcso với các công tác khảo sát đo đạc ngoại nghiệp truyềnthống trước đây và đảm bảo an toàn cho con người.


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế, nhân văn khu vực

nghiên cứu

1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu bao gồm thành phố Lào Cai vàhuyện Bát Xát, thuộc tỉnh Lào Cai. Thành phố Lào Cai nằm ởphía Tây tỉnh Lào Cai, giáp các huyện Mường Khương, BảoThắng, Bát Xát, Sa Pa cùng của tỉnh Lào Cai. Phía Bắcthành phố giáp thị trấn Hà Khẩu, huyện Hồng Hà, tỉnh VânNam – Trung Quốc. Khu vực Huyện Bát Xát nằm ở phía tây bắctỉnh Lào Cai, phía tây bắc và đông bắc giáp tỉnh VânNam (Trung Quốc), phía tây giáp huyện Phong Thổ (LaiChâu), phía nam là huyện Sa Pa và thành phố Lào Cai,phía đông nam là thành phố Lào Cai.

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Thành phố Lào Cai nằm trong khu vực thung lũng sôngHồng, được tạo bởi hai dãy núi Con Voi và Hoàng LiênSơn. Địa hình có xu thế dốc dần từ tây bắc - đông nam vàbị chia cắt nhỏ bởi các sông suối, khe tụ thuỷ, đồinúi... Ranh giới thành phố nằm ở cả hai bên bờ sôngHồng, xung quanh có các dãy đồi núi bao bọc.

Phần địa hình đồi núi chiếm 60% diện tích của thànhphố tập trung ở các xã Tả Phời và Hợp Thành, một phần


http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%A0o_Cai_(th%C3%A0nh_ph%E1%BB%91)

http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%A0o_Cai_(th%C3%A0nh_ph%E1%BB%91)

http://vi.wikipedia.org/wiki/Sa_Pa

http://vi.wikipedia.org/wiki/Phong_Th%E1%BB%95

http://vi.wikipedia.org/wiki/V%C3%A2n_Nam

http://vi.wikipedia.org/wiki/V%C3%A2n_Nam

http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%A0o_Cai

http://vi.wikipedia.org/wiki/Sa_Pa

http://vi.wikipedia.org/wiki/B%C3%A1t_X%C3%A1t

http://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BA%A3o_Th%E1%BA%AFng

http://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BA%A3o_Th%E1%BA%AFng

http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C6%B0%E1%BB%9Dng_Kh%C6%B0%C6%A1ng

của Vạn Hoà và Đồng Tuyển có độ cao trung bình từ 80 -100 m so với mực nước biển, độ dốc trung bình 12-180.

Phần địa hình thấp nằm ven sông Hồng và giữa cácquả đồi, phân bố chủ yếu

ở các phường nội thành và các xã ngoại thành như CamĐường và một phần Vạn Hoà, Đồng Tuyển với độ dốc trungbình từ 6-90, độ cao trung bình từ 75-80 m so với mựcnước biển.

Khu vực nghiên cứu nghiên cứu chủ yếu là vùng thấp(ven sông Hồng, bồn địa nhỏ) của huyện Bát Xát. Độ caotrung bình từ 400m đến 500m, địa hình vùng này được cấuthành bởi các dải đồi thấp dạng lượn sóng và phần thoảitương đới bằng chạy dọc sông Hồng. Phần lớn đất đai vùngthấp nằm trên vỉa quặng apatit nên đất đai màu mỡ thuậnlợi cho việc phát triển nông lâm nghiệp.

Hệ thống sông, suối vùng nghiên cứu khá dày và phânbố tương đối đều. Sông Hồng là nguồn cung cấp nước chosản xuất và sinh hoạt của nhân dân dọc ven sông. Nướcsông Hồng có hàm lượng phù sa lớn từ 6000-8000g/m3 do đócác vùng đất ven sông được phù sa bồi đắp có độ phìnhiêu màu mỡ thuận lợi cho việc sản xuất nông nghiệp.

Hệ thống suối, khe khá dày mật độ trung bình từ 1-1,5km suối/km2. Các suối chính bao gồm: Ngòi Phát, suốiLũng Pô, Suối Quang Kim, ngòi Đum... Các suối này đều cólưu lượng lớn, dòng chảy xiết thuận lợi cho việc xâydựng các công trình thuỷ điện vừa và nhỏ. Tuy nhiên, cần


quan tâm đến phòng chống lũ và các giải pháp kỹ thuậtkhi thi công các công trình xây dựng.

1.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn

Lào Cai thuộc miền khí hậu gió mùa chí tuyến, ánhiệt đới, chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 4đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.Nhiệt độ trung bình 22,80C và lượng mưa 1792 mm. Sự phânhoá về nhiệt độ, lượng mưa và độ ẩm trên địa bàn thànhphố không lớn. Trong năm có trung bình 1 ngày có sươngmuối.

Tuy không có những hiện tượng thời tiết quá khắcnghiệt nhưng khí hậu Lào Cai có thể chịu ảnh hưởng củacác gió địa phương như gió Ô Quy Hồ khô và nóng hoặc mưalớn kèm với dòng chảy mạnh của các con sông lớn vào mùalũ, làm gia tăng các hoạt động xâm thực bào mòn, ảnhhưởng đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, du lịch vàsinh hoạt của nhân dân.

1.1.4 Đặc điểm đất và thảm phủ thực vật

Vùng nghiên cứu có thảm phủ thực vật đa dạng vàphong phú. Bao gồm 11 loại thảm phủ. Cụ thể như sau:

+ Rừng gỗ có trữ lượng, rừng tre nứa, rừng hỗn giaochiếm khoảng 27,69% diện tích khu vực nghiên cứu.

+ Rừng gỗ chưa có trữ lượng và rừng trồng chiếmdiện tích nhỏ khoảng 9% và 11% diện tích khu vực nghiêncứu, phân bố rải rác ở những khu vực đồi núi thấp.


+ Đất nông nghiệp và đất khác chiếm khoảng 36,41%,còn lại là diện tích đất trống là 15,9% diện tích khuvực nghiên cứu.

Trong những năm gần đây, mặc dù Nhà nước đã quantâm đầu tư trồng và bảo vệ rừng, độ che phủ tuy có đượctăng hơn thời gian trước đây nhưng vẫn ở tỷ lệ chưa caovà có nhiều biến động xuất phát từ nạn chặt phá, đốtrừng làm nương rẫy, khai thác lâm sản tự phát. Hầu hếtdiện tích rừng là nguyên sinh, rừng phòng hộ, rừng táisinh; rừng trồng mới chủ yếu là thông, keo, bạch đàn,rừng nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất giấy, nhưngvấn đề quy hoạch phát triển theo hướng bền vững còn cónhiều bất cập.

1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu

1.2.1 Đặc điểm địa tầng

1.2.1.1 Loạt sông Hồng

Loạt Sông Hồng gồm tập hợp các đá biến chất sâu củahai hệ tầng Núi Con Voi và Ngòi Chi. Các đá của loạtphân bố trong đới Sông Hồng như là một cấu trúc địa luỹ,kẹp giữa hai đới đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy kéo dàitừ biên giới Việt-Trung đến đồng bằng Bắc Bộ.

- Hệ tầng Núi Con Voi(PR1nv)

Bao gồm đá phiến thạch anh -plagioclas - biotit, gneisđiopsia - graphit, quarzit, amphibolit, đá phiến thạchanh- biotit - silimanit - granat, thấu kính đá hoa.

- Hệ tầng Ngòi Chi(PR1nc)


Bao gồm đá phiến thạch anh, đá phiến thạch anh -silimanit - plagioclas đang gneis, đá phiến thạch anh -felspat - granat, đá phiến mica đang gneis, migmatit.

1.2.1.2 Loạt Xuân Đài

Loạt Xuân Đài gồm hai hệ tầng - hệ tầng Suối Chiềng vàhệ tầng Sin Quyền.Các đá biến chất của loạt Xuân Đài chỉphân bố ở vùng Sin Quyền - Bát Xát (Lào Cai).

Hai hệ tầng Suối Chiềng và Sin Quyền có quan hệ chỉnhhợp, có chung tiến hoá của một bồn trầm tích bắt đầu từtrầm tích lục nguyên và đá núi lửa chuyển dần lên trầmtích lục nguyên, lục nguyên giàu sét chứa ít vật chấthữu cơ, carbonat và trầm tích chứa sắt. Theo đườngphương có sự phân dị về thành phần trầm tích nhất làtrong hệ tầng Sin Quyền.

- Hệ tầng Suối Chiềng ( PP sc )

Các mặt cắt tốt của hệ tầng có thể quan sát được dọccác suối Tích Lan Hồ, Nậm Gia Hô và Ngòi Phát thuộchuyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. Tuy nhiên, tại các mặt cắtnày phần thấp nhất của hệ tầng đều bị khối granit Po Senxuyên cắt.Các đá của hệ tầng bị uốn nếp phức tạp, thườngcó các cánh thoải bị phân cắt phức tạp bởi các đứt gãyvà các khối xâm nhập. Đá của hệ tầng bị biến chất khuvực đồng đều ở tướng amphibolit epidot, ít bị migmatithoá, mức độ biến chất thấp hơn hẳn so với đá của loạtSông Hồng, do đó, hợp lý hơn cả là coi hệ tầng SuốiChiềng có tuổi Paleoproterozoi.

- Hệ tầng Sin Quyền (PP - MPsq )


Hệ tầng Sin Quyền phân bố dọc suối Tích Lan Hồ, NậmGia Hô, dọc Ngòi Phát từ mỏ đồng Sin Quyền đi về phíaTây Nam, thuộc địa phận xã Bản Vược, huyện Bát Xát, tỉnhLào Cai. Đặc trưng của hệ tầng là gồm các trầm tích lụcnguyên xen ít carbonat, đá núi lửa thành phần mafic cósự biển đổi thành phần thạch học theo đường phương, bịbiến chất khu vực đồng đều đến tướng epidot -amphibolit, bị uốn nếp phức tạp, bị phân cắt do các đứtgãy phương Tây Bắc - Đông Nam hoặc bị các khối xâm nhậpxuyên cắt.

1.2.1.3 Loạt Sa Pa

Loạt Sa Pa gồm các hệ tầng Cha Pả và Đá Đinh, các mặtcắt điển hình lộ ở đoạn km 2 đến km 7 đường Sa Pa - LàoCai và theo đường dân sinh từ Tả Phình qua cầu km 32 vềphía nam.

- Hệ tầng Cha Pả (NP cp)

Đá của hệ tầng chỉ phân bố trên cấu trúc Fansipan tạothành các diện lộ không lớn rải rác ở Lào Cai. Hệ tầngCha Pả có quan hệ chỉnh hợp trên đá hoa dolomit thuộc hệtầng Đá Đinh và có quan hệ kiến tạo với các hệ tầng cổhơn. Đá bị biến chất khu vực ở tướng đá phiến lục, cómức độ biến chất thấp hơn so với các đá của hệ tầng SinQuyền. Tuy chưa mô tả trực tiếp quan hệ với các hệ tầngcổ hơn, nhưng chắc chúng có tuổi thành tạo trẻ hơn hệtầng Sin Quyền.

- Hệ tầng Đá Đinh (NP dd)


Đá của hệ tầng phân bố trên cấu trúc Fansipan, tạothành các dải, các khối

núi đá vôi kích thước không lớn phân bố rải rác từ LàoCai đến Yên Bái. Cho đến nay chưa thu thập được hoáthạch có khả năng định tuổi. So sánh về vị trí địa tầngvà thành phần thạch học với đá hoa của hệ tầng Dengying(Đăng Ảnh) ở Vân Nam có thể xếp hệ tầng Đá Đinh vàoNeoproterozoi tương ứng với Sini của Trung Quốc.

1.2.1.4 Hệ tầng Cam Đường (Ɛ1 cđ)Hệ tầng Cam Đường phân bố trên một diện rộng ở bờ phải

sông Hồng - Lào Cai thành hai dải; dải thứ nhất từ LũngPô Hồ qua Cam Đường đến Bản Bán; dải thứ hai không liêntục ở Gia Hô, Sa Pa, Tả Phình. Ở các nơi khác tuy khônglộ tốt, nhưng cũng có thể theo dõi được trật tự địa tầngtương tự mặt cắt Ngòi Đum. Thành phần thạch học đặctrưng của hệ tầng ở những nơi đó là trầm tích lục nguyênhạt mịn, ở phần giữa mặt cắt có các lớp kẹp đá carbonatvà các lớp chứa quặng apatit. Bề dày của hệ tầng thayđổi không lớn trên diện phân bố, trung bình khoảng 500m.

1.2.1.5 Hệ tầng Bản Diệt, hệ tầng Phan Lương, hệ tầng Bản NguồnCác hệ tầng này bao gồm chủ yếu đá phiến sét, đá vôi

sét, cát kết, cuội kết đa khoáng phân bố ở khu vực nhỏphường Bắc Lệnh và xã Nam Cường rải rác ở các xã BắcCường.

1.2.1.6 Các thành tạo magma trong khu vực nghiên cứuPhức hệ Xóm Giấu


Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, phức hệ này chỉ cócác khối nhỏ lộ nằm rải rác

dọc ven sông Hồng kéo dài từ Bát Xát đổ xuống thành phốLào Cai. Thành phần chủ yếu là granit microlin, granitsáng màu, granosyeint.

1.2.2 Nước mặtThành phố Lào Cai và vùng thấp huyện Bát Xát có mật

độ sông suối khá cao nhưng không đồng đều, có các sônglớn chảy qua như sông Hồng, ngòi Đun, ngòi Bo và hàngtrăm các sông suối nhỏ chảy trên các sườn dốc vào cácthung lũng hẹp, độ dốc lớn, nhiều thác ghềnh cao, nướcchảy xiết. Hoạt động của nước trên mặt thông qua hệthống sông suối dày đặc với khối lượng nước khổng lồ làmột trong những yếu tố góp phần kích hoạt và thúc đẩycác quá trình tai biến địa chất xảy ra.

1.2.3 Đặc điểm vỏ phong hóaTrong mối liên quan với các TBĐC, vỏ phong hóa là

một trong những yếu tố có vai trò đặc biệt quan trọngquyết định sự phát sinh, cũng như mức độ nghiêm trọngcủa chúng. Vì vậy, nghiên cứu VPH là một nội dung trọngtâm đã được tập trung đầu tư nghiên cứu khi xác địnhnguyên nhân, cũng như các yếu tố khống chế của nhiềuloại TBĐC. Theo đó, việc phân loại VPH được dựa trên cơsở đặc điểm tạo VPH tương đồng thành phần của các nhómđá gốc. Tỉnh Lào Cai có 4 kiểu vỏ phong hóa chính là:

- Thành tạo saprolit (Sa) liên quan đến xói mòn bềmặt;


- Vỏ phong hoá sialit (SiAl);

- Phong hoá sialferit (SiAlFe) liên quan đến TLĐ;

- Vỏ phong hoá ferosialit (FeSiAl)liên quan đến TLĐ;

Trong cùng một điều kiện cụ thể thì VPH phát triểntrên các đá khác nhau sẽ có thành phần, cấu trúc, bề dàykhác nhau, nghĩa là sẽ có sản phẩm phong hoá khác nhau.Thông thường, trong cùng một điều kiện xác định, mức độphong hoá có xu thế gia tăng từ các đá có thành phần ứngvới đá axit đến các đá có thành phần tương ứng các đásiêu mafic; các đá biến chất cao dễ bị phong hoá hơn sovới các đá biến chất thấp và đá chưa bị biến chất; đá cócấu tạo không đồng nhất hoặc cấu tạo nứt nẻ dễ bị phonghoá hơn so với đá có cấu tạo khối.


CHƯƠNG 2

HIỆN TRẠNG TRƯỢT LỞ KHU VỰC NGHIÊN CỨU2.1 Khái niệm và phân loại trượt lở

Hiện tượng trượt lở được hiểu là hiện tượng chuyểndịch của khối đất đá trên sườn dốc từ trên xuống dướitheo một hoặc vài mặt nào đó (trượt) hoặc rơi tự do (lở,đất, đá đổ/ lăn). Trượt lở có thể xảy ra trên sườn dốctự nhiên hoặc sườn (bờ/mái) dốc nhân tạo dưới tác dụngcủa trọng lượng bản thân khối trượt và một số nhân tốphụ trợ khác, như: áp lực của nước mặt và nước dưới đất,lực địa chấn và một số lực khác. Sự dịch chuyển sườn dốcrất đa dạng và có nhiều cách phân loại khác nhau. Theodạng chuyển động Varnes D.J, chia làm 5 nhóm chính (bảng1) như : sập lở, lật, trượt, ép trồi và chảy - trượtdòng. Loại thứ 6 là loại trượt phức tạp.

+ Sập lở (falls). Khi sập lở, một phần đất đá cókích thước bất kỳ tách ra khỏi một sườn dốc hoặc một bờvách đứng, chuyển dịch không lớn theo một hoặc vài mặtyếu và sập xuống dưới chủ yếu bằng cách rơi tự do và lănkhi va đập và lao tới sườn dốc. Sự dịch chuyển thườngrất nhanh. Sự dịch chuyển nhỏ xảy ra trước khi tách khốiđất đá khỏi sườn dốc. Lở đá thường xảy ra khi các tảng,khối đá tách ra khỏi khối đá nguyên, lở đất thường xảyra ở các bờ vách đứng, như bờ sông, bờ hồ.

+ Lật (topples). Đây là một kiểu dịch chuyển bờ dốcmới được tách ra thành một kiểu riêng biệt. Kiểu dịchchuyển này thể hiện ở sự phân tách khối đá ở bờ dốcthành từng thỏi, nghiêng và xoay các thỏi đá có thế nằmNguyễn Thị Nhung 14 Lớp Tin học Địa chất K53

dốc đứng với tâm xoay nằm thấp hơn trọng tâm, dưới tácdụng của trọng lực hoặc là nước khe nứt.

+ Trượt (slide). Trượt đích thực là sự biến dạngphá vỡ và dịch chuyển theo một hoặc một vài mặt trượt cóthể quan sát được hoặc giả định trước và đồng thời trongmột vùng tương đối nhỏ. Sự dịch chuyển có thể là tăngtiến, nghĩa là mới đầu sự trượt có thể xảy ra không đồngthời trên toàn bộ mặt dịch chuyển mà phát triển dần, bắtđầu từ một vùng phá hủy cục bộ. Sự dịch chuyển có thểvượt ra ngoài phạm vi chân khối trượt.

+ Trượt dòng (flows). Sự chuyển dịch của vật liệutrượt tạo thành dòng đất đá với tốc độ trượt khác nhautừ rất nhanh đến rất chậm. Sản phẩm trượt có thể là hỗnhợp đất đá với nước (lũ bùn đá) hoặc là vật liệu khô.

+ Trượt ép trồi (lateral spreads). Trong trượt éptrồi, đặc điểm chính của chuyển động là sự giảm chặtđược thể hiện ở quá trình trượt với các khe nứt kéo.

+ Trượt phức tạp (Complex). Hình thành do kết hợphai hoặc nhiều hơn các loại trượt đơn giản trên. Về hìnhthức mặt trượt, có thể trượt theo một hoặc vài mặt trượtđến có thể đổ, lật rơi tự do không theo mặt trượt nào.Về vật liệu có thể là đất, đá hoặc đất đá hỗn hợp, cóthể bão hòa nước hoặc khô.Về tốc độ, có thể từ rất nhanhđến rất chậm, về khối lượng, có thể từ vài m3 đến hàngtriệu m3.

Bảng 1. Hệ thống phân loại trượt lở chính (theoVarnes)


Kiểu chuyển dịch Loại đất đá

ĐáĐất

Đất vụn rời Đất dính

Sập lở (falls) Lở đáSập, sụt đất

vụn rờiSập, sụtđất dính

Lật (topples)Lật khối

đáLật khối đất

vụn rờiLật khốiđất dính

Trượt (slide)

Có sự xoay (sựdịch chuyểnđất đá theomặt cong) Ít

khối, tảng

Có sự xoaycủa khối

đá

Có sự xoaycủa khối đất

vụn rời

Có sự xoaycủa khốiđất dính

Conxekven (đấtđá dịch chuyểntheo một hoặcvài mặt yếu cósẵn trong khối

đất đá)

Dịchchuyển

từng tảngcủa khối

đá

Dịch chuyểntừng tảng

đất rời theomặt trượt

Dịchchuyển

từng tảngđất dínhtheo mặttrượt

Nhiều

khối,

tảng

Dịchchuyển củakhối đátheo mặt

yếu

Dịch chuyểncủa khối đấtrời theo mặt

trượt

Dịchchuyển củakhối đấtdính theomặt trượt

Trượt ép chồi (lateral spreads)

Dịchchuyển củakhối đátheo mộtkhối có

Dịch chuyểncủa khối đấtrời theokhối đất

dính với sự

Dịchchuyển củakhối đấtdính theosự ép trồi


vùng vònhàu và ép

trồi ép trồi

Trượt dòng (flows)Dòng chảy của tảng, khối đá

Dòng chảycủa

khối vậtliệu rời

Dòng chảycủa

khối đấtdính

Trượt phức hợp (complex)Kết hợp 2 hoặc nhiều hơn các kiểu

chuyển dịch trên

Hình 2.1: Các thuật ngữ mô tả thân trượt

Một số kiểu trượt thường gặp


Hình 2.2: Dịch chuyển tạo dòng (flow)


Hình 2.3: Kiểu dịch chuyển đổ (đá rơi, đá đổ)

Hình 2.4: Dịch chuyển dạng lật

Hình 2.5: Trượt xoay (rotational slides)


Hình 2.6: Trượt tịnh tiến (translational slides)

Hình 2.7: (a) Kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượtxoay và trượt tịnh tiến.

(b) Trượt khối đất (trượt hỗn hợp – trung gian giữatrượt quay và trượt phẳng)

2.2 Các tác nhân gây trượt lở

Trượt lở nói chung là phức tạp cả về nguyên nhângây trượt, cơ chế tác động, kiểu di chuyển, loại vậtliệu … Tuy nhiên chúng có các nguyên nhân chung và đượcchia thành bốn nhóm chính sau:

- Các nguyên nhân địa chất – địa chất công trình: sựcó mặt của vật liệu yếu,


vật liệu nhạy cảm, vật liệu bị phong hóa, vật liệu chịuứng suất cắt, vật liệu bị nứt nẻ, tách giãn, tồn tại cáckhối không liên tục với các yếu tố bất lợi (khối phânlớp, phân phiến …), các cấu trúc không liên tục với cácyếu tố bất lợi (đứt gãy, bất chỉnh hợp, đới cà nát…),vật liệu có khả năng thấm lớn, hỗn hợp vật liệu bất lợi(các vật liệu cứng, chặt phân bố trên nền các vật liệumềm dẻo hơn).

- Các nguyên nhân địa động lực và hình thái địa mạo: Sự có mặt của hoạt động

kiến tạo hay các sự nâng lên do hoạt động nội sinh (núilửa …), xói lở lòng sông tới chân mái dốc, hoạt động củasóng tới chân mái dốc, xói lở các mép bên mái dốc, xóingầm (do hòa tan, vận chuyển dòng ngầm …), tăng tảitrọng lên mái dốc do các tích đọng vật liệu, hủy hoạithảm thực vật (cháy rừng, hạn hán).

- Các nguyên nhân vật lý: Mưa lớn, các quá trình kếttủa hóa học, khả năng

kéo vật chất đi xuống dưới tác động của lũ lụt và thủytriều, động đất, hoạt động núi lửa, sự co ngót và giãnnở của vật liệu dưới tác động của thời tiết.

- Các nguyên nhân nhân sinh: khai đào hố móng hay làmmất chân mái dốc

(làm đường), chất tải lên mái dốc, hoạt động làm tăngkhả năng kéo vật chất đi xuống như xây dựng hồ chứa,hoạt động tạo chấn động nhân tạo (nổ mìn), sự thoát nướctừ các hoạt động kinh tế, phá thảm phủ thực vật, ….


Trong các nguyên nhân này, một số có thể được nhậnbiết với các công cụ khảo sát thông thường ngoài hiệntrường và đặc thù đòi hỏi sự vào cuộc của các ngành khácnhư vật lí địa cầu, khí tượng thủy văn, môi trường… Sựthay đổi về mặt hình thái học địa mạo theo thời gian cóthể nhận biết kết hợp qua phân tích thực địa, bản đồ vàảnh hàng không qua các thời kỳ. Những thay đổi bên trongvật liệu và đặc tính khối theo thời gian được suy luậntừ quá trình đo đạc, quan trắc sự biến đổi dần dần cáctính chất của khối theo theo thời gian và khoảng cách dichuyển.

2.3 Tình hình nghiên cứu trượt lở trên thế giới

Những vấn đề về trượt lở đã được nhiều nước trênthế giới quan tâm nghiên cứu từ rất nhiều năm nay, đemlại nhiều kết quả tích cực trong việc dự báo tai biến,định hướng phòng tránh, giảm thiểu và khắc phục hậu quả,góp phần xây dựng những chiến lược quy hoạch phát triểnkinh tế - xã hội.

Đặc biệt là ở một số nước như Mỹ, Canada, Anh, Pháp,Úc, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc, nơi hàng năm những thiệthại do trượt lở gây lên tới hàng tỷ USD, thì những quátrình điều tra đánh giá được thực hiện thường xuyên, tỉmỉ, những hệ thống giám sát trượt lở được thiết lập chặtchẽ. Tuy nhiên trên thế giới hiện nay phương pháp sử dụngcho công tác đánh giá, dự báo nguy cơ trượt lở vẫn đanglà một vấn đề tranh cãi. Bên cạnh đó hiện nay có rấtnhiều cách phân chia các phương pháp nghiên cứu trượt lởkhác nhau với những mức độ chi tiết cũng rất khác nhau.


Tuy nhiên các phương pháp chủ yếu hiện nay đang được cácnhà khoa học trên thế giới sử dụng có thể được gộp thành3 nhóm phương pháp chính bao gồm:

- Phương pháp điều tra thực địa: thường liên quan tớicác đánh giá của các nhà nghiên cứu địa kỹ thuật,địa mạo, địa chất công trình, địa chất...

- Phương pháp mô hình hoá: thường được tiến hànhtrong các phòng thí nghiệm để xác lập mối quan hệtoán học giữa các thành phân gây trượt và khả năngxảy ra trượt lở đất.

- Phương pháp tích hợp thông tin trong hệ thống thôngtin địa lý (GIS), kết hợp với thuật toán thống kêkhông gian, mạng thần kinh, các thuật toán logicmờ, các thuật toán genetic... để đánh giá, thànhlập bản đồ dự báo về nguy cơ trượt lở đất.

Trong 3 nhóm phương pháp trên thì 2 phương pháp đầutiên có độ chính xác cao đối với việc đánh giá khả năngxảy ra trượt của từng khối trượt riêng lẻ, tuy nhiên đểđánh giá khả năng xảy ra trượt của một vùng nào đó thìphương pháp này có hiệu quả không cao, mức độ chính xáccũng thấp. Ngoài ra chi phí cũng rất lớn. Hiện nay thìphương pháp thứ 3 đang được sử dụng phổ biến trên thếgiới và có hiệu quả cao trong việc giải quyết các bàitoán đánh giá khả năng xảy ra trượt lở đất.


2.4 Tình hình nghiên cứu trượt lở tại Việt NamỞ Việt Nam trong thời gian gần đây, trước thực trạng

thiên tai ngày càng gia tăng cả về tần suất, cường độlẫn hậu quả về người, cơ sở vật chất và môi trường, mộtsố bộ, ngành, cơ quan nghiên cứu đã và đang chú trọngđầu tư, nghiên cứu, tiến tới dự báo, cảnh báo chúng. Tuynhiên, các nghiên cứu về nguy cơ thảm họa trượt lở đấtthường chỉ được coi áp dụng trên diện rộng, ở tỷ lệ nhỏvà mang tính phân vùng dự báo tai biến chung. Chưa có đủcác công trình cảnh báo về nguy cơ thảm họa trượt lở đấtchi tiết và hệ thống để phục vụ công tác phòng tránh vàgiảm nhẹ thiệt hại. Điều đó dẫn đến nhận thức và khảnăng phòng tránh thiên tai trượt lở đất đá ở Việt Namcòn chưa đáp ứng được yêu cầu của xã hội, thiếu sự điềuphối thống nhất ở các cấp quản lý. Các tiêu chí để xâydựng mô hình phân vùng nguy cơ chưa gắn liền với điềukiện Việt Nam, chủ yếu sử dụng nguyên bản công nghệ đãđược áp dụng ở các vùng khác trên thế giới. Do vậy, cáckết quả nghiên cứu chưa chỉ ra hết mức độ nguy hiểm củacác thảm họa trượt lở đất. Đặc biệt, ở nơi có các côngtrình công cộng hoặc dân sinh quan trọng chưa được quantâm đúng mức. Bên cạnh đó, các phương pháp tích hợpthông tin, mô hình hóa còn rất nhiều bất cập, chưa cóđịnh hướng rõ ràng


Hình 2.8: Ảnh minh họa một số vụ trượt lở đất tại khuvực Bát Xát - Lào Cai

2.5 Hiện trạng trượt lở khu vực nghiên cứuHiện trạng trượt lở đất xảy ra liên tục tại Bát

Xát, thành phố Lào Cai. Theo thống kê chưa đầy đủ chỉtính từ năm 1996 trở lại đây, ít nhất đã có 62 vụ trượtlở, lũ quét, lũ bùn đá xảy ra trong khu vực nghiên cứu.

Năm 1996: Ngày 30 tháng 7, lũ quét – lũ bùn đá tạithôn Na Rim, xã Mường Vi, huyện Bát Xát làm chết 4người, huyện phải cho di rởi 10 hộ dân ra khỏi vùngnguy hiểm

Năm 1997: Thiệt hại do thiên tai gây ra nặng nhất làtrượt lở đất. Trong năm đã xảy ra trượt 22,5km đườnggiao thông, thể tích trượt đất lên tới 5500m3.

Năm 1998: Ngày 3 và 9 tháng 7 tại Bảo Yên và thị xãLào Cai trượt lở làm 1 người chết, 2 nhà bị sập đổthiệt hại toàn bộ tài sản.


Năm 2000: Trong mùa mưa 7, 8, 9 tại một số nơi đãxảy ra trượt – lở dạng chảy vùi lấp đất canh tác: ở cácxã Pa Cheo, Phìn Ngan – huyện Bát Xát. Ngay tại thànhphồ Lào Cai ở các phường Duyên Hải, Vạn Hòa đã xuất hiệnnhiều khối trượt trong vỏ phong hóa, liên tiếp trênchiều dài 500 – 1000m, buộc một số hộ dân phải di rời đinơi khác.

Năm 2001: Trong tháng 8 tại thôn Sùng Hoảng xã PhìnNgan huyện Bát Xáttrượt – lở đất ở sườn núi, tạo nên vếtnứt dài trên 300m gây nguy hiểm trực tiếp đến 3 hộ dânvà trụ sở UBND xã.

Năm 2002: Từ tháng 6 đến tháng 8 mưa lớn gây lũquét, lũ bùn đá, trượt lở đất làm 6 người chết, 1 ngườibị thương, 39 ngôi nhà bị sập và hư hỏng nặng, 54 hộ dânphải di chuyển khẩn cấp ra khỏi vùng bị trượt lở, 172 halúa hoa màu bị mất trắng, 21 công trình thủy lợi, cấpnước sinh hoạt bị hư hỏng nặng, đường giao thông bịtrượt lở khối lượng trên 360.000m3 đất đá, 23 cống quađường bị trôi, 4 cầu treo bị hư hỏng nặng.

Năm 2005: Ngày 18/5 trượt lở ở bãi thải ở Cam Đườnglàm hỏng 1 xe xúc

Năm 2012: Trượt lở đất đã làm hơn 20 người thiệtmạng và nhiều người khác bị thương.

Một số khối trượt điển hình:

Khối trượt vỏ phong hóa tại UBND huyện Bát Xát


UBND huyện Bát Xát được xây dựng mới ngay trên mộtkhối trượt phong hóa. Đá gốc là đá phiến, khối trượt cao70m, dài 200m, rộng 80m. Khối trượt đã dịch chuyển tạothành gương trượt cao 5m, thềm chính của khối trượt rộngkhoảng 20m đã được dỡ bỏ một phần. Ngay sau nhà Ủy bảnđã được xây kè bảo vệ.Kè này nằm trên khối trượt nên ítkhi phát huy tác dụng.

Hình 2.9: Ảnh khối trượt trong lớp vỏ phong hóa tại nhàUBND huyện Bát Xát (9/2005).


Hình 2.10: Ảnh khối trượt vỏ phong hóa ở xã Bản Phiệt –TP Lào Cai.

Thông qua tài liệu: “Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũquét-lũ bùn đá tại vùng trọng điểm tỉnh Lào Cai (H. BátXát, H. Sa Pa và TP Lào Cai) của GS.TS. Nguyễn Trọng Yêm– Viện Địa Chất” có đánh giá:

- Trên khu vực nghiên cứu tồn tại loại trượt chảy ởnhững nơi địa hình cao,

xuất lộ nước ngầm và trượt vỏ phong hóa ở những nơi địahình thấp hơn, không xuất lộ nước ngầm thường gặp dọctheo các taluy đường.

- Các khối trượt trên khu vực nghiên cứu gây chếtngười và thiệt hại lớn vềkinh tế thường thuộc loại trượt chảy, vật liệu khốitrượt là sét phong hóa, địa hình khôi phục lại củacác khu vực trượt có độ dốc dao động trong khoảng20-350.


- Dạng địa hình đặc trưng ở những nơi xảy ra taibiến trượt lở đều có dạng vực hẻm (thung lũng sâu,dốc).

- Những nơi xảy ra trượt lở đều nằm chủ yếu ở thượngnguồn các sông nhỏ và trong thời gian cuối thángVII đến giữa tháng IX trong năm.


CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG

NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ 3.1 Tổng quan về hệ thông tin địa lý

3.1.1 Khái niệmTrước đây để ghi nhận, mô tả và quản lý tài nguyên

thiên nhiên người ta sử dụng hệ thống bản đồ địa lý, bảnđồ chuyên đề vẽ trên giấy cùng các bảng biểu thốngkê.Khi nền kinh tế xã hội phát triển cao, khối lượngthông tin ngày càng đồ sộ, thực tế đòi hỏi phải phântích, cung cấp và cập nhật thông tin hàng ngày. Cácphương pháp quản lý thông tin truyền thông không thể đápứng được yêu cầu khách quan đó.

Đến những năm 1960, với sự có mặt của máy tính số,công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh cho phépsố hoá các thông tin không gian, mã hoá các thông tinkhác, tổ chức lưu trữ một lượng thông tin lớn, nhanhchóng và dễ dàng tổng hợp phân tích cung cấp và cập nhậtthông tin - Hệ thống thông tin địa lý (GeographicalInformation system - GIS) ra đời và phát triển.

GIS là một hệ thông tin có khả năng thu thập, cậpnhật, quản trị, phân tích và biểu diễn dữ liệu, phục vụgiải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị tríđịa lý trên bề mặt trái đất hoặc được định nghĩa như làmột hệ thông tin với khả năng truy nhập, tìm kiếm, xửlý, phân tích và truy xuất dữ liệu địa lý nhằm hỗ trợNguyễn Thị Nhung 30 Lớp Tin học Địa chất K53

cho công tác quản lý, quy hoạch đặc biệt trong công tácquản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường.

Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệuthông thường và cho phép phân tích thống kê, phân tíchđịa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh đượccung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phânbiệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến choGIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khácnhau.

Sự phát triển của công nghệ thông tin đã dẫn đến sựphát triển song song tự động hoá công tác thu thập dữliệu, phân tích dữ liệu, trình bày dữ liệu trong nhiềulĩnh vực. Do có nhiều công việc phải xử lí các thông tinliên quan và phối hợp trong nhiều chuyên nghành khácnhau nên cần phải có hệ thống quản lí, liên kết dữ liệutừ nhiều nguồn khác nhau như bản đồ, ảnh hàng không, sốliệu điều tra,... Hay nói cách khác là cần phải pháttriển một hệ thống các công cụ để thu thập, tìm kiếm,phân tích, hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giớithực nhằm phục vụ thực hiện các mục đích cụ thể. Tập hợpcác công cụ trên đã tạo lập ra hệ thông tin địa lí, đólà hệ thống thể hiện các đối tượng từ thế giới thựcthông qua các dữ liệu cơ bản:

• Vị trí các đối tượng thông qua một hệ toạ độ.

• Các thuộc tính của các đối tượng.

• Quan hệ không gian giữa các đối tượng.


3.1.2 Sự hình thành và phát triển của GISSự ra đời và phát triển của hệ thông tin địa lý gắn

liền với sự phát triển của máy tính điện tử.Từ năm 1950,trung tâm địa hình Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu vấn đề thànhlập bản đồ có sự trợ giúp của máy tính và từ đó GISkhông ngừng phát triển.

Giai đoạn 1: Từ năm 1950 đến năm1970. Nội dung chínhcủa thời kì này là “ lập bản đồ số có sự trợ giúp củamáy tính”. Các nhà công nghệ nghiên cứu chế tạo thiết bịgắn với máy tính điện tử để tạo thông tin như các thiếtbị số hoá hay máy quét và các thiết bị đầu ra như máyin, máy vẽ tự động có độ chính xác cao sử dụng kĩ thuậtsố. Song song với việc nghiên cứu chế tạo thiết bị,người ta đẩy mạnh nghiên cứu các giải pháp toán học đểmô hình hoá và thể hiện các đối tượng không gian địa lýsau khi rời rạc hoá thông tin. Năm 1963, ở Mỹ ra đờiphần mềm vẽ bản đồ đầu tiên là Sysmap.

Giai đoạn 2: Đó là thập kỷ 70 và những năm đầu củathập kỷ 80. Trong giai đoạn này đã xác định được cácphần mềm ứng dụng để điều khiển toàn bộ hệ thống từ thuthập dữ liệu, tổ chức quản lý cơ sở dữ liệu, ngân hàngdữ liệu và các phương pháp sử dụng dữ liệu số, đưa rakết quả phân tích, dự báo…

Giai đoạn 3: Là giai đoạn phát triển hệ thông tin địalý. Ý tưởng về liên kết thông tin không gian và thôngtin phi không gian theo thời gian để tổng hợp, phântích, mô hình hoá đã có từ rất sớm. Song khi máy tính


phát triển mạnh thì GIS mới trở thành hiện thực. Tuy rađời năm 1964 song hệ thống CGIS (Canadian GeographicInformation System) sau năm 1980 mới được phát triểnmạnh mẽ. Đó là tập hợp có tổ chức bao gồm hệ thống máytính cùng các thiết bị kèm theo, phần mềm điều hành, cơsở dữ liệu và con người được thiết kế để thu thập, lưutrữ, quản lý, cập nhật, phân tích và tổng hợp tất cả cácdạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý. Các phần mềmGIS được ứng dụng rộng rãi hiện nay có thể kể đến nhưMapInfo, Arcinfo, ArcView, ArcGis, MGE …

Giai đoạn 4: Nghiên cứu, hoàn thiện và đưa vào sửdụng, phát triển thành GIS toàn cầu. Sự phát triển vàtính phổ biến của Internet cùng các dịch vụ Web đã đưatới khả năng truy cập dữ liệu thông tin địa lý qua Web.Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp có doanh thu hàngtỷ đô la với sự tham gia của hàng trăm nghìn người trêntoàn thế giới. GIS được dạy trong các trường phổ thông,trường Đại học trên toàn thế giới. Các chuyên gia củamọi lĩnh vực đều nhận thức được những ưu điểm của sự kếthợp công việc của họ và GIS.

Qua 4 giai đoạn phát triển ta có thể thấy, từ cuốithập kỷ 70 đến nay, công nghệ máy tính đạt được nhữngthành công rực rỡ. Với sự ra đời của nhiều thế hệ máytính thông minh, cộng với sự nhận thức sâu sắc những lợiích to lớn GIS mang lại, con người đã tập trung nhiềucông trình nghiên cứu vào lĩnh vực này dẫn đến sự ra đờicủa nhiều phần mềm ngày càng hiện đại và tiện dụng, đưa


GIS ngày càng được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vựctrong cuộc sống. Sự phát triển của GIS là hết sức nhanhchóng ngay sau khi máy tính được ra đời và khi máy tínhđạt được những thành công rực rỡ thì GIS càng có vị tríquan trọng trong cuộc sống con người.

3.1.3 Các thành phần cơ bản của GISGIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần

cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và Phân tích (Quytrình).

Hình 3.1 : Các thành phần của GIS3.1.3.1 Phần cứng

Phần cứng bao gồm các thiết bị như sơ đồ hình 3.2


Máy chủ

Bộ phận số hóa

Ổ đĩa

Thiết bị hiện hình (VDU)

Máy vẽ, máy in

Ổ băng từ

Hình 3.2 : Phần cứng trong GIS

• Máy tính hoặc bộ xử lý trung tâm CPU: Với một thiếtbị chứa ổ đĩa đảm bảo để lưu trữ số liệu và chươngtrình.

• Bàn số hoá hoặc thiết bị chuyên dụng khác: Đểchuyển hoá các dữ liệu từ bản đồ và các tư liệu thànhdạng số và lưu trữ chúng trên máy tính.

• Máy vẽ hoặc kiểu hiển thị thiết bị khác: Được sửdụng để biểu thị các kết quả xử lý số liệu.

• Ổ băng từ: Để lưu trữ số liệu và chương trình lênbăng từ hoặc để liên hệ với các hệ thống khác.

• Những người điều khiển máy tính và các thiết bịngoại vi thông qua một Thiết bị hiện hình (VDU) cho phépcác hình ảnh hay bản đồ được hiện hình nhanh chóng.

3.1.3.2 Phần mềm của hệ thống Một khối phần mềm của hệ thống thông tin bao gồm 5

module kỹ thuật cơ bản là nhập dữ liệu và kiểm tra dữliệu, lưu trữ dữ liệu và quản lý dữ liệu, xuất dữ liệuvà trình bày dữ liệu, biến đổi dữ liệu, hỏi đáp dữ liệu.Các module này phải đảm bảo 4 chức năng sau:


• Các dữ liệu không gian thu thập từ các hệ thống dữliệu khác nhau như từ bản đồ, từ các thông tin viễn thámphải có được chức năng liên kết và xử lý đồng bộ.

• Có khả năng lưu trữ, sửa chữa đồng bộ các nhóm dữliệu không gian nhanh chóng để phục vụ các phân tíchtiếp theo, còn cho phép đổi mới nhanh và chính xác cácdữ liệu không gian.

• Đảm bảo các khả năng phân tích ở các trạng tháikhác nhau, có khả năng thay đổi về cấu trúc dữ liệu phụcvụ cho người dùng, các nguyên tắc để kết nạp các sảnphẩm, có biện pháp đánh giá chất lượng sản phẩm và cácnguyên tắc xử lý chuẩn bị các thông tin theo không gian- thời gian cũng như các kiểu mẫu thích hợp khác.

• Các dữ liệu cần có khả năng hiển thị toàn bộ hoặctừng phần theo thông tin gốc, các dữ liệu đã qua xử lýcần được thể hiện tốt bằng các bảng biểu hay bản đồ.


Giao diện người dùng

Thu thập dữ liệu

Phân tích không gian

Hiển thị làm báo cáo

Chuyển đổi dữ liệu

Quản trị CSDL

địa lý

Hình 3.3: Phần mềm trong GIS

Hệ thống phần mềm sử dụng trong GIS do hãngINTERGRAPH cung cấp với bộ phần mềm mới nhất là MAPPINGOFFICE, bộ này bao gồm các phần mềm công cụ phục vụ choviệc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lýthuộc một trong hai dạng dữ liệu đồ hoạ và phi đồ hoạtrong hệ thống thông tin địa lý GIS và chạy trên hệ điềuhành DOS/WINDOWS. ...

Trong Mapping office, việc thu thập các đối tượngđịa lý được tiến hành một cách đơn giản trên cơ sở cácbản đồ được thành lập trước đây (trên giấy, diamat …),ảnh hàng không, ảnh vệ tinh thông qua các thiết bị quétvà các phần mềm công cụ để tạo ra và chuyển đổi các tàiliệu trên cơ sở dưới dạng số.

Mapping office gồm nhiều phần mềm ứng dụng đượctích hợp trong môi trường thống nhất, phục vụ cho việcthu thập dữ liệu, xử lý, phân tích và khai thác.

Phần mềm GEOMEDIA là một hệ thống phần mềm mạnh cónhiều chức năng của GIS và hiện đang lưu hành sử dụng ởnước ta.

Ngoài ra còn rất nhiều phần mềm trong lĩnh vực GISkhác cũng hiện đang lưu hành ở nước ta như PC ArcInfo,ArcView, MapInfo,…

3.1.3.3 Con ngườiCông nghệ GIS không thể thiếu yếu tố con người. Các

chuyên gia GIS tham gia quản lý hệ thống và phát triển


những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS cóthể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duytrì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyếtcác vấn đề trong công việc.

3.1.4 Mô hình công nghệ GIS

Có thể hiểu một cách khái quát về công nghệ GIS làmột quá trình (vào-ra) và được thể hiện ở hình 3.1.

3.1.4.1 Số liệu vàoSố liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như số

liệu đo trực tiếp, bản đồ địa hình, các bản đồ chuyênđề, ảnh vệ tinh, ảnh hành không, hệ thống định vị toàncầu GPS.

3.1.4.2 Quản lý số liệuSau khi số liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần

phải có các thiết bị và công nghệ thực hiện việc lưutrữ, quản lý và bảo trì số liệu.Việc quản lý số liệuđược gọi là có hiệu quả nếu đảm bảo được các yêu cầusau: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giásố liệu.

3.1.4.3 Xử lý số liệuCác thao tác xử lý số liệu được thực hiện để tạo ra

thông tin, nó giúp cho người sử dụng quyết định cần làmgì tiếp theo. Xử lý số liệu tạo ra các ảnh, báo cáo, bảnđồ và các thông tin cần thiết cho công tác phân tích.

Nguyễn Thị Nhung 38 Lớp Tin học Địa chất K53480585.5, 3769234

483194.1, 3768432

485285.8, 3768391

484327.3, 3768565

483874.7, 3769823

Coordinates

Digital dataGIS Data

Hình 3.4 : Số liệu đầu vào

Hình 3.5: Môi trường GIS3.1.4.4 Phân tích và mô hình hoá

Số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần côngviệc của GIS. Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giảimã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tinđã thu thập. Phân tích thông tin không gian là để cóđược sự nhận thức cũng như có khả năng để sử dụng cácquan hệ đã biết, để mô hình hoá đặc tính địa lý đầu racủa một tập hợp các điều kiện.


480585.5, 3769234

483194.1, 3768432

485285.8, 3768391

484327.3, 3768565

483874.7, 3769823

Coordinates

3.1.4.5 Số liệu raMột trong các ưu việt của GIS là có thể thay đổi

các phương pháp khác nhau về thể hiện thông tin. Cácphương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể đượcGIS cung cấp bằng các bản đồ và ảnh ba chiều.

Việc sử dụng máy tính số có nghĩa là thông tin nàycó thể được quan sát trên màn hình máy tính, được vẽ ranhư các bản đồ giấy như là một ảnh địa hình hoặc có thểlà một file số liệu. Liên hệ trực quan là một trongnhững phương diện đã được công nghệ GIS tăng cường.

3.1.5 Các chức năng của GIS

3.1.5.1 Chức năng của GISKhông một dự án xây dựng hệ GIS nào là giống nhau,

vì vậy sức mạnh của các chức năng trong từng hệ GIS cũngkhác nhau, kĩ thuật xây dựng các chức năng trong từngGIS cụ thể cũng khác nhau, tuy nhiên thông thường đảmbảo một số chức năng cơ bản sau:

• Hỏi đáp tìm kiếm

• Phân tích không gian:

+ Thuộc tính và đo đạc

+ Chồng xếp thông tin

+ Lân cận

+ Chức năng kết nối

• Hiển thị đồ họa và tương tác.


3.1.5.2 Ứng dụng của GISHiện nay trên thế giới việc ứng dụng công nghệ

thông tin đã trở nên khá phổ biến.Các lĩnh vực ứng dụnghệ thống thông tin địa lý ngày càng được mở rộng. GIS đãđược ứng dụng trong quy hoạch và quản lý đô thị, quản lýtình hình phân bố khí hậu, quản lý dân số, quản lý môitrường, quy hoạch và quản lý đất đai, ….

Ở nước ta trong những năm gần đây đã và đang cónhiều tổ chức, cơ quan và nhiều người đã bắt đầu quantâm nghiên cứu các ứng dụng của hệ thông tin địa lý, đặcbiệt là nhiều cơ quan Nhà nước đã bắt đầu xây dựng hệthông tin địa lý trong công tác quản lý như quản lý đôthị, quản lý giao thông, quản lý hệ thống thoát nước,quy hoạch đường….

Có thể nêu ra một số ứng dụng của hệ thống thông tinđịa lý như sau:

• Ứng dụng kinh doanh: Khả năng của công nghệ GISgiúp đỡ thực hiện các quyết định kinh doanh tốt hơnthông qua phân tích địa điểm và sự thay đổi dân số trongkhu vực, đó là điểm mấu chốt đảm bảo vị trí của côngnghệ trong cộng đồng kinh doanh

• Quản lý hành chính và phân bố dân số: Khả năng củacông nghệ GIS về mô tả hình vẽ và phân tích số liệu dânsố mở ra những cơ hội cho một sự phân tích tin cậy trongquá trình trợ giúp quyết định và tạo ra các quyết địnhchính sách được lòng dân.


• Quản lý cơ sở hạ tầng kiến trúc: Những khả năng vềphát triển, bảo trì và quản lý mạng lưới nước, nướcthải, gas, điện và truyền thông thông tin... đã là nhữngnhận thức đầu tiên về tiềm năng của hệ thống thông tinđịa lý.

• Bản đồ và cơ sở dữ liệu xuất bản: Các cơ quan đođạc bản đồ đã đi đầu trong lĩnh vực tự động hoá bản đồ.Cơ quan bản đồ quốc phòng, Bộ nội vụ và một số cơ quankhác.

• Dầu khí, gas và thăm dò khoáng sản: Các nhà địa vậtlý và địa chất đã bắt đầu nghiên cứu nghiêm túc về khảnăng của công nghệ GIS thành một công cụ nâng cao (cảitiến) mô hình thăm dò địa chất các khoáng sản khác nhau.

• Y tế và an toàn nhân dân: Các cơ quan y tế sẽ nhậnthức được tốt hơn cũng như tội phạm và hoả hoạn nếu phântích các bản đồ theo dõi sự lan truyền bệnh và các hoạtđộng tội phạm. Công nghệ GIS cung cấp khả năng thực hiệncác nhiệm vụ đó nhanh chóng thường xuyên và mức độ tincậy cao và giá thành thấp có thể được.

• Quản lý thông tin bất động sản: Nhà nước và các địaphương đã nhanh chóng nhận thức được tiềm năng của côngnghệ GIS là một công cụ cho việc xây dựng và bảo lưutoàn bộ và chính xác các nguồn bất động sản hiện có.

• Quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên- môitrường: sự gia tăng nhu cầu về quản lý tài nguyên cácloại (khoáng chất, nước, không khí, đất đai, rừng và


động vật hoang dã và môi trường) đã thúc đẩy các cơ quanquản lý của nhà nước dùng công nghệ GIS là một phươngsách thực tế quản lý các số liệu tài nguyên theo yêucầu.

• Đo đạc bản đồ: hệ thống thông tin địa lý là mộtcông cụ đặc biệt phù hợp với các công việc của ngành đođạc bản đồ, xây dựng các bản đồ cơ sở nhanh chóng vàchính xác, chuyển đổi dữ liệu bản đồ thuận tiện.

• Vận tải và hậu cần: Công nghệ GIS đưa ra cho cáccông ty vận tải hành hoá đường bộ, các trạm dịch vụ vàngành đường sắt... các công cụ mới về năng lực cạnhtranh thị trường. Các nhà vận tải hàng không, tàu điệnngầm, ... cũng tìm thấy lợi ích của công nghệ GIS.

• Quy hoạch đô thị và vùng: Khả năng cung cấp cho cácnhà quy hoạch nhanh chóng truy cập vào tập hợp dữ liệutrong công nghệ GIS phục vụ cho các phương án quy hoạch.

3.1.6 Tổng quan về cơ sở dữ liệu GIS

3.1.6.1 Khái niệm Cơ sở dữ liệu trong GIS là một tập hợp lớn các dạng

số liệu trong máy tính, được tổ chức theo một thiết kếcó trước sao cho có thể mở rộng, cập nhật và tra cứunhanh chóng đối với các ứng dụng khác. Số liệu có thểđược thành một file hoặc nhiều file hoặc thành các tậphợp trên máy tính. Nói cách khác, cơ sở dữ liệu của hệthông tin địa lý là một nhóm xác định các dữ liệu trongmột cấu trúc của một phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu, đóNguyễn Thị Nhung 43 Lớp Tin học Địa chất K53

là một tập hợp của các dữ liệu không gian và phi khônggian được quản lý bởi phần mềm của hệ thông tin địa lý.

Một cơ sở dữ liệu của hệ thông tin địa lý có thểchia ra làm hai loại số liệu cơ bản: số liệu không gianvà số liệu phi không gian (còn gọi là số liệu thuộctính). Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khácnhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiểnthị.

Số liệu không gian là những mô tả dạng số của hìnhảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các kýhiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên tờbản đồ. Hệ thông tin địa lý dùng các số liệu không gianđể tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hìnhhoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi.

Số liệu phi không gian là những diễn tả đặc tính,số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị tríđịa lý của chúng. Thông thường chúng được lưu giữ ở dạngsố, chữ hoặc bảng biểu trong hệ thông tin địa lý. Các sốliệu phi không gian được gọi là dữ liệu thuộc tính.Chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượngkhông gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thốngthông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung.

Số liệu trong hệ thông tin địa lý là những số liệuluôn thay đổi và đa chiều. Chúng bao gồm những mô tả sốcủa hình ảnh bản đồ (số liệu không gian), mối quan hệlogic giữa các hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các


đặc tính của hình ảnh và các hiện tượng xảy ra tại cácvị trí địa lý xác định. Nội dung của cơ sở dữ liệu đượcxác định bởi các ứng dụng khác nhau của hệ thông tin địalý trong một hoàn cảnh cụ thể.

3.1.6.2 Cấu trúc của CSDL trong GIS* Dữ liệu không gian:

CSDL không gian là CSDL có chứa trong nó nhữngthông tin về định vị của đối tượng. Nó là những dữ liệuphản ánh, thể hiện những đối tượng có kích thước và hìnhdạng nhất định. Nếu là những cơ sở dữ liệu không gianđịa lý thì đó là những dữ liệu phản ánh những đối tượngcó trên bề mặt hoặc ở trong lòng trái đất.

Bản đồ là bản vẽ trong đó thể hiện hình ảnh các đốitượng thực tế trên bề mặt quả đất thông qua các ký hiệuriêng rẽ, các đối tượng trên bản đồ được xác định về mặtvị trí không gian trong một hệ toạ độ thống nhất.

Bản đồ số là dạng bản đồ được thành lập trong máytính ở dạng số với các cấu trúc mà máy tính hiểu được.

Có 6 loại thông tin trong bản đồ số dùng hiển thịhình ảnh bản đồ và ghi chú của chúng như sau.


• Đối tượng dạng điểm (point): Các đối tượng có ýnghĩa là một chấm trên bản đồ, có toạ độ xác định trongmột hệ toạ độ.

• Đường (line): là một đoạn thẳng, đường thẳng đượctạo nên từ 2 điểm trở lên có toạ độ xác định.

• Vùng (region): Là một đường khép kín được tô màuhoặc trải nền bên trong.

• Ô lưới (Grid cell): Các ô lưới của ảnh.

• Ký hiệu (Symbol): Bao gồm các ký hiệu

• Ghi chú (Text)

Số liệu không gian có thể lưu trữ ở dạng vector (bảnđồ số) hay raster (ảnh).

- Dạng Vector

Số liệu Vector là những toạ độ (x,y) của các điểmhoặc các quy luật tính toán toạ độ và nối chúng thànhcác đối tượng trong một hệ toạ độ xác định.

Có hai hệ toạ độ cơ bản: Hệ toạ độ vuông góc Đề cácvà hệ toạ độ trắc địa cầu (B,L – Vĩ độ, Kinh độ). Toạ độbản đồ là giá trị số của biểu thức chuyển đổi vị trítrên mặt đất thực sang mặt phẳng lưới chiếu bản đồ. Tuynhiên ta có thể dùng các hệ toạ độ khác, nhưng trong GISngười ta thường dùng một hệ toạ độ thống nhất, gắn với


mặt đất để tiện cho việc quản lý, chuyển đổi và dễ dàngđạt độ chính xác cao - đó là hệ toạ độ quốc gia. Hệ toạđộ quốc gia bao gồm: hệ toạ độ phẳng và hệ toạ độ độcao. Trong các hệ thống thông tin địa lý có thể chuyểnđổi giá trị toạ độ của các hình ảnh bản đồ từ hệ toạ độvuông góc sang hệ toạ độ trắc địa cầu và ngược lại. ỞViệt nam hiện nay bản đồ được sử dụng ở hai loại lướichiếu là Gauss-Kruger (Ellipsoid Krasopski) và UTM(Ellipsoid Everest).

Trong dạng vector, các đối tượng bản đồ được biểudiễn bởi các đối tượng hình học cơ bản point (điểm),line (đường), polygon (vùng). Điểm dùng xác định cácđối tượng không có hình dạng kích thước cụ thể, hay cókích thước quá nhỏ so với tỷ lệ bản đồ. Đường để xácđịnh các đối tượng có chiều dài xác định. Vùng để xácđịnh các miền mà trong đó xác định được diện tích củachúng. Trong định dạng này, thông tin được mô tả cótính chính xác cao đồng thời tiết kiệm không gian lưutrữ.

- Dạng raster (ảnh)

Raster là số liệu đươc tạo thành bởi các ô lưới vớiđộ phân giải xác định. Đó là một ma trận các ô lưới vàđộ lớn của các phụ thuộc độ phân giải cho trước. Do vậy,nếu kích thước ô lưới lớn sẽ làm giảm độ chính xác củathông tin và nếu nó quá nhỏ thì cơ sở dữ liệu lại quálớn.


Trong dạng raster, các đối tượng bản đồ được biểudiễn trong một chuỗi các điểm ảnh trong một lưới hìnhchữ nhật, hình vuông. Mỗi điểm ảnh được xác định thôngqua chỉ số hàng và cột trong lưới. Trong raster, pointsẽ được biểu diễn bởi một điểm ảnh đơn, line được biểudiễn bởi một chuỗi các điểm ảnh cùng thuộc tính liêntiếp nhau, và polygon xác định bởi một nhóm các điểm ảnhcùng thuộc tính kề sát nhau. Dữ liệu được lưu trong địnhdạng này rất đơn giản nhưng lại đòi hỏi dung lượng bộnhớ lớn. Raster phù hợp với các dạng dữ liệu có đườngbiên không rõ ràng. Raster được ứng dụng nhiều trongphân tích bề mặt liên tục.

• Đối tượng (Object)

Đối tượng là một hình ảnh độc lập hay một nhóm giữachúng dùng để mô tả một hình ảnh bản đồ. Trong trườnghợp này mối liên hệ giữa các hình ảnh được xác địnhtrong cơ sở dữ liệu cụ thể và các thao tác phần mềm vềđối tượng như là các thực thể. Các lớp quan niệm có thể


được hình thành với nhận thức này thông qua việc xácđịnh các đối tượng.

• Lớp đối tượng (Layer)

Thông thường thành phần số liệu đồ thị của GIS làcơ sở dữ liệu bản đồ được quản lý ở dạng các lớp đốitượng, mỗi lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đếnmột chức năng, ứng dụng cụ thể. Lớp đối tượng là một tậphợp các hình ảnh thuần nhất hay là một tập hợp các đốitượng dùng để phục vụ một ứng dụng cụ thể và xác định vịtrí của nó với các lớp khác trong cơ sở dữ liệu thôngqua một hệ toạ độ chung. Việc phân tách các lớp dựa trêncơ sở của mối quan hệ logic và mô tả đồ hoạ của tập hợpcác hình ảnh bản đồ

Hình 3.6 : Tổ chức các lớp đối tượng.

Thông thường các lớp liên kết với nhau thông qualưới toạ độ và các hình cơ

bản, gắn liền với bề mặt của quả đất thực.

• Các phương pháp thu thập dữ liệu không gian gồm: đođạc trực tiếp ngoài thực địa, số hóa các bản đồ, chuyển


BÖnh

viÖn

S«ngT

rô c xTØnhh

BÖnh

viÖn

S«ng

T

h

Õ

g

i

í

i

t

h

ù

c

Trục y

đổi từ các file đã có, từ ảnh vệ tinh, ảnh máy bay.Trong quá trình thu thập đưa dữ liệu vào máy tính đãphải có tọa độ.

+ Phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa bằngcác máy đo góc và máy đo khoảng cách. Sau khi có các giátrị đo ngoài thực địa, người ta nhập các giá trị đo nàyvào máy tính thông qua một phần mềm CAD chuyên dụng đểlập bản đồ số. Phương pháp này có ưu điểm là độ chínhxác về vị trí hình ảnh rất cao, tuy nhiên nó chỉ phúc vụcho phạm vi nhỏ. Ví dụ trong lĩnh vực quản lý đất đai,quản lý đường ống nước, đường điện hạ thế,...

+ Phương pháp số hoá bản đồ bằng số hoá.Phương phápnày được sử dụng với các tư liệu bản đồ giấy. Bằng mộtphần mềm CAD được cài đặt trong máy tính người ta có thểđịnh vị và số hoá các thông tin trên bản đồ giấy vào máytính và biên tập thành bản đồ số. Phương pháp này hiệnnay rất phổ cập, tuy nhiên phương pháp này đạt độ chínhxác không cao do đó nó hay được dùng cho bản đồ tỷ lệnhỏ tức là cho các vùng rộng lớn.

+ Phương pháp quét bản đồ và vector hoá bản đồ trênmàn hình máy tính.Phương pháp này được sử dụng với cáctư liệu bản đồ giấy. Bằng các phần mềm CAD (Computer-Aided Design – thiết kế bằng máy tính) được cài đặttrong máy tính người ta có thể nắn ảnh về hệ toạ độ thựcvà vector hoá các thông tin trên bản đồ giấy vào màytính và biên tập thành bản đồ số. Phương pháp này hiện


nay cũng rất phổ cập. Phương pháp này có ưu điểm là cóthể sử dụng rộng rãi trên các máy PC (Personal Computer– máy tính cá nhân), đạt độ chính xác cao do đó nó đượcdùng cho bản đồ các tỷ lệ phục vụ cho cả diện rộng vàhẹp.

+ Phương pháp dùng thiết bị sử dụng hệ thống xác địnhtoạ độ toàn cầu GPS (Global Positioning System).Trongphương pháp này người ta sử dụng hệ toạ độ toàn cầu WGS-84. Phương pháp này đạt độ chính xác không cao (<100mét), ưu điểm của nó là có thể xác định toạ độ của mọivị trí trên trái đất trong mọi thời điểm trong ngày vàthời gian để xác định một vị trí rất ngắn, chỉ vài giây.Với phương pháp này người ta có thể cập nhật các thôngtin bản đồ một cách nhanh nhất.

* Dữ liệu thuộc tính:

Dữ liệu thuộc tính là dữ liệu phản ánh tính chất củacác đối tượng khác nhau. Ví dụ: Các thông tin về chủđất, chất lượng thể loại đất …là những dữ liệu thuộctính. Dữ liệu thuộc tính gồm hai loại:

+ Dữ liệu thuộc tính định tính: Mô tả các yếu tố địnhtính như phân lớp, kiểu, tên, tính chất. Mỗi đặc trưngnày được lưu trữ trong máy tính cùng với một mã số.

+ Dữ liệu thuộc tính định lượng: Mô tả các yếu tốđịnh lượng như kích thước, diện tích cụ thể. Ví dụ khu


rừng trồng là 500 ha, mỏ sắt A có 50 triệu tấn trữ lượngcấp 122, ….

Điểm cần chú ý là toàn bộ dữ liệu thuộc tính phảiđược ghi trên các phương tiện đọc của máy tính theo cáchhoặc tách rời hoặc đi liền với số liệu định vị khônggian tương ứng. Nếu chúng được tách rời thì phải gài mộtsố mối nối với dữ liệu không gian đã biết. Điều này cóthể tạo ra bằng cách ấn định một trình tự sắp xếp cácyếu tố, trình tự số liệu định vị cũng như trình tự thuộctính, sau đó gán mã duy nhất cho cả hai loại dữ liệuthuộc tính cũng như định vị các yếu tố tương ứng (tươngđương địa chỉ) hoặc cấp cho thuộc tính một vị trí tươngđương với số liệu định vị của nó tức là cho giá trị toạđộ thuộc tính trùng khớp với dữ liệu định vị.

3.2 Tổng quan về phần mềm ARCGIS

Esri ArcGIS là một phần mền toàn diện, tích hợp,

thống nhất để thực hiện các tác nghiệp GIS cho một người

dùng đơn hoặc cho nhiều người dùng trên desktop, server,

qua mạng. ArcGIS là một tập hợp những sản phẩm phần mền

GIS để xây dựng một hệ GIS đầy đủ. Nó gồm một số thành

phần sau để triển khai GIS:

- Desktop GIS: Một bộ tích hợp của những ứng dụng GIS

chuyên nghiệp. Những sản phẩm phần mềm ArcGIS Desktop

cho phép người dùng tạo, phân tích, vẽ bản đồ, quản lý,


chia sẻ và công bố thông tin địa lý. Bao gồm ArcReader,

ArcView, ArcEditor, ArcInfo, ArcGIS Desktop Extension.

- Embeded GIS: ArcGIS Engine-cơ chế ArcGIS cho phép

phát triển những ứng dụng desktop ArcGIS hoặc nhúng vào

trong các tính năng GIS những ứng dụng hiện hữu.

- Server GIS: những sản phẩm của ServerGIS cho phép

những tính năng và dữ liệu GIS sẽ dược triển khai từ một

môI trường trung tâm. Bao gồm ArcSDE, ArcIMS và ArcGIS

Server. Các sản phẩm phần mềm ArcGIS Server như một công

cụ chính để mở rộng ứng dụng kỹ thuật về không gian địa

lý trong hệ thống thông tin quy mô lớn thông qua việc

quản lý và ứng dụng dữ liệu tập trung kết hợp với các

chuẩn công nghệ thông tin.

- Mobile GIS: công nghệ ArcGIS có thể được triển khai

trong một phạm vi của những hệ thống di động từ những

thiết bị thông thường tới PDAs, laptop, và table PCs. Có

thể mang các thiết bị này thay cho các thiết bị nặng khi

đi thực địa bằng cách xây dựng các ứng dụng tùy biến để

đơn giản hóa chức năng của thiết bị di động. Bên cạnh

đó, cùng với ArcGIS Server cho phép người dùng truy cập

dữ liệu hay cập nhập dữ liệu theo thời gian thực từ máy

chủ GIS Wed trung tâm.


- ArcGIS dựa trên khả năng mô đun thành phần – thư

viện dùng chung của phần mền GIS hợp thành, gọi là

ArcObjects.

Hình 3.7 : Thành phần chính trong ArcGIS3.2.1 Mô hình dữ liệu trong ARCGIS

• Định dạng Shapefile:

Là một tập hợp các đối tượng đồng nhất về kiểu dữliệu không gian(gồm các kiểu Point, Polygon).

Shapefile lưu cả dữ liệu không gian và dữ liệu thuộctính với bốn file chính:

*.shp: chứa các đối tượng không gian.

*.dbf: bảng thuộc tính.

*.shx: chỉ số để liên kết đối tượng không gian vàbảng thuộc tính.

*.prj: lưu trữ thông tin về hệ tọa độ.Nguyễn Thị Nhung 54 Lớp Tin học Địa chất K53

Point Line Polygon

• Định dạng Coverage:

Là định dạng để trình bày dữ liệu vector trongArcInfo, có hiệu quả cao đối với dữ liệu không gian vàtopology: dữ liệu thuôc tính được lưu trong các bảngquan hệ có thể tùy chọn kết nối với các cơ sở dữ liệukhác.

Coverage kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệuthuộc tính cùng các quan hệ topology trong đối tượng. Dữliệu không gian được lưu ở các file nhị phân và dữ liệuthuộc tính cùng với dữ liệu topology được lưu ở cácINFO.table.

Coverage được lưu trong máy tính dưới dạng một thưmục. Tên thư mục chính là tên Coverage, một tập hợp cácCoverage được tổ chức tại một nơi gọi là workspace.

• Định dạng Geodatabase:

Geodatabase cất giữ các đối tượng không gian vàthuộc tính của chúng trong cùng hệ thống cơ sở dữ liệuquan hệ - RDBMS (Renational Database Management System).

Những lớp đối tượng có thể độc lập hoặc thành nhómtrong một tập dữ liệu và các tập dữ liệu có mối quan hệkhông gian.

Cấu trúc một Geodatabase như sau:


Hình 3.8 : Cấu trúc một GeoDatabase

Trong GeoDatabase có một hay nhiều Feature Dataset.Feature Dataset là một nhóm các đối tượng có cùng hệ quychiếu và hệ tọa độ. Một Feature Dataset có thể chứa mộthay nhiều Feature Class. Feature Class chính là đơn vịchứa các đối tượngkhông gian của bản đồ và tương đươngvới một lớp(layer) trong ArcMap. Mỗi một Feature Classchỉ chứa một dạng đối tượng.Mỗi một Feature Class sẽđược gắn chặt với một bảng thuộc tính (Attribute Table).Khi bạn tạo Feature Class thì bảng thuộc tính cũng đượctự động tạo theo.

3.2.2 Tổng quan về các ứng dụng trong Arcgis DesktopPhần mềm ArcGis destop có các ứng dụng sau:

ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox, ArcGlobe, ArcScene,ArcReader. Xin giới thiệu 3 ứng dụng cơ bản sau:


3.2.2.1 ArcCatalogArcCatalog là một trong những ứng dụng tích hợp

trong ArcGIS Desktop, tạo truy nhập và quả lý dữ liệuđịa lý đơn giản. Bạn có thể tìm thấy dữ liệu bạn cần,nhanh chóng xem lại và trình bày những nội dung của nó,đọc hoặc tạo ra tài liệu. ArcCatalog có thể quản lýcoverages, shapefiles và dữ liệu không gian khác đượccất giữ trong những thư mục trên máy tính hoặc trongnhững cơ sở dữ liệu quan hệ có thể dùng được trên mạng,bao gồm:

- Khảo sát dữ liệu địa lý và thuộc tính của nó.- Hiển thị và tạo siêu dữ liệu (metadata).- Sửa đổi những thuộc tính của dữ liệu.- Thêm và xóa những thuộc tính.- Liên kết những đặc điểm địa lý tới những thuộc tính

cất giữ trong những bảng riêng biệt.

Hình 3.9 : Giao diện chính của ArcCatalog


3.2.2.2 ArcToolboxArcToolbox cung cấp một môi trường để thực hiện những

thao tác xử lý dữ liệu địa lý. Bao gồm:

- Quản lý, phân tích và chuyển đổi dữ liệu.- Cung cấp các công cụ để tạo và tích hợp các kiểu dữ

liệu vào trong cơ sở dữ liệu GIS.

Hình 3.10 : Giao diện chính của ArcToolbox

ArcToolbox cung cấp các chức năng chuyển đổi dữ liệuchính sau:


- Công cụ phân tích dữ liệu (Analysis Tools).

- Công cụ chuyển đổi dữ liệu (conversion tools).

- Công cụ quản lý dữ liệu (Data Management Tools).

3.2.2.3 ArcMap ArcMap được dùng để trình bày và truy vấn bản đồ, tạo

ra sản phẩm chất lượng khi in; phát triển ứng dụng theoyêu cầu của từng loại bản đồ chuyên đề và xây dựng cácbản đồ nền khác.

ArcMap cũng bao gồm đầy đủ tích hợp giúp người biêntập có thể làm việc với ngôn ngữ cơ sở dữ liệu khônggian (GeoDatabases) nhiều người dùng thực hiện trong mộtRDBMS, GeoDatabase đơn và shapefiles. ArcMap cung cấpmột sự chuyển tiếp đơn giản và tự nhiên từ hình ảnh mộtbản đồ đến việc xây dựng mô hình của nó.

- ArcMap là ứng dụng chính để trình bày bản đồ.

- Diễn đạt thông tin địa lý của người sử dụng trênbản một bản đồ

- Có hiệu quả trình bày dữ liệu địa lý.

- Tạo và cập nhật dữ liệu địa lý.

- Tạo nên những trình bày tác động với nhau như liênkết biểu đồ, bảng biểu, báo cáo, ảnh chụp, vàinternet từ dữ liệu của bạn.


- Hiểu được những mối quan hệ như ở đâu? như thếnào? và cái gì xẩy ra nếu?

- Phát triển trên bản đồ nền những ứng dụng thíchhợp theo yêu cầu của người sử dụng.

- Khảo sát thực địa.

- Phân tích ảnh vệ tinh

- Kết hợp giữa thu thập tài liệu, phân tích ảnh vệtinh và khảo sát thực địa.

Trong đó:

+ Phương pháp thu thập tài liệu thường sử dụngnhững thông tin về tai biến trượt lở từ các nghiên cứutrước đây bằng cách phỏng vấn, phát phiếu điều tra...hoặc thông tin thu thập từ dân chúng về những vụ trượtlở mà đã xảy ra trong quá khứ và những vị trí hiện đangxảy ra. Sau đó toàn bộ các thông tin này được thể hiệntrên bản đồ hiện trạng tai biến trượt lở của khu vựcnghiên cứu.

+ Phương pháp khảo sát thực địa thường hay được cácnhà địa chất sử dụng thông qua việc mô tả, đánh dấu vàkhoanh vi các khu vực đang diễn ra trượt lở, lũ lụt, lũquét, sạt lở bờ sông... quan sát được trong quá trìnhkhảo sát ngoài thực địa.

+ Phương pháp phân tích ảnh vệ tinh hiện nay cũngđang được ứng dụng rộng vì thông qua ảnh vệ tinh đa thời


kỳ việc phát hiện tai biến trượt lở của một khu vực tạinhiều thời điểm khác nhau có thể dễ dàng được xác định.Bên cạnh đó hiện nay với sự ra đời của hàng loạt ảnh vệtinh có độ phân giải cao việc xác định tai biến trượt lởcủa một khu vực ngày càng chính xác và được tiến hànhnhanh chóng hơn nhiều so với phương pháp khảo sát thựcđịa. Hiện nay một số loại ảnh viễn thám hay được sử dụngvào việc xác định vị trí và khoảng không gian của cácđiểm trượt lở đó là ảnh hàng không, ảnh SPOT, IKONOS,QUICKBIRD, ASTER, LANDSAT TM, LANDSAT ETM, MERIS... Tuynhiên ảnh hàng không vẫn được sử dụng nhiều nhất vì hiệuquả kinh tế và có độ chính xác cao.

+ Phương pháp kết hợp giữa thu thập tài liệu, xử lýsố liệu, phân tích ảnh vệ tinh và khảo sát thực địa làphương pháp được nhiều nhà khoa học sử dụng hiện nay.Với phương pháp này mọi hạn chế của từng phương phápriêng lẻ nêu trên được khắc phục tối đa. Ngoài ra sảnphẩm thu được từ phương pháp này cũng phản ánh được đầyđủ nhất hiện trạng vả một phần nguy cơ tai biến trượt lởcủa khu vực nghiên cứu.

Đối với khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng phươngpháp kết hợp giữa thu thập tài liệu, xử lý số liệu.

3.3 Nguyên tắc chung về phân vùng tai biến địa chất ápdụng cho khu vực nghiên cứu

Mặc dù còn có những mâu thuẫn trong quan điểmgiữa những chuyên gia, tuy nhiên các phương pháp nghiêncứu phân vùng nguy cơ TBĐC đều dựa trên những nguyên


tắc được chấp nhận rộng rãi hoặc những giả thuyết đãđược kiểm chứng (Varnes, 1984; Carrara et al., 1991; Hutchinson andChandler, 1991; Hutchinson, 1995; Turner and Schuster, 1996; Guzzetti etal., 1999; Guzzetti, 2005). Các nguyên tắc đó có thể mô tả nhưsau:

Những điều kiện chính gây nên TBĐC có thể xác định, và hầu hết có thểthể hiện trên bản đồ. Đơn cử như nghiên cứu trượt lở đất,những sườn dốc bị phá hủy đã để lại những đặc trưng rõràng có thể được nhận ra, hầu hết là nhờ ảnh hàngkhông qua phép chiếu lập thể (Rib and Liang, 1978; Varnes,1978; Hansen, 1984; Hutchinson, 1988; Cruden and Varnes, 1996;Dikau et al., 1996; Guzzetti, 2005), hoặc trên cơ sở kết quảkhảo sát thực địa.

Đối với TBĐC,“quá khứ và hiện tại là chìa khóa cho tương lai” (Varnes,1984; Carrara et al., 1991; Hutchinson, 1995). Theo giả thuyếtnày, các hiện tượng TBĐC có thể xảy ra trong cùng điềukiện địa chất, địa mạo và địa chất thủy văn như đãdiễn ra với những TBĐC đã xảy ra trước đây. Do vậy,việc hiểu rõ được những lần phá hủy trong quá khứ làtối quan trọng trong việc đánh giá TBĐC gây ra (Varnes,1984; Carrara et al., 1991, 1995; Hutchinson, 1995; Guzzetti et al.,1999; Guzzetti, 2005).

Những điều kiện đã dẫn tới quá trình TBĐC có thể được dùng để xácđịnh những vụ tai biến có khả năng xảy ra trong tương lai. Nhữngđiều kiện này có thể đa dạng và liên quan tới nhautheo nhiều cách. Tuy vậy, nếu một quá trình liên quancó thể được hiểu rõ, sau đó, dùng phép ngoại suy từnhững thông tin từ điểm/diện có thể áp dụng cho những


khu vực rộng lớn hơn. Một vài tác giả (Crozier, 1986;Hutchinson, 1988; Dietrich et al., 1995; Guzzetti, 2005) thừa nhậnrằng những điều kiện gây ra TBĐC (những yếu tố khôngổn định), hoặc gián tiếp hay trực tiếp liên quan tớiquá trình xảy ra TBĐC, có thể được tập hợp và sử dụngđể xây dựng những mô hình dự đoán bởi những hiện tượngtai biến được kiểm soát theo những quy luật cơ học,theo đó chúng có thể xác định theo kinh nghiệm, thốngkê hoặc theo hình dáng xác định.

TBĐC xảy ra trong một không gian hay thời gian nào đó, có thể được suyra từ những điều tra dựa trên đánh giá kinh nghiệm, tính toán thôngqua sự phân tích những thông tin về môi trường hoặc được suy ra từnhững mô hình vật lý. Chính vì thế, một vùng lãnh thổ đượcphân đới vào những lớp có tính nhạy cảm được sắp xếptheo xác suất khác nhau (Carrara et al., 1995; Soeters and VanWesten, 1996; Aleotti and Chowdhury, 1999; Guzzetti et al., 1999;Guzzetti, 2005).

3.4 Nguyên tắc thành lập bản đồ phân vùng dự báo trượtlở cho khu vực nghiên cứu

Đối với công tác phân vùng nguy cơ trượt lở tỷ lệ 1:50.000, bản đồ hiện trạng trượt lở được xây dựng ở cáctỷ lệ tương ứng. Các công tác khảo sát thực địa nhằmđiều tra, phát hiện, đánh giá hiện trạng trượt lở đượcthực hiện theo quy chế và mạng lưới khống chế của bản đồ1: 50.000 cho các khu vực chi tiết.

Bên cạnh đó mỗi yếu tố nguyên nhân gây trượt lở nhưđộ dốc, vỏ phong hóa, thảm phủ, lượng mưa, mật độ đứtgãy, …được sử dụng dưới dạng thông bản đồ số đều có tỷ


lệ tốt nhất là tương ứng với tỷ lệ bản đồ dự báo trượtlở mong đạt được.

Trong phạm vi đồ án, bản đồ phân vùng nguy cơ taibiến trượt lở tỷ lệ 1:50.000 được thành lập dựa trên cơsở mô hình kinh nghiệm chuyên gia mà chúng tôi thu thậpđược.

Trong mô hình kinh nghiệm chuyên gia, bước đầu tiênlà các yếu tố nguyên nhân gây trượt lở của khu vựcnghiên cứu được lựa chọn. Mỗi yếu tố nguyên nhân gâytrượt lở được sử dụng dưới dạng thông số bản đồ. Mức độquan trọng tương đối của mỗi thông số bản đồ đối với khảnăng xảy ra trượt lở được đánh giá theo kinh nghiệm củacác chuyên gia, hoặc dựa trên các thông số thống kê phânbố tai biến trượt lở. Trên cơ sở so sánh các thông sốgây tai biến trượt lở khác nhau, các trọng số sẽ đượcchỉ định cho mỗi thông số bản đồ. Mỗi bản đồ ảnh hưởngtới quá trình xảy ra tai biến trượt lở được phân chiathành một số lớp khác nhau dựa trên cơ sở về ảnh hưởngtương đối của lớp đó với tai biến trượt lở và các giátrị trọng số cũng được chỉ định cho các lớp khác nhaudựa trên ảnh hưởng của lớp đó đối với quá trình gây ratai biến trượt lở. Sự chỉ định này cũng dựa trên cơ sở ýkiến của chuyên gia.

Trong đồ án này phương pháp phân tích cây hệ thống(AHP) được sử dụng cho việc so sánh mức độ quan trọngcủa các yếu tố gây trượt khác nhau, trên cơ sở đó cácgiá trị eigenvector trong ma trận so sánh sẽ được chỉđịnh làm giá trị trọng số của từng yếu tố. Nguyên lýNguyễn Thị Nhung 64 Lớp Tin học Địa chất K53

toán học của phương pháp AHP được mô tả tại mục tiếptheo.

Khái quát về phương pháp phân tích cây hệ thống (AHP)

Phương pháp phân tích cây hệ thống (AHP) đượcThomas Saaty phát triển tại Trường Thương mại Whartonvào cuối những năm 1970. Đây là một công cụ trợ giúpnhững quyết định mang tính phức tạp, không có cấu trúcvà đa biến. Nó tạo nên một phương pháp linh hoạt, dễhiểu, dễ sử dụng trong việc phân tích những bài toánphức tạp, cho phép thể hiện các ý tưởng và giải quyếtcác vấn đề dựa trên việc xây dựng các giả thuyết. Dovậy, công cụ này có tiềm năng cấu trúc hóa độ phức tạpvà triển khai những quyết định.

Phương pháp AHP có thể giải quyết được những bàitoán có những trọng số tùy ý và chấm điểm cho các giảipháp do nó có khả năng tạo cho những người ra quyết địnhcó thể suy diễn các gía trị trọng số ưu tiên (Yalcin,2007). Hơn nữa, điều này được thực hiện bằng cách sắpxếp lại sự phức tạp đó theo sự phân cấp dạng cành cây vàcác tính toán tỷ số giá trị thông qua các so sánh tươngđối giữa các cặp. Sự so sánh cặp chủ yếu là kết hợp cácsố dư, làm giảm sai số và tạo ra một sự so sánh nhấtquán. Như vậy, phương pháp AHP cho phép kết hợp nhữngxem xét khách quan và chủ quan trong quá trình đưa ranhững quyết định.

Phương pháp AHP được xây dựng dựa trên ba nguyêntắc: phân ly, đánh giá so sánh và tổng hợp sự ưu tiên


(Malczewski, 1999). Các khái niệm và các công cụ trong AHPbao gồm: cấu trúc hóa sự phức tạp theo sự phân cấp dạngcành cây, so sánh cặp, đánh giá số dư, phương phápeigenvector để tính trọng số và sự xem xét tính khôngđổi.

Ứng dụng của phương pháp AHP cho việc phân vùng nguycơ tai biến trượt lở đất có thể tìm thấy trong rất nhiềucác công trình nghiên cứu khác nhau (Chung và Leclerc, 1994;Barredo và nnk, 2000; Ayalew và nnk, 2004; Komac, 2006; NguyễnTrọng Yêm và nnk, 2006; Akgün và Bulut, 2007; Yalcin, 2007). Bảnđồ giá trị nguy cơ tai biến trượt lở đất được tính toántrong hệ thống GIS cho một khu vực dựa trên công thứccủa Voogd (1983), như sau:

n

1jijjwWLSI (3.1)

Trong đó

LSI: Chỉ số nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở đất.Wj: giá trị trọng số của thông số j.wij: Giá trị trọng số của lớp i thuộc tác nhân thứ j

gây ra tai biến trượt lở đấtn: Số lượng tác nhân gây ra tai biến trượt lở đất

của khu vực nghiên cứu.

Trong đó, các trọng số Wj và các giá trị tỷ số wij đượcxác định dựa trên các so sánh cặp và các tính toán giátrị eigenvector. Các giá trị Wj thu được chính là các giátrị eigenvector trong ma trận mô tả mối quan hệ giữa cácyếu tố khác nhau, còn các giá trị wij sẽ là các giá trị


eigenvector trong ma trận mô tả mối quan hệ giữa tất cảcác lớp của một yếu


Bảng 2. Một số giá trị tỷ lệ khi so sánh hai đối tượngTỷ lệ Mức độ ưu tiên Giải thích1 Bằng nhau Hai hoạt động có sự đóng góp bằng

nhau khi tác động đến đối tượng3 Tương đối Sự đánh giá đối với một hoạt động

có phần ưu tiên hơn so với mộthoạt động khác

5 Mạnh Sự đánh giá đối với một hoạt độngcó sự ưu tiên hơn hẳn so với mộthoạt động khác

7 Rất mạnh Một hoạt động mạnh hơn hẳn hoạtđộng khác và sự lấn át của nó cóthể thấy được trong thực tế.

9 Vô cùng mạnh Bằng chứng về sự lấn át của mộthoạt động đối với hoạt động kiađược khẳng định ở mức độ cao nhất

2, 4, 6,8

Các giá trịtrung gian

Được sử dụng để biểu diễn sựchuyển tiếp giữa các trọng số 1,3, 5, 7 và 9

Các giátrịnghịchđảo

Sự đối lập Được sử dụng trong các so sánhnghịch đảo

Phương pháp AHP tích hợp vào GIS thông qua công thức3.1được liên kết và tính toán bằng công cụ RasterCalculator trong phần mềm ArcGis 10.0.


Cơ sở dữ liệu các bản đồ chuyên đề: bản đồ địa chất, bản đồ thực vật, bản đồ phong hóa, bản đồ lượng mưa.

BĐ lượng mưa

BĐ địa chất

BĐ thảm phủ tvBĐ phong hóa

Cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình

BĐ độ dốcBĐ mđss

MMô hình trọng số

BĐPV theo LM

BĐPV theo địachất

BĐPV theo TPTV

BĐPV theo VPH

TTích hợp GIS

BBĐ phân vùng trượt lở

BĐ mđđg

BĐPV theo độ dốcBPVS theo MĐĐG

BĐPV theo MĐSS

Chuyên gia

Hình 3.11: Quy trình xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lởkhu vực nghiên cứu

Bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất sẽđược thành lập trên cơ sở phân chia các giá trị LSIthành các lớp nguy cơ tai biến trượt lở đất khác nhau.Trong nghiên cứu này, phương pháp phân loại được sử dụngđể phân chia các giá trị chỉ số nguy cơ tai biến trượtlở thành năm nhóm: Rất thấp, thấp, trung bình, cao vàrất cao. Phương pháp phân chia này dựa trên cơ sở thỏamãn quy tắc: các nhóm nguy cơ trượt lở cao hơn là nơicác hiện tượng trượt lở xuất hiện nhiều hơn.

3.5 Lựa chọn bản đồ đầu vào để tính toán và phân vùngnguy cơ trượt lở cho khu vực nghiên cứu

Đối với khu vực nghiên cứu, các số liệu thông số cơbản được lựa chọn để tính toán, đánh giá nguy cơ taibiến trượt lở đất được thể hiện dưới dạng các bản đồtrong hệ thống GIS. Việc lựa chọn số liệu bản đồ thànhphần để tính toán nguy cơ tai biến trượt lở đất và lũquét phụ thuộc vào 3 yếu tố chính là “sự liên quan của


yếu tố với trượt lở đất” (relevance), “sự sẵn sàng của sốliệu” (availability), và “tỷ lệ bản đồ đầu vào” (scale). Trong đó“sự liên quan của yếu tố nhất định với trượt lở đất”(relevance) thể hiện mối quan hệ chặt chẽ của các yếu tốchính liên quan tới trượt lở đất trong khu vực nghiêncứu; “Sự sẵn sàng của số liệu” (availability) đề cập các sốliệu sẵn có và các số liệu có khả năng có được trongnghiên cứu; “tỷ lệ bản đồ đầu vào” (scale) là một yếu tố quantrọng, đề cập tới tỷ lệ bản đồ của các yếu tố ảnh hưởngtới quá trình trượt lở đất mà sẽ được sử dụng để tínhtoán nguy cơ tai biến trượt lở đất cho khu vực nghiêncứu.

Do vậy đối với các khu vực nghiên cứu khác nhau,các yếu tố đầu vào cũng được lựa chọn khác nhau. Việclựa chọn các thông số cũng đã được chúng tôi cân nhắc kỹ3 yếu tố về “sự sẵn sàng của số liệu”, và “tỷ lệ bản đồ đầuvào”, cũng như “sự liên quan của yếu tố với trượt lở đất”. Cụ thểlà:

Để tiến hành phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đấtcủa khu vực nghiên cứu, ngoài vị trí, diện tích, cũng nhưnhững mô tả hiện trạng điểm trượt lở đất thì 7 thông sốcơ bản đã được xem xét và sử dụng để đánh giá, phân vùngnguy cơ tai biến trượt lở đất trong nghiên cứu này, đólà: (1) Độ dốc địa hình; (2) Vỏ phong hóa; (3) Lượng mưa;(4) Hiện trạng lớp phủ thực vật; (5) Mật độ đứt gãy; (6)Mật độ sông suối ; (7) Đặc điểm địa chất . Các thông sốđầu vào được sử lý tính toán và hiển thị dưới dạng bản đồraster trong hệ thống GIS với độ phân giải 5m x 5m cho 1


pixel ảnh.

Các bước tiến hành xây dựng các bản đồ của các yếutố ảnh hưởng tới quá trình trượt lở đất trong khu vựcnghiên cứu được mô tả chi tiết trong phần tiếp theo củađồ án.

3.6 Xây dựng các bản đồ thành phần về các yếu tố ảnhhưởng chính tới quá trình trượt lở

3.6.1 Độ dốc địa hìnhĐối với khu vực nghiên cứu, việc xây dựng mô hình số

độ cao (DEM) được thành lập trên cơ sở số hóa các bản đồđịa hình 1:50.000 và nội suy DEM từ các đường đẳng trị độcao và cao độ địa hình dạng điểm. DEM được tạo bằng phầnmềm ARCGIS 10.0 thông qua phép nội suy từ các đường đồngmức và cao độ địa hình dạng điểm đã được số hóa và gángiá trị độ cao.

Kết quả là mô hình số độ cao của khu vực nghiên cứuvới độ phân giải 5m x 5m đã được thành lập và được mô tảở hình 3.11. Trong đó, độ cao của khu vực nghiên cứubiến thiên từ 40m đến 960m.


Hình 3.12. Sơ đồ phân bố độ cao khu vực nghiên cứu

Mô hình số độ cao có thể coi như là một tập hợp dạngma trận của các điểm ảnh (raster) khác nhau có chứa giátrị độ cao mà trong đó mỗi điểm ảnh thường được gọi là“cell” (hoặc pixel)

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

Z6

Z7

Z8

Z9


Hình 3.12. Ví dụ về ma trận gồm 9 cell của mô hình số độcao.

Nếu ta mô phỏng ví dụ một ma trận 9 cell của DEM nhưHình 3.12, thì theo phương pháp Evens-Young mà được môtả tương đối kỹ bởi Shary và nnk (Shary và nnk, 2002) thìcác giá trị gradient địa hình được tính như sau:

6.pZ7Z4Z1Z9Z6Z3

dxdfG

(3.2)

6.pZ9Z8Z7Z3Z2Z1

dydfH

(3.3)

trong đó:

- Z1, Z2..., Z9 là giá trị độ cao của các cell 1,2,...,9 trong mô hình số độ cao

- G và H lần lượt là đạo hàm bậc nhất theo các hướng

X ( ) và hướng Y ( )

- p là kích thước các cell hay độ phân giải của DEM.

- Và tham số độ dốc địa hình sẽ được tính toán dựa theo công thức của Evens-Young là:

22 GH100SLOPE x (3.4)

Trong đó:

- SLOPE là độ dốc (tính bằng đơn vị %) của cell tại vị trí cần tính (Z5)

- G và H lần lượt là đạo hàm bậc nhất theo các hướng


và hướng Y(

SlopeDeg= RADDEG(ATAN(Slopepct) (3.5)

Trong đó:

- SlopeDeg: bản đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu (độ)

- Slopepct: bản đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu (%)

- RADDEG: Hàm chuyển đổi Radian thành độ

- ATAN: Hàm actang

Công thức (3.5) cũng chính là công thức được áp dụngvào việc tính toán độ dốc trong rất nhiều phần mềm GISkhác nhau và cũng chính là phương pháp được sử dụng chokhu vực nghiên cứu.

Tuy nhiên trong một mô hình số độ cao thì không phảichỉ 9 cell như đã mô tả do vậy việc xây dựng bản đồ độdốc cho cả vùng nghiên cứu người ta phải sử dụng nhiềutập hợp ma trận 9 cell như đã mô tả trên cho toàn bộvùng nghiên cứu. Do vậy thường một ma trận 9 cell đượcsử dụng để trượt và tính toán trong toàn ma trận củaDEM. Thường theo chiều từ trái sang phải và từ trênxuống dưới để tính toán cho tất cả các cell trong khuvực nghiên cứu. Trong nhiều phần mềm GIS các tiện íchtính toán đã được lập trình sẵn để người sử dụng dễ dàngsử dụng tuy nhiên cũng theo nhiều công thức khác nhau vàkích thước ma trận nhiều khi cũng không phải là 9 cellmà có thể là 25 cell.... Phương pháp tính toán bản đồ độ


dốc từ mô hình số độ cao mô tả trên chính là phương phápsẽ được áp dụng cho khu vực nghiên cứu thông qua cácmodule sẵn có trong phần mềm ARCGIS 10.0 để đạt được cácbản đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu

Nhằm phục vụ đánh giá, phân vùng trượt lở đất bản đồđộ dốc được phân chia thành nhiều lớp độ dốc khác nhau.Trong đồ án này bản đồ độ dốc được phân chia thành 5ngưỡng độ dốc khác nhau với các giá trị tương ứng thểhiện mức độ tác động đến tai biến trượt lở đất theo bảng3 :

Bảng 3: Ảnh hưởng của nhân tố độ dốc tới trượt lởCấp ảnh

hưởng

Nguy cơ trượt

lở đất

Độ dốc (0) Điểm ưu tiên

Cấp 1 Rất thấp <10 1

Cấp 2 Thấp 10– 20 3

Cấp 3 Trung bình 20 – 30 5

Cấp 4 Cao 30 – 45 7

Cấp 5 Rất cao >45 9


Bản đồ độ dốc:

Hình 3.13 : Bản đồ phân loại độ dốc của khu vực nghiêncứu

Về mặt thống kê diện tích của mỗi nhóm sườn dốc được thểhiện như sau:

Bảng 4. Diện tích và phần trăm của mỗi loại hình sườndốc khu vực nghiên cứu

Loại sườn dốc Diện tích (km2) Phần trăm (%)<100 93,79 41,01

100-200 45,52 19,90200-300 56,86 24,86300-450 30,21 13,21> 450 2,32 1,01

3.6.2 Vỏ phong hóaTrong đồ án, bản đồ VPH được thành lập dựa vào tổng

hợp tài liệu đã có trong các nghiên cứu trước đây.Nguyên tắc phân loại VPH dựa vào đặc điểm thạch- địa hoákết hợp với nguồn gốc thành tạo, độ dốc địa hình, thảmphủ thực vật và mức độ phong hoá để phân chia các kiểuNguyễn Thị Nhung 76 Lớp Tin học Địa chất K53

VPH của khu vực nghiên cứu. Nguyên tắc của việc phân loạiVPH theo đặc điểm thạch- địa hoá là dựa vào mối quan hệcủa 3 hợp phần SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 trên cơ sở biểu đồ thựcnghiệm ba hợp phần SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 để phân chia ra cáckiểu địa hoá khác nhau, như: Kiểu Feralit (FA), kiểuFerosialit (FSA), kiểu Sialferit (SAF), kiểu Sialit (SA),kiểu Silixit (SL). Tên gọi của kiểu vỏ trùng với tên gọicủa đới phong hoá phân bố ở phần cao nhất trong mặt cắtVPH.

Khu vực nghiên cứu tồn tại 3 kiểu vỏ phong hóa khác nhau đó là:- Vỏ phong hóa Ferosialit với đặc trưng tổ hợp khoáng

vật kaolinit- gotit- monmorilonit chịu trượt lở rấtyếu, phân bố phần lớn diện tích ở khu vực huyện BátXát, phần lớn phía bắc và đông bắc thành phố LàoCai.

- Vỏ phong hóa Sialferit với đặc trưng tổ hợp khoángvật: gibsit- gotit- hidromica- kaolinit-monmorinolit, chịu trượt lở yếu phân bố phía tây namthành phố Lào Cai và huyện Bát Xát.

- Thành tạo Saprolit chịu trượt lở tốt phân bố rải rácvới diện tích nhỏ trong khu vực

Cấp ảnhhưởng

Nhóm VPH Nguy cơtrượt

Điểm ưutiên

Cấp 1 Ferosiali Rất mạnh 9


t

Cấp 2 Sialferit Mạnh 7

Cấp 3 Saprolit Rất yếu 1

Bảng 5: Ảnh hưởng của nhân tố vỏ phong tới trượt lở

Hình 3.14 : Bản đồ phân loại vỏ phong hóa của khu vựcnghiên cứu

Ngoài ra chúng tôi còn quan tâm đến các tác nhân bổsung quan trọng như: độ

dày VPH, độ ngậm nước, …3.6.3 Thảm phủTrong đồ án này, bản đồ thảm phủ được thành lập dựa

vào tổng hợp tài liệu đã có trong các nghiên cứu trướcđây. Dựa vào bản đồ lớp phủ thực vật chia thảm phủ thành5 cấp:

1- Rừng gỗ có trữ lượng, rừng tre nứa, rừng hỗn giaochiếm khoảng 27,69% diện tích khu vực nghiên cứu. Đâylà loại lớp phủ tương đối dày có khả năng bảo vệ đất,


phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu, mức độ trượt lở ởđây là rất yếu. (2-3)- Rừng gỗ chưa có trữ lượng và rừng trồng chiếmdiện tích nhỏ khoảng 9% và 11% diện tích khu vực nghiêncứu, phân bố rải rác ở những khu vực đồi núi thấp. Mứcđộ trượt lở tương ứng là yếu và trung bình. (4-5)- Đất nông nghiệp và đất khác chiếm khoảng36,41%, còn lại là diện tích đất trống là 15,9% diệntích khu vực nghiên cứu.Phân loại lớp phủ thực vật theo mức độ che phủ được thểhiện bảng dưới đây:Bảng 6: Ảnh hưởng của yếu tố thảm thực vật tới trượt lở

Cấp ảnhhưởng

Loại thảm thựcvật

Nguy cơ trượt

Điểm ưutiên

Cấp 1 Đất trống Rấtmạnh

9

Cấp 2 Đất nông nghiệp,đất khác

Mạnh 7

Cấp 3 Rừng trồng, núi đá Trung bình 5Cấp 4 Rừng gỗ chưa có trữ

lượngYếu 3

Cấp 5 Rừng gỗ có trữlượng, rừng tre

nứa, rừng hỗn giao

Rất yếu 1


Hình 3.15 : Bản đồ phân loại thảm phủ thực vật khu vựcnghiên cứu.

3.6.4 Yếu tố lượng mưa trung bình nămNước mưa ngấm xuống khối trượt một mặt làm tăng tải

trọng của khối đất đá trên sườn dốc, làm giảm độ bền của

đất đá. Mặt khác, còn tạo thành dòng ngầm sinh ra áp lực

thủy động và thủy tĩnh kết quả làm lực gây trượt tăng

một cách đáng kể. Chính vì vậy lượng mưa là thông số rất

quan trọng quyết định đến quá trình trượt lở đất. Cường

độ trượt lở đất gia tăng tỷ lệ thuận với lượng mưa, đặc

biệt là với cường độ mưa trận.

Lưu lượng mưa và độ dài trận mưa rất quan trọng,

song không thể có số liệu này, chúng tôi chỉ có thể lấy

theo chỉ số lượng mưa trung bình năm do các trạm quan

trắc cung cấp. Do vậy trong đồ án, bản đồ lượng mưa được

thành lập dựa vào tổng hợp tài liệu đã có trong các


nghiên cứu trước đây. Lượng mưa trung bình năm của tỉnh

Lào Cai là khá lớn, tuy nhiên trong khu vực nghiên cứu

giá trị này chỉ dao động từ 1600-2000 mm/năm nên lượng

mưa tại khu vực nghiên cứu ảnh hưởng ít đến quá trình

trượt lở đất.

Cấp lượng mưa được chia thành 5 cấp giá trị tương

ứng với mức độ tác động của nó đến tai biến trượt lở đất

khác nhau. Tại khu vực nghiên cứu lượng mưa thuộc 2 cấp

trong bảng phân cấp.

Bảng 7: Ảnh hưởng của nhân tố lượng mưa trung bình năm

tới trượt lở

Cấp ảnh

hưởng

Nguy cơ trượt

lở đất

Lượng mưa tb

năm

Trọng số

Cấp 1 Rất yếu < 1600 mm/năm 1

Cấp 2 Yếu 1600-2000mm/

năm

3

Cấp 3 Trung bình 2000-2400mm/

năm

5

Cấp 4 Mạnh 2400-2800mm/

năm

7

Cấp 5 Rất mạnh 2800-3200mm/

năm

9


Hình 3.16 : Sơ đồ phân bố các nhóm lượng mưa khu vựcnghiên cứu.

3.6.5 Yếu tố địa chấtẢnh hưởng của điều kiện địa chất, kiến tạo được coi

là một nhân tố cơ bản gây ra quá trình trượt lở đất, đặcbiệt là độ bền của đất đá. Nếu độ bền kháng cắt quá yếuthì ở trạng thái tự nhiên trên sườn dốc, dưới tác dụngcủa trọng lực dịch chuyển trượt vẫn xảy ra. Căn cứ vàođó có thể phân đất đá khu vực nghiên cứu thành 3 nhómvới 3 cấp độ bền khác nhau.

+ Nhóm đá phiến sét, bột kết, cát kết với đặc trưngđộ bền thấp, phân bố tại khu vực thị trấn Bát Xát vàphường Duyên Hải thành phố Lào Cai.

+ Nhóm plagiognais hai mica, đá phiến thạch anh, đáphiến grafit, quaczit, manhetit có độ bền trung bình


phân bố ở phường Phố Mới đến Vạn Hòa thuộc thành phố LàoCai.

+ Nhóm đá xâm nhập axit-trung tính, biến chất có độbền tương đối lớn gồm granit microlin, granit sang màu,granit biotit, granit-sienit, phân bố thành một dải hẹpkéo dài theo hướng tây bắc-đông nam dọc ven sông Hồng.

Tương quan giữa các nhóm đất đá và sự xuất hiện trượtcho phép xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở của nhân tốđịa chất trong đó chỉ tính tới yếu tố nhóm đất đá.

Bảng 8: Ảnh hưởng của nhân tố địa chất tới trượt lở

Cấp ảnhhưởng

Nhóm đất đá Nguy cơtrượt

Điểm ưutiên

Cấp 1 Đá phiến sét,bột kết,cát kết độ cứng thấp.

Mạnh 9

Cấp 2 Plagiogơnai hai mica,đá phiến thạch anh, phiến quaczit

Trungbình

7

Cấp 3 Granit microlin, granitbiotit, granit sienit

Yếu 5


Hình 3.17 : Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu. 3.6.6 Mật độ đứt gẫy

Hệ thống đứt gãy địa chất được sử dụng để thành lậpbản đồ. Mật độ đứt gãy trong nghiên cứu này được lấy từbản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000. Mật độ đứt gẫy là nhântố quan trọng gây nên tai biến trượt lở, chúng ảnh hưởngtrực tiếp đến mật độ và quy mô điểm trượt. Khi phân tíchcác khối trượt đơn lẻ, nhân tố này được đặc trưng bằngmức độ dập vỡ, nứt nẻ của đất đá. Nhưng khi xem xét trênphạm vi lớn thì nhân tố này có ý nghĩa lớn đối với quátrình trượt lở. Trong cùng một loại đất đá thì trượt lởđất dễ phát sinh ở những đới dập vỡ, nứt nẻ vì ở đây đấtđá thường dễ bị phong hóa, dễ bị bão hòa nước nên có độbền chống cắt thấp. Mức độ dập vỡ, nứt nẻ của đất đáthường là do các quá trình phá hủy kiến tạo như các đứt


gẫy kiến tạo, các đới tiếp xúc, … và các quá trình phonghóa. Việc xây dựng chỉ tiêu mật độ đứt gẫy được nội suytừ bản đồ đứt gãy kiến tạo của khu vực với sự hỗ trợ củacông nghệ GIS thành lập được bản đồ mật độ đứt gẫy.

Bảng 9: Bảng phân loại các nhóm mật độ đứt gẫy ảnhhưởng tới trượt lởCấp ảnhhưởng

Nguy cơ trượtlở đất

Nhóm mật độ Điểm ưutiên

Cấp 1 Rất yếu <0,25 km/km2 1Cấp 2 Yếu 0,25-0,5

km/km2

3

Cấp 3 Trung bình 0,5-1 km/km2 5Cấp 4 Mạnh 1-2 km/km2 7Cấp 5 Rất mạnh >2 km/km2 9

Hình 3.18 : Sơ đồ phân bố các nhóm mật độ đứt gẫy khuvực nghiên cứu.


3.6.7 Mật độ sông suốiHệ thống sông suối được sử dụng để thành lập bản

đồ. Mật sông suối trong đồ án được lấy từ bản đồ địahình tỷ lệ 1: 50.000.

Bản đồ phân chia các lưu vực sông suối khác nhauđược thành lập trên cơ sở mô hình số độ cao và hệ thốngsông suối triết suất từ bản đồ địa hình 1: 50.000. Việcxây dựng bản đồ mật độ sông suối được nội suy từ bàn đồhệ thống sông suối của khu vực với sự hỗ trợ của côngnghệ GIS.

Bảng 10: Bảng phân loại các nhóm mật độ sông suối ảnhhưởng tới trượt lở

Cấp ảnhhưởng

Nguy cơ trượtlở đất

Nhóm mật độ Điểm ưutiên

Cấp 1 Rất yếu <=0,4 km/km2 1Cấp 2 Yếu 0,4-0,8 km/km2 3Cấp 3 Trung bình 0,8-1,5 km/km2 5Cấp 4 Mạnh >1,5 km/km2 7


Hình 3.19 : Sơ đồ phân bố các nhóm mật độ sông suối khuvực nghiên cứu.

3.7 Kết quả ứng dụng GIS trong phân vùng dự báo tai biếntrượt lở khu vực nghiên cứu

Đối với khu vực nghiên cứu, phân vùng nguy cơ trượt

lở đất chi tiết ở tỷ lệ 1:50.000, phương pháp kinh

nghiệm chuyên gia, cụ thể là phương pháp phân tích cây

hệ thống AHP đã được sử dụng.

Bảy thông số bản đồ thành phần đầu vào được sử dụng

để tính toán phân vùng nguy cơ trượt lở đất bao gồm (1)

độ dốc địa hình; (2) vỏ phong hóa; (3) thảm phủ thực

vật; (4) lượng mưa; (5) địa chất; (6) mật độ đứt gãy;

(7) mật độ sông suối. Việc đánh giá mức độ nhạy cảm của

các nhân tố trên thang điểm biểu thị sự ưu tiên của


chúng một cách phù hợp, đúng đắn đối với quá trình trượt

lở đất. Trong đó, độ dốc sườn là nhân tố quan trọng bậc

nhất ảnh hưởng đến trượt lở đất, do đó được cho 9 điểm.

Các nhân tố còn lại, ứng với mức độ nhạy cảm đến khả

năng gây ra tai biến trượt lở đất khác nhau được thể

hiện dưới bảng 11:

Bảng 11. Mức độ tác động của các nhân tố phát sinh trượt

lở

Nhân

tố

Độ

dốc

Lớp

phủ

Vỏ

phong

hóa

Lượng

mưa

Mật độ

sông

suối

Địa

chất

Mật độ

đứt

gẫy

Điểm 9 7 6 5 4 2 2

Bảng giá trị trọng số của từng nhân tố :

Bảng 12. Mức độ tác động của các nhân tố phát sinh trượt

lở

Nhân

tố

Độ

dốc

Lượng

mưa

Địa

chất

Lớp

phủ

Mật

độ

đứt

gẫy

Mật độ

sông

suối

Vỏ

phong

hóa

Trọng

số

0.3 0.2 `0.0

5

0.15 0.05 0.1 0.15


Bản đồ phân vùng trượt lở được xây dựng trên cơ sở của

các phép phân tích không gian trong phần mềm ArcGIS. Các

bản đồ nhân tố thành phần sau khi được phân cấp ảnh

hưởng đến trượt lở đất, xác định trọng số tương ứng,

được tính theo công thức:

LSI = 0,3*A + 0,2*B + 0,05*C + 0,15*D + 0,15*E +

0,05*F + 0,1*H (3.6)

Trong đó:

LSI ( Landslide Susceptibility Index) : là chỉ số

nhạy cảm trượt lở đất đá

A: Nhân tố độ dốc B: Nhân tố lượng mưatrung bình năm

C: Nhân tố địa chất D: Nhân tố vỏ phong hóa

E: Nhân tố lớp phủthực vật

F: Nhân tố mật độ đứt gẫy

H:Nhân tố mật độ sôngsuối


Hình 3.20. Thực hiện nhân chồng ghép bản đồ trên ARCGIS

Kết quả thành lập được bản đồ chỉ số nguy cơ trượt lở đất ( 1,2<LSI< 3,65) tại khu vực nghiên cứu:

Hình 3.21 : Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đấtkhu vực nghiên cứu.


Với kết quả thu được bản đồ nguy cơ trượt lở trên chưađặc trưng cho một bản đồ cảnh báo nguy cơ trượt lở vìcác giá trị trên mỗi pixel là khác nhau. Để hình thànhbản đồ cảnh báo nguy cơ trượt lở cần tiến hành phân cấplại thành các cấp nguy cơ tương ứng: rất thấp, thấp,trung bình, cao và rất cao. Ngưỡng giá trị để phân cấpbản

đồ nguy cơ trượt lở được lựa chọn sau khi thực hiện xửlí thống kê giá trị trong phần mềm ArcGIS theo một sốphương án khác nhau.

Chỉ số nguy cơ trượt lở đất được phân chia làm 5 khoảng giá trị khác nhau. Theo đó, các giá trị ngưỡng phân khoảng chỉ số nguy cơ trượt lở là:

Nguy cơ trượt lở rất cao: LSI > 3

Nguy cơ trượt lở cao: 2.7 < LSI < 3

Nguy cơ trượt lở trung bình: 2.4 < LSI < 2.7

Nguy cơ trượt lở thấp: 2 < LSI< 2.4

Nguy cơ trượt lở đất thấp: LSI< 2

Kết quả thành lập được bản đồ các nhóm nguy cơ taibiến trượt lở đất tỉ lệ 1:50.000 của khu vực nghiên cứuđược thể hiện ở hình 3.22


Hình 3.22 : Bản đồ các nhóm nguy cơ tai biến trượt lởđất của khu vực nghiên cứu

Trên cơ sở phân chia như vậy, bản đồ phân vùng nguy cơtrượt lở đất khu vực nghiên cứu đã được thành lập và môtả trong Hình 3.22. Diện tích và tỷ lệ phần trăm diệntích của các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất được thểhiện trên Hình 3.23.


Hình 3.23. Diện tích và tỷ lệ phần trăm diện tích củacác nhóm nguy cơ tai biến trượt lở khu vực nghiên cứu.Bản đồ nguy cơ trượt lở khu vực nghiên cứu đã cho

thấy có 12,23 % diện tích có nguy cơ cao và rất cao, còndiện tích nguy cơ trượt lở thấp chiếm 38.79 %. Kết quả dự báo bằng cách sử dụng phương pháp phân tích

cây hệ thống AHP cho thấy nguyên nhân gây ra lở đấttrong khu vực nghiên cứu là sự kết hợp ảnh hưởng của cácyếu tố như lượng mưa, độ dốc, địa chất, lớp vỏ phonghóa, thảm phủ thực vật, mật độ đứt gãy (lineament), mậtđộ sông suối. Cụ thể là:

Với độ dốc của địa hình thường > 300 Với sự hình thành địa chất của hệ thống phức tạp

được gộp thành nhóm đá phiến sét, bột kết, cát kếtvới đặc trưng độ bền thấp, phân bố tại khu vực thịtrấn Bát Xát và phường Duyên Hải và nhómplagiognais hai mica, đá phiến thạch anh, đá phiếngrafit, quaczit, manhetit có độ bền trung bình phânbố ở phường Phố Mới đến Vạn Hòa thuộc thành phố LàoCai.

Sự phân bố của các loại thảm phủ như đất trống, đấtnông nghiệp và đất khác.

Nằm trong khu vực của lượng mưa trung bình trongcao, đặc biệt là ở những khu vực với tổng lượng mưatrung bình năm khoảng 2000 mm.

FSA và SA là vật kaolinit- gotit- monmorilonit vàgibsit- gotit- hidromica- kaolinit- monmorinolitchịu trượt lở rất yếu


Nằm trong khu vực có mật độ lineament cao, khoảng >1 km/km2

Sự phân bố ở các vùng có mật độ sông suối cao, đặc biệt là ở những vùng có mật độ > 1.5 km/km2.Dựa trên bản đồ sự phân vùng lở đất cuối cùng, một

số vùng có thiệt hại nghiêm trọng từ vụ lở đất được chonhư sau: Phường Duyên Hải, Phường Lào Cai, phường PhốMới, xã Vạn Hòa, xã Đồng Tuyển, Tả Phời, xã Quang Kim,Phìn Ngan, Cóc San, Tòng Sành, bản Trang, Tả Trang làrất nguy hiểm cho nguy cơ trượt lở đất đang diễn ra.Nhiều vị trí trượt lở trên bản đồ dự báo đã trùng vớicác vị trí đã xảy ra trượt lở ở thực tế.3.8 Thảo luận3.8.1 Tính chính xác của mô hình

Kết quả của mô hình cho thấy mức độ sự phân vùngtai biến trượt lở khá phù hợp với các điểm khảo sáttrong bảng dưới đây do thầy Trương Xuân Luận cung cấptrong đợt đi thực địa và mới nhất vào tháng 8 và tháng 9năm 2012. Đây là sự kiểm chứng đáng tin cậy về tínhchính xác của mô hình. Bảng liệt kê 13-a dẫn ra một sốvị trí đó.

Bảng 13-a : Danh sách các điểm trượt lở năm 2012STT X Y Địa điểmW01 2486159 397002 Xã Vạn Hòa- thôn Cảnh

Chính – TP Lào CaiW02 2492421 388234 Xã Quang Kim- huyện Bát

XátW03 2485060 392904 Ngòi Đum – xã Cóc

San


Ngoài ra chúng tôi còn thu thập được số liệu cácđiểm trượt lở trong khu vực nghiên cứu qua đề tài: “Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũ quét- lũ bùn đá tại vùng trọng điểm tỉnhLào Cai (H. Bát Xát, H. Sa Pa và TP. Lào Cai- tỉnh Lào Cai)” do GS.TS.Nguyễn Trọng Yêm- làm chủ nhiệm. Nhiều vị trí trượt lởtrên bản đồ dự báo đã trùng với các vị trí đã xảy ratrượt lở thu thập được ở bảng 13-b

Bảng 13-b: Danh sách các điểm trượt lở năm 2005

STT X Y

0 390795.1 2484359

1 392027.9 2487938

2 397496.8 2479258

3 395468.6 2479841

4 393880.8 2482974

5 393609.9 2483857

6 389961.4 2484470

7 390128.3 2485642

8 395741.7 2485812

9 396836.9 2486344

10 395591 2484878

11 394609.5 2484892

12 391870.3 2490113

13 392376.4 2488821


Hình 3.24. Các điểm trượt lở trong khu vực nghiên cứu.

3.8.2 Y nghia của mô hìnhBản đồ phân vùng tai biến trượt lở (Hình 3.22) chỉ

ra mức độ tai biến thành 5 mức độ căn cứ từ nguồn sốliệu thu thập được. Kết quả mô hình đưa ra sẽ là điềuthuận lợi dự báo trượt lở đất, giúp cảnh báo các khu vực


có khả năng cao về trượt lở đất trong khu vực nghiêncứu.


KẾT LUẬNSau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện

cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo PGS. TSTrương Xuân Luận và các giảng viên trong bộ môn Tin họcĐịa chất, em đã hoàn thành đồ án đúng thời gian quyđịnh. Kết quả của đồ án là thành lập được bản đồ phânvùng nguy cơ tai biến trượt lở bằng phần mềm ArcGis.

Về cơ bản, đồ án đã đạt được một số yêu cầu đặt ra.So với phương pháp thủ công và bán thủ công thì chươngtrình ArcGis đã giúp tiết kiệm được nhiều thời gian,công sức cũng như kinh phí trong việc quản lý thông tincần nghiên cứu trên giấy tờ, đồng thời tăng thêm độchính xác và hiệu quả công việc trong công tác này.

Trong tương lai gần nhất, việc ứng dụng chươngtrình ArcGis trong nghiên cứu khoanh vùng dự báo về mứcđộ trượt lở cho khu vực sẽ được hoàn thiện hơn giúp giảmthiểu những thiệt hại do trượt lở gây ra.

Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu và làm đồ ándo kiến thức của bản thân còn hạn chế và thời giannghiên cứu không nhiều nên không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót và những vấn đề còn tồn tại. Rất mong nhậnđược sự góp ý của các thầy cô và các bạn!

Em xin chân thành cảm ơn !


TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Trần Trọng Huệ, 2004: Báo cáo Nghiên cứu đánh giá

tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổViệt Nam và các giải pháp phòng tránh. Đề tài độc lậpcấp nhà nước. Lưu trữ Viện Địa chất, Viện KH&CN ViệtNam, Hà Nội.

[2] Nguyễn Trọng Yêm, 2006: Báo cáo Nghiên cứu đánhgiá trượt - lở, lũ quét - lũ bùn đá một số vùng nguyhiểm ở miền núi Bắc Bộ, kiến nghị các giải pháp phòngtránh, giảm nhẹ thiệt hại. Đề tài độc lập cấp nhà nước.Lưu trữ Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam, Hà Nội.

[3].Nghiêm Hữu Hạnh (2008), “Một số giải pháp quảnlý, phòng chống tai biến trượt lở ở vùng núi Việt Nam”,Tuyển tập công trình khoa học - Hội thảo khoa học toàn quốc tai biến địachất và giải pháp phòng chống, 1, tr. 133 - 140.

[4]. Varnes, D.J. (1984), Landslide hazard zonation: areview of principles and practice, UNESCO, Paris.

[5]. Bộ khoa học và công nghệ - chương trình KC-08và Viện khoa học và công nghệ Việt Nam - Viện Địa chất(2006), Phần 2-Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũ quét-lũbùn đá một số vùng nguy hiểm miền núi Bắc Bộ - kiến nghịcác giải pháp phòng tránh - giảm nhẹ thiệt hại - tập 2Các lưu vực Nậm Lay Nậm Rốm tỉnh Điện Biên, Hà Nội.

[6]. Khanh, N.Q. (2010), Landslide hazard assessment inMuong Lay - VietNam applying GIS and Remote sensing, Germany.


Chong Ban Do

Documents

Transcript of Chong Ban Do