MỘT SỐ MÔ HÌNH TOÁN TRONG NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG
22.2. XÂY DỰNG BẢN ðỒ XÓI MÒN ðẤT
22.2.2. Phương phỏp thành lập bản ủồ xúi mũn
ðể minh họa, xin giới thiệu công trình của Lê Huy Bá, Thái Lê Nguyên, Thái Văn Nam, Huỳnh Tiến ðạt, 2004, áp dụng cho lưu vực sông ðồng Nai
a. Phương pháp chung: phương pháp kết hợp kỹ thuật GIS và xử lý tư liệu viễn thám (Remote sensing) là phương pháp mới, hiệu quả trong nghiờn cứu xúi mũn, phương phỏp này ủược ứng dụng phổ biến ở rất nhiều nước trờn thế giới như Mỹ, Anh, Thụy ðiển, Canada, Ấn ðộ và bước ủầu ủó có thành công ở Việt Nam.
Trong ủề tài chỳng tụi ủó tham khảo những mụ hỡnh nghiờn cứu USLE, ANSWERS, AGNPS, CMLS, LEACHM, TOPMODEL.
Phương phỏp mụ hỡnh húa ủịa hỡnh (DEM): một phương phỏp ủang ủược sử dụng rộng rói trong việc xõy dựng mụ hỡnh ủộ cao ủịa hỡnh ngoài thực tế, nhờ DEM chỳng ta cú thể phõn tớch cỏc chỉ số về ủịa hỡnh và ủịa mạo cũng như phân tích các thông số mạng dòng chảy vv...
Phương pháp phân tích Viễn thám: bổ sung phương pháp mô hình hóa ủịa hỡnh là phương phỏp phõn tớch viễn thỏm. Trong quỏ trỡnh nghiờn cứu ủược hiểu như quỏ trỡnh xử lý ảnh số thu ủược từ cỏc trạm thu ảnh vệ tinh. Cơ sở phương phỏp là dựa trờn sự hiểu biết quan hệ giữa súng ủiện từ (EMR) electromagnetic radiation và lớp phủ ủất. Trong nghiờn cứu, phương phỏp viễn thám sử dụng không trực tiếp như một công cụ tính toán dữ liệu vào cho mụ hỡnh xúi mũn mà tư liệu ảnh vệ tinh sau khi xử lý ủược liờn kết trong dữ liệu GIS nhằm mụ tả ủặc ủiểm cỏc yếu tố bề mặt ủịa hỡnh. Vớ dụ, hệ lớp phủ thực vật (C) hệ số canh tỏc ủất (P)... Kết hợp xử lý ảnh viễn thỏm và phõn tớch cỏc thụng số về ủịa hỡnh, về cấu tạo ủất cũng như quan sỏt thực nghiệm ngoài thực ủịa thỡ cú thể mụ hỡnh húa quỏ trỡnh xúi mũn thực tế.
Quỏ trỡnh xúi mũn ủất phụ thuộc vào nhiều thụng số như cấu tạo ủất, khớ hậu, lượng mưa hàng năm, thụng số hỡnh học ủịa hỡnh, lớp phủ thực vật.
Nếu sự ảnh hưởng của mỗi thụng số cú thể ủịnh lượng ủược thỡ mức ủộ xúi mịn đất cĩ thể dự đốn trước. ðể tính tốn xĩi mịn đất trên một diện tích lớn chỳng ta sẽ gặp phải rất nhiều khú khăn trong việc xỏc ủịnh cỏc thụng số liờn quan ủến xúi mũn, do vậy trong phương phỏp của chỳng tụi, diện tớch lưu vực nghiờn cứu sẽ ủược chia ra thành cỏc diện tớch ụ vuụng nhỏ. Việc chia này cú hai ưu ủiểm:
Xột ảnh hưởng của 6 yếu tố xúi mũn trờn từng diện tớch ủú, kết quả nhõn của 6 hệ số là lượng ủất xúi mũn trờn từng diện tớch nhỏ này;
Phù hợp với việc xử lý trên máy tính trên cơ sở cấu trúc raster với các diện tích nhỏ tương ứng với các pixel.
b. Cơ sở tài liệu bản ủồ nền: bản ủồ UTM tỉ lệ 1:250.000.
Ảnh vệ tinh: Landsat ETM+ (Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus) năm 2002, ủộ phõn giải 30mx30m.
Vector húa cỏc tờ bản ủồ:
Quột toàn bộ cỏc tờ bản ủồ, lưu trữ dạng raster;
Số húa chia lớp toàn bộ ủịa hỡnh; diện tớch nghiờn cứu ủược vector húa nền ủịa hỡnh sử dụng trờn phần mềm GIS;
Ghép mảnh và lưu theo từng tỉnh;
Lưu trữ trong hệ GIS;
Cỏc thụng tin ủường cao ủộ lấy làm thuộc tớnh trờn cơ sở dữ liệu vector;
Tạo một dữ liệu gồm cỏc ủiểm rời rạc lưu trữ thụng tin tọa ủộ X, Y, Z.
c. Thành lập mô hình DEM
Trong quỏ trỡnh nghiờn cứu xúi mũn, việc thành lập bản ủồ ủộ cao lưu vực sụng ðồng Nai là quan trọng nhất, xõy dựng ủược mụ hỡnh ủộ cao là tiền ủề cho việc xõy dựng cỏc bản ủồ ủộ dốc, bản ủồ chiều dài sườn, bản ủồ hướng sườn... và cú ý nghĩa như là cơ sở ủể phõn tớch cỏc thụng số ủịa hỡnh ảnh hưởng tới xúi mũn và cỏc thụng số ủịa mạo.
Phương pháp xây dựng
Nội suy dữ liệu xây dựng mô hình DEM lưu vực sông ðồng Nai ở
cỏc ủộ phõn giải khỏc nhau;
Kiểm tra kết quả và chọn mụ hỡnh DEM cú ủộ chớnh xỏc ủạt yờu cầu.
Trong mô hình tính toán của chúng tôi với mô hình DEM hợp lý cho lưu vực sụng ðồng Nai cú ủộ phõn giải 30x30m vỡ:
ðộ phõn giải này xấp xỉ với ủộ phõn giải ảnh Landsat TM cú sự ủồng nhất trong dữ liệu tớnh toỏn.
Tương ứng dữ liệu ủầu vào là cỏc bản ủồ ủịa hỡnh 1:250000 UTM.
Hỡnh 22.2: Kết quả phõn tớch biểu ủồ histogram mụ hỡnh DEM
Trục hoành (nằm ngang) của biểu ủồ biểu thị ủộ cao của ủịa hỡnh lưu vực. Trục tung biểu thị tần suất xuất hiện trong cả lưu vực. Như vậy, biểu ủồ trờn biểu thị tần suất xuất hiện của ủộ cao ủịa hỡnh trong lưu vực.
ðộ cao phõn bố từ 0 ủến 2500m, phổ biến nhất ở ủộ cao 0-100m, tương ứng với phần diện tớch cuối lưu vực. Chuyển lờn ủịa hỡnh cao hơn 100-500m với tần suất xuất hiện ít hơn, phân bố ở phần trung và thượng lưu của lưu vực từ Bình Dương, Tây Ninh trở lên Bình Phước, ðắc Lắc và Lâm ðồng. Phần cũn lại phõn bố ớt với ủộ cao ủịa hỡnh 500-2500m, phõn bố ớt và rải rác ở phần thượng lưu của lưu vực, chủ yếu xuất hiện trên các khu vực các Cao nguyên Lâm ðồng, ðắc Lắc và phía Bắc Bình Phước. Dựa vào kết quả mụ hỡnh DEM của lưu vực cho thấy sự phõn bố ủộ cao ủịa hỡnh từ mụ hỡnh tương ứng với ủiều kiện thực tế của lưu vực sụng ðồng Nai.