Ngoài ra, chức năng phân tích không gian đa cấp của GIS được ứng dụng để xác định khu vực phù hợp để lắp đặt thêm trạm đo mưa cho lưu vực nghiên cứu. Trên cơ sở xác định các khu vực phù hợp để lắp đặt các trạm quan trắc và lấy mẫu ngẫu nhiên, dự án đang thiết kế và thử nghiệm bổ sung mạng lưới các trạm quan trắc mưa cho lưu vực sông La Ngà.
MỞ ĐẦU
- Đặt vấn đề
- Mục tiêu nghiên cứu
- Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học
- Ý nghĩa thực tiễn
Việc sử dụng GIS để phân tích đa lớp xác định số lượng và vị trí thích hợp cho việc xây dựng các trạm quan trắc bổ sung. Đối tượng nghiên cứu của dự án là đặc điểm phân bố mưa và mạng lưới quan trắc mưa trên lưu vực.
ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Vị trí địa lý
Điều kiện tự nhiên
- Địa hình
- Khí hậu
- Bốc hơi
- Độ ẩm
- Thuỷ văn
Mùa mưa trên lưu vực bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, với tổng lượng mưa chiếm hơn 90% tổng lượng mưa cả năm. Nguyên nhân chính gây lũ lụt trên lưu vực là gió mùa Tây Nam.
Đặc điểm kinh tế - xã hội
- Dân cƣ
- Kinh tế
Vùng đáy: Diện tích đất nông nghiệp hiện nay là 116,94 ha, là vùng trọng điểm cây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày với cây trồng chính là lúa, ngô, đậu nành và mía. Diện tích đất lâm nghiệp khoảng 172,61 ha, chiếm khoảng 42% tổng diện tích toàn lưu vực.
TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Đặc điểm phân bố lƣợng mƣa và phƣơng pháp quan trắc
- Đặc điểm phân bố lƣợng mƣa
- Phƣơng pháp quan trắc lƣợng mƣa
- Phƣơng pháp tối ƣu hoá thiết kế mạng lƣới quan trắc lƣợng mƣa
Tuy nhiên, do kinh phí hạn hẹp nên thực tế không thể thiết lập các trạm đo lượng mưa ở tất cả các vị trí trên lưu vực. Khi đó, vị trí lắp đặt các trạm đo mưa bổ sung (N-n) sẽ phụ thuộc vào tính chất phân bố không gian và sự biến đổi lượng mưa giữa các trạm đo mưa hiện có trên lưu vực.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
- Lịch sử phát triển
- Định nghĩa
- Các thành phần cơ bản
- Chức năng
- Dữ liệu
- Một số ứng dụng
- Nội suy không gian
- Phân tích đa lớp
Dữ liệu: Nguồn dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu không gian là dữ liệu về vị trí của các vật thể trên mặt đất theo một hệ tọa độ nhất định. Dữ liệu thuộc tính mô tả thông tin về đối tượng, dữ liệu này thường được trình bày dưới dạng bảng.
Nguồn dữ liệu được sử dụng trong GIS là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Thông tin về vị trí đối tượng được lưu trữ dưới hai dạng dữ liệu Vector và Raster. Một dạng dữ liệu phản ánh các thuộc tính của đối tượng và được lưu trữ dưới dạng bảng thuộc tính.
Dữ liệu này cung cấp thông tin cụ thể theo từng đối tượng cho người dùng. Trong thực tế, để áp dụng một phương pháp nội suy nào đó cần phải xét đến nguồn dữ liệu mẫu và yêu cầu về độ chính xác. Thực hiện đánh giá dữ liệu mẫu để xem xét phân bố không gian của giá trị được nội suy, từ đó đề xuất các phương pháp nội suy có thể sử dụng.
Sử dụng các phương pháp nội suy khác nhau để đáp ứng bản chất của dữ liệu được lấy mẫu và yêu cầu về độ chính xác. Raster lớp phủ: Dữ liệu raster lớp phủ có thể được áp dụng cho từng ô lưới.
Tình hình nghiên cứu
- Trên thế giới
- Tại Việt Nam
Ảnh hưởng của mạng lưới các trạm quan trắc mưa đến số liệu mưa được trình bày trong nghiên cứu của tác giả Kutiel H. Nghiên cứu này chứng minh việc bố trí các trạm quan trắc mưa ảnh hưởng trực tiếp đến tính chính xác của số liệu. lượng mưa trên lưu vực theo phương pháp Kay & Kutiel. Trên thực tế, điều kiện kinh tế, địa lý thường hạn chế mật độ và vị trí các trạm quan trắc mưa.
Để đánh giá tính chính xác của dữ liệu từ các trạm quan trắc mưa, trước tiên mạng lưới phải đạt được vị trí và lượng mưa tối ưu trong một khu vực. Một vấn đề quan trọng trong quan trắc môi trường là xác định mật độ mạng lưới trạm phù hợp và độ tin cậy của số liệu quan trắc chất lượng môi trường. Trong khi nguồn cấp dữ liệu từ các trạm quan trắc bị hạn chế do mật độ trạm thưa thớt, một số trạm không còn hoạt động.
Kết quả nghiên cứu đã thành lập được bản đồ GIS về mạng lưới các điểm đo định kỳ cho từng khu vực. Trong khi đó, ở một khía cạnh khác liên quan đến chất lượng nước, tác giả Nguyễn Huy Anh (2012) đã nghiên cứu xây dựng mạng lưới quan trắc môi trường nước tại đầm Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế. Sử dụng GIS và các phương pháp phân tích tổng hợp để xác định các vị trí có thể xây dựng nguồn nước mặt. trạm đo chất lượng. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được mạng lưới 33 điểm quan trắc môi trường, phân bổ rộng khắp mặt đầm.
DỮ LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dữ liệu thu thập
Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu
Song song, giai đoạn (3) sử dụng dữ liệu vị trí và lượng mưa trung bình năm từ các trạm trong và ngoài lưu vực để thực hiện nội suy phân vùng mưa cho lưu vực nghiên cứu nhằm xác định vị trí phân bố. Các trạm bổ sung phải được cài đặt. Kết quả của hai giai đoạn này được kết hợp với nhau và được sử dụng làm nguồn dữ liệu đầu vào cho giai đoạn (4) để xác định số lượng trạm được thêm vào cho từng vùng mưa. Sau khi xác định số lượng trạm lắp đặt cho từng vùng mưa, giai đoạn (5) được tiến hành nhằm thu hẹp các vị trí thích hợp để đặt trạm đo mưa.
Các lớp bản đồ như đường giao thông, hệ thống sông suối, bản đồ sử dụng đất năm 2011 và vị trí hiện tại của các trạm khí tượng được tổng hợp và nhập vào GIS để thực hiện phương pháp xếp chồng bản đồ nhằm xác định khu vực phù hợp để xây dựng trạm đo mưa mới.
KẾT QUẢ, THẢO LUẬN
- Đánh giá độ chính xác mạng lƣới hiện tại, đề xuất số lƣợng trạm cần lắp thêm . 37
- Phân bố, xác định số lƣợng trạm tối ƣu trên từng khu vực
- Xác định khu vực thích hợp lắp đặt thêm trạm bổ sung
- Tạo vùng đệm đƣờng giao thông
- Tạo vùng đệm hệ thống thủy văn
- Vùng đệm trạm đo mƣa
- Xác định khu vực đất dân cƣ
- Xác định khu vực thích hợp lắp đặt trạm
- Thiết kế mạng lƣới trạm đo mƣa cần lắp đặt thêm
Phân vùng mưa là một trong những nội dung nghiên cứu liên quan chặt chẽ đến việc xác định khu vực lắp đặt trạm đo mưa. Sau khi xử lý, các lớp bản đồ được phủ lên GIS để xác định những khu vực không phù hợp để lắp đặt thêm trạm. Sau đó, thực hiện phép trừ giữa hai lớp bản đồ vùng mưa và bản đồ các khu vực không phù hợp lắp đặt thêm trạm để xác định khu vực phù hợp lắp đặt bổ sung trạm quan trắc lượng mưa trên lưu vực nghiên cứu.
Cuối cùng, để xác định khu vực phù hợp lắp đặt bổ sung trạm đo mưa cho mạng lưới, bản đồ nền lưu vực sông La Ngà và khu vực không phù hợp lắp đặt trạm được sử dụng để xác định khu vực phù hợp lắp đặt bổ sung trạm đo mưa. Lớp đệm được thi công cách mặt đường 100 m. Trong phạm vi 100 m này, khu vực này không phù hợp để lắp đặt trạm đo mưa cho khu vực. Lớp dữ liệu này được kết hợp với mạng lưới đường bộ, vị trí trạm thủy văn, khí tượng hiện tại để xác định các khu vực không phù hợp để lắp đặt trạm quan trắc lượng mưa trên lưu vực sông La Ngà.
Để xác định các khu vực không phù hợp để lắp đặt trạm đo mưa, các lớp dữ liệu được tạo thành vùng đệm bao gồm hệ thống giao thông, hệ thống thủy văn, trạm đo mưa hiện có và các lớp đất dân cư được xếp lớp với nhau. xác định những khu vực không phù hợp để lắp đặt trạm quan trắc. Trong Bảng 5.6, vùng mưa 12 không được thể hiện trong Bảng 5.6 do diện tích không đủ để lắp đặt thêm trạm và nằm trong khu vực không phù hợp để lắp đặt trạm. Vị trí các khu vực phù hợp cho việc lắp đặt bổ sung các trạm quan trắc lượng mưa trên lưu vực sông La Ngà được thể hiện trên Hình 5.8.
Trên cơ sở xác định các khu vực phù hợp để lắp đặt trạm quan trắc mưa, nghiên cứu tiến hành thiết kế mạng lưới trạm đo mưa để bổ sung cho mạng lưới trạm cũ dựa trên việc định vị điểm ngẫu nhiên cho từng vùng mưa với khoảng cách giữa các trạm đo được mặc định là 10 km. Lớp dữ liệu không gian dùng để lựa chọn các điểm ngẫu nhiên, bao gồm ranh giới vùng mưa và khu vực phù hợp để lắp đặt thêm trạm đo mưa; và một số điểm ngẫu nhiên cho từng vùng mưa với khoảng cách mặc định giữa các điểm (10 km).
KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT
Kết luận
Đề xuất
Cổng thông tin POPS Việt Nam, 2014, Việt Nam sử dụng rộng rãi hệ thống thông tin địa lý. Ảnh hưởng của mật độ máy đo mưa đến độ chính xác của lượng mưa: nghiên cứu trường hợp ở Bangalore, Ấn Độ. Thiết kế mạng lưới trạm đo mưa cho tỉnh Hormozgan ở Iran, Đại học Kerman, Iran, 8 bài báo.
Effects of Precipitation Network Density on River Forecasting - A Case Study in the ST.John Basin, Graduate Researcher, Florida State University, USA, 4 articles. Evaluating the influence of rain gauge density and distribution on hydrological model performance in a humid region of China, Department of Geosciences, University of Oslo, China, 12 papers. Evaluation and Extension of a Rain Gauge Network Using Geostatistics, Department of Bio-Environmental Systems Engineering, National Taiwan University, Taiwan, 11 papers.
Effects of Network Design on Climate Maps of Precipitation, Department of Geography, University of Haifa, Israel, 10 papers. Effect of rainfall sampling errors on simulations of desert flash floods, Water Resources Research, 30 papers. Optimal selection of number and location of rain gauges for areal rainfall estimation using geostatistics and simulated annealing, Department of Meteorology, The University of Reading, UK, 15 papers.
