PHẦN MỀM XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ARC ENGINE HỖ TRỢ PHÂN TÍCH DÒNG BỀ MẶT TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP. Khưu Minh Cảnh và các bạn đã hướng dẫn, hướng dẫn, động viên tôi trong suốt thời gian qua đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi được thực tập tại cơ quan.
Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt 4 năm học tại trường. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn đã đồng hành cùng tôi trong suốt cuộc đời sinh viên, những người luôn giúp đỡ tôi khi tôi gặp khó khăn, sẵn sàng chia sẻ những điều tốt đẹp, hợp lý với tôi và cũng là nguồn động lực để tôi phấn đấu vươn lên. Để có được kết quả như ngày hôm nay, tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ, những người đã sinh thành, chăm sóc, nuôi dưỡng tôi thành người và tạo điều kiện cho tôi học tập, rèn luyện.
Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Anh Tuấn, Khoa Tài nguyên và GIS, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm TP. Phân tích địa hình TauDEM bằng mô hình độ cao kỹ thuật số Mô hình địa hình kỹ thuật số DTM.
Vì vậy, luận văn “Ứng dụng Acr Engine xây dựng phần mềm hỗ trợ phân tích dòng chảy bề mặt tại Trường Đại học Nông Lâm” được thực hiện nhằm xây dựng và thiết kế phần mềm hỗ trợ thành lập bản đồ dòng chảy bề mặt. Nó xác định các khu vực bị ảnh hưởng bởi dòng chảy để làm cơ sở đưa ra quyết định nâng cấp cơ sở hạ tầng của trường. Cài đặt tính toán phân tích dòng chảy theo địa hình tại khu vực Đại học Nông Lâm. Từ đó làm cơ sở cho việc cải tạo, bổ sung, sửa chữa hệ thống thoát nước tại trường.
Về khu vực địa lý: Áp dụng trong phạm vi trường Đại học Nông Lâm. Thuật toán: Hạn chế sử dụng các thuật toán phân tích luồng đơn (D8), công cụ xử lý dữ liệu DEM.
Tổng quan các thuật toán luồng trên thế giới và quy trình chung 2.2. Năm 1957, sự ra đời của khái niệm Strahler và định luật Horton–Strahler đã tạo cơ sở cho việc hình thành các thuật toán xác định dòng chảy và phân định lưu vực sông. Lớp Strahler là thuộc tính được gán cho từng đoạn sông trong mạng lưới dòng chảy.
Từ những khái niệm cơ bản ban đầu, nhiều tác giả đã phát triển nhiều thuật toán xác định luồng khác nhau, trong đó cơ bản nhất là thuật toán D8. Freeman (1991) và Quinn và cộng sự. (1991) đã cùng giới thiệu thuật toán dòng chảy FD8, cho phép xác định nhiều hướng dòng chảy từ ô trung tâm đến các ô lân cận. Vì lý do này mà người ta vẫn sử dụng D8 để thực hiện tính toán dòng tích lũy.
Ngoài ra, thuật toán D8 và FD8 không thể hiện dòng chảy tích lũy của lưu vực. D8 là thuật toán định hướng luồng phổ biến nhất hiện nay, nó sử dụng cửa sổ 3×3 pixel như trong hình. Hướng dòng chảy của bất kỳ điểm nào trong cửa sổ được xác định bằng cách so sánh chênh lệch độ cao của điểm đó.
Hướng dòng chảy được xác định bằng hướng đến điểm có độ dốc cao chia cho khoảng cách tối đa. Quá trình tính toán được lặp lại để xác định hướng dòng chảy cho tất cả các điểm trong lưu vực. Trong công cụ này, hướng dòng chảy được tính toán dựa trên thuật toán D8 (Trung tâm tài nguyên Arcgis. 2011).
Hướng dòng chảy cho mỗi điểm trong lưu vực được xác định dựa trên việc so sánh chênh lệch độ cao của điểm đó với 8 điểm xung quanh. Hướng của dòng chảy được xác định bằng hướng đến điểm có độ dốc cao chia cho khoảng cách. Bồn rửa được sử dụng để xác định bất kỳ điểm thấp hoặc khu vực nào không xác định được hướng dòng chảy.
Stream Link nối các dòng suối tạo thành hệ thống dòng chảy trong lưu vực. Sử dụng nhiều phương pháp để tính hướng dòng chảy (một hướng dòng chảy và nhiều hướng dòng chảy).
Lấy số hàng, số cột và ma trận chiều cao được ghi vào nút Đọc dữ liệu. Việc thiết lập thuật toán D8 và tính toán luồng tích lũy được viết trong module Hướng dòng chảy và Dòng tích lũy, cách thực hiện sẽ được trình bày ở phần Thuật toán D8 và thuật toán xác định luồng tích lũy. Sau khi tính toán luồng tích lũy cần lưu dữ liệu dưới dạng file văn bản để dễ dàng chuyển đổi định dạng dữ liệu sau này.
Bấm Lưu dữ liệu, cửa sổ hộp thoại savefile hiện ra để chọn đường dẫn lưu file Text (Phụ lục 4). Khi tính toán hướng luồng và luồng tích lũy hoàn tất, kết quả sẽ trả về dưới dạng file văn bản có thông tin về số hàng, số cột, tọa độ điểm góc dưới bên trái, kích thước ô pixel và Ma trận luồng tích lũy các giá trị. trong tập tin văn bản này. Với dữ liệu Văn bản DEM, lấy ma trận độ cao và gán nó cho một mảng được khởi tạo.
Tích lũy dòng chảy cho một ô cụ thể trong một khu vực trên mô hình DEM được xác định bằng cách tính tổng số ô lưới tập trung nước trong ô đó theo hướng dòng chảy. Bản đồ tích tụ dòng chảy cũng là bản đồ sông suối trong khu vực trong điều kiện tự nhiên. Sử dụng thuật toán Floyd (tìm đường đi ngắn nhất) để cài đặt thuật toán tính lưu lượng tích lũy vào phần mềm.
Trong thuật toán Floyd sẽ xét hai trường hợp độ dài giữa hai điểm: độ dài đường đi trực tiếp và độ dài đường đi qua điểm trung gian và từ đó rút ra giá trị nhỏ nhất, nhưng do đồ thị hướng luồng có hướng đặc trưng là nó chỉ chảy đến một điểm lân cận nên sẽ chỉ có một trường hợp độ dài đường đi trung gian từ A đến C phải đi qua điểm trung gian B. Áp dụng thuật toán Floyd để tính lưu lượng tích lũy là xác định đường đi cho dòng tích lũy đi qua các điểm trung gian. Với ma trận giá trị hướng luồng (Q) có m hàng và n cột, cần chuyển đổi thành ma trận vuông (P) có kích thước = m*n.
Sau khi lấy được ma trận P, cần biết luồng phải đi qua bao nhiêu điểm trung gian từ điểm này đến điểm khác, bằng cách nhân cả hai ma trận P với nhau, cho đến một lúc nào đó ma trận mới này ổn định, tức là các giá trị trong ma trận không thay đổi. Bước cuối cùng trong việc tính toán luồng tích lũy là đếm số luồng đi qua các điểm trung gian và tập hợp tại điểm cuối trong ma trận mới tạo ở trên (Phụ lục 9). Dữ liệu lưu lượng tích lũy được phần mềm tính toán và lưu trữ dưới dạng văn bản.
Để hiển thị dữ liệu luồng tích lũy trong DEM, cần sử dụng thư viện Arc Engine của ESRI. Số liệu dòng chảy khu vực nghiên cứu sau khi thực hiện tính toán trên phần mềm.
Đọc file ma trận txt để lấy giá trị thực hiện phép tính Dim Dươngdan As String. Hướng ReDim(var, cái nôi) ReDim tichluy(var, cái nôi) ReDim Kết quả(var, cái nôi) ReDim matran1(size, size) ReDim matran2(size, size) ReDim matranmoi(size, size) End If.
