Lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá bằng công nghệ mới

Phân tích địa hình bằng công nghệ, giảm khảo sát thực địa

Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (Bộ TN&MT) đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng phân tích địa hình trên mô hình lập thể số kết hợp giải đoán ảnh viễn thám độ phân giải cao để thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá. Nghiên cứu được áp dụng thử nghiệm tại khu vực xã Tam Chung, huyện Mường Lát, tỉnh Thanh Hóa.

Theo ông Nguyễn Hoàng Ninh - Trung tâm Viễn thám và Tai biến Địa chất, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, phân tích địa hình trên mô hình lập thể số tỷ lệ 1:10.000 là phương pháp phân tích dựa trên nền Bản đồ địa hình cơ sở tỷ lệ 1:10.000 kết hợp với công nghệ đo vẽ lập thể nhằm chi tiết hóa một cách đồng bộ nền địa hình, biên tập ghép mảnh và cơ sở dữ liệu 3D theo đơn vị hành chính (từ cấp tỉnh đến cấp xã), tạo ứng dụng ảnh lập thể, tạo mô hình số độ cao (DEM) chi tiết theo đơn vị hành chính và thực hiện các bài toán ứng dụng.

Do vậy, phương pháp này cho phép tạo các ảnh lập thể từ các ảnh viễn thám quang học (ảnh hàng không, ảnh vệ tinh độ phân giải cao), tạo thuận lợi và tăng độ chính xác cho việc phân tích, giải đoán tại văn phòng, giảm khối lượng đo vẽ và khảo sát thực địa, đặc biệt đối với các khu vực đi lại khó khăn ở các vùng miền núi Việt Nam. Bên cạnh đó, mô hình số địa hình chi tiết là cơ sở tài liệu quan trọng để phục vụ các bài toán dự báo nguy cơ và phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá và các tai biến địa chất khác liên quan.

Đối với giải đoán ảnh viễn thám độ phân giải cao, phương pháp này được thực hiện bằng mắt thường, chủ yếu dựa trên các "chìa khóa giải đoán" với sự trợ giúp của các thiết bị máy tính, phần mềm... Chìa khóa giải đoán là các dấu hiệu, đặc trưng để phân biệt một đối tượng trên bề mặt trái đất, được thiết lập chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và kiến thức chuyên gia của người giải đoán. Ngoài việc dựa vào các “chìa khóa” nêu trên, người giải đoán còn cần phải có kiến thức về địa hình, địa mạo, thảm phủ và mạng lưới dòng chảy để có thể xác định chính xác các kiểu trượt.

Bên cạnh đó, ông Nguyễn Hoàng Ninh còn cho rằng, để các kết quả phân tích, giải đoán ảnh viễn thám đạt độ chính xác cao, công tác kiểm tra, đối sánh với các tài liệu khác hiện có và kiểm chứng thực địa cũng đóng vai trò quan trọng. Song nhờ công nghệ, việc kiểm chứng thực địa chủ yếu được tiến hành tại những ô chìa khóa, bởi phần lớn địa hình khu vực nghiên cứu có độ phân cắt phức tạp, không có đường để tiếp cận, hoặc không thể quan sát rõ do rừng rậm hoặc sương mù che khuất.

Ứng dụng công nghệ xử lý dữ liệu và ảnh số để thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá

Tỷ lệ giải đoán khu vực thử nghiệm chính xác đạt trên 90%

Trên cơ sở kết hợp việc phân tích bề mặt địa hình nổi tạo ra từ DEM có độ phân giải 5x5 m, với việc phân tích các ảnh vệ tinh được tham khảo miễn phí từ Google Earth cho khu vực nghiên cứu thử nghiệm tại xã Tam Chung, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản đã xác định được 4 khối trượt cổ từ phân tích bề mặt địa hình nổi và 222 khối trượt mới từ giải đoán các ảnh Google Earth.

 Công tác khảo sát thực địa đã tiếp cận được 97 khối để kiểm chứng kết quả giải đoán (chiếm 42,92% tổng số lượng khối trượt giải đoán) và đã xác nhận được 94/97 khối đã xảy ra trượt lở đất đá. “Như vậy, tỷ lệ giải đoán chính xác tại những khu vực có thể tiếp cận được để kiểm chứng đạt tới 96,91%, chứng tỏ việc ứng dụng phương pháp có hiệu quả cao trong việc nhận dạng các khối trượt”, ông Nguyễn Hoàng Ninh nhấn mạnh.

Các kết quả đạt được, sau khi kiểm chứng thực địa sẽ được hiệu chỉnh và tích hợp với các lớp bản đồ nền khác trong các phần mềm GIS để thành lập nên bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá cho khu vực nghiên cứu. Ông Nguyễn Hoàng Ninh cho biết thêm: So với phương pháp điều tra thực địa truyền thống, các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này có ưu điểm lớn là tiết kiệm thời gian và nhân lực thực hiện trong công tác điều tra hiện trạng trượt lở đất đá. Đặc biệt, việc ứng dụng rất có hiệu quả khi cần phải xác định các khối trượt đã xảy ra ở những khu vực rộng lớn và khó tiếp cận, hoặc cảnh báo nguy cơ lũ bùn tại các lưu vực có xuất hiện các khối trượt trên vùng thượng nguồn.

Tuy vậy, hệ phương pháp thực hiện trong nghiên cứu cũng có một số hạn chế do phụ thuộc vào nguồn tư liệu mô hình lập thể số và ảnh viễn thám. Đối với các khu vực có nguồn dữ liệu ảnh bị giới hạn (tư liệu không đa dạng, chỉ có một vài thời kỳ mà không được cập nhật thường xuyên, chất lượng ảnh kém, không che phủ toàn bộ diện tích...), công tác xác định các khối trượt mới hoặc theo dõi mức độ phát triển của các khối trượt sẽ gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện được…

“Tuy vẫn còn một số tồn tại do phụ thuộc vào nguồn tư liệu sẵn có, kết quả của nghiên cứu cho thấy những thế mạnh của phương pháp khi được ứng dụng tại những khu vực điều tra có đủ nguồn tư liệu địa hình và viễn thám theo yêu cầu. Phương pháp này có thể tiếp tục được phát triển thêm nhằm giám sát sự biến đổi của bề mặt địa hình theo thời gian, phục vụ hiệu quả hơn cho công tác lập các bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá ở tỷ lệ lớn”, ông Nguyễn Hoàng Ninh khẳng định.