Luận án tiến sĩ: Cảnh báo nguy cơ trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Sơn La bằng phân tích ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý

ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN oh ao ao ae ok a NGUYEN VAN DUNG NGHIEN CUU CANH BAO NGUY CO TRƯỢT LO DAT KHU VUC HO THỦY ĐIỆN SON LA BANG PHAN TICH ANH VIEN THAM VA HE THONG TIN DIA LY Ha Nội - 2022 ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN oh ao ao ae ok a NGUYEN VAN DUNG Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin dia lý Mã số: 9440211.01 LUẬN AN TIEN SĨ BAN DO VIỄN THÁM VÀ HE THONG TIN DIA LY NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC: 1. Phạm Văn Hùng Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi, các số liệu, các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bắt kỳ công trình nào. Hà Nội, ngày. năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Văn Dũng LỜI CÁM ƠN Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.

Nguyễn Hiệu và có|TS. Pham Văn Hùng| - những người thầy đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành Luận án. Nghiên cứu sinh xin tran trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Dai học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Ban chủ nhiệm khoa Địa lý, Bộ môn Bản đồ, Viễn thám và Hệ thông tin Địa lý đã tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh có cơ hội nghiên cứu và hoàn thiện Luận án. Đồng thời, nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, chia sẻ của các thầy cô giáo trong khoa Địa lý, các đồng nghiệp trong Viện Địa lý.

Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. Nguyễn Đình Dương, PGS. Lại Vĩnh Câm, PGS. Đặng Văn Bào đã có nhiều hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình thực hiện Luận án.

Cuối cùng, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đối với sự giúp đỡ, động viên của gia đình, người thân và bạn bè trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện Luận án. Tác giả il MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa 8909. i LOI CẢM ON oiceeccscsssessessesssessessessusssesssssecsusssssssssessussuessessecsusssessessecsusssessetsesansaseeseeses ii 909509222. iii DANH MỤC CAC KY HIỆU VA CÁC CHU VIET TẮT.

vii DANH MỤC CÁC HÌNH.-- + 2 ©5¿2SE+SEEEEEEE2EE2E1E2171121122171211211 21c re. ix MO DAU weececccsscssessssssessessesssssssssecsecssssssssecsessusssessessessusssessessessussisssessessessaessecsessessseesen 1 CHUONG 1 CO SO KHOA HOC VA PHUONG PHAP CANH BAO NGUY CO TRUOT LO DAT BANG PHAN TÍCH ANH VIÊN THÁM VA UNG DUNG ca. Tổng quan nghiên cứu cảnh báo nguy cơ trượt lở đất. Trượt lở đất và cảnh báo nguy cơ trượt lở đất.

Tổng quan nghiên cứu cảnh báo nguy cơ trượt lở đất bằng viễn thám - GIS và trí tuệ nhân {ạO. Các công trình nghiên cứu cảnh báo nguy cơ trượt lở đất ở Việt Nam và khu vực hồ thủy điện Sơn La. ¿2-2 S E+SE+EE+EE+E£E£EeEEerkerkrrsrree 22 1. Phân tích ảnh viễn thám và ứng dụng GIS phục vụ cảnh báo nguy cơ trượt lở đất.

Phân tích ảnh viễn thám cho nghiên cứu trượt lở đất. Ung dung GIS trong đánh giá và cảnh báo nguy cơ trượt lở đất. Cách tiếp cận, phương pháp và quy trình nghiên cứu. Cách tiếp cận nghiên cứu .----- 2 2 £+k++E£EE+EE+EEEEE2EEErEerEerkerkerree 40 1.

Phương pháp nghiÊn CỨU. Quy trình đánh giá tai biến trượt lở đất.----- 2 s+cx+xczz+rxerxerxee 45 Tiểu kết chương L.-- ¿55c SE9EE9EEEEEEE12E12121217111211211211 21. 48 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ DU LIEU PHỤC VỤ ĐÁNH GIA TAI BIEN TRƯỢT LO ĐẤT KHU VUC HO THỦY ĐIỆN SƠN LA. Thông tin chung về cơ sở dit liệu.

Nhóm các lớp thông tin được xây dựng kế thừa từ các nghiên cứu khác. Lớp thông tin về đặc điểm địa chất - thạch học. Lớp thông tin về vỏ phong hóa. Lớp thông tin về địa chất thủy văn.

Lớp thông tin về mật độ đứt gãyy.-----2- 2+ ©22+cx+Ex+rEczEzrxerxerkerree 57 2. Lớp thông tin về đới động lực. Lớp thông tin vé lượng mưa.-- 2-2 2 +E+SE+EE£EE+EE2EE£EeEEerkerkerkrree 61 2. Nhóm các lớp thông tin được thành lập trực tiếp từ phân tích ảnh viễn thám quang hoc và ứng dụng công nghệ GIS.

Lớp thông tin về mô hình số độ cao địa hình. Lớp thông tin về độ dốc địa hình. Lớp thông tin về độ chia cắt ngang địa hình .----- 2 5c scs+cs+ce2 68 2. Lớp thông tin về độ chia cắt sâu địa hình.

Lớp thông tin về hướng sườn dốc địa hình. Lớp thông tin về thực phủ. Lớp thông tin về các điểm trượt lở đất hiện trạng trượt lở đất. Nhóm dit liệu bổ trỢ.--¿- +: 2c ©5¿22++Ex£EEEEEE2EE2EEE2EE2E12212212121E2212xcrkrrei 83 2.

Hoạt động sản xuất nông - lâm nghiệp. Phát triển thủy điện.----- ¿+ s+Sk+EE2E2E EEEEEE1511211211211 121111111. Xây dựng cơ sở hạ tang .cceccccscccscsssesssesssecssessscssecssecsssssecssecsueescssecssecseeeses 87 Tidu két ChUONg ng. 91 CHƯƠNG 3 CẢNH BAO NGUY CƠ TRƯỢT LO DAT KHU VUC HO THUY ĐIỆN SON LA wicescsscsssessessesssessessessusssessecsessusssessecsucsussseesessucsuseueesecsssuseseeseees 92 3.

Đánh giá hiện trạng trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Son La. Đánh giá biến động thực phủ giai đoạn 1999-2019 và trượt lở đất. Phân loại thực phủ dựa trên quy luật vật hậu hoc và phân vùng tác Ong CUA Sv8i1)x2 007070707. Độ chính xác phân loại thực phủ dựa trên dạng phô —— 103 1V 3.

Mối quan hệ giữa biến động thực phủ và trượt lở đất. Đánh giá độ nhạy cảm trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Sơn La. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh TLD .2 Đánh giá độ nhạy cảm trượt lở đất và kiểm chứng mô hình. Đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở đất khu vực hỗ thủy điện Sơn La.

Nguyên tắc chung đánh giá nguy cơ tai biến TLD. Đánh giá nguy cơ tai biến TLD khu vực hồ thủy điện Sơn La. Xác định các khu vực có nguy cơ trượt lở cao và TAL CaO.cece¿ 132 Tiểu kết chương 3. - - 2-52 St SE 1E 1211211 21111111111111 1111111111111 y0 134 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHI.ccscssssssessesssessessessessusssessessecsusssessessessnsssessessessesseeeses 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CONG BO CUA TÁC GIA LIÊN QUAN DEN LUẬN ÁN.

1ecrxee 137 TÀI LIEU THAM KHẢO. - 2-52 SS2S£2E£‡EE‡EEEEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEkerkrrkerrrerree 138 :105009 252. 151 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VA CÁC CHỮ VIET TAT Chữ viết tắt | Chữ viết đầy đủ ABRS Mô hình kết hợp Adaboot Rough Set ACC Độ chính xác (Accuracy) BRS Mô hình kết hợp Bagging Rough Set DEM Mô hình số độ cao FN Gia tri âm giả (False Negative) FP Giá tri dương đúng (False Positive) GIS Hệ thông tin địa ly (Geography Information System) Kappa Index Chi số Kappa NCS Nghiên cứu sinh NDSI Chỉ số đất NDVI Chỉ số thực vật NPV Gia trị dự đoán âm (Negative Predictive Value) PPV Giá tri dự đoán dương (Positive Predictive Value) RMSE Sai số bình phương tối thiểu (Root Mean Square Error) RS M6 hinh Rough Set SPF Độ đặc hiệu (Specificity) SST Độ nhạy (Sensitivity) SVM Mô hình Supporting Vecter Machine TLĐ Trượt lở đất TN Giá tri âm thực (True negative) TP Giá trị âm giả (True positive) ROC Đặc trưng đường cong bộ thu TBĐC Tai biến địa chất VPH Vỏ phong hóa SSP Simplified Spectral Pattern vi DANH MỤC CÁC BANG Trang Bảng 1. Phân loại trượt lở theo cơ chế dịch chuyên ¬— 9 Bảng 1.

Phân loại trượt lở theo kích thước khối trượt. Các thông số kỹ thuật co ban của bộ cam TM, ETM+, MSS và OLI. Một số dạng phố đơn giản cho phân loại thực phủ. Các tham số bố trợ hỗ trợ phân loạ1.

Miêu tả cau trúc cơ sở dữ liệu đối tượng thực phủ. Bang phân cấp ảnh hưởng của lượng mưa trung bình mùa mưa giai đoạn 1999-2019 đến quá trình trượt lở đất .--------zz+s+csz+sz+: 62 Bảng 2. Bảng phân chia cấp độ dốc (°) ảnh hưởng đến quá trình trượt lở đất khu vực hỗ thủy điện Sơn Lía.-- -- ¿5£ xSE+EE+E£+E+E£EerEerxerxersexee 66 Bang 2. Một số anh Landsat 5, 7, 8 sử dụng trong luận án.

Thống kê diện tích các loại thực phủ khu vực hồ thủy điện Sơn La i00. Lớp thông tin vị trí trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Sơn La. Thống kê loại hình thực phủ và hiện trạng TLD năm 2019. Thống kê loại hình thực phủ và hiện trạng TLD năm 2005.

Thống kê trượt lở theo yếu tố độ chia cắt sâu khu vực hồ thủy điện Bảng 3. Thống kê trượt lở theo yếu tố địa chất thạch học khu vực hồ thủy ñi im: P. Thống kê trượt lở đất theo yếu tố địa chất thủy văn khu vực hồ thủy điện SON La. -- -- - c 131211111211 1111011 1110 1111 g1 111g 1H vn ng kg 111 Bảng 3.

Thống kê trượt lở đất theo yếu tố vỏ phong hoá khu vực hồ thủy điện Bang 3. Thống kê trượt lở đất theo yêu tố độ đốc khu vực hồ thủy điện Sơn La 113 Bang 3. Thống kê trượt lở đất theo lượng mưa trung bình năm khu vực hồ In) 0001901080117. Thống kê trượt lở đất theo mật độ đứt gay khu vực hồ thủy điện Sơn La.

Thống kê trượt lở theo đới động lực khu hồ thủy điện Sơn La. Thống kê trượt lở theo theo yếu tô mật độ giao thông khu vực hồ thy 019010801177. Đánh giá độ chính xác của các mô hình. Thống kê sự khác nhau giữa các giá trị AUC trên các mô hình máy học.

Thống kê diện tích và phần trăm nhạy cảm trượt lở đất khu vực hé thủy điện Son La năm 20]I9.- -- E111 19111 111v vn nh rệt 126 Bảng 3. Bảng đánh giá nguy co TLD khu vực hồ thủy điện Sơn La. Thống kê diện tích và phần trăm nguy cơ tai biến trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 1999 - 2019.---cc+<<s++ss2 131 Vili DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1. Bản đồ khu vực nghiên cứu .--¿- 2 2 £+s+SE+EE+EE£EE+EE2EEEEeEEeEkeEkrrxrrerei 3 Hình 1.

Tính chat cơ lý của đá tác động đến kiểu trượt lở đất. Tổng quan các phương pháp xây dung bản đồ cảnh báo nguy cơ trượt I0 0. Anh nền tang Wayback Living Atlas của ESRI. Quy trình thành lập ban đồ hiện trạng trượt lở đất.

Quy trình nhận dang tai biến trượt lở đất.------¿--s¿5cszs+zc++ 29 Hình 1. Ví dụ về chuyên dạng phổ day đủ sang dạng phé đơn giản đối với đối "60138511159 200. Sơ đồ phân tích thuật toán xây dựng bản đồ thực phủ dựa trên dữ liệu phổ đơn giản SSP. Sơ đồ tuyến khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu.

Quy trình nghiên cứu của luận án .--- «vs seeseeesereersersee 47 Hình 2. Ban đồ địa chất thạch học khu vực hồ thủy điện Sơn La. Bản đồ vỏ phong hóa khu vực hồ thủy điện Sơn La. Ban đồ địa chất thủy văn khu vực hồ thủy điện Sơn La.

Bản đồ mật độ đứt gãy khu vực hồ thủy điện Sơn La. Bản đồ đới động lực khu vực hồ thủy điện Sơn La. Bản đồ phân bố lượng mưa trung bình 3 tháng mùa mưa giai đoạn 1989-2019 khu vực hồ thủy điện Sơn La. Mô hình số độ cao khu vực hồ thủy điện Sơn La.