Các ứng dụng GIS được liên tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường. Từ chương trình kiểm kê nguồn tài nguyên thiên nhiên của Canada trong những năm 1960, đến các chương trình GIS cấp bang của Mỹ bắt đầu vào cuối những năm 1970, đến mô hình hoá quản lý các sự cố môi trường hiện đang được phát triển, công nghệ GIS đã cung cấp các phương tiện để quản lý và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường ngày càng hữu hiệu hơn.
Nội dung chính
1. Ứng dụng của GIS trong thành lập mô hình số độ cao
a, Khái niệm
Mô hình số độ cao(DEM) là sự thể hiện bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong không gian đều.
Các kiểu dữ liệu : DEM được lưu trữ khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu số liệu là Raster hay Vector. DEM có thể được biểu diễn bằng: Raster – một lưới các ô vuông; Vector – Lưới các tam giác không đều.
b, Các pp thành lập DEM
– Cách biểu diễn số liệu độ cao
Trong mô hình Raster: DEM nhìn giống như một ma trận các ô vuông và chia thành các hàng và cột.Mỗi một ô(cell) chứa giá trị độ cao của điểm trung tâm của ô
Trong cấu trúc Vector: DEM có thể được coi như là một chuỗi tam giác gọi là TIN. TIN là tập các đỉnh nối với nhau thành các tam giác. Mỗi một tam giác được giới hạn bởi 3 điểm đồng nhất về giá trị X,Y và Z (độ cao)
Trong thực tế mô hình DEM thường được sử dụng hơn vì pp này có thể lập nhanh bản đồ độ cao thông qua ảnh VT, mặt # sự biến động về độ cao trong k gian là rất lớn, việc thu thập các số liệu và thể hiện độ cao thông tin sẽ tốn kém hơn rất nhiều
– Các pp xây dựng mô hình số hóa độ cao từ 2 nguồn dữ liệu # nhau là bản đồ địa hình và chụp ảnh lập thể
Các pp: PP chụp ảnh lập thể; PP đo đạc thực địa; PP số hóa các bản đồ còn giá trị sử dụng ; PP đo vẽ ảnh số; PP laser và radar được mở tổng hợp giao thoa
c, Ứng dụng mô hình số độ cao
- Lưu trữ DL bản đổ số địa hình trong các CSDL quốc gia
- Giải quyết tính toán , đào đắp đất trong thiết kế đường và các dự án kĩ thuật #
- Biểu thị 3 chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự
- Phân tích tầm quan sát xuyên địa hình
- Nắn ảnh trực giao trong công nghệ xử lý ảnh số.
- Nội suy các đường bình độ hay các đường đẳng trị
- Tạo các bản đồ chuyên đề từ DEM
- Mô phỏng địa hình phục vụ cho mục đích quân sự và dân sự
- DEM được sử dụng như 1 phương tiện phục vụ cho các công tác khảo sát, thiết kế, tính toán khối lượng đào lấp trong thiết kế các công trình, thiết kế đường sá, quy hoạch thủy lợi, khu công nghiệp…
- Sử dụng DEM để mô hình hóa các đối tượng k gian trong các ngành khoa học về trái đất:địa chất thủy văn; khai thác mỏ, nghiên cứu đại dương…
- Ứng dụng rộng rãi trong các ngành du lịch, quy hoạch, kiến trúc, thủy điện, nn…
2. Ứng dụng của GIS trong đánh giá xói mòn đất
- Xây dựng các dữ liệu đầu vào cho tính toán mô hình xói mòn đất
- Sử dụng các công cụ phân tích không gian và các công cụ xây dựng mô hình tính toán tự động các tham số tham gia vào mô hình xói mòn.
- Xây dựng các mô hình, giải quyết các kịch bản đánh giá xói mòn đất, biến đổi sử dụng đất liên quan đến xói mòn, đánh giá ô nhiễm nguồn nước do xói mòn. Nhìn chung công nghệ GIS có khả năng hỗ trợ rất hiệu quả cho đánh giá xói mòn đất từ cung cấp dữ liệu đầu vào đến phân tích các nhân tố và tính toán mô hình tổng hợp.
3. Ứng dụng GIS trong đánh giá tác động môi trường
- Xác định các tác động k gian của các tác nhân gây hại liên quan đến thực thể.
- Xác định vị trí để thiết lập 1 nhân tố hoặc 1 CSHT nào đó.
- Xác định đường đi ngắn nhất cho quá trình thải chất thải lỏng dọc kênh dẫn nước
- Chồng xếp bản đồ lên bản đồ thực thể và đánh giá tác động.
- Giám sát và dự báo sự cố môi trường :
- Trong hiện tượng lũ lụt: GIS dùng để xác định những vùng sẽ chịu ảnh hưởng của lũ lụt dựa vào cấu trúc của từng vùng để đưa ra các phương án đề phòng. Ngoài ra GIS còn được dùng để tính toán những thiệt hại có thể xảy ra: ước tính thiệt hại tài chính,sự phá hủy CSHT; những ảnhr hưởng của vùng không có lũ do thiệt hại từ các ảnh hưởng dịch vụ.
- Trong hiện tượng trượt đất: Dựa vào khả năng của GIS để phân tích độ dốc,địa chất và độ ổn định của đất => xác định được những vùng chịu ảnh hưởng.Khi những vùng này được định danh, những thông tin này sẽ hiệu chỉnh để kế hoạch phát triển và xây dựng, củng cố cấu trúc của các công trình để bảo vệ những vùng có nguy cơ cao.
- Sự cố địa chấn: GIS có thể dự báo được time, đặc điểm và hậu quả do núi lửa, động đất gây ra nhờ quá trình định danh địa hình , kĩ thuật xây dựng.
Xây dựng bản đồ động đất - Đánh giá và quản lý rủi ro vùng biển: Tạo cơ sở để khoanh vùng, quy hoạch sử dụng đất , phân phối tài nguyên.
- Trong kiểm soát ô nhiễm không khí : Hỗ trợ kiểm soát ô nhiễm không khí; Dự báo ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với sự phát triển của thực vật.
- Trong giám sát sự phân bố và định lượng chất gây ô nhiễm nước: GIS có thể dùng để giám sát sự phân bố và định lượng chất gây ô nhiễm khác nhau ở 1 khu vực
4. Ứng dụng GIS trong quy hoạch môi trường
Quy hoạch môi trường là sự vạch định , quy định sắp xếp bố trí các đối tượng mt theo không gian lãnh thổ hoặc theo không gian vật thể môi trường, nhằm đảm bảo môi trường sống tốt đẹp cho con người và bảo vệ môi trường bền vững trong sự thống nhất với hệ phát triển bền lâu của KT-XH theo các định hướng; mục tiêu và time của kế hoạch, phù hợp với trình độ phát triển nhất định.
Ứng dụng GIS trong quy hoạch môi trường là sử dụng các phần mềm GIS cùng công cụ máy tính để thu thập xử lý tích hợp dữ liệu nhằm xây dựng bản đồ chuyên đề và các kết quả khách nhằm giúp các nhà quy hoạch đưa ra các quyết định đúng và vạch ra các quy định sắp xếp bố trí các đối tượng MT theo không gian lãnh thổ hoặc theo không gian vật thể môi trường để phù hợp với các dự án quy hoạch.
Dữ liệu đầu vào của GIS có thể đa dạng nhưng GIS có khả năng xử lý các thông tin đó 1 cách hợp lý và khoa học nhất với môi trường. Thông tin được mã hóa theo 1 chuẩn riêng.
Trong bước cập nhật thông tin cần phải thực sự lưu ý đến độ chính xác của cơ sở toán học vì đây là điều kiện không thể thiếu để giải quyết các bài toán không gian
Các lớp thông tin phải cùng có 1 cơ sở toán học để quản lý các lớp thông tin đồng bộ và có thể chồng xếp trong trong hợp cần thiết,khi muốn tạo 1 bản đồ mới từ những bản đồ đã có.Thế mạnh của GIS là về khả năng truy vấn hỏi đáp không gian, tìm kiếm thông tin. Việc tìm kiếm thông tin trong GIS thực sự rất thuận tiện, nhanh chóng, chính xác và hiệu quả. Kết quả truy vấn có thể tính toán, phân tích và xử lý theo mục đích sử dụng. Những lợi ích như vậy của công nghệ GIS đã giúp cho việc giải quyết các bài toán quy hoạch giảm đi rất nhiều.
