Ứng dụng mô hình phân tích đa chỉ tiêu phục vụ cho việc vạch tuyến mở đường vùng vành đai biên giới việt nam trung quốc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Đình Dũng

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH PHÂN TÍCH ĐA CHỈ TIÊU PHỤC VỤ CHO
VIỆC VẠCH TUYẾN MỞ ĐƯỜNG VÙNG VÀNH ĐAI BIÊN GIỚI
VIỆT NAM – TRUNG QUỐC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Đình Dũng

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH PHÂN TÍCH ĐA CHỈ TIÊU PHỤC VỤ CHO
VIỆC VẠCH TUYẾN MỞ ĐƯỜNG VÙNG VÀNH ĐAI BIÊN GIỚI
VIỆT NAM – TRUNG QUỐC

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số: 60440214

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN NGỌC THẠCH

Hà Nội – Năm 2015

2


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả đạt đƣợc trong luận văn là sản phẩm của riêng cá
nhân tôi. Những điều đƣợc trình bày trong toàn bộ nội dung của luận văn, hoặc là
của cá nhân hoặc là đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham
khảo đều có xuất xứ rõ ràng và đƣợc trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm theo quy định cho lời cam đoan của mình.

3


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn này, học viên đã nhận
đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các cơ quan, các tổ chức và các cá nhân. Tôi xin
bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới tất cả các tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu luận văn này.
Trƣớc hết tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại Học Khoa
Học Tự Nhiên/ ĐHQGHN, Phòng Đào tạo, Khoa Địa lý các thầy cô và các anh,
chị trong bộ môn Bản đồ viễn thám và Hệ thông tin địa lý đã giúp đỡ tôi trong quá

trình học tập và hoàn thành luận văn.
Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn thầy
giáo – PGS.TS. Nguyễn Ngọc Thạch ngƣời thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn
khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Nhân dịp này cho tôi gửi lời cảm ơn tới tất các bạn bè, đồng nghiệp đã động
viên, giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận
văn này. Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn của tôi chắc hẳn không thể
tránh khỏi những sơ suất, thiếu sót, tôi rất mong nhận đuợc sự đóng góp của các
thầy cô giáo cùng toàn thể bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!

Hà nội ngày 24 tháng 1 năm 2014
Học Viên

Trần Đình Dũng

4


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AHP

Analytic Hierarchy Process

Cơ sở dữ liệu

CSDL
DEM

Mô hình phân tích thứ bậc

Mô hình số độ cao

Digital Elevation Model

Đƣờng tuần tra biên giới

ĐTTBG
information

Hệ thông tin địa lý

GIS,
HTTĐL

Geographic
system

MCA

Multi-Criteria Analysis

Phân tích đa chỉ tiêu

TIN

Triangle Irregular Network.

Lƣới tam giác không đều

5


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ........................................................2
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................................................3
4. CƠ SỞ TÀI LIỆU ...................................................................................................3
5. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC..........................................................................................3
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUÁT NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ XÂY DỰNG ĐƢỜNG
TUẦN TRA BIÊN GIỚI
1.1. KHU VỰC BIÊN GIỚI VÀ VÀNH ĐAI BIÊN GIỚI ........................................4
1.1.1. Khái niệm về khu vực biên giới và vành đai biên giới ..................................4
1.1.2. Khái quát chung về việc xây dựng ĐTTBG .....................................................4
1.1.3. Ý nghĩa phục vụ của ĐTTBG ...........................................................................6
1.2. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐƢỜNG TUẦN TRA BIÊN GIỚI ............................8
1.3. ĐẶC ĐIỂM VỀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT TUYẾN ......................................8
1.3.1.Đặc điểm tuyến đi ..............................................................................................8
1.3.2. Các tiêu chuẩn mặt đƣờng .................................................................................9
1.3.3. Các yếu tố hình học của tuyến ..........................................................................9
1.3.4. Các tiêu chí ban đầu cho việc mở tuyến ...........................................................10
1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG .....................12
1.4.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên.........................................................................12
1.4.1.1. Vị trí địa lý .....................................................................................................12
1.4.1.2. Đặc điểm địa hình ..........................................................................................13
1.4.1.3. Đặc điểm địa chất ...........................................................................................14
1.4.1.4. Khí hậu ...........................................................................................................15
1.4.2. Tài nguyên thiên nhiên ......................................................................................16
1.4.2.1. Tài nguyên đất ................................................................................................16

1.4.2.2. Tài nguyên rừng Hà Giang .............................................................................17
1.4.2.3. Tài nguyên khoáng sản...................................................................................17
1.4.2.4. Tài nguyên nƣớc.............................................................................................17
1.4.3.Đặc điểm dân cƣ, kinh tế-xã hội ........................................................................19
1.4.3.1. Dân cƣ, dân tộc và nguồn lao động ................................................................19
1.4.3.2.Tiềm năng kinh tế............................................................................................21
6


1.4.3.2.1. Những lĩnh vực kinh tế lợi thế ....................................................................21
1.4.3.2.2. Tiềm năng du lịch........................................................................................21
1.4.3.3. Cơ sở hạ tầng ..................................................................................................22
1.4.3.4. Tai biến thiên nhiên ........................................................................................23
1.5. Tổng quan về GIS ................................................................................................23
1.5.1. Các khái niệm cơ bản về GIS ............................................................................24
1.5.2. Các hệ thống phụ của GIS .................................................................................27
1.5.3. Cấu trúc của một hệ thống GIS .........................................................................27
1.5.4. Chức năng của hệ thống GIS ...........................................................................29
1.5.5. Các chức năng phân tích không gian trong GIS ...............................................33
CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. PHƢƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG ( theo Quy trình khảo sát đường ô tô 22 TCN 263 -2000) .....................................................................................................35
2.1.1. Vạch tuyến trên bản đồ .....................................................................................35
2.1.2. Phóng tuyến định đỉnh, đo đạc ngoài ngoài thực địa ........................................36
2.2. PHƢƠNG PHÁP GIS ỨNG DỤNG TRONG VẠCH TUYẾN TUẦN TRA
BIÊN GIỚI ..................................................................................................................37
CHƢƠNG 3 - XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG TUẦN TRA BIÊN GIỚI TỈNH
HÀ GIANG BẰNG MÔ HÌNH TUYẾN GIÁ THẤP
3.1. MÔ HÌNH PHÂN TÍCH KHOẢNG CÁCH VÀ VẠCH TUYẾN CÓ GIÁ TRỊ
THẤP ..........................................................................................................................48
3.1.1. Mô hình xử lý (thiết lập trong Model builer ) ...................................................48

3.1.1.1. Quy trình - mô hình ........................................................................................48
3.1.1.2.Ý nghĩa của mô hình .......................................................................................50
3.2. Các bƣớc xử lý mô hình .......................................................................................51
3.2.1. Thiết lập cơ sở dữ liệu .......................................................................................51
3.2.2. Xác định các gía trị cho từng lớp thông tin .......................................................56
3.2.3. Chạy thuật toán tìm tuyến giá trị thấp ..............................................................69
3.2.4. Xác định tuyến với điểm đầu và điểm cuối.......................................................69
3.2.5. Bản đồ kết quả ...................................................................................................71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................72
1. Kết luận ...................................................................................................................72
2. Kiến nghị .................................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................74
7


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. ĐTTBG xuyên qua núi cao ..................................................................... 5
Hình 1.2. Hình ảnh về ĐTTBG đã làm xong .......................................................... 7
Hình1.3. Một số hình ảnh về mở ĐTTBG............................................................... 7
Hình1.4. Một số khó khăn khi mở đƣờng ............................................................... 9
Hình 1.5. Một đoạn ĐTTBG đã mở ở khu vực tỉnh Sơn La ................................... 10
Hình 1.6. Vị trí khu vực nghiên cứu -Tỉnh Hà Giang ............................................. 12
Hình 1.7. Hình ảnh về biên giới khu vực tỉnh Hà Giang......................................... 13
Hình 1.8. Địa chất hà Giang phức tạp tạo nên địa hình đa dạng ............................. 14
Hình 1.9. Du lịch Hà Giang với nhiều cảnh quan đẹp, đặc thù ............................... 16
Hình 1.10. Đất đai Hà Giang ở vùng cao ................................................................ 16
Hình 1.11. Thủy văn của hà Giang: sông Gâm ....................................................... 19
Hình 1.12. Hình ảnh về đồng bào dân tộc Hà Giang............................................... 19
Hình 1.13. Du lịch Hà Giang với nhiều tiềm năng .................................................. 22
Hình 1.14. Giao thông Hà Giang còn nhiều khó khăn ............................................ 22

Hình 1.15. Sự tƣơng quan giữa GIS và các hệ thông tin khác ................................ 24
Hình 1.16. Mô hình tổ chức của HTTĐL ............................................................... 27
Hình 1.17. Cấu trúc và chức năng của GIS ............................................................. 28
Hình 1.18. Thực thể không gian (a) và các lớp thông tin trên nó (b) ...................... 28
Hình 2.1. Vạch tuyến trên bản đồ dịa hình 1:50000................................................ 36
Hình 2.2. Hàm lan truyền. Thí dụ này cho thấy khoảng cách ngắn nhất không phải
luôn luôn là khoảng cách chi phí nhỏ nhất............................................................... 38
Hình 2.3. Phân tích vùng nhìn thấy ......................................................................... 39
Hinh 2.4. Mô hình tuyến thuận lợi .......................................................................... 41
Hình 2.5. Nguyên tắc tính toán để xây dựng hƣớng dòng chảy là tính toánvà so
sánh độ cao của từng pixel với 8 pixel xung quanh ................................................. 43
8


Hình 2.6. Sử dụng DEM để lọc và xác định bản đồ dòng chảy .............................. 43
Hình 3.1. Sơ đồ khối quá trình xử lý ....................................................................... 48
Hình 3.2. Mô hình xử lý thông tin trong Model builder của ARCGIS ................. 49
Hình 3.3. Các khối chức năng và các lớp thông tin của mô hình ......................... 49
Hình 3.4. Bản đồ DEM xây dựng từ nền địa hình tỉnh Hà Giang ........................... 52
Hình 3.5. Bản đồ địa mạo ........................................................................................ 53
Hình 3.6. Bản đồ các đứt gãy kiến tạo .................................................................... 54
Hình 3.7. Bản đồ trạng thái rừng ............................................................................. 55
Hình 3.8. Xác định điểm cho các lớp đánh giá ....................................................... 56
Hình 3.9. Bản đồ phân tầng độ cao ......................................................................... 63
Hình 3.10. Bản đồ mật độ đứt gãy kiến tạo ............................................................. 64
Hình 3.11. Bản đồ mật độ sông suối ....................................................................... 65
Hình 3.12. Bản đồ chia cắt sâu ................................................................................ 66
Hình 3.13. Bản đồ mật độ khoảng cách tới đƣờng giao thông ................................ 67
Hình 3.14 Bản đồ khoảng cách tới đƣờng biên giới................................................ 68
Hình 3.15. Đặt điểm đầu của tuyến ......................................................................... 69

Hình 3.16. Đặt điểm cuối của tuyến ........................................................................ 69
Hình 3.17. Bản đồ bề mặt giá trị (COST_SURFACE) tính 2 km từ đƣờng biên
giới..70
Hình 3.18. Bản đồ đề xuất tuyến đƣờng tuần tra dọc biên giới tỉnh Hà Giang ....... 71
Hình 3.19. Bản đồ đề xuất tuyến đƣờng tuần tra biên giới trên ảnh vệ tinh ........... 71
Hình 3.20. Bản đồ đề xuất tuyến đƣờng tuần tra biên giới phóng to, trên nền DEM
.................................................................................................................................. 72

9


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thiết lập thang điểm ...................................................................................52
Bảng 2.3. Điểm cho mức độ quan trọng .....................................................................53
Bảng 3.1. Thống kê dữ liệu đƣợc sử dụng ..................................................................51
Bảng 3.2. AHP và trọng số cho các lớp ......................................................................56

10


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Bá Chƣơng, Thiết kế tuyến đƣờng ô tô, NXB Giáo dục. (1996).
2. FIPI, 2010, Kiểm kê rừng toàn quốc. (2010).
3. Bộ TNMT, Atlast Quốc gia, 1: 1000.000.
4. TCVN 4054 : 2005, Đƣờng ô tô, Tiêu chuẩn thiết kế. HighwaySpecifications for design, Xuất bản lần 3.
5. Nguyễn Ngọc Thạch, Địa thông tin, NXB đại học Quôc Gia Hà Nội.
(2011).
6. Nguyễn Ngọc Thạch, Địa thông tin ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật.
(2012).
7. Nghị định 34/2014/NĐ-CP.

8. PGS. TS. Phạm Huy Khang, Giải pháp và tiêu chuẩn kỹ thuật cho
ĐTTBG, Bộ môn Đƣờng ô tô-sân bay, khoa công trình, trƣờng Đại học giao
thông vận tải.
9. Quy trình khảo sát đƣờng ô tô - 22 TCN 263 - 2000.
10. Trang web, www.hagiang.gov.vn
11. Trang web, www.chinhphu.vn
12. Trang web,

1