Khóa luận tốt ngiệp ỨNG DỤNG GIS tối ưu hóa số LƯỢNG và vị TRÍ lắp đặt TRẠM QUAN TRẮC LƯỢNG mưa TRÊN lưu vực SÔNG LA NGÀ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN VÀ GIS

BÁO CÁO KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG GIS TỐI ƯU HÓA
SỐ LƯỢNG VÀ VỊ TRÍ LẮP ĐẶT
TRẠM QUAN TRẮC LƯỢNG MƯA
TRÊN LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ

SVTH: Phan Thị Thanh Trúc
GVHD: ThS. Nguyễn Vũ Huy
KS. Nguyễn Duy Liêm
1


Nội
Nội dung
dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Nội dung
Đặt vấn đề
Khu vực nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Kết quả - thảo luận
Kết luận – kiến nghị
2


Nội dung

Đặt
Đặt vấn
vấn đề
đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Đặt vấn đề

• Mưa: một sản phẩm của quá trình ngưng tụ hơi

nước trong khí quyển và rơi xuống dưới tác dụng
của trọng lực.

Máy đo mưa: dụng đo lượng mưa trong một
khoảng thời gian (đơn vị đo: milimét).

•
•

Yếu tố ảnh hưởng đến thu
thập lượng mưa: độ cao trạm
quan trắc; vị trí giáp biển, hồ lớn;
địa hình đồi, núi; hướng gió thịnh
hành.

Dụng cụ đo mưa

Máy đo mưa
Agrarmeteorologie

3


Nội dung

Đặt
Đặt vấn
vấn đề
đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Đặt vấn đề (tt)
Thực trạng mạng lưới trạm đo mưa tại Việt Nam:
 Tồn tại nhiều bất cập trong việc đưa các trạm đo mưa từ dự án vào thực tế.
 Vị trí lắp đặt điểm đo mưa thường tại những nơi dễ quản lý (UBND, trường học,

nhà dân…)

Tối ưu số lượng và vị trí trạm:
 Số lượng trạm tối thiểu, thu thập số liệu tối đa.
 Đem lại hiệu quả đo mưa cao nhất và vị trí trạm phản ánh được tính chất mưa

trên khu vực.

 Yêu cầu một mạng lưới trạm đo đạt mức tối ưu về
số lượng và vị trí trạm

4


Nội dung

Đặt
Đặt vấn
vấn đề
đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Đặt vấn đề (tt)
Mục tiêu nghiên cứu:
Đánh giá hiệu quả trạm quan trắc hiện tại dựa

trên phương pháp thống kê không gian
Xác định số lượng trạm tối ưu, số lượng và vị trí
thích hợp lắp đặt trạm đo mưa bổ sung
Khu vực nghiên cứu: lưu vực sông La Ngà
Phương pháp nghiên cứu: ứng dụng thuật toán

phân tích và thống kê không gian của GIS.
5


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu
Khu vực
vực nghiên

nghiên cứu
cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Khu vực nghiên cứu
Chiều dài
290km
Diện tích
4.097,06 km22

6


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu
Khu vực
vực nghiên
nghiên cứu
cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Khu vực nghiên cứu (tt)
Địa hình: Vùng thượng lưu, vùng trung lưu, vùng

hạ lưu.
Khí hậu: Vùng thượng lưu mang sắc thái vùng

Nam Tây Nguyên, vùng hạ lưu giống vùng Nam Bộ
Lượng mưa: 2.250 mm/năm

Thủy văn:
1 km2 có từ 0,4 – 0,5 km sông suối
7


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu
Khu vực
vực nghiên
nghiên cứu
cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Khu vực nghiên cứu (tt)
Vị trí trạm đo mưa trên
lưu vực sông La Ngà

8


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu
Thu
thập

dữ
liệu

Vị trí trạm
đo mưa
trong và
ngoài lưu
Sốvực
liệu

đo
mưa

Vị trí trạm đo
mưa hiện tại
Hệ thống đường
giao thông, thủy
văn
Bản đồ sử dụng
đất

Đánh giá độ
chính xác
mạng lưới
hiện tại
Nội suy
phân vùng
mưa

Đề xuất số

lượng trạm
lắp thêm

Phân bố, xác
định số lượng
trạm tối ưu
Xác định khu
vực thích hợp
lắp đặt thêm
trạm

Thiết kế
mạng lưới
trạm đo
mưa cần lắp
đặt thêm
9


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu (tt)
Đánh giá độ chính xác mạng lưới hiện tại:
 Đánh giá độ chính xác cho phép xác định mức độ tin cậy của mạng lưới trạm

đo hiện tại.
 Độ chính xác được xác định thông qua sai số thực (sai số hiện tại) của mạng

lưới.

(*)

Trong đó, p: Mức độ sai số hiện tại, Cv: Hệ số biến thiên
lượng mưa của các trạm quan trắc mưa hiện có, N số
trạm hiện có trên lưu vực
(*) Văn phòng tiêu chuẩn Ấn Độ và Bộ phận khí tượng Ấn Độ (IS 1968)

10


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu (tt)
Đề xuất số lượng trạm lắp thêm:
 Phương trình IS 1968

:

(*)

N

số trạm tối ưu
n số trạm hiện tại
x1, x2,…,xi: lượng mưa của
trạm 1, 2,…,i

lượng mưa trung bình của n trạm

Số lượng trạm lắp thêm =
N-n

(*) Văn phòng tiêu chuẩn Ấn Độ và Bộ phận khí tượng Ấn Độ (IS 1968)
11


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu
Thu
thập
dữ
liệu

Vị trí trạm
đo mưa
trong và
ngoài lưu

Sốvực
liệu

đo
mưa

Vị trí trạm đo
mưa hiện tại
Hệ thống đường
giao thông, thủy
văn
Bản đồ sử dụng
đất

Đánh giá độ
chính xác
mạng lưới
hiện tại
Nội suy
phân vùng
mưa

Đề xuất số
lượng trạm
lắp thêm

Phân bố, xác
định số lượng
trạm tối ưu
Xác định khu

vực thích hợp
lắp đặt thêm
trạm

Thiết kế
mạng lưới
trạm đo
mưa cần lắp
đặt thêm
12


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu (tt)
Nội suy phân vùng mưa:

 Phản ánh sự phân bố về mặt không gian của lượng mưa,
 Phân định vùng mưa trên lưu vực.

Phân bố, xác định số lượng trạm tối ưu:

Nội suy
phân vùng
mưa

Phân vùng
mưa, diện
tích từng
Sốvùng
lượng
trạm hiện
tại trên lưu
vực

Số lượng
trạm phân bổ
cho từng
vùng mưa
13


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu
Thu
thập
dữ
liệu

Vị trí trạm
đo mưa
trong và
ngoài lưu
Sốvực
liệu

đo
mưa

Vị trí trạm đo
mưa hiện tại
Hệ thống đường

giao thông, thủy
văn
Bản đồ sử dụng
đất

Đánh giá độ
chính xác
mạng lưới
hiện tại
Nội suy
phân vùng
mưa

Đề xuất số
lượng trạm
lắp thêm

Phân bố, xác
định số lượng
trạm tối ưu
Xác định khu
vực thích hợp
lắp đặt thêm
trạm

Thiết kế
mạng lưới
trạm đo
mưa cần lắp
đặt thêm

14


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu (tt)
Xác định khu vực thích hợp lắp đặt thêm trạm
Buffer
100m

Hệ thống đường
giao thông, thủy
văn
Trạm
đo mưa

Buffer
10km

Vùng đệm
đường giao
thông

Khu vực
Vùng đệm trạm
đồi, núi
khu vực đồi, núi Chồng
Buffer
lớp
Khu
vựcthích
Vùng đệm trạm
Khu
vực
hợp lắp
15km
đồng
đặt
trạm đo
mưa khu vực đồng
bằng
bằng
Đất dân cư

Dữ liệu nền
lưu vực

sông La Ngà

trừ

Khu vực không thích
hợp lắp đặt trạm đo
mưa

15


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương
Phương pháp
pháp nghiên
nghiên cứu
cứu

Kết quả - thảo luận

Kết luận – kiến nghị

Phương pháp nghiên cứu (tt)
Thiết kế mạng lưới trạm đo mưa cần lắp đặt

thêm
 Mạng lưới trạm đo mưa bổ sung được thiết kế dựa trên việc kết hợp mạng

lưới cũ và định vị điểm ngẫu nhiên

Ranh giới vùng
mưa
Khu vực thích hợp
lắp đặt trạm đo
mưa
Số lượng trạm phân
bổ cho từng vùng
mưa

Định vị điểm
ngẫu nhiên
với khoảng
cách mặc
định 10km

Mạng lưới trạm
đo mưa bổ sung
trên lưu vực

16


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết
Kết quả
quả -- thảo
thảo luận
luận

Kết luận – kiến nghị

Kết quả - thảo luận
Đánh giá độ chính xác mạng lưới hiện tại, đề xuất

số lượng trạm lắp thêm
 Sử dụng số liệu lượng mưa của 5 trạm là Di Linh, Bảo Lộc, Tà Pao, Xuân Lộc,

Đại Nga.
 Mức độ sai số thực của mạng lưới trạm hiện tại:

 Khi giảm sai số p=5%

Độ chính xác mạng lưới
hiện tại = 100% - 11 % =
89%

Số lượng trạm lắp thêm =N – n
= 26 -5 =21 trạm

17


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết
Kết quả
quả -- thảo
thảo luận
luận

Kết luận – kiến nghị

Nội suy phân vùng mưa:

Phân vùng mưa trên
lưu vực sông La Ngà

18


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết
Kết quả
quả -- thảo
thảo luận
luận

Kết luận – kiến nghị

Kết quả - thảo luận (tt)
Phân bố, xác định số lượng trạm trên từng khu vực
Vùng mưa

Diện tích
(km2)

Diện tích (%) (D)

NXD

Làm tròn phần

Trạm đo mưa

(N=26)

nguyên

hiện tại

Trạm đo
mưa thêm
vào

1

78.27

1.91

0.5

1

-

1

2

129.47

3.16

0.82

1

1

-

3

101.21

2.47

0.64

1

-

1

4

144.37

3.524

0.92

1

-

1

5

212.19

5.179

1.35

1

-

1

6

546.66

13.343

3.47

3

1

2

7

972.33

23.732

6.17

6

1

5

8

1,148.56

28.034

7.29

7

1

6

9

442.88

10.81

2.81

3

-

3

10

206.28

5.035

1.31

1

-

1

11

107.12

2.615

0.68

1

1

-

12

7.71

0.188

0.05

0

-

-

4,097.06

100

26

26

5

Tổng

21 19


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết
Kết quả
quả -- thảo
thảo luận
luận

Kết luận – kiến nghị

Kết quả - thảo luận (tt)
Khu vực thích hợp lắp đặt
trạm đo mưa trên lưu vực

sông La Ngà

20


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết
Kết quả
quả -- thảo
thảo luận
luận

Kết luận – kiến nghị

Kết quả - thảo luận (tt)
Mạng lưới trạm đo mưa
bổ sung trên lưu vực sông
La Ngà

21


Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết
Kết luận
luận –– kiến
kiến nghị
nghị

Kết luận – kiến nghị
Độ tin cậy mạng lưới trạm hiện tại trên lưu vực sông

La Ngà khoảng 89%.
Với độ tin cậy 95% , đề xuất số lượng trạm tối ưu là

26 trạm và số lượng trạm bổ sung cho 11 vùng mưa.
Xác định khu vực thích hợp lắp đặt thêm các trạm bổ

sung cho mạng lưới hiện tại.
Thiết kế mạng lưới trạm đo mưa bổ sung cho mạng

lưới cũ
22

Nội dung

Đặt vấn đề

Khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả - thảo luận

Kết
Kết luận
luận –– kiến
kiến nghị
nghị

Kết luận – kiến nghị
Hỗ trợ, cung cấp cơ sở khoa học cho việc xác

định số lượng và vị trí tối ưu lắp đặt trạm quan
trắc lượng mưa.
Khảo sát thực địa để xác định vị trí chính xác

lắp đặt trạm
Tiến hành thêm những nghiên cứu tương tự cho

các yếu tố khí tượng khác.
23

24


Vị trí trạm đo mưa trên
lưu vực sông La Ngà

25