16
| 727 HPHƯƠNG PHÁP ĐỊA TIN HC NGHIÊN CU ĐA LĨNH VC TNHIÊN - XÃ HI PGS. TS Trương Xuân Lun Trường Đại hc M- Địa cht, Vit Nam GS. Mamoru Shibayama Trường Đại hc Kyoto, Nht Bn PGS. TS. Yonezawa Go Đại hc thành phOsaka, Nht Bn 1. Đặt vn đề Địa tin hc (geoinformatics) - mt ngành khoa hc ghép, là khoa hc sdng và phát trin trên cơ shtng ca khoa hc thông tin để gii quyết các vn đề vđịa lý, khoa hc Trái Đất và ccác vn đề khoa hc xã hi - nhân văn; liên quan đến rt nhiu nhánh khoa hc kthut khác nhau. Địa tin hc (ĐTH) kết hp vic phân tích và mô hình hóa không gian, xây dng cơ sdliu không gian, thiết kế hthng thông tin, tương tác gia con người - máy tính và các công nghmng. Công nghđịa tin hc bao gm hthông tin địa lý (GIS), hthng định vtoàn cu (GPS), vin thám (RS), các mô hình svà hthng htrquyết định không gian, thi gian (như là 4 chiu),... Để địa tin hc phát trin ti đa khnăng to ln ca mình, phi đặt nó vào liên ngành rng ln hơn là thông tin khu vc hc. Thông tin khu vc hc (cũng như địa tin hc) là skết hp gia tin hc vi khoa hc nhân văn, xã hi và tnhiên trong hsinh thái tnhiên và môi trường (lch s, văn hóa, nhân văn,... và cchính tr) [4]. 2. Cơ sphương pháp lun và khnăng ng dng đa ngành ca địa tin hc Tùy tng lĩnh vc ng dng, hphương pháp ĐTH phi có các bước vi phương pháp cthvà nhng nhim vgii quyết tương thích, song tng thbao gm:

HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA TIN HỌC NGHIÊN CỨU ĐA LĨNH VỰC …repository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/11541/1/727_PDFsam_25nam... · văn; liên quan đến rất nhiều

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

| 727

HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA TIN HỌCNGHIÊN CỨU ĐA LĨNH VỰC TỰ NHIÊN - XÃ HỘI

PGS. TS Trương Xuân Luận

Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam

GS. Mamoru Shibayama

Trường Đại học Kyoto, Nhật Bản

PGS. TS. Yonezawa Go

Đại học thành phố Osaka, Nhật Bản

1. Đặt vấn đề

Địa tin học (geoinformatics) - một ngành khoa học ghép, là khoa học sử

dụng và phát triển trên cơ sở hạ tầng của khoa học thông tin để giải quyết các

vấn đề về địa lý, khoa học Trái Đất và cả các vấn đề khoa học xã hội - nhân

văn; liên quan đến rất nhiều nhánh khoa học kỹ thuật khác nhau. Địa tin học

(ĐTH) kết hợp việc phân tích và mô hình hóa không gian, xây dựng cơ sở dữ

liệu không gian, thiết kế hệ thống thông tin, tương tác giữa con người - máy

tính và các công nghệ mạng. Công nghệ địa tin học bao gồm hệ thông tin địa

lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS), viễn thám (RS), các mô hình số và hệ

thống hỗ trợ quyết định không gian, thời gian (như là 4 chiều),... Để địa tin học

phát triển tối đa khả năng to lớn của mình, phải đặt nó vào liên ngành rộng

lớn hơn là thông tin khu vực học. Thông tin khu vực học (cũng như địa tin học) là

sự kết hợp giữa tin học với khoa học nhân văn, xã hội và tự nhiên trong hệ sinh

thái tự nhiên và môi trường (lịch sử, văn hóa, nhân văn,... và cả chính trị) [4].

2. Cơ sở phương pháp luận và khả năng ứng dụng đa ngành của địa tin học

Tùy từng lĩnh vực ứng dụng, hệ phương pháp ĐTH phải có các bước với

phương pháp cụ thể và những nhiệm vụ giải quyết tương thích, song tổng

thể bao gồm:

728 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

a. Khảo sát, thu thập các dữ liệu liên quan của đối tượng nghiên cứu

(ĐTNC) theo hướng kỹ thuật số (chụp ảnh, quay phim, các tài liệu thuộc

tính,…) và đặc biệt các dữ liệu đầu vào đó phải được tổ chức trong một cơ

sở dữ liệu (dạng biểu bảng, dạng đồ họa - các lớp thông tin bản đồ số được

quản trị trong môi trường hệ thông tin địa lý - GIS);

b. Nghiên cứu chi tiết bằng kiến thức chuyên gia để nhận thức gần

đúng bản chất ĐTNC;

c. Gia công, xử lý số liệu; phân tích không gian; xây dựng mô hình, mô

phỏng;… đưa ra kết luận.

Khu vực học là một ngành khoa học trẻ, ra đời do đòi hỏi thực tế

khách quan của bất kỳ quốc gia nào. ĐTH áp dụng trong khu vực học như

là hệ phương pháp mới, một cách tiếp cận mới. ĐTH và khu vực học có

quan hệ mật thiết với nhau (hình 1). Có thể có nhiều, song thông tin khu

vực học thường có 3 trình tự nghiên cứu chính:

a. Nghiên cứu thực nghiệm của khu vực học dựa vào các phương pháp

của ĐTH. Đó là các nghiên cứu về tài nguyên thiên nhiên và khai thác sử

dụng hợp lý kinh tế, đảm bảo phát triển bền vững; về sự thay đổi hành vi

nhận thức (chính trị); sự phát triển đô thị; thay đổi về lịch sử, văn hóa theo

thời gian; những nghiên cứu thực nghiệm về sinh thái xã hội, nhân văn,…

b. Nghiên cứu nắm bắt các hệ thống thông tin tiên tiến của khu vực học

gồm kỹ thuật số; bảo tàng số, phòng thí nghiệm số; các hệ thống hình ảnh 3

chiều về sinh thái, môi trường tự nhiên, thông tin sinh thái học về con người

(xã hội); hệ thông tin địa lý, dữ liệu viễn thám trong nghiên cứu lịch sử.

c. Nghiên cứu, chia sẻ tài nguyên thông tin và hạ tầng cơ sở khu vực học.

Đó là những nghiên cứu liên quan đến thông tin và sử dụng triệt để hạ

tầng cơ sở thông tin, các hệ thống giảng dạy từ xa, hội thảo video trực tuyến

qua mạng; việc chia sẻ tài nguyên thông tin thông qua các thông tin đặc tả

vốn thích nghi với các phương tiện giáo dục ban đầu và thứ cấp như sách, bản

đồ,…; xây dựng cơ sở hạ tầng cho các hệ thống chia sẻ thông tin để thu thập,

tích lũy, tra cứu, phân tích,… cung cấp cho nhiều người xoay quanh công tác

nghiên cứu thực địa và thành lập các lớp thông tin bản đồ số các loại.

Thông tin khu vực học là lĩnh vực liên ngành gồm khu vực học và tin học

nói riêng, ĐTH nói chung; trong đó ĐTH sẽ cung cấp cho khu vực học các

phương pháp nghiên cứu và tri thức mới. Mối quan hệ này được mô tả như ở

hình 1. Hình 2 là một ví dụ về việc ứng dụng GIS/RS trong nghiên cứu lịch sử.

| 729

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 3 mô tả các bước nghiên cứu:

a. Xây dựng bản đồ chuyên đề, như các bản đồ cổ địa lý, lịch sử phát

triển địa chất, đô thị hóa hoặc các bản đồ về những hiện tượng, sự kiện lịch

sử trong không gian với tập hợp các thuộc tính liên quan;

b. Khai thác và phân tích dữ liệu nhằm đưa ra những nhận định, phát

hiện mới để có được những nhận thức (hiểu biết) mới từ việc phân tích

tổng hợp hoặc tương quan trên cơ sở khối lượng lớn dữ liệu được thể hiện

bằng các thuộc tính, các lớp thông tin bản đồ chuyên đề;

c. Khảo sát, đo vẽ thực địa, thu thập, kiểm chứng các giả thuyết và

khẳng định các tình huống, các sự kiện,…;

d. Xây dựng các mô hình khái niệm, mô hình định lượng để dự báo và

đưa ra những kết luận theo yêu cầu bài toán.

Hình 2. Ứng dụng GIS/RS trong nghiên cứu lịch sử

Các sự kiện, hiện tượng, chỉ số,..

Miêu tả, giải thích hiểu biết về lịch sử dự trên thực tế

Cái gì, ở đâu, như thế nào và tại sao?

Yếu tố thời gian

Khi nào?

Quan điểm nhìn nhận về GIS/RS

Xử lý các sự kiện và hiện tượng,… trên bản đồ

Thông tin khu vực (2D/3D) với yếu tố thời gian

Nghiên cứu lịch sử trong không gian 4D (4 chiều)

730 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 3. Phương pháp ĐTH trong khu vực học

Thông tin khu vực học như là lĩnh vực liên ngành

Tiếp cận

Các yếu tố bản đồ, sự kiện, hiện tượng nổi trội, đặc thù

□ Bản đồ cơ sở các loại

□ Những đặc điểm địa lý và các đặc điểm nổi trội khác

Dữ liệu và phân tích dữ liệu

□ Quy tắc khai thác, phát hiện, tính hệ thống

□ Phân tích thống kê

Xác minh, đối sánh, nhận xét,...

□ Thực địa kiểm chứng

□ Quan hệ tương quan, tính tương tác

Mô hình/mô phỏng

□ Mô hình khái niệm, mô hình định lượng,…

Địa thống kê và nghiên cứu khu vực trong không gian 4 chiều

Nghiên cứu khu vực trong kỷ nguyên số

3. Một số kết quả nghiên cứu:

3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu

Để đáp ứng cho yêu cầu nghiên cứu hiện đại, đặc biệt giúp quản lý

bằng máy tính, chia sẻ thông tin, nhiệm vụ đầu tiên là xây dựng được bộ cơ

sở dữ liệu số. Các tác giả đã có bộ Dữ liệu với rất nhiều chủng loại thông tin:

(1) Các thông tin về hành chính - địa hình - địa mạo - địa chất - tài nguyên

(nước, khoáng sản, rừng,…); (2) thông tin về các di tích lịch sử - văn hóa

Hà Nội, trong đó một số đã được thành lập mô hình 3 chiều; (3) thông tin

môi trường sinh thái - tai biến thiên nhiên - địa chất; (4) thông tin về bản

đồ các loại; (5) thông tin về điều tra xã hội học và nhiều loại thông tin khác.

Để các dữ liệu nghiên cứu được tích hợp từ nhiều nguồn khác nhau,

được chia sẻ bởi nhiều tổ chức, được trao đổi giữa nhiều nhà khoa học, dễ

dàng hiển thị trên trang Web,… tất cả các dữ liệu đều được chuẩn hóa. Một

chuẩn khuôn dạng có thể đáp ứng được tất cả các tiêu chí đó chỉ có thể

được xây dựng dựa trên XML (viết tắt của eXtensible Markup Language -

Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng). XML là ngôn ngữ đánh dấu với mục đích

| 731

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

chung do tổ chức World Wide Web Consortium (W3C) đề xuất, là ngôn ngữ

có khả năng mô tả nhiều loại dữ liệu khác nhau như dữ liệu có cấu trúc,

bán cấu trúc và không cấu trúc. Mục đích chính của XML là làm đơn giản

hóa việc trao đổi, chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là

các hệ thống được kết nối với Internet. Các ngôn ngữ dựa trên XML (ví dụ:

RDF, RSS, MathML, XHTML, SVG, GML và cXML) được định nghĩa theo

cách cho phép các phần mềm sửa đổi và kiểm tra tính hợp lệ mà không cần

có hiểu biết trước về hình thức của chúng…

Tất cả các dữ liệu đều được tổ chức có cấu trúc ở hai dạng chính: biểu

bảng và các bản đồ số theo mô hình quan hệ, được quản trị trong các phần

mềm GIS, cơ bản là phần mềm ArcGIS.

Bảng 1 là một ví dụ về các dữ liệu GIS lịch sử, văn hóa của Hà Nội đã

được thu thập, nghiên cứu.

Bảng 1. Dữ liệu GIS lịch sử, văn hóa của Hà Nội

A. Các đặc điểm văn hóa, lịch sử

Hạng mục

(1) Số TT của điểm, (2) Tên điểm, (3) Tên địa phương (địa chỉ), (4) Vĩ độ, (5) Kinh độ, (6) Độ cao địa hình, (7) Khoảng thời gian trong lịch sử, (8) Mô tả, (9) Nét nổi bật về kiến trúc và lịch sử, (10) Danh mục tài liệu tham khảo, (11) Ảnh chụp, (12) Ảnh hoạt hình.

B. Hình ảnh hoạt hình

Hạng mục

(1) Số TT của điểm, (2) Tên điểm, (3) Tên địa phương (địa chỉ), (4) Vĩ độ, (5) Kinh độ, (6) Độ cao địa hình, (7) Khoảng thời gian trong lịch sử, (8) Mô tả, (9) Nét nổi bật về kiến trúc và lịch sử, (10) Danh mục tài liệu tham khảo, (11) Hoạt hình máy tính

3.2. Một số kết quả

Kết quả có rất nhiều, trong khuôn khổ bài báo, chúng tôi chỉ có thể dẫn

ra một số, đó là:

1. Sự thay đổi đô thị trong thời kỳ Pháp thuộc bằng phân tích không gian trong GIS

Từ các bản đồ thành phần (như là từng lớp thông tin) đã thành lập

bản đồ tổng hợp và từ bản đồ chuyên đề này đã trả lời được nhiều vấn đề,

đơn cử:

Đã chồng xếp các bản đồ Hà Nội lịch sử các năm khác nhau và bản

đồ địa hình lên ảnh hàng không và vệ tinh (IKONOS - độ phân giải 1 m

hoặc QUICKBIRD - độ phân giải 0,6 m) cùng với các dữ liệu liên quan khác

(bảng 2). Từ bản đồ tổng hợp đó, chúng ta có cái nhìn tổng quan hơn, sát

thực hơn về các thay đổi về hình thái Hà Nội.

732 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Bảng 2. Các tư liệu đưa vào nghiên cứu

A. Bản đồ lịch sử:

(1) Các năm 1873, 1886, 1896, 1915, 1925, 1936, 1942, 1968, 1980, 2000,…

(2) Các bản đồ vẽ tay

B. Bản đồ địa hình

(1) Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:5000, 1:2000

(2) Bản đồ số hóa (dạng vector)

C. Ảnh vệ tinh IKONOS, QUICKBIRD

D. Ảnh hàng không

Phân tích dựa trên bằng chứng các năm như ở bảng 2, có thể nhận

định: (1) Quá trình quy hoạch phát triển đô thị trong Hoàng thành và lân

cận trong suốt thời kỳ Pháp thuộc và trong những năm thập kỷ 90 thế

kỷ 19, những bức tường và hào xung quanh Hoàng thành đã không còn.

(2) Nhiều ao hồ trong khu phố cổ đã giảm đi trong thập kỷ 90 của thế kỷ

19, một số đường phố mới xuất hiện. Trong suốt thời gian này, việc xây

dựng đê kè nhằm chống lại lũ lụt, sự phát triển trong khu phố cổ gia tăng

nhanh chóng. (3) Trong gần 10 năm từ 1890 đến 1900, sự đô thị hóa xuất

hiện ngày càng nhanh về hướng tây, từ phía tây của sông Hồng đến phía

nam của Cấm thành. (4) Nhiều đường phố hiện nay của Hà Nội đã được

hình thành từ thời kỳ phát triển đô thị thời Pháp và hầu như đã hoàn

thành vào năm 1936, ngoại trừ khu vực ở gần hồ Bảy Mẫu và phía nam

của Cấm thành.

+ Những vết tích của Hoàng thành Thăng Long

Để nghiên cứu di tích còn lại của Cấm thành, các bản đồ từ năm 1885

đến 1902 được đặt lên bản đồ số năm 2005. Sự khác nhau được thể hiện ở

bản đồ các năm đó. Bản đồ năm 1885 (hình 4) bắt đầu thời kỳ Pháp thuộc.

Bức tường của Hoàng thành được miêu tả chính xác trên bản đồ này,

nhưng Hà Nội ngày nay không có vết tích gì về nó hay hào xung quanh,

ngoại trừ sơ đồ dạng bàn cờ các đường phố (hình 4, 5). Một thập kỷ sau,

số lượng doanh trại quân đội đã gia tăng bên trong Hoàng thành dọc theo

phố Phùng Hưng (hình 4). Vào năm 1902, bức tường và hào của Hoàng

thành đã hoàn toàn không thấy, mặc dù các doanh trại quân đội trong

thành vẫn còn lại. Vì vậy, sự phá hủy tường hào phát triển rất nhanh trong

thập kỷ này cho đến sau năm 1890.

| 733

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 4. Sự thay đổi của Hoàng thành từ năm 1885 đến năm 1902

+ Sự giảm diện tích phân bố nước mặt

Sự thay đổi những khu vực chứa nước từ năm 1885 đến 2005 ở trung

tâm Hà Nội được tiến hành kiểm tra bằng quá trình trích lục các ao hồ và

đầm lầy trên bản đồ các năm 1885, 1890, 1898, 1936 và 2005. Lấy bản đồ năm

1885 (hình 6a) làm cơ sở. Bảng 1 và hình 6b, chỉ ra sự thay đổi của bề mặt

nước. Diện tích nước mặt của các năm 1890, 1898, 1936 và 2005 giảm dần từ

89,1; 72,2; 44;2, và 22,8%; nếu xem diện tích nước mặt năm 1885 là 100% (hình

6c) Như vậy, diện tích nước mặt giảm qua các năm. Đến năm 1936, diện

tích nước mặt giảm 55,8%. Kết quả cho thấy, diện tích nước mặt thu hẹp rất

nhanh chóng từ năm 1885 đến 1898, so với một phần ba của thế kỷ 20.

Hình 5. Thay đổi tại vị trí cụ thể của hoàng thành

In 1885

In 1894

In 1902

Change of Thang Long Citadel: 1885-1902

------:Roads in 2005

Transition in the periphery of Thang Long Citadel : 1885 - 1894

1885and2005

1890and2005

1894and2005

Many ponds  and marsheswere disappeared

Military buildings  were increased

Villages  were increased in old town

1890and2005

734 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 6b. Thể hiện sự giảm diện tích nước mặt

2. Kết quả phân tích mô hình số độ cao (DEM)

Sự khác nhau giữa DEM năm 2005 và DEM 1950 được dẫn ra ở hình 8a.

Nơi có màu tối là khu vực có độ cao năm 2005 lớn hơn so với năm 1950. Hai

điểm nhấn ở hình 8a là, thứ nhất độ cao của đê hai năm 2005 và 1950 chênh

nhau 2 mét. Chiều cao trung bình của đê năm 2005 là 12 mét, chiều cao trung

bình của đê năm 1950 là 10 mét. Với các dẫn liệu lịch sử, Haruyama [2004] đưa

ra giả thiết chiều cao của đê năm 1809 là 3,5 mét. Qua thời gian, con đê không

ngừng được tôn cao; điểm nhấn thứ hai là đã có sự sụt lún trong khu phố cổ.

1885 1890 1898

1936 2005

Hình 6a. Bản đồ vềGiảm diện tích bề mặtnước (ao, hồ, ruộngnước,…)

| 735

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 8b là bản đồ chồng ghép từ bản đồ khác với bản đồ hình 8a. Nơi

có màu tối là khu vực thấp hơn so với năm 1950. Độ cao trung bình của

khu phố cổ là 9 m tại thời điểm 2005; có cao độ thấp hơn 0,5 mét so với năm

1950. Số liệu này đã minh chứng cho sự sụt lún xẩy ra tại khu phố cổ là 0,5

m sau 55 năm.

Trên bản đồ năm 2005, số tầng của các nhà, chỉ rõ độ cao và được đưa

vào GIS như dữ liệu ba chiều (được gọi là “đặc điểm” trong hệ thống GIS”)

cho ta một mô hình cảnh quan đô thị ba chiều. Nếu gắn với mốc thời gian,

giúp cho việc khôi phục lại cảnh quan đô thị tại thời điểm đó; bao gồm cả

việc phân bố các loại nhà khác nhau. Ngoài ra, có thể xây dựng một góc

nhìn tổng quan về sự phát triển đô thị hiện tại ở những địa điểm mà trước

đó có sự tồn tại của nước mặt.

Mật độ của các tòa nhà được thể hiện trên 2 chiều (hình 9) đối với

năm 2005 và hình 10 đối với năm 1885. Hình 11 minh họa cảnh quan của

năm 2005 từ góc nhìn trên cao sau khi nhập giá trị độ cao phù hợp của

từng tòa nhà.

So sánh cảnh quan năm 2005 và 1885 có thể nhận thấy: (1) sự giảm

mạnh của các diện tích nước mặt. Đặc biệt, hào và tường thành cổ đã không

còn. (2) Mật độ các tòa nhà trên một đơn vị diện tích năm 2005, tất nhiên là

khác so với năm 1885.

Hình 7. Bản đồ DEM vùng nghiên cứu

(a) Bản đồ DEM (b) DEM với khoảng cách các

đường đồng mức là 0,5 mét

736 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

(a) DEM khác nhau giữa các năm 2005 (b) Bản đồ (tỷ lệ 1:2000)

và 1950 chồng ghép các

DEM khác nhau

3. Định vị các làng cổ bằng ước lượng không gian trong GIS

Bản đồ năm 1873 cho thấy tên các thôn làng cổ ở trung tâm Hà Nội

trước thời kỳ trước Pháp thuộc, nhưng cũng rất khó để ước lượng được độ

chính xác về vị trí và khoảng cách giữa các con đường và các công trình xây

dựng vào thời gian đó bởi vì bản đồ lúc bấy giờ chỉ được vẽ bằng tay. Bằng

công nghệ GIS, kết quả được thể hiện trên hình 12 và 13.

Với bản đồ số trong GIS, có thể xác định được số lượng các công trình

xây dựng, độ dài của đường phố, sự khác nhau giữa các nhà lá và nhà ngói,

những khu vực có nước.

Hình 9. Các tòa nhà Hình 10. Các nhà trong Hình 11. Mô hình 3 năm 2005 khu phố cổ chiều năm 2005

Hình 8. Các DEM khác nhau giữa các năm 2005 và 1950

| 737

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Đã sử dụng phương pháp phân tích biểu đồ phân bố Voronoi để phân

chia một vùng thành nhiều khu vực nhỏ và để ước tính diện phân bố của

mỗi thôn làng, như hình 14. Bằng việc so sánh và kiểm tra kết quả trên với

sơ đồ Voronoi, có thể ước tính chính xác hơn mối quan hệ về vị trí của các

thôn làng cổ.

4. Sự biến động hình thái lòng sông Hồng

Biến động hình thái lòng sông gồm biến động đường bờ (xói lở, bồi tụ)

và các bãi bồi (ven bờ, giữa dòng).

Dữ liệu nghiên cứu là ảnh Landsat TM và ETM chụp khu vực sông

Hồng thuộc địa phận Hà Nội vào các ngày 2/01/1996, 13/01/2003, 19/11/2011

và 16/6/2013. Các tác giả đã nghiên cứu theo sơ đồ tóm tắt ở hình 15.

Ảnh vệ tinh quang học sông Hồng

thuộc địa phận Hà Nội

Landsat thời gian T1 Landsat thời gian T3 Landsat thời gian T2

Bản đồ đường bờ

và bãi bồi T1

Bản đồ biến động hình thái lòng

sông Hồng năm T1- T2

Tài liệu khác

- Bản đồ địa hình

- Dữ liệu thực địa

….

Bản đồ đường bờ

và bãi bồi T3 Bản đồ đường bờ

và bãi bồi T2

Bản đồ biến động hình thái lòng

sông Hồng năm T2 - T3

Nắn chỉnh hình học

Xác định đường bờ,

ranh giới bãi bồi

Hình 15. Sơ đồ tính toán biến động hình thái lòng sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội

Hình 12. Sự phân bố các Hình 13. Vị trí các nhà, Hình14. Dự báo vị trí năm 1873 ảnh năm 2005 các làng năm 1888 bằng biểu đồ Voronoi

738 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được các bản đồ hiện trạng biến đổi

lòng sông qua các năm và thể hiện trên các bản đồ hình 16, 17 và 18, với

khối lượng cụ thể như sau:

+ Giai đoạn 1996 - 2003: Diện tích bồi tụ là 26,3 km2, diện tích xói lở là

11,7 km2.

+ Giai đoạn 2003 - 2011: Diện tích bồi tụ là 11,2 km2, diện tích xói lở là

23,8 km2,

+ Giai đoạn 2011 - 2013: Diện tích bồi tụ là 0,6 km2, diện tích bị lở là 14,8 km2.

Hình 16. Bản đồ phân bố vùng xói lở, bồi tụ bờ sông Hồng

thuộc địa phận Hà Nội giai đoạn 1996 - 2003

| 739

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 17. Bản đồ phân bố vùng xói lở, bồi tụ bờ sông Hồng

thuộc địa phận Hà Nội giai đoạn 2003 - 2011

4. Kết luận và trao đổi

1. Bằng phân tích không gian trong GIS, với việc xác định vị trí không

gian trên nhiều lớp thông tin bản đồ cơ sở sẽ giảm thiểu sự tùy ý diễn giải

những thay đổi theo thời gian của các hiện tượng được thể hiện trên bản

đồ. Ngoài ra, những phân tích định lượng và ước lượng không gian là khả

thi đối với diện tích đất của Hoàng thành và các thôn làng cổ; khoảng cách

giữa các làng, sự phân bố, mật độ và vị trí của các làng căn cứ vào bản đồ

minh họa 1873; sự khác biệt giữa vật liệu làm nhà năm 1873; mốc thời gian

xây dựng các bờ đất cao và sự giảm đi của diện tích nước mặt; cũng như sự

phân bố của các di tích, tàn tích và các địa điểm lịch sử. Việc xây dựng mô

hình địa hình ba chiều cho thấy cái nhìn rõ nét về thay đổi cảnh quan và

740 |

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

sự sụt lún của khu phố cổ Hà Nội. Bằng công nghệ GIS và RS, chúng ta có

bản đồ sự biến đổi lòng sông Hồng theo thời gian.

Hình 18. Bản đồ phân bố vùng xói lở, bồi tụ bờ sông Hồng

thuộc địa phận Hà Nội giai đoạn 2011 - 2013

2. Những sự kiện và hiện tượng riêng lẻ, sự phát triển của không

gian và thời gian có thể được đồ thị hóa và những quan hệ tương hỗ giữa

chúng có thể nhận biết được. Khi nhìn nhận từ góc độ địa tin học; những

hiện tượng này được thể hiện về “vị trí” và “độ cao” như minh họa trong

kết quả nghiên cứu. Nghĩa là, những sự kiện và hiện tượng này được thể

hiện bằng không gian ba chiều. Khi trục thời gian được đưa vào, có thể

nhìn nhận trên mô hình không gian thời gian (bốn chiều). Điều này cho

phép quan sát thấy sự chuyển động tổng thể và động lực phát triển của

vùng nghiên cứu.

3. Rõ ràng, bộ môn địa tin học có thể đem lại những kết quả nghiên

cứu nhanh, khả quan và cùng với bộ cơ sở dữ liệu số sẽ là tài liệu để chia sẻ

thông tin nhanh chóng, tiện ích, khách quan trong nghiên cứu khu vực. Để

| 741

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

có kết quả khả quan nhất trong nghiên cứu, giải quyết nhiều vấn đề kinh tế

- xã hội của đất nước, cần thiết cộng kiến thức của các nhà khoa học thuộc

nhiều chuyên ngành. ĐTH là công cụ đủ mạnh và mạnh hơn khi có sự trợ

giúp của các nhà khu vực học.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trương Xuan Luận. 2000. Hệ thông tin địa lý ứng dụng. Đại học Mỏ - Địa chất.

2. Ota Shoichi. 2006. Hanoi no Furansu Kenchiku [Architectural Hanoi - Paris Born

in Vietnam], Hakuyo-sha

3. Phan Huy Le. 2006. Địa bạ cổ - Hà Nội - huyện Thọ Xương [Hanoi Cadastral

Map], Vinh Thuan, Tap I [Volume 1], Nxb Hà Nội.

4. Sakurai Yumio, and Shibayama Mamoru. 2007. Tanron-Hanoi No Iseki, Hibun

Bunpu No GIS 4D Bunseki [GIS4D Analysis of the Distribution of Thang Long -

Hanoi Relics and Inscriptions], Symposium “Area Studies and Informatics:

Opening a New Horizon” Lecture Series, Center for Southeast Asian Studies,

Kyoto University, pp.37-53

5. Shibayama Mamoru et al. 2005. Area Informatics Approach for Exploring Thang

Long - Hanoi Historical Heritage. Proceedings of International Symposium on

Area Informatics and Historical Studies in Thang Long - Hanoi, 1-9.

6. Shibayama Mamoru. 2006. Chiiki Johogaku [Area Informatics Newsletter],

No.1, Basic Research (S), “Development of Area Informatics: With Emphasis on

Southeast Asia”, Kyoto University Center for Southeast Asian Studies

7. Shibayama Mamoru, Trương Xuân Luận, et al. 2010. Thông tin khu vực học

nghiên cứu đô thị hóa Thăng Long - Hà Nội trong các thế kỷ 18 và 19. Kỷ yếu hội

thảo Khoa học 1000 năm Thăng Long - Hà Nội.

8. Yonezawa Go; Shibayama Mamoru et al. 2008. Spatiotemporal Mapping for Urban

Transfiguration in Hanoi City, Vietnam, International Journal of Geoinformatics,

Special Issue, Vol.3, No.4, pp.27-34

9. Yonezawa Go, Trương Xuân Luận, et al. 2010. Nghiên cứu sự thay đổi địa hình

và đô thị hóa Hà Nội bằng mô hình 3 chiều. Kỷ yếu hội thảo Khoa học 1000 năm

Thăng Long - Hà Nội.

742 |