Nghiên cứu diễn biến đường bờ biển Hà Tĩnh bằng công nghệ viễn thám và GIS

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ BIỂN HÀ TĨNH <br /> BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS<br /> <br /> Trần Kim Châu1, Lê Thị Thu Hiền2, Nguyễn Thị Hoa 3 và Lê Hải Trung 4 <br /> Trường Đại học Thủy lợi, kimchau_hwru@tlu.edu.vn                    <br /> 1,2,4<br /> <br /> 3<br /> Công ty TNHH Nippon Koei Vietnam International LLC<br /> <br /> <br /> <br /> GIỚI THIỆU CHUNG hải   văn,   khí   tượng   (vd,  Error:   Reference<br /> source not found).<br /> Diễn   biến   hình   thái   đường   bờ   bao <br /> gồm hai quá trình bồi tụ  và xói lở  là một <br /> vấn   đề   phức   tạp   của   đới   ven   bờ.   Trong <br /> những thập kỉ  gần đây, xói lở  càng trở  nên <br /> phức tạp và gây tác động đến nhiều hoạt <br /> động kinh tế  ­ xã hội. Ví dụ, tỉnh Hà Tĩnh  Error: Reference source not found tổng <br /> có 137 km đường bờ biển với bốn cửa sông  hợp thông tin về  các  ảnh Landsat sử  dụng  <br /> chính gồm Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng,  trong   nghiên   cứu.   Các   ảnh   này   được   sử <br /> Cửa   Khẩu.   Trong   những   năm   gần   đây,  dụng làm đầu vào nhằm xác định đường bờ <br /> nhiều trận bão lũ diễn ra liên tục đã gây sạt  tại các thời điểm khác nhau. Sau khi có tư <br /> lở  nghiêm  trọng nhiều   đoạn  bờ  biển.  Hệ  liệu  ảnh viễn thám, quá trình xử  lý được <br /> quả  là tính mạng và tài sản của hàng nghìn  tiến hành nhằm chuyển các giá số  (Digital <br /> hộ dân bị đe dọa ở Kỳ Nam ­ thị xã Kỳ Anh,  Number) trên  ảnh về  giá trị  bức xạ  vật lý <br /> xã Kỳ  Lợi và bãi tắm Thiên Cầm – huyện   tại sensor. Tiếp đến, nghiên cứu thực hiện <br /> Cẩm Xuyên [3]. quá trình chuyển các giá trị  của bức xạ vật  <br /> Do vậy, bài báo này nhằm nghiên cứu  lý tại sensor về  giá trị  của phản xạ   ở  tầng  <br /> diễn   biến   đường   bờ   biển   Hà   Tĩnh.   Công  trên   khí   quyển   (TOA).   Giá   trị   bức   xạ   tại <br /> nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lí  mặt đất là giá trị  tính toán cuối cùng trong <br /> (GIS) được  ứng dụng để  xây dựng bản đồ  quá<br /> đường bờ biển từ năm 1998 đến năm 2018. trình xử lý ảnh.<br /> PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> Việc  ứng dụng công nghệ viễn thám  Việc   xác   định   đường   bờ   được   xác <br /> kết hợp GIS xác định diễn biến hình thái  định   bằng   phương   pháp   xác   định   ngưỡng <br /> đường   bờ   [1]   [2]   tỉnh   Hà   Tĩnh   được   tiến  cho  dải  (band)  MIR,  cũng  như  tỷ  lệ  giữa <br /> hành theo sơ  đồ  khối  ở  Hình 1.  Ảnh viễn  dải  Green và các  dải  NIR và MIR. Nguyên <br /> thám   Landsat   8   và   Landsat   5   được   tải   từ  lý của phương pháp dựa trên tính chấp hấp <br /> trang mạng của cục khảo thí địa chất Hoa  thụ   các  dải  ảnh   lớn   hơn   vùng   nhìn   thấy <br /> Kỳ   (USGS): https://   earthexplorer.usgs.gov/  nhưng lại phản xạ  với tỷ  lệ  cao nhất tại  <br /> trong các thời kỳ  từ 1998 – 2018. Thời gian   bước   sóng   Green   (0.52   –  0.60   µm).  Trong <br /> chụp là tương đồng (trong tháng 7) để  hạn  khi đó các đối tượng không phải nước đều <br /> chế  sự   ảnh hưởng sai khác do các yếu tố <br />  PHỤ LỤC: QUY ĐỊNH VIẾT BÁO CÁO RÚT GỌN<br /> có mức độ  phải xạ  cao tại các bước sóng  Kết quả bản đồ<br /> trên (Error: Reference source not found). Trên cơ sở kết quả xử lý thông tin và <br /> giải đoán đường bờ  nước trên  ảnh vệ  tinh <br /> Landsat, bản  đồ  biến  đổi đường bờ  vùng <br /> ven biển tỉnh Hà Tình giai đoạn 1998 – 2018 <br /> Hai ngưỡng  ảnh được xác định song  đã   được thành   lập (Error: Reference source<br /> song (Ảnh 1 và  Ảnh 2) và sau đó được kết  not found). Mức độ biến đổi trung bình trong <br /> hợp lại với nhau nhằm tìm ra ranh giới giữa  thời   đoạn   xem   xét   tại   bốn   cửa   biển   lớn  <br /> đất và nước thỏa mãn được cả 2 điều kiện  được tổng kết như  Error: Reference source not<br /> (Ảnh 3). Quá trình lọc nhiễu được tiến hành  found.<br /> nhằm loại bỏ những nhiễu động xuất hiện <br /> trong quá trình xử lý đường bờ (Ảnh 4). Từ <br /> sản phẩm  ảnh cuối cùng (Ảnh 4), chuyển <br /> đổi vùng nước và đất từ  raster sang vector   KẾT LUẬN<br /> để xác định đường bờ biển. Đường bờ biển <br /> này được so sánh với đường bờ  biển được  Bài báo đã nghiên cứu xác định được <br /> số hóa cùng thời điểm để kiểm tra độ chính  diễn biến hình thái đường bờ  biển tỉnh Hà <br /> xác  của   ngưỡng.  Nếu   kết   quả   không  tốt,  Tĩnh   trong   20   năm   từ   1998   đến   2018   áp <br /> giá trị  ngưỡng sẽ  được thay đổi. Nếu tốt,  dụng   công   nghệ   viễn   thám.   Đồng   thời, <br /> ngưỡng sẽ  được sử  dụng cho các bức  ảnh  phần mở rộng của ArcGIS là DSAS cũng đã <br /> tại các thời điểm khác. Quá trình kiểm định  được  ứng dụng  để  phân tích sự  biến  đổi <br /> này được thực hiện đối với cả ảnh Landsat  đường bờ.<br /> 5 và Landsat 8. Kết quả phân tích cho thấy đường bờ có sự <br /> Trong   nghiên   cứu   này,   chúng   tôi  sử  thay đổi đáng kể trong 20 năm, bao gồm cả <br /> dụng cơ sở dữ liệu nền thông tin địa lý của  xói lở và bồi tụ đan xen từ Bắc vào Nam.<br /> Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp.<br /> Đáng chú ý, hiện tượng xói lở chiếm <br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ưu thế  hơn dọc bờ  biển và các cửa sông <br /> Ngưỡng và tỷ lệ được xác định riêng  chính.   Tốc   độ   xói   lở   trung   bình   trên   toàn <br /> biệt đối với  ảnh Landsat 5 và  ảnh Landsat  tuyến   khoảng   4.5m/năm.   Quá   trình   xói   lở <br /> 8. diễn   biến   mạnh   mẽ   nhất   ở   doi   cát   phía <br /> Ảnh Landsat 5 Nam cửa Hội, sau 20 năm doi cát thu nhỏ và  <br /> Ảnh   ngày   9/7/2009   được   chọn   để  dịch chuyển dần vào lòng sông. Đường bờ <br /> tiến hành số hóa đường bờ từ Google Earth,   phía   Bắc   Cửa   Sót,   Cửa   Nhượng   và   Cửa <br /> làm cơ sở để hiệu chỉnh tìm ngưỡng và các  Khẩu xu thế xói lở cũng rất rõ rệt. <br /> tỷ   lệ.   Quá   trình   hiệu   chỉnh   thu   được  Chắc chắn rằng kết quả  nghiên cứu <br /> ngưỡng   Band   MIR   <   900   và   tỷ   lệ  về  quy mô, xu hướng biến động đường bờ <br /> Green/NIR > 0.6, tỷ lệ Green/MIR > 0.6 sẽ  phục vụ  hữu ích cho các công tác định <br /> Ảnh Landsat 8 hướng quy hoạch, khai thác hợp lý các vùng <br /> Ảnh   ngày   2/7/2009   được   chọn   để  cửa sông, ven biển cũng như trong xây dựng <br /> tiến   hành   số   hóa   đường   bờ,   từ   đó   hiệu  chiến lược bảo vệ, chống xói lở bờ biển.<br /> chỉnh   tìm   ngưỡng   và   các   tỷ   lệ.   Quá   trình <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> hiệu chỉnh thu  được ngưỡng Band MIR <  <br /> 1200,tỷ   lệ   Green/NIR   >   0.7   và   tỷ   lệ  [1] A. A. Alesheikh, A. Ghorbanali, N. Nouri <br /> Green/MIR > 0.7 (2007).   Coastline   change   detection   using <br />  remote sensing. Int. J. Environ. Sci. Tech.,  [3] Quản Ngọc An và NNK (1997).  Nghiên <br /> 4 (1): 61­66, 2007,  ISSN: 1735­1472. cứu diễn biến cửa sông miền Trung phục <br /> vụ  thoát lũ. Đề  tài nghiên cứu khoa học <br /> [2] Đào   Đình   Châm,   Nguyễn   Thái   Sơn, <br /> cấp Nhà nước, Hà Nội.<br /> Nguyễn Quang  Minh (2013).   Ứng  dụng <br /> CN Viễn thám và HT thông tin địa lý trong <br /> đánh giá diễn biến bãi bồi ven biển cửa <br /> Chúng tôi khẳng định kết quả của bài <br /> Đáy qua các thời kỳ (1966 ­ 2011). Tạp chí <br /> báo này chưa được công bố ở bất kỳ <br /> Các khoa học về trái đất, 35(4), 349­356.<br /> ấn phẩm nào.<br />