Đang tải... (xem toàn văn)
Trong đề tài này, tác giả nghiên cứu sự biến động đường bờ sông Hậu trong phạm vi tỉnh An Giang. Để giảm thiểu tình trạng trên, tác giả đã đưa ra cách quản lý đường bờ thông qua việc ứng dụng các phần mềm như: ENVI giải đoán ảnh viễn thám, ArcGIS xây dựng cơ sở dữ liệu và DSAS để phân tích biến động tuyến đường bờ sông Hậu trong giai đoạn từ năm 1988-2017.
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ CHO ĐOẠN SÔNG HẬU GIANG CHẢY QUA ĐỊA PHẬN TỈNH AN GIANG Giang Phi Yến*, Trần Thị Ngọc Mai Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường TP.HCM *Tác giả liên lạc: gpy.291296@gmail.com TĨM TẮT Những năm gần đây, đường bờ sơng Hậu có biến động thất thường, mực nước sông tăng làm gia tăng lượng sóng gây nên tình trạng xói lở, bào mịn nhấn chìm bãi triều Điều ảnh hưởng nghiêm trọng đến an nguy người dân khu vực Trong đề tài này, tác giả nghiên cứu biến động đường bờ sông Hậu phạm vi tỉnh An Giang Để giảm thiểu tình trạng trên, tác giả đưa cách quản lý đường bờ thông qua việc ứng dụng phần mềm như: ENVI giải đoán ảnh viễn thám, ArcGIS xây dựng sở liệu DSAS để phân tích biến động tuyến đường bờ sông Hậu giai đoạn từ năm 1988-2017 Qua sở tổng hợp phân tích trên, nhà quản lý môi trường dễ dàng đánh giá dự đoán quy luật biến động đường bờ Đồng thời xây dựng chiến lược quản lý đường bờ hiệu bền vững cách thức truyền thống Từ khóa: Biến động đường bờ, sơng Hậu Giang, tỉnh An Giang, GIS, RS, ảnh Landsat APPLYING GIS AND RS ON MONITORING THE SHORELINE CHANGE IN HAU GIANG RIVER – AN GIANG PROVINCE FROM 1988 TO 2017 Giang Phi Yen*, Tran Thi Ngoc Mai University of Natural Resources and Environment Ho Chi Minh City * Corresponding authour: gpy.291296@gmail.com ABSTRACT The recent year, the shorelinse of Hau Giang have changed irregularly, increased river level will cause erosion, abration and immerged recesses This has seriously impacted the safety of the people in the area In this topic, the authors have reseached shoreline changes of Hau Giang river in An Giang province To decrease this situation, the authors have advanced coastal management, using softwares such as: ENVI, AcrGis and DSAS to analysis shoreline changes in period 1988-2017 This synthesis and analysis, the environmental manager will easily predict the rule of shoreline changes At the same time, the manager will buil effective and and sustainable management strategy Keywords: Shoreline changes, Hau Giang River, An Giang Province, GIS, RS, Landsat Image TỒNG QUAN Theo kết quan trắc báo cáo Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh An Giang báo gần đây, đoạn sông Hậu Giang trực thuộc tỉnh An Giang xảy nguy sạt lở nghiêm trọng, gây ảnh hưởng lớn đến đời sống hộ dân gần khu vực Nguyên nhân tác động biến đổi khí hậu bất thường sóng nước, dịng chảy thay đổi với biên độ cao làm bào mòn tầng đất mặt đường bờ sơng Hậu Đồng thời, nơi chưa có dự án nghiên cứu tổng thể địa hình, địa chất tồn khu vực, nên tình hình biến động qua năm chưa tổng hợp phân tích cách cụ thể Trước tình hình trên, việc ứng dụng GIS giải pháp thiết thực có tính khả thi cao nhằm quản lý hoạt động quy hoạch, quản lý phân tích biến động đường bờ qua năm Bài báo áp dụng công nghệ vào quản lý đường bờ nhằm tiết kiệm thời gian khảo sát đồ giấy cách truyền thống Quá trình xây dựng CSDL giúp ta quản lý đường bờ có độ xác cao hơn, dễ lưu trữ có đồng liệu Nhờ đó, ta có tầm nhìn tổng quan khu vực đường bờ sông Hậu nắm quy luật để dự đoán khu vực sạt lở, cảnh báo cho người dân nhanh chóng so với phương pháp truyền thống 566 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Sản phẩm báo kết ban đầu việc sử dụng công cụ GIS RS để giám sát biến động đường bờ đoạn sông Hậu Giang thuộc tỉnh An Giang giai đoạn từ 1988 đến 2017 Nguồn liệu sử dụng Kỷ yếu khoa học ảnh Landsat tám năm 1988, 1991, 1993, 1997, 2001, 2005, 2015, 2017 khu vực nghiên cứu (KVNC) KVNC đề tài đoạn sông Hậu chảy qua tám huyện tỉnh An Giang Hình Bản đồ hành tỉnh An Giang PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU Phương pháp nghiên cứu Để thực mục tiêu đề ra, tác giả sử dụng cách tiếp cận GIS RS để đánh giá biến động đường bờ KVNC thơng qua giai đoạn sau: (1) thu thập tổng hợp liệu có liên quan, (2) Xử lý nguồn liệu cách hiệu chỉnh ảnh Landsat hiệu chỉnh đồ, (3) tính số NDWI xây dựng CSDL nền, (4) xây dựng CSDL biến động đường bờ, (5) trích xuất đường bờ đánh giá biến động, (6) đánh giá kết thu được, rút kết luận Hình Tiến trình thực đề tài quản lý đường bờ sông Hậu 567 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học chụp KVNC Các thông tin, số liệu điều Dữ liệu đầu vào Đề tài sử dụng ba nguồn liệu sau: kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, dân số (1) đồ số, (2) ảnh Landsat năm, (3) Tổng cục thống kê, Cục thống kê tỉnh An thông tin số liệu KVNC Bản đồ số gồm Giang, UBND tỉnh An Giang văn đồ dạng số đồ sở, đồ khác Từ nguồn liệu trên, tác giả sử ranh giới, đồ địa hình, đồ thủy hệ, dụng phần mềm ENVI để giải đốn hiệu đồ địa chính, đồ giao thông, đồ chỉnh ảnh Landsat, phần mềm ArcGIS thực vật, đồ dân cư ranh giới Desktop để xây dựng CSDL đường bờ tỉnh An Giang Ảnh Landsat sử dụng gồm sông phần mềm DSAS để tính tốn liệu ảnh Landsat 5, Landsat năm 1988, biến động qua năm từ 1988-2017 1991, 1993, 1997, 2001, 2005, 2015, 2017 Bảng Thông số ảnh Landsat sử dụng đề tài STT Ngày thu ảnh Vật mang Bộ cảm Số hiệu ảnh - hệ tọa độ 30/01/1988 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 03/09/1988 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 14/02/1991 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 04/03/1991 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 04/01/1993 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 02/03/1993 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 01/06/1997 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 13/01/1997 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 18/02/2001 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 10 06/01/2001 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 11 01/02/2007 Landsat TM 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 12 01/09/2007 Landsat TM 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 13 03/02/2017 Landsat OLI&TIRS 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 14 15/01/2015 Landsat OLI&TIRS 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 15 24/01/2015 Landsat OLI&TIRS 125053 - WGS 1984 UTM Zone 48N 16 26/04/2017 Landsat OLI&TIRS 126053 - WGS 1984 UTM Zone 48N NIR đại diện cho kênh phổ cận hồng Chỉ số NDWI Chỉ số mặt nước chuẩn hóa - NDWI ngoại ảnh Landsat Chỉ số thực vật (Normalized Difference Water Index) NDWI nhận giá trị khoảng từ -1 - số dùng để phân biệt đối tượng mặt nước, Trong trường hợp NDWI tiến tới 1, khu vực mặt đất thực vật ảnh Landsat Chỉ số bị phủ kín nước Đối với đất trống khơng thiết kế nhằm tối đa hóa khả có nước bao phủ, NDWI = Đối với thực phản xạ đặc trưng đối tượng mặt vật, NDWI nhận giá trị âm nước việc sử dụng bước sóng xanh cây, tối thiểu hóa khả phản xạ thấp KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN đối tượng mặt nước bước sóng Kết nghiên cứu cận hồng ngoại tối đa hóa khả phản Từ ảnh Landsat gốc, tác giả tiến hành xạ cao đối tượng mặt đất thực vật bước hiệu chỉnh, tăng cường chất lượng bước sóng cận hồng ngoại Chỉ số ảnh cắt ảnh theo ranh giới hành tỉnh NDWI đề xuất lần An Giang để giải đoán đối tượng báo “The use of the Normalized Difference mặt, thực vật mặt đất thông qua màu sắc Water Index (NDWI) in the delineation of đặc trưng ảnh Các ảnh tổ hợp màu open water features” ông McFeeters vào tự nhiên tạo sở cho việc xác định năm 1996 NDWI xác định tỉ số yếu tố đường bờ biển từ ảnh Landsat rõ hiệu số giá trị phổ kênh xanh kênh ràng Hình thể ảnh tổ hợp màu tự cận hồng ngoại tổng chúng nhiên khu vực nghiên cứu tác GREEN NIR giả thực Ngoài việc tạo ảnh tổ hợp màu NDWI GREEN NIR tự nhiên, tác giả tính số NDWI Trong đó: Green đại diện cho kênh phổ xanh từ ảnh Landsat hiệu chỉnh Chỉ số NDWI 568 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 giúp nhận biết phân biệt rõ đối tượng mặt ước ảnh Landsat Từ đó, ta xác định đường bờ xác Kỷ yếu khoa học triệt để Hình kết sau tính số NDWI tác giả Hình Ảnh tổ hợp màu KVNC giai đoạn 1988-2017 Hình Ảnh số NDWI KVNC giai đoạn 1988-2017 mềm DSAS Q trình tính tốn biến động Số hóa tính tốn biến động đường bờ đường bờ với phần mềm DSAS bao gồm hai biển Ảnh kết tính số NDWI sử dụng bước Bước xây dựng làm liệu cho q trình số hóa đường bờ đường baseline (đường sở) hệ thống KVNC Công cụ Editor phần mềm đường transect (lát cắt) KVNC Các ArcGIS Desktop sử dụng cho trình đường xem sở cho trình số hóa Tồn kết q trình tính tốn biến động đường bờ sơng Hậu lưu trữ file sở liệu Đường baseline gần song song với dạng personal geodatabase File sở liệu đường bờ số hóa, cịn đường dạng personal geodatabase tác giả transect có xu hướng vng góc với đường xử lý bổ sung thêm thuộc tính cần baseline cắt đường bờ số hóa thiết để trở thành liệu đầu vào cho phần 569 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Hình Hệ thống đường bờ sơng Hậu giai đoạn 1988-2017 Hình Hệ thống đường sở lát cắt sông Hậu giai đoạn 1988-2017 Để tính tốn tính tốn biến động đường bờ, thông số quan trọng nhất, gồm: SCE (Shoreline tác giả sử dụng module Calculate Statistic Change Envelope), NSM (Net Shoreline phần mềm DSAS Quá trình tạo nên hai Movement) EPR (End Point Rate) Số liệu bảng Intersect bảng Rate gồm sáu thông số tác giả trích vào phần mềm Excel khoảng cách, tốc độ xu hướng biến động vẽ thành biểu đồ hình 7, 8, sau khu vực Trong đó, tác giả chọn ba 570 Kỷ yếu khoa học SCE 400 300 200 100 173 189 205 221 237 253 269 285 301 317 333 349 365 381 397 413 429 445 461 477 493 509 525 541 Shoreline Change Envelope SCE (m) Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Số thứ tự đường transect 400 NSM 200 -200 173 188 203 218 233 248 263 278 293 308 323 338 353 368 383 398 413 428 443 458 473 488 503 518 533 548 Net Shoreline Movement NSM (m) Hình Biểu đồ thể thông số SCE theo đường transect -400 Số thứ tự đường transect Hình Biểu đồ thể thông số NSM theo đường transect EPR 10 -10 -20 173 189 205 221 237 253 269 285 301 317 333 349 365 381 397 413 429 445 461 477 493 509 525 541 End Point Rate EPR (m/năm) 20 Số thứ tự đường transect Hình Biểu đồ thể thơng số EPR theo đường transect Phía tả ngạn sơng Hậu Giang đoạn chảy qua địa - Đoạn đường bờ từ transect 233-257 (thuộc phận tỉnh An Giang có biến động sau: xã Bình Hịa, An Hịa, huyện Châu Thành) - Đoạn đường bờ từ transect 175-202 (thuộc có xu hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ trung phường Bình Mỹ, Bình Khánh Bình bình 1,4 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn Đức, TP Long Xuyên) có xu hướng bồi tụ 4,62 m/năm transect 254) với tốc độ bồi tụ trung bình m/năm (tốc - Đoạn đường bờ từ transect 258-268 (thuộc độ bồi tụ lớn 8,25 m/năm transect xã An Hịa , huyện Châu Thành xã Bình 176) Thủy, huyện Châu Phú) có xu hướng xốy lở - Đoạn đường bờ từ transect 203-215 (thuộc mạnh với tốc độ xốy lở trung bình 3,3 phường Bình Đức, TP Long Xuyên; thị trấn m/năm (tốc độ xoáy lở lớn 6,19 An Châu, huyện Châu Thành) có xu hướng m/năm transect 266) xoáy lở mạnh với tốc độ xốy lở trung bình - Đoạn đường bờ từ transect 277-332 (thuộc 6,5 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 10,04 Bình Thủy, Bình Mỹ, huyện Châu Phú) có xu m/năm transect 207) hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ trung bình - Đoạn đường bờ từ transect 216-225 (thuộc 2,2 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 6,34 thị trấn An Châu, huyện Châu Thành) có xu m/năm transect 281) hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ trung bình - Đoạn đường bờ từ transect 226-232 (thuộc m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 3,23 m/năm thị trấn An Châu, huyện Châu Thành), từ transect 221) 571 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 transect 269-276 (thuộc xã Bình Thủy, huyện Châu Phú), từ transect 396-403 transect 411-418 (thuộc xã Khánh Hòa, huyện Châu Phú), từ transect 333-354 (thuộc xã Bình Long, thị trấn Cái Dầu, huyện Châu Phú) khơng có xu hướng biến động đường bờ - Đoạn đường bờ từ transect 355-382 (thuộc xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú) có xu hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ trung bình 3,8 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 13,4 m/năm transect 356) - Đoạn đường bờ từ transect 383-395 (thuộc xã Mỹ Phú, huyện Châu Phú) có xu hướng xốy lở mạnh với tốc độ xốy lở trung bình 3,24 m/năm (tốc độ xoáy lở lớn 5,32 m/năm transect 386) - Đoạn đường bờ từ transect 404-410 (thuộc xã Khánh Hịa, huyện Châu Phú) có xu hướng xoáy lở nhẹ với tốc độ xoáy lở trung bình 1,23 m/năm (tốc độ xốy lở lớn 2,12 m/năm transect 408 409) - Đoạn đường bờ từ transect 419-455 (thuộc xã Khánh Hòa, huyện Châu Phú phường Vĩnh Mỹ, TP Châu Đốc) có xu hướng xốy lở nhẹ với tốc độ xốy lở trung bình 0,49 m/năm (tốc độ xốy lở lớn 8,97 m/năm transect 449) - Đoạn đường bờ từ transect 456-465 (thuộc phường Vĩnh Mỹ Châu Phú B, TP.Châu Đốc) có xu hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ trung bình 5,2 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 7,7 m/năm transect 456) - Đoạn đường bờ từ transect 469-495 (thuộc phường Châu Phú B, TP Châu Đốc; xã Đa Phước, Vĩnh Trường, huyện An Phú) có xu hướng xốy lở mạnh với tốc độ xốy lở trung bình m/năm (tốc độ xoáy lở lớn 5,74 m/năm transect 480) - Đoạn đường bờ từ transect 496-501 (thuộc xã Vĩnh Trường, huyện An Phú) có xu hướng bồi tụ nhẹ với tốc độ bồi tụ trung bình 1,8 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 2,41 m/năm transect 500) - Đoạn đường bờ từ transect 503-507 (thuộc xã Vĩnh Trường, huyện An Phú) có xu hướng xoáy lở nhẹ với tốc độ xoáy lở trung bình 1,3 m/năm (tốc độ xốy lở lớn 1,74 m/năm transect 504) - Đoạn đường bờ từ transect 508-516 (thuộc phường Vĩnh Trường, huyện An Phú) có xu Kỷ yếu khoa học hướng bồi tụ nhẹ với tốc độ bồi tụ trung bình 0,9 m/năm (tốc độ bồi tụ lớn 1,83 m/năm transect 510) - Đoạn đường bờ từ transect 517-547 (thuộc xã Vĩnh Trường, thị trấn An Phú, xã Phước Hưng, huyện An Phú) có xu hướng xốy lở với tốc độ xốy lở trung bình 1,53 m/năm (tốc độ xoáy lở lớn 5,69 m/năm transect 536) - Các kết cho thấy khoảng 16% chiều dài đường bờ trái KVNC tình trạng xói lở mạnh, khu vực xốy lở mạnh tập trung chủ yếu phường Bình Đức, TP Long Xuyên; thị trấn An Châu, huyện Châu Thành KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Ngun nhân dẫn đến tình trạng sạt lở đến mức báo động phát triển thượng nguồn sông Mê Kông làm thay đổi dịng chảy sơng Hậu Quản lý biến động đường bờ vấn đề cần nhận quan tâm nhiều từ cấp quyền tỉnh An Giang Việc xây dựng CSDL quản lý đường bờ tỉnh An Giang công cụ hỗ trợ giúp nhà quản lý môi trường cấp quyền có nhìn tổng quan trạng quản lý Từ đưa định hướng phát triển tương lai nhằm nâng cao hiệu quản lý đường bờ, giảm thiểu ảnh hưởng sạt lở gây KVNC Do sạt lở có nguy diện rộng, nhiều địa bàn ảnh hưởng đến nhiều hộ dân nên kiến nghị UBND tỉnh cần đạo UBND cấp huyện rà soát điều chỉnh quy hoạch giao thông, dân cư địa bàn Đồng thời, định hướng di dời dân lâu dài, ổn định sống gắn với mục tiêu phát triển kinh tế xã hội địa bàn huyện Để thực mục tiêu cần: Tranh thủ vốn Trung ương để đầu tư cụm tuyến dân cư cho khu vực có nguy sạt lở nguy hiểm, hỗ trợ kinh phí xử lý vấn đề khó khăn nơi xảy sạt lở nghiêm trọng thời gian qua Về lâu dài, kiến nghị Thủ tướng Chính phủ sớm xem xét phê duyệt danh mục Dự án thuộc chương trình mục tiêu ứng phó với biến đổi khí hậu tăng trưởng xanh cho phép triển khai trước dự án chống sạt lở sông Hậu 572 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO UBND TỈNH AN GIANG (2017) Báo cáo Tình hình kinh tế - xã hội quý I công tác trọng tâm quý II năm 2017 tỉnh An Giang CỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG (2006) Báo cáo kết thực nhiệm vụ Xây dựng chuẩn sở liệu để phục vụ việc xây dựng đồ môi trường Việt Nam TỔNG CỤC THỐNG KÊ (2017) Niên giám thống kê toàn quốc năm 2016 THIELER E R HIMMELSTOSS E A ZICHICHI J L ERGUL A (2009) Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0 - An ArcGIS extension for calculating shoreline change: U.S Geological Survey Open-File Report 2008-1278 TRAN THI LIEN EM NGUYEN THANH NGAN (2016) The use of landsat image in monitoring the built-up land area change of Long An province MAHENDRA R S., MOHANTY P C., BISOYI H., SRINIVASA KUMAR T., NAYAK S (2011) Assessment and management of coastal multi-hazard vulnerability along the Cuddalore–Villupuram, east coast of India using geospatial techniques, Ocean & Coastal Management MUJABAR S., CHANDRASEKHAR N (2011) A shoreline change analysis along the coast between Kanyakumari and Tuticorin, India, using digital shoreline analysis system, Geo-spatial Information Science BOUCHAHMA M., YAN W (2014) Monitoring shoreline change on Djerba Island using GIS and multi-temporal satellite data, Arabian Journal of Geosciences 573 ... thứ tự đường transect Hình Biểu đồ thể thơng số EPR theo đường transect Phía tả ngạn sông Hậu Giang đoạn chảy qua địa - Đoạn đường bờ từ transect 233-257 (thuộc phận tỉnh An Giang có biến động. .. báo kết ban đầu việc sử dụng công cụ GIS RS để giám sát biến động đường bờ đoạn sông Hậu Giang thuộc tỉnh An Giang giai đoạn từ 1988 đến 2017 Nguồn liệu sử dụng Kỷ yếu khoa học ảnh Landsat tám... đề tài đoạn sơng Hậu chảy qua tám huyện tỉnh An Giang Hình Bản đồ hành tỉnh An Giang PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU Phương pháp nghiên cứu Để thực mục tiêu đề ra, tác giả sử dụng cách tiếp cận GIS RS