Hạn hán là một trong những thiên tai nghiêm trọng ở nước ta và có diễn biến ngày càng phức tạp. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong xác định hạn hán đã thu được những kết quả khả quan. Bài viết trình bày ứng dụng GIS và ảnh viễn thám trong giám sát và cảnh báo hạn hán.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 ỨNG DỤNG GIS VÀ ẢNH VIỄN THÁM TRONG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO HẠN HÁN Bùi Thị Kiên Trinh1, Nguyễn Quang Phi1, Nguyễn Mạnh Cường2 Trường Đại học Thuỷ lợi, email: bktrinh@tlu.edu.vn Tổng Công ty Tài nguyên Môi trường Việt Nam Vinanren GIỚI THIỆU CHUNG Hạn hán thiên tai nghiêm trọng nước ta có diễn biến ngày phức tạp Việc ứng dụng công nghệ viễn thám xác định hạn hán thu kết khả quan Tháng 6/ 2015, lần Nghệ An công bố thiên tai hạn hán, đồng thời đề nghị tỉnh cần có chế giám sát tình trạng hạn hán phòng chống hạn hán kịp thời Từ có nhiều chương trình, biện pháp triển khai hiệu chúng cần đánh giá, tình trạng hạn hán địa phương cần giám sát quản lý Trong nghiên cứu này, số thực vật có hiệu chỉnh ảnh hưởng đất SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index) (Huete, 1988) số khô hạn nhiệt độ thực vật TVDI (Temperature Vegetation Dryness Index) (Sandholt et al., 2002) sử dụng phân tích xác định nguy hạn hán huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An Kết cho thấy số TVDI phản ánh xác tình trạng hạn hán, phù hợp để giám sát cảnh báo hạn cho khu vực số SAVI TVDI nhằm đánh giá hạn hán dựa vào ảnh vệ tinh đa phổ theo công thức: 1 L NIR Re d SAVI (1) NIR Re d L T T TVDI s s (2) Ts max Ts đó: L tham số đặc trưng cho độ phát xạ đất hay hệ số điều chỉnh tán; NIR Red giá trị xạ bước sóng hồng ngoại gần xạ đỏ ảnh vệ tinh; Ts, Ts-min, Ts-max giá trị nhiệt độ bề mặt ảnh nhiệt sau tính tốn xử lý, nhiệt độ bề mặt cực tiểu xác định đường rìa ướt nhiệt độ bề mặt cực đại ứng với giá trị NDVI riêng biệt; NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) số phân biệt thực vật tính sau (NASA, 2000): NIR Re d NDVI (3) NIR+ Re d Hình thể quy trình đề xuất để đánh giá hạn hán huyện Tương Dương: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Việc giám sát quản lý hạn dựa số hạn hán ngưỡng hạn (Zargar et al., 2011) Các nghiên cứu giới khẳng định, nhiệt độ bề mặt lớp phủ thực vật thơng tin để tính tốn số đánh giá hạn hán (Elhag and Bahrawi, 2017; Villarreal et al., 2016; Chen et al., 2015) Trong nghiên cứu này, chúng tơi chọn 326 Hình Quy trình đánh giá hạn hán Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Theo quy trình đề xuất Hình 1, áp dụng công cụ phần mềm ArcGIS 10.3 xử lý ảnh, tính tốn, phân tích khơng gian công thức (1-3) cho 03 ảnh Landsat chụp vào tháng năm 2015-2017 khu vực huyện Tương Dương Phân cấp giá trị hạn hán tính thành mức (Bao et al., 2013; J.A et al., 2003; Yuan et al., 2007): - Cấp 1: Độ ẩm cao, khơng hạn - Cấp 2: Ít nguy khô hạn - Cấp 3: Khô hạn nhẹ - Cấp 4: Khơ hạn trung bình - Cấp 5: Khơ hạn nặng Kết tính số hạn thành lập đồ số SAVI, TDVI cho năm 2015, 2016, 2017 thể Bảng 1, Hình 2, Bảng Kết tính hạn theo số SAVI Hình Bản đồ hạn số SAVI năm 2015 (trái), 2016 (giữa), 2017 (phải) Hình Bản đồ số TVDI năm 2015 (trái), 2016 (giữa), 2017 (phải) 327 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bảng Kết tính hạn theo số TVDI Tỷ lệ diện tích hạn tính theo số SAVI TVDI có khác biệt đáng kế cấp 3-4-5 năm 2015, cấp năm 2016 cấp 1-2 năm 2017 Tuy nhiên, đồ kết thể xu hướng hạn hán giảm dần phạm vi toàn huyện KẾT LUẬN Kết nghiên cứu phản ánh hiệu đáng kể biện pháp phòng chống hạn hán triển khai toàn huyện Tương Dương, sau năm cịn 5% tổng diện tích mức khô hạn nhẹ trở lên so với 60% thời điểm công bố thiên tai hạn hán Kết cho thấy tiềm ứng dụng lớn GIS viễn thám giám sát cảnh báo hạn hán khu vực rộng lớn, địa hình đồi núi dốc giao thơng lại khó khăn huyện Tương Dương nói riêng tỉnh Nghệ An nói chung Đối chiếu với số liệu khảo sát, thống kê địa phương, kết tính theo số TVDI phản ánh hạn xác, chi tiết sát thực số SAVI Do TVDI phù hợp hiệu đánh giá hạn Tương Dương Từ đó, khuyến cáo nên sử dụng số TVDI để đánh giá hạn hán cho huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An khu vực có điều kiện tự nhiên tương tự Tuy nhiên, để tăng độ tin cậy kết tính, cần nghiên cứu thêm khoảng giá trị số hạn phổ biến TVDI, SAVI dùng để phân cấp hạn hán cho khu vực cụ thể [1] Huete, A.R., 1988 A soil-adjusted vegetation index (SAVI) Remote Sensing of Environment, 25(3): 259-309 [2] Sandholt I et al., 2002 A simple interpretation of the surface temperature/vegetation index space for assessment of the surface moisture status Remote Sensing of Environment, 79: 213-224 [3] Amin Zargar et al., 2011 A review of drought indices Environmental Reviews, 19(1): 333-349 [4] Elhag Mohamed Jarbou and A Bahrawi, 2017 Soil salinity mapping and hydrological drought indices assessment in arid environments based on remote sensing techniques Geoscientific Instrumentation Methods and Data Systems, 6: 149-158 [5] Miguel L Villarreal et al., 2016 Multiindex time series monitoring of drought and fire effects on desert grasslands Remote Sensing of Environment, 183: 186-197 [6] John Weier and David Herring, 2000 Measuring Vegetation (NDVI &EVI) NASA Earth Observatory [7] Yuhai Bao et al., 2013 Monitoring of drought disaster in Xilin Guole grassland using TVDI model, Proceedings of the 4th International Conference on Risk Analysis and Crisis Response, Istanbul, Turkey [8] Barsi J.A et al., 2003 LANDSAT TM and ETM+ thermal band calibration, Canada Journal of Remote Sensing of Environment, 29(2): 141-153 [9] Lu Yuan et al., 2007 Dynamic drought monitoring in Guangxi using revised temperature vegetation dryness index, Wuhan University journal of Natural sciences, 12(4):663-668 328 ... chống hạn hán triển khai tồn huyện Tương Dương, sau năm cịn 5% tổng diện tích mức khơ hạn nhẹ trở lên so với 60% thời điểm công bố thiên tai hạn hán Kết cho thấy tiềm ứng dụng lớn GIS viễn thám giám. .. áp dụng cơng cụ phần mềm ArcGIS 10.3 xử lý ảnh, tính tốn, phân tích khơng gian cơng thức (1-3) cho 03 ảnh Landsat chụp vào tháng năm 2015-2017 khu vực huyện Tương Dương Phân cấp giá trị hạn hán. .. viễn thám giám sát cảnh báo hạn hán khu vực rộng lớn, địa hình đồi núi dốc giao thơng lại khó khăn huyện Tương Dương nói riêng tỉnh Nghệ An nói chung Đối chiếu với số liệu khảo sát, thống kê địa