Untitled 32 Soá 2 naêm 2018 Khoa học Công nghệ và đổi mới sáng tạo Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS trong công tác phòng chống thiên tai Trượt lở đất Việc sử dụng các tư liệu viễn thám có thể cung cấp[.]
Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo tăng Cường ứng dụng Công ngHệ Viễn tHáM - giS PHòng CHống Và giảM nHẹ tHiên tai Nguyễn Thanh Hùng1, Đặng Hồng Thanh2, Phạm Hồng Cường2 Phịng thí nghiệm trọng điểm quốc gia động lực học sông biển, Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam Biến đổi khí hậu nước biển dâng thách thức lớn nhân loại kỷ XXI Thiên tai dự báo ngày gia tăng có xu hướng cực đoan hầu hết nơi giới, có Việt Nam Để chủ động cơng tác phịng chống giảm nhẹ thiên tai, nhiều công nghệ quan trắc, dự báo, cảnh báo áp dụng Trong đó, cơng nghệ viễn thám - GIS công nghệ ứng dụng phổ biến nhờ khả phát thay đổi bề mặt trái đất phạm vi lớn theo không gian thời gian Việc ứng dụng công nghệ cho phép xử lý, chiết tách thông tin, kết nối quản lý liệu cần thiết phục vụ cho giai đoạn cơng tác phịng chống giảm nhẹ thiên tai Đồng thời, công nghệ viễn thám - GIS cịn đặc biệt hữu ích kết hợp với hệ thống định vị toàn cầu hoạt động tìm kiếm cứu hộ tức thời cho khu vực bị ảnh hưởng thiên tai Ứng dụng công nghệ viễn thám - GIS công tác phòng chống thiên tai Trượt lở đất Việc sử dụng tư liệu viễn thám cung cấp thơng tin quan trọng vị trí trượt lở đất, mang lại hiệu kinh tế cao phòng tránh tác động tiềm tàng Để thành lập đồ nguy trượt lở, liệu đồ địa hình, đồ địa chất liệu ảnh vệ tinh thu thập, xử lý xây dựng thành sở liệu không gian GIS Các nhân tố ảnh hưởng đến khả xảy trượt lở đất lựa chọn cho nghiên cứu như: Độ dốc, hình thái, độ cong, khoảng cách đến hệ thống sông suối, thạch học, khoảng cách từ đường đứt gãy, lớp phủ mặt đất, số thực vật phân bố lượng mưa Điển hình cho 32 Hình Sơ đồ hệ thống naddi ứng dụng viễn thám vào xác định nguy thiên tai hệ thống NADDI (hình 1) Malaysia Hệ thống NADDI phát triển với mục đích thành lập trung tâm thu thập, lưu trữ, xử Số năm 2018 lý phân tích thơng tin liệu giá trị gia tăng phổ biến để hỗ trợ cho Cục Quốc phòng Phủ Thủ tướng quan quản lý Malaysia thảm họa thiên tai Hệ thống bao khoa học - công nghệ đổi sáng tạo gồm hợp phần: Hệ thống cảnh báo sớm, hệ thống tìm kiếm giám sát hệ thống giảm nhẹ thiên tai Hợp phần tìm kiếm giám sát thực thông qua vệ tinh quan sát trái đất SPOT, vệ tinh khí tượng NOAA, MODIS hệ thống viễn thám đặt vật thể bay khác NADDI quan tâm đến thảm họa lũ, trượt lở, cháy rừng, tràn dầu, sóng thần thảm họa “nóng” khác Quản lý lũ Các ảnh viễn thám rada (Radarsat SAR, ERS SAR) hiệu chỉnh hình học để khớp với liệu sở liệu GIS sử dụng đất hiệu chỉnh hình học với ảnh Landsat TM Phạm vi vùng ngập lụt trích xuất từ ảnh SAR cách phân tích trực diện trích xuất tự động với liệu DEM ảnh Landsat TM Phạm vi vùng ngập chồng chập với liệu GIS sử dụng đất liệu ảnh Landsat TM cho kết dạng đồ bảng liệu hữu hiệu phân tích GIS Ước tính độ lớn đỉnh lũ cho phép tính tốn diện tích vùng ngập nhờ sử dụng phương trình Manning xử lý viễn thám Các liệu vệ tinh, mơ hình số độ cao liệu lượng mưa tích hợp với nhau; mơ hình số độ cao cho biết độ dốc hướng nước chảy, số liệu lượng mưa mùa với mơ hình thuỷ văn tính cụ thể cho khu vực Kết hợp đồ sử dụng đất mơ hình thủy văn, thủy lực tràn lũ đánh giá rủi ro sử dụng đồ kinh tế - xã hội để lưu cập nhật, nâng cấp liệu không gian khu vực Dữ liệu giúp phủ có đạo cứu trợ phù hợp cho tổ chức cá nhân cần thiết Ngập lụt ven biển Để theo dõi biến động mực nước biển, nhà khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám với giám sát nhiều loại vệ tinh Jason-1, TOPEX Mới đây, vệ tinh Jason-3 tiếp nối hệ vệ tinh theo dõi xác thay đổi mực nước biển tồn cầu hỗ trợ dự báo thời tiết, khí hậu đại dương Dữ liệu từ vệ tinh sử dụng nhiều ứng dụng, bao gồm việc nâng cao kiến thức thay đổi mực nước biển, hoạt động đại dương dự báo thời tiết, mơ hình hóa sóng đại dương, tăng cường dự báo bão, El Nino La Nina nghiên cứu khí hậu Các liệu giúp giải câu hỏi quan trọng biến đổi khí hậu toàn cầu Đối với trận bão lớn đổ gây ngập lụt vùng ven biển, vệ tinh quan sát trái đất chụp vào thời điểm ngập, đặc biệt ảnh vệ tinh radar Điển hình kể đến trận lũ lụt Thừa Thiên - Huế năm 1999 (ảnh Radarsat, AlosPALSAR), Quảng Ninh năm 2015 (ảnh TerraSAR-X, Sentinel), Quảng Ngãi năm 2016 (Sentinel-1); Bangladesh năm 1998, 1999 (ảnh Radarsar ScanSAR) Ứng dụng GIS Việt Nam vấn đề cần quan tâm Theo đánh giá Cơ quan quản lý thiên tai châu Á thuộc Tổ chức khí tượng giới, Việt Nam nước chịu nhiều thiên tai châu Á Trước thực tế diễn biến thiên tai, lũ lụt vai trị cơng tác cảnh báo, nhiều nghiên cứu ứng dụng nhằm theo dõi, giám sát, cảnh báo thiên tai thực nước ta thời gian vừa qua Trong đó, việc ứng dụng cơng nghệ viễn thám có kết định Cụ thể: Kết thực đề án “Điều tra, đánh giá phân vùng cảnh báo nguy trượt lở đất đá vùng núi Việt Nam” từ năm 2012 đến 2013 (tại 10 tỉnh miền núi Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, Yên Bái, Lào Cai, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Hà Giang, Thanh Hóa Nghệ An) với tổng diện tích điều tra gần 60.000 km2 xác định gần 9.000 điểm trượt lở có quy mơ mức độ nguy hiểm khác nhau; gần 3.000 điểm trượt nghi vấn phát từ việc phân tích địa hình mơ hình lập thể số giải đoán ảnh máy bay Sản phẩm đề án đồ trạng trượt lở đất đá tỷ lệ 1:50.000 xây dựng cho huyện miền núi thuộc 10 tỉnh nêu Bên cạnh đó, đề án ứng dụng cơng nghệ viễn thám để thành lập đồ thành phần; xây dựng cấu trúc sở liệu không gian WebGIS phiên thứ trượt lở đất đá Trong giai đoạn 2011-2015, Ngân hàng phát triển châu Á (ADB) hỗ trợ Việt Nam thực dự án “Ứng dụng công nghệ viễn thám dự báo, cảnh báo giám sát lũ lụt” Dự án ứng dụng công nghệ không gian (SBT) công nghệ thông tin truyền thông (ICT) quản lý, giám sát dự báo lũ lụt lưu vực sơng, áp dụng Hạ Hịa (Phú Thọ) - đặc biệt khu vực sông Thao Tại hệ thống quan trắc thiết lập qua hoạt động viễn thám, thông tin truyền chuyển đến Số năm 2018 33 Khoa học - Cơng nghệ đổi sáng tạo ban huy phòng chống lụt bão địa phương qua tin nhắn (SMS) Trên sở thơng tin nhận được, quyền địa phương có phương án di dời dân, giảm nhẹ ảnh hưởng thiên tai gây Song song với dự án, có nhiều nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ viễn thám công tác theo dõi, giám sát phịng chống giảm nhẹ thiên tai Điển hình như: Nguyễn Ngọc Thạch cộng (Đại học Quốc gia Hà Nội) tiến hành nghiên cứu ứng dụng viễn thám - GIS để cảnh báo tai biến thiên nhiên, có trượt lở đất tỉnh Hịa Bình Tác giả sử dụng ảnh vệ tinh Landsat TM kết hợp với nguồn thông tin khác cấu trúc địa chất, địa mạo, lớp phủ thực vật, độ dốc hướng dốc (chiết tách từ DEM), hệ thống thủy văn… kết khảo sát thực địa Từng lớp thông tin đối tượng khu vực nghiên cứu đánh giá phân loại theo số nhạy cảm với tai biến trượt lở Trên sở đó, đồ nguy trượt lở đất xây dựng với tỷ lệ 1:100.000 Nghiên cứu Mai Trọng Nhuận Đỗ Minh Đức (Đại học Quốc gia Hà Nội) ứng dụng mơ hình lý thuyết tích hợp với nguồn thơng tin khác, có tư liệu viễn thám - GIS để dự đoán nguy trượt lở đất khu vực Bắc Kạn Trong nghiên cứu này, tác giả chủ yếu dựa phân tích định tính trọng số nguồn liệu đầu vào với mơ hình lý thuyết mơ hình tích hợp GIS Nguyễn Xn Lâm (Cục Viễn thám quốc gia) hợp tác với Thái Lan thông qua số dự án ứng dụng viễn thám phục vụ quản lý tài nguyên môi trường Việt Nam (từ 2005-2010) đạt nhiều thành tựu quản 34 lý tài nguyên đất nước Nghiên cứu thành lập đồ ngập lụt từ ảnh vệ tinh, Nguyễn Thanh Hùng cộng (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam) năm 2016 ứng dụng ảnh viễn thám radar (Sentinel, AlosPALSAR) thành lập đồ ngập lụt cho hạ du lưu vực sông Trà Khúc, sông Vệ (tỉnh Quảng Ngãi) Kết nghiên cứu cho thấy, mặt nước phản xạ yếu nên thường dễ nhận dạng ảnh radar tông màu tối Kết nghiên cứu cho thấy, vùng đồng thấp hạ du sông Trà Khúc, sông Vệ với ô trũng thấp kéo dài toàn huyện ven biển nên có mưa lớn dễ gây ngập lụt lan rộng Ảnh vệ tinh Sentinel chụp trùng vào thời điểm mưa lũ nên cho kết phân tích tốt, phản ánh trực quan diện ngập vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Ngãi, khu vực ngập nặng thuộc lưu vực sơng Vệ - Trà Câu (các huyện Mộ Đức - Đức Phổ) Để công nghệ viễn thám - GIS phát huy hiệu nhiều lĩnh vực phòng chống giảm nhẹ thiên tai, Việt Nam cần có bước thích hợp sau: Một là, xây dựng chiến lược chung để ứng rộng rãi công nghệ vũ trụ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý Các vấn đề ứng dụng viễn thám cần giải từ cấp địa phương, quốc gia rộng toàn giới Hai là, phát triển sở hạ tầng nguồn nhân lực quốc gia theo giai đoạn Tăng cường chế trao đổi thông tin cách tổ chức nhiều hội nghị/hội thảo, xuất bản tin/tài liệu Có thể thiết lập chế kết nối mạng Số năm 2018 thúc đẩy nhận thức cộng đồng Trao đổi, đào tạo chuyên môn thông qua hội thảo, chuyến khảo sát, đào tạo chỗ, khóa đào tạo ngắn hạn dài hạn nước Ba là, thực dự án nghiên cứu chung, dự án ứng dụng thực tế để thúc đẩy nghiên cứu liên ngành thích hợp khu vực Tham gia tích cực với nước châu Á, nước khác khu vực quốc tế hoạt động phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai Bốn là, cần có cách tiếp cận mục tiêu định hướng tích hợp sử dụng khoa học không gian viễn thám - hệ thống thông tin địa lý (SS-RS-GIS) để phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường, giảm nghèo nâng cao chất lượng sống người dân cấp, từ địa phương đến quốc gia Tóm lại, trước xu kinh nghiệm ứng dụng viễn thám giới, Việt Nam cần tập trung nghiên cứu, làm chủ công nghệ, quy trình khai thác sử dụng ảnh vệ tinh cho mục đích thành lập, cập nhật đồ, xây dựng sở liệu địa hình thơng tin địa lý (GIS); hỗ trợ giải tốn phân tích, chiết xuất thơng tin chun đề phục vụ phịng chống giảm nhẹ thiên tai Ngồi ra, cần quan tâm tới hướng hợp tác quốc tế để trao đổi thông tin, liệu, kinh nghiệm nhằm ứng dụng viễn thám hiệu lĩnh vực phòng tránh giảm nhẹ thiên tai ? ... cứu ứng dụng cơng nghệ viễn thám cơng tác theo dõi, giám sát phịng chống giảm nhẹ thiên tai Điển hình như: Nguyễn Ngọc Thạch cộng (Đại học Quốc gia Hà Nội) tiến hành nghiên cứu ứng dụng viễn thám. .. Phổ) Để công nghệ viễn thám - GIS phát huy hiệu nhiều lĩnh vực phòng chống giảm nhẹ thiên tai, Việt Nam cần có bước thích hợp sau: Một là, xây dựng chiến lược chung để ứng rộng rãi công nghệ vũ... châu Á (ADB) hỗ trợ Việt Nam thực dự án ? ?Ứng dụng công nghệ viễn thám dự báo, cảnh báo giám sát lũ lụt” Dự án ứng dụng công nghệ không gian (SBT) công nghệ thông tin truyền thông (ICT) quản lý,