ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ THIÊN TAI

việc phát triển ảnh viễn thám độ phân giải cao và siêu cao hiện nay đã và đang góp phần không nhỏ vào việc theo dõi, giám sát các khu vực nhạy cảm, có ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng. Từ đó mô tả và phân tích các hiện tượng, để đi tới mục đích khẳng định hoặc phủ định những dự kiến biến động của thời tiết. Phát hiện những vùng sương mù và tốc độ phân tá của chúng để phục vụ cho nghề cá, đi biển và hàng không

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ THIÊN TAI Học phần: VIỄN THÁM Nhóm GVHD: Th.S Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết Bình Dương, tháng 03 năm 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ THIÊN TAI Nhóm Nguyễn Lê Trung Dũng Đặng Hiền Trúc Nhi Đặng Thanh Trúc Bình Dương, tháng 03 năm 2021 MỤC LỤC Chương I Tổng quan 1.1 Thiên tai 1.2 Tổng quát ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai Chương II Ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai .5 2.1 Quản lý trượt lở đất 2.2 Quản lý lũ 2.3 Quản lý ngập lụt ven biển .5 2.4 Quản lý rủi ro thiên tai Chương Các cơng trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai .6 3.1 Cảnh báo thiên tai 3.1.1 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu 3.1.3 Nội dung nghiên cứu 3.1.4 Kết nghiên cứu 3.1.5 Kết luận nghiên cứu 3.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám theo dõi biến động mực nước chứa hồ Ka Nak[10] .9 3.2.1 Mục tiêu đối tượng phương pháp nghiên cứu9 3.2.2 Nội dung nghiên cứu 3.2.3 Kết kết luận nghiên cứu 10 3.3 Ứng dụng GIS Việt Nam vấn đề cần quan tâm[13] .10 3.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 10 3.3.2 Nội dung kết nghiên cứu .11 Chương Kết luận 13 Chương Phụ lục hình ảnh viễn thám 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO .17 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SAR ERS SAR CZCS USD GIS Structure-Activity Relationship Environmental Research Satellite Coastal Zone Color Scanner United States Dollar Geographic Information System Chương I Tổng quan 1.1 Thiên tai -Thiên tai tượng tự nhiên bất thường gây thiệt hại người, tài sản, môi trường, điều kiện sống hoạt động kinh tế - xã hội, bao gồm: bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất mưa lũ dòng chảy, sụt lún đất mưa lũ dòng chảy, nước dâng, xâm nhập mặn, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương muối, động đất, sóng thần, tuyết lở, núi lửa, gió nóng, vồi rồng, lốc bụi loại thiên tai khác - Các dạng thiên tai chưa dịch thuật sang tiếng Việt: phun trào limnic tượng khí CO2 bất ngờ phun trào từ hố sâu gây nguy chết ngạt cho động vật người khu vực Supercell Tornadoes, hình thành từ bão sấm sepercell, supercell tornadoes có tốc độ gió lên đến 322km/h Landspout vòi rồng yếu hơn, thường hình thành dọc theo cạnh luồng khí lạnh mưa di chuyển xuống bắt nguồn từ bão sấm Gustnado đám mây bụi hay cuộn bụi tạm thời Waterspout loại vòi rồng mặt nước, đa số hình thành từ bão sấm yếu hay đám mây tích nhanh Firewhirls nóng dày đặc trận cháy rừng hay núi lửa phun trào lớn tạo ra, có tốc độ lên đến 162km/h - Năm 2020 năm ghi nhận đợt nắng nóng kỷ lục lịch sử kéo theo hàng loạt vụ thiên tai lớn nhỏ xuất giới gây thiệt hại lên đến 150 tỉ USD, làm cho 3.500 người chết, 13,5 triệu người phải di tản sang nơi - Một vài thiên tai xảy năm 2020 gây thiệt hại người kể đến như: bão Vamco khiến 42 người Philippines thiệt mạng ngày 13/11, núi lửa phun trào Philippines làm 39 người chết ngày 12/01, động đất làm 41 người chết Thổ Nhĩ Kỳ ngày 24/01, lũ lụt Indonesia khiến 66 người mạng ngày 01/01, bão Laura làm chết 77 người Mỹ, cộng hòa Dominica Haiti ngày 27/08, siêu bão Amphan khiến 85 người thiệt mạng ngày 20/05, động đất, sóng thần giết chết 117 người Hy Lạp Thổ Nhĩ Kỳ ngày 30/10, lũ quét làm 150 người Afghanistan mạng ngày 26/08, bão Eta tàn phá Trung Mỹ khiến 150 người thiệt mạng ngày 03/11, cháy rừng Úc khiến 400 người thiệt mạng từ năm 2019 đên 03/2020 1.2 Tổng quát ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai - Vì khả nhận hình ảnh với tỉ lệ khác nhau, việc thành lập sơ đồ ảnh, bình đồ đồ ảnh địa chất khả thực tế để làm chi tiết hóa, làm sáng tỏ kiểm tra đồ thiết lập từ trước - Với việc tính tốn phân tích tài liệu nhận theo quan điểm kiến tạo toàn cầu dựa theo tư liệu ảnh vũ trụ, cho phép phải kiểm tra loạt đồ địa chất kiến tạo có Điều cần phải thực dưa sở phân tích liệu viễn thám với việc sử dụng loại tư liệu khác ảnh rađa, ảnh hồng ngoại, kết hợp với số tư liệu địa vật lí Bên cạnh ảnh viễn thám quang học, ảnh viễn thám radar sử dụng 20 năm để phát đặc trưng, thành lập đồ địa chất, thăm dị khống sản dầu Trên ảnh SAR nhận thấy rõ ràng hệ thống thoát nước tự nhiên, điều đáp ứng thỏa đáng số yêu cầu địa mạo học riêng biệt vung nghiên cứu Hơn 50% tồn thơng tin địa chất phân tích từ chụp ảnh vũ trụ thuộc kiến tạo Xét mối liên quan đến tỉ lệ ảnh đặc điểm kiến tạo vùng số phần trăm cịn tăng lên Các vấn đề nghiên cứu cấu tạo cấu trúc trái đất từ vũ trụ thể số cơng trình nghiên cứu - Chụp ảnh trái đất với mức độ bao quát khác cho khả dự đoán đầy đủ số cấu trúc kiến tạo khác nhau: vùng đới kiến tạo phức nếp lồi phức nếp lõm; vùng hạ xuống vùng nâng lên cấu tạo nhỏ khác, nhìn thấy rõ ảnh vũ trụ, cấu trúc uốn nếp đứt gãy phá hủy, đứt gãy sụt xuống, dịch xa, chuyển dịch, chuyển đến, phủ chờm vấn đề khác Bên cạnh đó, ảnh cịn đem đến cho thơng tin đặc điểm địa mạo, nguồn gốc phá hủy Nhiều nhà khoa học quan tâm đến việc giải đoán yếu tố kiến tạo cấu trúc địa chất Thống kê cho thấy khoảng 50% thông tin địa chất phân tích từ ảnh vệ tinh thuộc kiến tạo cấu trúc Có thể giái đốn ảnh có cấu trúc nếp lồi, nếp lõm, tượng uốn nếp đất đá,… điều kiện sau: Sự khác thành phần vật chất đá khác biệt thường thể lên địa hình, giúp cho người giải đốn phân tích cấu trúc Ví dụ: xen kẽ liên tục tầng đá cát kết, đá phiến sét, … tạo nên hình ảnh rõ ràng phân lớp, phân tầng ảnh vệ tinh Đối với ảnh radar, độ phản xạ lượng sóng tùy theo bước sóng lựa chọn mà có độ nhạy cao với thông số khác như: độ gồ ghề lớp bề mặt, cấu trúc, hướng thực vật độ ẩm thực vật Riêng lâm nghiệp, ảnh radar công cụ vô hữu ích cho việc thành lập đồ lâm nghiệp đặc biệt cho trình thành lập đồ rừng nhiệt đới mức độ giám sát Tuy nhiên, hạn chế khó chi tiết việc biên tập chi tiết phân loại rừng - Việc sử dụng kỹ thuật viễn thám trình điều tra thổ nhưỡng cho phép vạch ranh giới vùng thổ nhưỡng khác bình đồ song trực tiếp phân loại thổ nhưỡng cách chi tiết ảnh bị thảm thực vật vật khác che lấp Chiều thứ – chiều thổ nhưỡng chứa đựng nhiều thông tin quan trọng để phân loại thổ nhưỡng lại ln ln khơng nhìn thấy nên việc thể thơng tin thường theo dấu hiệu gián tiếp kết hợp kinh nghiệm Cơng việc giải đốn ảnh phát đối tượng, phân tích phân loại theo dấu hiệu có quan hệ với tính chất thổ nhưỡng để từ phân loại thổ nhưỡng Vì vậy, việc sử dụng ảnh viễn thám điều tra lập đồ thổ nhưỡng thiết phải có hỗ trợ tư liệu hệ thơng tin địa lý việc nghiên cứu thực địa nhà chun mơn ngành thổ nhưỡng có hiểu biết viễn thám tiến hành Bên cạnh ảnh viễn thám quang học, ảnh viễn thám radar nhìn chung cho phép phân biệt loại hình sử dụng đất ( thành thị, nông nghiệp, rừng, mặt nước, …) nhờ vào độ nhạy cảm SAR với độ nhám bề mặt độ ẩm Đặc biệt với việc xác định mùa vụ nông nghiệp, ưu điểm ảnh radar so với ảnh quang học cho phép thu thập liệu thời điểm mùa vụ tốt chu ky phát triển, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Các bước sóng ngắn tương ứng với độ tán xạ ngược cao từ vòm góc tới từ vừa phải đến lớn tương ứng với thành phần thấp đất Tuy nhiên, ảnh radar khơng dễ sử dụng có hiệu việc cung cấp thơng tin để xác định mùa vụ chi phí cao thiếu liệu có độ phân giải khơng gian thích hợp để bổ sung thơng tin - Có nhiều ứng dụng viễn thám nghiên cứu thuỷ văn, từ đơn giản đến phức tạp Khơng ảnh quang học mà ảnh radar có ứng dụng định nghiên cứu thủy văn Từ ảnh radar ước tính độ ẩm đất thay đổi độ ẩm theo thời gian khơng gian hầu hết phép đo trực tiếp mặt đát phù hợp với vùng đơn khó ngoại suy, ảnh radar có tiềm mạnh mẽ lĩnh vực này, cho phép tạo đồ độ ẩm đất cho toàn cầu hay mức độ quốc gia với độ mô cao cung hữu ích xu Màu nước biển, gọi xạ phổ tầng nước bên trên, ánh sáng mặt trời xạ lại phần mặt nước Vùng gần bờ biển hay cửa sông, xạ xác định chủ yếu, tổng số bùn sét lơ lửng Đối với phần lớn nước biển, khác hàm lượng vật chất hữu gây khác màu nước biển vùng Yếu tố vật chất quan trọng phytoplanton vi thực vật (tảo) có ghép nối tạo dãy mắt xích liên hệ phần chân có khả hấp thụ mạnh tia sáng đỏ xanh Bức xạ vùng màu xanh chịu ảnh hưởng hấp thụ Clorophyl thay đổi 0,1 – 0,15 w cm2 Steradian-1.Nm-1 Sự xạ nhìn thấy khác màu nước biển, có màu xanh thẫm vùng biển khơi, hàm lượng chất dinh dưỡng phytoplanton thấp Nước vùng bờ biển vùng sóng trồi, tất nhiên có nhiều chất hữu sinh vật trôi nổi, kết hấp thụ tia sáng màu xanh Clorophyl tạo nên sắc màu xanh cho nước biển Do đó, vào khác biệt màu sắc, tone ảnh CZCS, phân chia vùng có hàm lượng Clorophyl khác nhau, thông tin có ý nghĩa việc xác định vùng tập trung hải sản, sử dụng phương pháp viễn thám dự báo trữ lượng hải sản vùng biển - Hiện nay, ảnh quang học, ảnh radar áp dụng vào lĩnh vực hải dương học như: quan sát lộ trình tàu biển, việc đánh cá, nghiên cứu đường bờ mỏ dầu, … cung cấp liệu cần thiết cho phương án bự báo tình trạng biển thời tiết Ở vùng cực, ảnh radar sử dụng để phát tảng băng trôi di chuyển chúng, đánh giá điều kiện băng đá Một số ứng dụng an ninh quốc phịng kể đến như: mô chiến thuật, lên kế hoạch chiến thuật, kế hoạch phịng khơng, dẫn đường,… Từ liệu viễn thám, cung cấp liệu cho mơ hình mơ như: thơng tin độ cao địa hình, thơng tin độ phủ địa hình từ xây dựng mơ hình trực quan - Tùy theo độ phân giải mơ hình mà cung cấp thơng tin đối tượng mặt đất như: loại hình sử dụng đất ( mặt nước, công nghiệp, nông nghiệp,…) thông tin vô quý giá cho mơ hình để thành lập kế hoạch phục vụ cho an ninh quốc phòng Ngày ảnh viễn thám từ vệ tinh dân sự, thương mại sử dụng ngày nhiều cho mục đích quốc phịng an ninh, nhiên cần phải có bước xử lý, kỹ giải đốn, sử dụng thơng tin liên quan để tận dụng tối đa liệu ảnh Tuy nhiên, mục đích an ninh quốc phịng cần thực liên tục, có tính chu kỳ quan trọng kịp thời ảnh viễn thám vệ tinh dân thương mại có đóng góp định cho mục tiêu quốc phòng an ninh Ưu điểm ảnh vệ tinh độ phủ rộng nên việc giám sát đối tượng diện tích lớn cấp quốc gia có ý nghĩa Nó ứng dụng việc giám sát, theo dõi biển, hải đảo; biến động vùng ranh giới, tranh chấp nơi mà người khó tiếp cận hay nguy hiểm - Bên cạnh đó, việc phát triển ảnh viễn thám độ phân giải cao siêu cao góp phần khơng nhỏ vào việc theo dõi, giám sát khu vực nhạy cảm, có ảnh hưởng đến an ninh quốc phịng Tính tốn tốc độ chuyển động gió – mây, đặc biệt tầng mây thấp theo dõi tầng mây cao 1.200 vector gió tính tốn ngày Tính tốn, dự báo lượng mưa từ hệ thống mây dự báo trận bão Tính tốn trường nhiệt với nóng lên lạnh đám băng vùng có thực vật, ăn quả, từ dự báo lượng băng tan Việc tính tốn giúp cho nơng dân vùng canh tác làm kéo dài biện pháp đề phòng đến băng giá tan đi, thu lợi hàng ngàn USD Phân tích tuyết phủ để dự báo lượng nước chảy tuyến tan lưu vực dịng chảy lãnh thổ Việc phân tích thực vệ tinh khí tượng vệ tinh tài nguyên LANDSAT, SPOT… Phân loại vùng bão dựa vào phương pháp phân loại bán đối tượng theo giai đoạn phát triển trường gió mây Thơng báo kịp thời thơng tin khí tượng việc phân tích kịp thời ảnh vệ tinh để thơng qua quan khí tượng quốc gia lưu lại thông tin đặn hàng ngày Cung cấp thông tin phát triển bão qua việc theo dõi động thái cách tổng hợp vùng nhiệt độ đỉnh mây dự chuyển động mây mức độ khác Từ mơ tả phân tích tượng, để tới mục đích khẳng định phủ định dự kiến biến động thời tiết Phát vùng sương mù tốc độ phân tá chúng để phục vụ cho nghề cá, biển hàng không[7] Chương II Ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai 2.1 Quản lý trượt lở đất - Việc sử dụng tư liệu viễn thám cung cấp thông 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 2.2 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 2.3 Quản lý 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 toàn 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 tồn 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) 2.4 Quản lý rủi ro thiên tai - Sử dụng công nghệ viễn thám GIS với khả phân tích khơng gian nó, thiết kế hệ thống mơ tương tác có độ xác cao nhằm thúc đẩy hiểu biết toàn diện thiên tai khác nhau, hậu thiệt hại mà chúng gây cho khu vực định Các kỹ thuật GIS hoạt động công cụ hỗ trợ định cuối cùng, tất thảm họa có tính chất khơng gian Với trợ giúp lớp GIS khác nhau, việc định thực Điều sau giúp lập kế hoạch hiệu cho hành động ứng phó khẩn cấp mà sau đánh giá nội Thông tin không gian địa lý điều cần thiết cho phản ứng hiệu nhanh chóng cho tình khẩn cấp Do cơng nghệ viễn thám trở nên phổ biến nhiệm vụ phịng ngừa, ứng phó khắc phục thảm họa[9] Chương Các cơng trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai 3.1 Cảnh báo thiên tai 3.1.1 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu - Những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào giám sát, dự báo, cảnh báo thiên tai tác động biến đổi khí hậu đạt thành thiết thực nước ta - Lũ quét dạng thiên tai xảy hầu khắp nước giới, đặc biệt vùng trung du, miền núi lưu vực sơng chịu ảnh hưởng gió mùa, bão, áp thấp hội tụ nhiệt đới Nước ta nằm khu vực xem có tiềm tự nhiên sinh lũ quét cao 70% diện tích đồi núi Cho đến nay, nhiều phương pháp cảnh báo lũ sớm nghiên cứu, đó phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp công nghệ GIS đã mang lại những hiệu quả quan trọng dự báo nguy lũ ống, lũ quét 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập thông tin: khảo sát, lập kế hoạch điều tra thực địa - Phương pháp xử lý thông tin 3.1.3 Nội dung nghiên cứu - Mới đây, nhà khoa học từ Học viện Kỹ thuật quân Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội sử dụng tư liệu viễn thám công nghệ GIS thành lập Bản đồ dự báo nguy lũ quét huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị Theo số liệu điều tra – khảo sát giai đoạn 2009-2010 tỉnh Quảng Trị có 177 điểm trượt lở huyện Hướng Hóa có nhiều điểm trượt lở với 81 điểm xảy vị trí thị trấn Khe Sanh, xã Ba Tầng, Tân Thành, Húc, Hướng Phùng, Hướng Linh, Hướng Lập Hướng Sơn Diện tích trượt lở huyện Hướng Hóa chiếm 52,2% tổng diện tích trượt lở toàn khu vực đồi núi tỉnh Quảng Trị Cùng với đặc điểm khí hậu phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều bão với cường độ ngày tăng Đây điều kiện thuận lợi để hình thành lũ quét Việc dự báo, phân vùng nguy lũ quét vấn đề cấp thiết, góp phần quan trọng cho việc giảm thiểu thiệt hại lũ quét gây ra, đồng thời ổn định sống cho người dân khu vực Địa hình huyện Hướng Hóa có độ cao trung bình 400m so với mực nước biển Đặc điểm chung địa hình độ dốc lớn, bị chia cắt mạnh sông suối, khe rãnh Theo chuyên gia Nguyễn Thị Thu Nga, Học viện Kỹ thuật quân sự, để xây dựng bản đồ dự báo nguy lũ quét khu vực huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị, nhóm nghiên cứu lựa chọn nhân tớ ảnh hưởng đến khả hình thành lũ quét, bao gồm: mật độ che phủ, độ ẩm của đất, độ dốc, giao thông, hiện trạng sử dụng đất, lượng mưa, thổ nhưỡng và mật độ thủy hệ.Tiến sĩ Bùi Thu Phương, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội cho biết: Phân tích kết đạt cho thấy nguy xảy lũ quét cao cao chiếm gần 15% diện tích huyện Hướng Hóa Đây nơi có mật độ sơng suối dày đặc, độ chia cắt ngang chia cắt sâu địa hình lớn Đây nơi có mật độ dân cư đơng đúc, cần só biện pháp di dân sớm để tránh thiệt hại nặng nề người lũ gây 3.1.4 Kết nghiên cứu - Kết quả xây dựng bản đồ dự báo nguy lũ quét khu vực huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị cho thấy khu vực có nhiều đặc điểm tự nhiên thuận lợi cho việc hình thành lũ quét Các điều chỉnh quy hoạch quản lý cần thiết để giảm thiểu tác hại lũ quét gây Công nghệ viễn thám và GIS với những ưu điểm nổi bật so với các phương pháp nghiên cứu truyền thống có thể được sử dụng hiệu quả xây dựng bản đồ cảnh báo nguy lũ quét Việc sử dụng phương pháp GIS viễn thám có so sánh với số liệu thống kê đem lại kết khả quan, có độ xác cao - Kết góp phần hỗ trợ cho nhà quản lý cơng tác phịng, chống ảnh hưởng người tài sản lũ quét gây 10 Một ứng dụng quan trọng công nghệ viễn thám GIS sử dụng thời gian gian gần việc lập Bản đồ nguy trượt lở đất dọc tuyến Quốc lộ thuộc địa phận tỉnh Hịa Bình Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Thạch, Trường Đại học Khoa học Tụ nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội cho biết: Tuyến Quốc lộ qua tỉnh Hịa Bình dài khoảng 125 km, nối liền Hà Nội, Đồng Bắc Bộ với Tây Bắc Thượng Lào Giao thương tương đối thuận lợi Tuy vậy, Hịa Bình tỉnh có địa hình núi trung bình, chia cắt phức tạp, độ dốc lớn nên tượng trượt lở đất xảy khả thường xuyên, đặc biệt vào mùa mưa Trong mơ hình phân tích nguy trượt lở đất, đồ trạng trượt lở đất xem nguồn liệu quan trọng, thiếu - Vị trí điểm trượt lở vào liệu lịch sử, xác định đo vẽ phương pháp khảo sát trực tiếp thực địa giải đốn từ ảnh vệ tinh Theo Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Thạch, Bản đồ trạng trượt lở đất dọc tuyến Quốc lộ thuộc địa phận tỉnh Hịa Bình yếu tố trọn cho mơ hình đánh giá nguy trượt lở đất nguồn liệu đầu vào cho phép phân tích khơng gian GIS Bản đồ thành lập cách sử dụng công cụ Raster Calculator phần mền ArcGIS 10.5 Với việc áp dụng viễn thám GIS, nghiên cứu xây dựng đồ nguy trượt lở đất dọc tuyến đường Quốc lộ thuộc địa phận tỉnh Hịa Bình, đồ 144 điểm có nguy trượt lở theo cấp độ từ cao (Km53-Km55; Km61-Km80; Km102-Km103; Km 126-Km 129) đến cao (Km124-Km129; Km133-Km136; Km143-Km148), trung bình (Km103-Km110; Km123-Km125; Km136-Km143; Km148-Km151), thấp thấp… 3.1.5 Kết luận nghiên cứu - Tiến sĩ Nguyễn Phi Sơn – Phó Viện trưởng Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ nhận định: Công nghệ viễn thám GIS có vai trị quan trọng việc xây dựng đồ xói mịn đất Xói mịn đất coi ngun nhân gây suy thối đất, vấn đề quan trọng môi trường đất có xu hướng gia tăng nhiều quốc gia Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình xói mịn đất bao gồm: mưa, gió, độ dốc, thổ nhưỡng, thảm thực vật, người Xói mịn đất mang lượng lớn đất mùn mặt từ vùng đất cao, đất dốc 11 xuống chân núi, xuống hồ chứa, theo dịng sơng mang phù sa đổ biển… dẫn đến chất lượng đất cằn cỗi biện pháp không thực thi Hiện mơ hình để đánh giá xói mịn đất chia thành hai loại: Mơ hình thực nghiệm (RUSLE) Mơ hình nhận thức Việt Nam sử dụng Mơ hình thực nghiệm để xây dựng đồ xói mịn tiềm xói mịn trạng Thơng qua việc sử dụng mơ hình RUSLE, tư liệu viễn thám, liệu địa hình ứng dụng GIS, nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ thành lập đồ xói mịn đất trạng cho thành phố ng Bí (Quảng Ninh) Bản đồ có chất lượng tốt đồ xói mịn đất trạng thành phố ng Bí thành lập theo phương pháp truyền thống Nó góp phần khẳng định việc nghiên cứu đánh giá xói mịn đất trợ giúp công nghệ viễn thám GIS hiệu cần thiết giai đoạn Bên cạnh ứng dụng vào đánh giá xói mịn, nguy lũ qt, trượt lở đất… cơng nghệ viễn thám GIS sử dụng để đánh giá thích nghi đất đai lương thực, mang lại hiệu kinh tế cao thích ứng với biến đổi khí hậu Chuyên gia Tống Thị Hạnh, Học viện Kỹ thuật quân cho biết: Trong năm gần đây, biến đổi khí hậu diễn ngày phức tạp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến lĩnh vực nông nghiệp; tác động đến thời vụ làm thay đổi cấu trúc mùa vụ, làm suy thoái tài nguyên đất, gây sâu bệnh cho trồng giảm sản lượng thu hoạch Do vậy, việc xác định vùng đất thích nghi để trồng lúa xen canh màu phương pháp canh tác phù hợp cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, mang lại hiệu kinh tế cao thích ứng với biến đổi khí hậu 3.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám theo dõi biến động mực nước chứa hồ Ka Nak[10] 3.2.1 Mục tiêu đối tượng phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin, tài liệu số liệu thứ cấp điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội hồ Ka Nak Nhà máy khởi công xây dựng vào ngày 14 tháng 11 năm 2005 Sau năm xây dựng, thủy điện An Khê - Kanak khánh thành vào năm 2011 Nhà máy thủy điện Ka Nak gồm tổ máy, công suất tổ máy 6,5MW Đập dâng đổ bê tơng mặt, cao 68 m Đỉnh đập rộng 10 m Đập tràn xả lũ bê tông cốt thép có khoang tràn cho phép đạt lưu lượng xả lũ lớn nhất từ 3311,3 12 m3/s đến 3907 m3/s Đường hầm dài 3075,2 m, đường kính 4.5 m Hồ chứa có dung tích 313,7 triệu m3 Cơng śt nhà máy 13MW Đồng thời, thu thập đồ sử dụng đất đồ địa hình lưu vực sông Ba, ảnh vệ tinh Landsat chụp từ năm 2015 trước ảnh vệ tinh Landsat từ năm 2015 khu vực nghiên cứu 3.2.2 Nội dung nghiên cứu - Chỉ số thực vật chuẩn hóa (Normalized Difference Vegetation Index): Các số thực vật phân tách từ băng thị phổ, cận hồng ngoại, hồng ngoại dải đỏ tham số trung gian mà từ đó có thể thấy đặc tính khác thảm thực vật như: sinh khối, số diện tích lá, khả quang hợp, tổng sản phẩm sinh khối theo mùa Cơng nghệ gần để giám sát đặc tính hệ sinh thái khác phép nhận dạng chuẩn phép so sánh giữa chúng 3.2.3 Kết kết luận nghiên cứu - Từ ảnh vệ tinh thu thập Server Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) theo thời gian từ năm 2012 đến năm 2018 đáp ứng đủ yêu cầu ảnh chụp rõ nét không bị mây che phủ hai hồ thời gian đó Qua kết so sánh diện tích mặt nước từ năm 2012 đến năm 2018 từ tính tốn từ ảnh vệ tinh số NDVI lẫn số NDWI thấy mực nươc tính từ đường đặc tính hồ chứa từ ảnh vệ tinh có xu tương đồng với trình thay đổi mực nước hồ theo thời gian vận hành thực tế Kết tính tốn mực nước hồ Ka Nak số cho kết với xu mực nước thực tế Qua Bảng cho thấy chêch lệch lớn nhất giữa mực nước tính từ ảnh vệ tinh số NDVI mực nước từ đường đặc tính F~Z hồ Ka Nak 7,8m Kết cho thấy tính tốn ảnh vệ tinh Landsat chưa phản ánh hết diện tích mặt nước tồn diện tích mặt hồ Kết chất lượng ảnh vệ tinh sử dụng 30m x 30m nên sai số tính tốn lớn nữa ảnh vệ tinh lại phụ thuộc nhiều vào mây nên tách nước yếu tố khác hạn chế cần khắc phục - Chỉ số vật lý chiết xuất từ ảnh vệ tinh thời gian (2001 – 2018) cho phép tính tốn số thực vật NDVI số NDWI làm sở mô tả, theo dõi trạng thái lớp nước mặt địa phận 13 hồ chứa Ka Nak Việc sử dụng dữ liệu viễn thám để tính tốn số thực vật rất khách quan, phản ánh trung thực diễn biến lớp phủ bề mặt mà không phụ thuộc vào tính chủ quan người Trong qua trình nghiên cứu sử dụng phần mềm ENVI để xử lý ảnh vệ tinh, sau đó sử dụng phần mềm ARCGIS để phân tích tính tốn phần mềm phổ biến giới Việt Nam thuận lợi cho công tác nghiên cứu sau Kết cho thấy phương pháp tính tốn ảnh vệ tinh Landsat & cho kết phù hợp với xu diễn biến chung mực nước hồ Ka Nak thực tế Kết chất lượng ảnh vệ tinh thấp nên sai số tính tốn lớn Do cần nghiên cứu sâu để giảm sai số tách nước yếu tố khác từ ảnh vệ tinh 3.3 Ứng dụng GIS Việt Nam vấn đề cần quan tâm[13] 3.3.1 Mục tiêu nghiên cứu - 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 3.3.2 Nội dung kết nghiên cứu - 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 đốn 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 công nghệ viễn thám để thành lập đồ thành phần; xây dựng cấu trúc sở dữ liệu không gian WebGIS phiên thứ trượt lở đất đá 14 - 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 sông, áp dụng Hạ Hòa (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 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 công 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 mô hình lý thuyết mơ hình tích hợp GIS Nguyễn Xuân 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 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, 15 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 các trũng thấp kéo dài tồn 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, đó khu vực ngập nặng nhất thuộc lưu vực sông Vệ - Trà Câu (các huyện Mộ Đức - Đức Phổ) 16 Chương Kết luận - Trước xu kinh nghiệm ứng dụng viễn thám giới, Việt Nam cần tập trung nghiên cứu, làm chủ cơng 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 chuyên đề phục vụ phòng chống giảm nhẹ thiên tai Ngoài 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 - Cơng nghệ viễn thám GIS có ích cho việc đánh giá, phân tích cảnh báo sớm giáo dục nhận thức cộng đồng thảm hoạ qua internet - Trước tình hình tồn giới ngày xuất nhiều thiên tai nên việc ứng dụng vào viễn thám cần thiết cho an toàn quốc gia 17 ... Thiên tai 1.2 Tổng quát ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai Chương II Ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai .5 2.1 Quản lý trượt lở đất 2.2 Quản lý lũ 2.3 Quản lý ngập... nghiên cứu ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai 3.1 Cảnh báo thiên tai 3.1.1 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu - Những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý (GIS)... lý ngập lụt ven biển .5 2.4 Quản lý rủi ro thiên tai Chương Các cơng trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám quản lý thiên tai .6 3.1 Cảnh báo thiên tai 3.1.1 Mục tiêu đối tượng