Ứng dụng viễn thám radar giám sát sạt lở trên sông tiền (đoạn qua tỉnh đồng tháp)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN CHÂU MỸ DUYÊN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM RADAR GIÁM SÁT SẠT LỞ TRÊN SÔNG TIỀN (ĐOẠN QUA TỈNH ĐỒNG THÁP) Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường Mã số: 8850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2023 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TSKH Bùi Tá Long Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đào Nguyên Khôi Cán chấm nhận xét : PGS.TS Trương Thanh Cảnh Cán chấm nhận xét : TS Lâm Đạo Nguyên Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 27 tháng 07 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch Hội đồng: PGS.TS Lê Văn Khoa Phản biện 1: PGS.TS Trương Thanh Cảnh Phản biện 2: TS Lâm Đạo Nguyên Ủy viên: ThS Lưu Đình Hiệp Thư ký: TS Võ Thanh Hằng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Châu Mỹ Duyên MSHV: 2170844 Ngày, tháng, năm sinh: 30/10/1991 Nơi sinh: Vĩnh Long Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường Mã số : 8850101 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM RADAR GIÁM SÁT SẠT LỞ TRÊN SÔNG TIỀN (ĐOẠN QUA TỈNH ĐỒNG THÁP) Application of remote sensing radar for landside monitoring on the tien river (pass through dong tap province) NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nhiệm vụ: Ứng dụng viễn thám Radar để giám sát sạt lở đoạn sông Tiền qua địa phận tỉnh Đồng Tháp - Nội dung: + Nội dung 1: thu thập, tổng hợp liệu số liệu, bao gồm: o Ảnh vệ tinh: Sentinel -1, Sentinel-2A o Mơ hình số độ cao SRTM 30m o Bản đồ hành tỉnh Đồng Tháp + Nội dung 2: Giải đoán ảnh Sentinel-1 kết hợp phương pháp Fuzzy mờ để làm bật đối tượng nước giai đoạn (2018 – 2023) So sánh với kết phân tích Sentinel 2A + Nội dung 3: Ứng dụng công cụ DSAS (Digital Shoreline Analysis System) phân tích tốc độ sạc lở phạm vi nghiên cứu cho giai đoạn (2018 – 2023) II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/01/2023 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2023 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ii Cán hướng dẫn 1: PGS.TSKH Bùi Tá Long Cán hướng dẫn 2: PGS.TS Đào Nguyên Khôi Tp.HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2023 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN iii LỜI CẢM ƠN Học viên xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH Bùi Tá Long PGS.TS Đào Nguyên Khơi – người tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt trình thực hoàn thành luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Môi trường Tài nguyên tập thể thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ em trình em học tập trường Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Đồng Tháp nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện để học viên hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln ln động viên học viên suốt q trình học tập thực luận văn Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2023 Nguyễn Châu Mỹ Duyên iv TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đồng Tháp xem tỉnh có sức ảnh hưởng quan trọng an ninh lương thực nước Tuy nhiên, năm gần ảnh hưởng từ hoạt động khai thác cát, sử dụng nước thượng nguồn làm thay đổi trình dịng chảy khiến cho diện tích đất tỉnh Đồng Tháp có nhiều biến động tượng sạt lở bồi tụ Đặc biệt sông Tiền, sông lớn qua nhiều huyện, thành phố thuộc tỉnh Đồng Tháp diễn tình trạng sạt lở thường xuyên xuất với diện tích sạt lở 6,41ha (năm 2019) Vì lẽ đó, việc giám sát sạt lở việc quan trọng công tác quản lý quy hoạch sử dụng đất tỉnh Việc giám sát, theo dõi phát sạt lở thông qua ảnh vệ tinh áp dụng phổ biến Đây giải pháp công nghệ tiết kiệm chi phí, đưa kết nhanh chóng có tính xác tốt việc theo dõi phát biến động đường bờ nói riêng biến động tài ngun mơi trường nói chung Hướng đến mục tiêu đề tài giám sát biến động đường bờ, liệu ảnh vệ tinh lựa chọn ảnh Radar Sentinel 1A với độ phân giải không gian 20m, thời gian lựa chọn nghiên cứu giai đoạn 2018 -2023 (các ảnh mùa khô) Ảnh Sentinel 1A sau phân tích xử lý thuật tốn phân cụm mờ Fuzzy cho kết phân loại hai đối tượng đất nước, từ tách chiết liệu đường bờ Dữ liệu đường bờ đưa vào công cụ DSAS phiên 5.0 phần mềm ArcGIS 10.4.1 để phân tích tốc độ thay đổi đường bờ qua năm Từ phát khu vực sạt bồi cho bờ 09 khu vực nghiên cứu lựa chọn (gồm: nhánh sơng Tiền, cồn Liệt Sĩ, cồn Long Khánh, cồn Tân Quới, cồn Trên, cồn Lân, cồn Tre cồn Mỹ Xương) Kết tổng hợp cho thấy, đại đa số bờ sơng có xu hướng thay đổi đường bờ trái ngược nhau, bên sạt lở bên bồi tụ Thông qua 09 khu vực nghiên cứu đa số bờ trái có xu hướng sạt lở (5/9 khu vực), cịn bờ phải xu hướng bồi sạt (4 khu vực sạt khu vực bồi) Bên cạnh đó, để kiểm tra tính xác kết phân tích đường bờ, học viên thực so sánh kết phân tích đường bờ từ ảnh radar (Sentinel 1) ảnh quang học (Sentinel 2A) (theo phương pháp truyền thống) với Google Earth để so sánh đánh giá tính tương đồng kết thông qua số Kappa Kết phân tích số Kappa v cho thấy ảnh Sentinel có phù hợp tương đồng với Google Earth đạt mức tốt Từ sử dụng ảnh Sentinel bổ sung cho ảnh Sentinel để khắc phục hạn chế từ ảnh quang học thường hay gặp phải vi MASTER THESIS SUMMARY Dong Thap is considered a province with an important influence on the country's food security However, in recent years, due to the impact of sand mining activities, as well as upstream water use, changing the flow process, the land area of Dong Thap province has fluctuated due to the phenomenon of landslides and sedimentation Especially on the Tien River, the largest river and passing through many districts and cities in Dong Thap province, landslides frequently occur with a landslide area of 6.41 hectares (2019) For that reason, landslide monitoring is an extremely important task in the province's land use planning and management Monitoring, tracking and detecting landslides through satellite images has been widely applied This is a cost-effective technology solution that provides quick results and good accuracy in monitoring and detecting shoreline changes in particular and environmental resource changes in general The selected satellite image data is Radar Sentinel 1A image with a spatial resolution of 20m, the selected research period is the period 2018 - 2023 (dry season images) Sentinel 1A images, after being analyzed and processed using the Fuzzy clustering algorithm, will result in classifying two objects: land and water, thereby extracting shoreline data This shoreline data will be included in the DSAS tool version 5.0 on the ArcGIS 10.4.1 software platform to analyze the rate of shoreline change over the years From there, the landslide and accretion areas were discovered for each bank of the 09 selected research areas (including: main branch of Tien River, Liet Si dunes, Long Khanh dunes, Tan Quoi dunes, Tren dunes, Lan dunes, Tre dunes and My Xuong dunes) The combined results show that the vast majority of river banks have opposite trends in changing their shorelines, the landslide side and the accretion side Through the 09 research areas, the majority of the left bank has a landslide tendency (5/9 areas), while the right bank has the same accretion and landslide tendency (4 landslide areas and accretion areas) Besides, to verify the accuracy of shoreline analysis results, students compare shoreline analysis results from radar images (Sentinel 1) and optical images (Sentinel 2A) (according to the traditional method) with Google Earth to compare and evaluate the similarity of results through the vii Kappa index The results of analyzing the suitability and similarity of Sentinel with Google Earth are good From there, it is possible to use Sentinel images to supplement Sentinel images to overcome the limitations of commonly encountered optical images viii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Tp.HCM, ngày 08 tháng 06 năm 2023 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Châu Mỹ Duyên