Luận văn thạc sĩ Chính sách công: Ứng dụng viễn thám đánh giá thực trạng sạt lở bờ sông Hậu trên địa bàn tỉnh An Giang

Thông qua việc kết hợp các kỹ thuật viễn thám và phân tích không gian, luận văn đã giám sát diễn biến đường bờ, từ đó thống kê diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu.. Đồn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

ĐỖ THANH PHONG

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG SẠT LỞ BỜ SÔNG HẬU

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH AN GIANG

Chuyên Ngành: CHÍNH SÁCH CÔNG Mã Số: 8340402

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2024

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN THỊ VÂN

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS Võ Lê Phú

TRƯỞNG KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: ĐỖ THANH PHONG MSHV: 2170011 Ngày sinh: 28/11/1974 Nơi sinh: An Giang Chuyên ngành: Chính sách công Mã số: 8340402

I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG SẠT

LỞ BỜ SÔNG HẬU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH AN GIANG (Remote sensing application to assess the status of bank erosion of Hau River in An Giang province)

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1 Nhiệm vụ: Đánh giá thực trạng sạt lở sông Hậu trên địa bàn tỉnh An Giang trên cơ

sở xử lý ảnh viễn thám và phân tích không gian, từ đó xác định các vị trí sạt lở và đánh giá thực trạng sạt lở trên địa bàn nhằm hỗ trợ công tác quản lý rủi ro thiên tai trên địa bàn huyện

2 Nội dung nghiên cứu:

(1) Tổng quan các vấn đề liên quan về sạt lở bờ sông, viễn thám, và tình hình ứng dụng viễn thám nghiên cứu về thực trạng sạt lở

(2) Phân tích xử lý ảnh xác định thực trạng đường bờ theo các năm quan sát (3) Phân tích không gian đánh giá biến động đường bờ, xác định các vùng sạt lở

bờ sông Hậu theo cấp độ hành chính huyện và xã/phường trên địa bàn tỉnh An Giang

(4) Đề xuất giải pháp giảm thiểu nhằm hỗ trợ công tác quản lý rủi ro thiên tai trên địa bàn

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2024 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2024 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Trần Thị Vân

TP.HCM, ngày 19 tháng 07 năm 2024

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS Trần Thị Vân TS Nguyễn Hoàng Anh

TRƯỞNG KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

LỜI CẢM ƠN oOo

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của rất nhiều người Tôi xin chân thành gởi làm cảm ơn đến:

Gia đình, xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ và những người thân của tôi đã luôn bên cạnh, động viên và nhắc nhở tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn

PGS.TS Trần Thị Vân, người đã cung cấp cho tôi những tài liệu tham khảo bổ ích và trực tiếp hướng dẫn phương pháp cũng như nội dung của đề tài Cô thường xuyên góp ý, đề xuất những ý tưởng và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn của mình

Quý thầy cô Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt những năm học tập ở trường

Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thiện luận văn, trao đổi và tiếp thu ý kiến đóng góp của Quý Thầy Cô và bạn bè, tham khảo nhiều tài liệu song cũng không thể tránh khỏi sai sót Tôi rất mong nhận được những thông tin đóng góp, phản hồi quý báu từ quý Thầy Cô

Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người

Đỗ Thanh Phong

TÓM TẮT

Trong những năm gần đây hiện trạng sạt lở bờ sông Hậu và đang diễn ra vô cùng phức tạp và nguy hiểm Sạt lở không những gây mất diện tích đất nông nghiệp mà còn gây thiệt hại đến nhà cửa và tính mạng của con người Luận văn trình bày kết quả đánh giá thực trạng sạt lở bờ sông Hậu, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang trong giai đoạn 2016 – 2024 Thông qua việc kết hợp các kỹ thuật viễn thám và phân tích không gian, luận văn đã giám sát diễn biến đường bờ, từ đó thống kê diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu Ảnh vệ tinh Sentinel-2 với độ phân giải không gian 10m được sử dụng kết hợp với các kỹ thuật tính toán dựa trên chỉ số nước khác biệt chuẩn hóa NDWI (Normalized Difference Water Index) để phân tách đường bờ Kết quả tính toán cho thấy diễn biến sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang là tương đối phức tạp, một số khu vực có tính trạng sạt lở nghiêm trọng như Huyện An Phú, Huyện Chợ Mới, Huyện Châu Phú và Thành phố Long Xuyên Xét trên toàn bộ giai đọan 2016 – 2024 Chỉ trong vòng 8 năm, tỉnh An Giang đã mất đi 233,15 ha đất với tốc độ 29,14 ha/năm do sạt lở bờ sông Hậu Tốc độ sạt lở có nơi lên đến 5.21 ha/năm thuộc khu vực xã Mỹ Hòa Hưng, Thành phố Long Xuyên Kết quả của đề tài nghiên cứu đã đánh giá được tình hình và diễn biến sạt lở của khu vực nghiên cứu, phục vụ cho công tác quản lý và giám sát đường bờ sông Hậu, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang Đồng thời đề tài nghiên cứu cũng đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng ảnh vệ tinh trong công tác giám sát sạt lở đường bờ, giúp tiết kiệm được thời gian và chi phí so với các phương pháp truyền thống mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu đặt ra

ABSTRACT

In recent years, the situation of landslides on the banks of the Hau River has been extremely complicated and dangerous Landslides not only cause loss of agricultural land but also cause damage to houses and human lives The thesis presents the results of assessing the current state of landslides on the banks of the Hau River, the section flowing through An Giang province in the period 2016 - 2024 Through a combination of remote sensing techniques and spatial analysis, the thesis has monitored shoreline developments, thereby calculating the area and rate of riverbank erosion in the study area Sentinel-2 satellite images with a spatial resolution of 10m are used in combination with calculation techniques based on the normalized difference water index NDWI (Normalized Difference Water Index) to separate the shoreline Calculation results show that the evolution of Hau river bank erosion, the section flowing through An Giang province, is relatively complicated; Some areas with serious landslides such as An Phu District, Cho Moi District, Chau Phu District and Long Xuyen City Considering the entire period 2016 - 2024 In just 8 years, An Giang province has lost 233.15 hectares of land at a rate of 29.14 hectares/year due to landslides on the Hau River banks The rate of landslides in some places is up to 5.21 hectares/year in the area of My Hoa Hung commune, Long Xuyen city The results of the research project have evaluated the situation and evolution of landslides in the study area, serving the management and monitoring of the Hau River bank, the section flowing through An Giang province At the same time, the research project has also demonstrated the feasibility and effectiveness of using satellite images in monitoring shoreline landslides; helps save time and costs compared to traditional methods while still ensuring the required requirements

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và có nguồn gốc rõ ràng Các thông tin, số liệu thống kê, hình ảnh và các thông tin thu thập đều được trích xuất rõ ràng trong phần tài liệu tham khảo Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 07 năm 2024

Đỗ Thanh Phong

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết 1

2 Mục tiêu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp thực hiện 3

6 Ý nghĩa của đề tài 3

6.1 Ý nghĩa khoa học 3

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

7 Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 TỔNG QUAN VỀ SẠT LỞ 5

1.1.1 Khái niệm về đường bờ 5

1.1.2 Khái niệm về sạt lở bờ sông 5

1.1.3 Nguyên nhân gây sạt lở bờ sông 6

1.1.4 Tác hại của sạt lở bờ sông 7

1.2 TỔNG QUAN VIỄN THÁM VÀ GIS 8

1.2.1 Tổng quan viễn thám 8

1.2.2 Tổng quan GIS 14

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU 17

1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 17

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 19

1.4 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22

1.4.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 23

1.4.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 23

1.4.3 Hiện trạng sạt lở vùng bờ 25

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ VIỄN THÁM 26

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.2.1 Dữ liệu nghiên cứu 26

2.2.2 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám và bản đồ 27

2.3 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC HIỆN 28

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.2 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN SẠT LỞ 57

3.2.1 Biến đổi khí hậu 57

3.2.2 Hoạt động nhân tạo 58

Viễn thám TTXVN : Thông Tấn Xã Việt Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Các kênh phổ ảnh vệ tinh Sentinel-2 14Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Sentinel-2 sử dụng trong nghiên cứu 27Bảng 3.1: Diện tích và tốc độ sạt lở các huyện, thị xã, thành phố ven sông Hậu, tỉnh An Giang giai đoạn 2016 – 2024 (Đơn vị: ha) 36Bảng 3.2: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện An Phú 39Bảng 3.3: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc huyện Châu Phú 42Bảng 3.4: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Châu Thành 45Bảng 3.5: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Chợ Mới 47Bảng 3.6: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Phú Tân 49Bảng 3.7: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các phường thuộc thành phố Châu Đốc 53Bảng 3.8: Diện tích và tốc độ sạt lở bờ sông Hậu các phường thuộc thành phố Long Xuyên 55

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Nguyên nhân gây xói lở đường bờ 6

Hình 1.2 Đặc trưng phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên chính 10

Hình 1.3 Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật cơ sở dữ liệu GIS 16

Hình 1.4 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 23

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình thực hiện nghiên cứu 30

Hình 3.1 Kết quả tính toán chỉ số NDWI 32

Hình 3.2 Phân tách nước bằng chỉ số NDWI 33

Hình 3.3 Đường bờ các năm được phân tách từ ảnh vệ tinh 34

Hình 3.4 Đường bờ được chồng ghép để xác định các khu vực sạt lở 34

Hình 3.5 Bản đồ sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang giai đoạn 2016 - 2020 35

Hình 3.6 Diện tích sạt lở các huyện, thị xã, thành phố ven sông Hậu, tỉnh An Giang giai đoạn 2016 – 2024 36

Hình 3.7 Biểu đồ tỷ lệ (%) diện tích sạt lở của các huyện, thị xã, thành phố ven sông Hậu, tỉnh An Giang giai đoạn 2016 – 2024 36

Hình 3.8 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua huyện An Phú 38

Hình 3.9 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện An Phú 39

Hình 3.10 Sạt lở bờ sông Hậu tại xã Phú Hội, huyện An Phú, tỉnh An Giang 40

Hình 3.11 Sạt lở bờ sông Hậu tại xã Vĩnh Trường, huyện An Phú, tỉnh An Giang 40Hình 3.12 Sạt lở bờ sông Hậu tại thị trấn An Phú, huyện An Phú, tỉnh An Giang 40Hình 3.13 Sạt lở bờ sông Hậu tại xã Quốc Thái, huyện An Phú, tỉnh An Giang 40

Hình 3.14 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua huyện Châu Phú 41Hình 3.15 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Châu Phú 41

Hình 3.16 Sạt lở trên Quốc lộ 91, xã Bình Mỹ, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 43

Hình 3.17 Sạt lở thị trấn Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 43

Hình 3.18 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua huyện Châu Thành 44

Hình 3.19 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Châu Thành 45

Hình 3.21 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Chợ Mới 46

Hình 3.22 Sạt lở bờ sông Hậu, xã An Thạnh Trung, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang 47

Hình 3.23 Sạt lở bờ sông Hậu, xã Mỹ Hội Đông, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang 47Hình 3.24 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua huyện Phú Tân 48

Hình 3.25 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các xã thuộc Huyện Phú Tân 48

Hình 3.26 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua xã Châu Phong, Thị xã Tân Châu 50

Hình 3.27 Sạt lở bờ sông Hậu xã Châu Phong, thị xã Tân Châu, tỉnh An Giang 50

Hình 3.28 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua thành phố Châu Đốc 52

Hình 3.29 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các phường thuộc thành phố Châu Đốc 53

Hình 3.30 Bản đồ thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua thành phố Long Xuyên 54

Hình 3.31 Diện tích sạt lở bờ sông Hậu các phường thuộc thành phố Long Xuyên 54

Hình 3.32 Đường bờ xã Mỹ Hòa Hưng qua các năm 56

Hình 3.33 Sạt lở ở phường Bình Đức, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang 56

Hình 3.34 Sạt lở ở phường Mỹ Hòa, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang 56

Hình 3.35 Sạt lở ở phường Bình Đức, thành phố Long Xuyên, Tỉnh An Giang 56

Hình 3.36 Sạt lở ở xã Mỹ Hòa Hưng, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang 56

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết

Sạt lở bờ sông là hiện tượng mà đất và các vật liệu khác trên bờ sông bị trôi đi hoặc bị sụt xuống, thường do tác động của dòng chảy mạnh, mưa lớn, và các hoạt động của con người như khai thác cát hoặc xây dựng không hợp lý Đây là một vấn đề phổ biến và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với cộng đồng và môi trường Sông Hậu, một nhánh chính của sông Mekong, là khu vực chịu tác động mạnh mẽ từ các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, dẫn đến tình trạng sạt lở xảy ra thường xuyên Sạt lở bờ sông Hậu là một vấn đề nghiêm trọng và đã gây ra nhiều thiệt hại đáng kể về tài sản và đất đai ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ của Việt Nam nói chung và tỉnh An Giang nói riêng trong nhiều năm qua Sạt lở bờ sông có thể xảy ra đột ngột, gây nguy hiểm trực tiếp đến tính mạng của người dân sống gần bờ Bên cạnh đó, sạt lở gây ra tình trạng mất nhà cửa, mất đất canh tác, từ đó ảnh hưởng đến điều kiện sống và sức khỏe của người dân Việc đánh giá sạt lở sông Hậu là việc làm cực kỳ cấp thiết và quan trọng, bởi nó không chỉ giúp đánh đưa ra các cảnh báo và biện pháp phòng ngừa các thảm họa thiên nhiên giúp sơ tán kịp thời mà còn góp phần bảo vệ tài sản, tính mạng của người dân và duy trì sự phát triển bền vững cho khu vực

Công nghệ viễn thám có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống trong giám sát sạt lở Viễn thám cho phép quan sát diện rộng và tiếp cận dễ dàng các khu vực khó khăn, thu thập dữ liệu trên diện tích lớn mà các phương pháp truyền thống không thể đạt được Ngoài ra, viễn thám cung cấp dữ liệu liên tục và cập nhật thường xuyên, giúp giám sát tình trạng sạt lở kịp thời hơn Với khả năng cung cấp dữ liệu chi tiết và đa dạng từ nhiều phổ sóng khác nhau, viễn thám giúp phân tích chính xác và đa chiều về đặc điểm bề mặt đất và môi trường Hơn nữa, công nghệ này tiết kiệm thời gian và chi phí so với việc triển khai các đội khảo sát thực địa, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng cho quy hoạch và quản lý phòng chống sạt lở Cuối cùng, viễn thám có thể tích hợp với Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và các nguồn dữ liệu khác để tạo ra các bản đồ chi tiết và cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về nguy cơ sạt lở

Để đánh giá tình trạng sạt lở vùng bờ sông Hậu, đoạn chảy qua tỉnh An Giang ,

đề tài: “Ứng dụng viễn thám đánh giá thực trạng sạt lở bờ sông Hậu trên địa bàn

tỉnh An Giang” được thực hiện với mục tiêu định hướng dài hạn trong việc theo dõi

và giám sát hiện tượng sạt lở trong khu vực, từ đó đưa ra các cảnh báo kịp nhằm giảm thiểu thiệt hại về tài sản và tính mạng của người dân, cũng như triển khai các biện pháp giảm thiểu và khắc phục tại những điểm nóng xảy ra tình trạng sạt lở

2 Mục tiêu

Đánh giá thực trạng sạt lở sông Hậu trên địa bàn tỉnh An Giang trên cơ sở xử lý ảnh viễn thám và phân tích không gian, từ đó xác định các vị trí sạt lở và đánh giá thực trạng sạt lở trên địa bàn nhằm hỗ trợ công tác quản lý rủi ro thiên tai trên địa bàn huyện

3 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan các vấn đề liên quan về sạt lở bờ sông, viễn thám, và tình hình ứng dụng viễn thám nghiên cứu về thực trạng sạt lở

- Phân tích xử lý ảnh xác định thực trạng đường bờ theo các năm quan sát - Phân tích không gian đánh giá biến động đường bờ, xác định các vùng sạt lở bờ

sông Hậu theo cấp độ hành chính huyện và xã/phường trên địa bàn tỉnh An Giang

- Đề xuất giải pháp giảm thiểu nhằm hỗ trợ công tác quản lý rủi ro thiên tai trên địa bàn

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: là đường bờ sông và tình trạng sạt lở vùng bờ - Phạm vi nghiên cứu: sông Hậu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang - Thời gian nghiên cứu: giai đoạn 2016 – 2020, vào thời điểm giai đoạn mùa khô

tháng 2 các năm 2016, 2020 và 2024

- Giới hạn nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu của luận là sử dụng ảnh vệ tinh

để nhận dạng đất liền và mặt nước, phần đường của đất liền này chính là đường bờ mà phương pháp xác định Ảnh vệ tinh sử dụng vào mùa khô, thời gian vệ

tinh chụp mặt đất trong khoảng 10g sáng là lúc không có hiện tượng triều nên

không ảnh hưởng đến việc nhận dạng đường bờ thường xuyên này

5 Phương pháp thực hiện

- Phương pháp thu thập thông tin và tư liệu: Phương pháp này được áp dụng phục

vụ cho việc tổng quan tài liệu thông qua các phương tiện tìm kiếm như sách, báo, internet, các luận văn và các đề tài liên quan

- Phương pháp tổng hợp và chọn lọc tài liệu: Phương pháp này được thực hiện

trong quá trình thu thập và khảo sát để chọn lọc những thông tin phù hợp nhất và đáng tin cậy nhất, đồng thời sau khi đã thu thập, tư liệu sẽ được tổng hợp, phân tích phục vụ cho quá trình hoàn thiện đề tài

- Phương pháp viễn thám: xử lý ảnh viễn thám để loại bỏ các nhiễu của khí quyển

và môi trường, tính toán các chỉ số để trích xuất đường bờ

- Phương pháp GIS: phân tích không gian các kết quả từ xử lý ảnh viễn thám, cũng

như biên tập, xuất bản đồ kết quả

- Phương pháp so sánh và thống kê: được sử dụng để phân tích, đánh giá kết quả

6 Ý nghĩa của đề tài

6.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu này là cơ sở khoa học góp phần bổ sung việc ứng dụng viễn thám để giám sát tình trạng sạt lở bờ sông cho tỉnh An Giang trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay, cũng như trong điều kiện ảnh hưởng của các đập thủy điện trên sông Mê Kông gây thiếu bùn cát bồi lắng và hoạt động khai thác cát, xây dựng, vận tải hai bên bờ sông

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Tình trạng sạt lở bờ sông hiện nay trên địa bàn tỉnh An Giang dọc sông Hậu là đáng báo động, vì nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống người dân cũng như hoạt động giao thông Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc khi đã chỉ ra được những đoạn, vùng sạt lở trên từng huyện/thị nhằm để cảnh báo cũng như giúp cho công tác quản lý môi trường hiệu quả và định hướng các giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiên tai từ sạt lở

7 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc của luận văn bao gồm 3 chương chính: CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Chương này giới thiệu một

cách tổng quát về sạt lở, nguyên nhân, đặc trưng; một số nghiên cứu về sạt lở được thực hiện ở Việt Nam, trên thế giới và tổng quan về khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Chương

này trình bày về phương pháp viễn thám, phương pháp tính toán chỉ số NDWI, tách và chồng ghép đường bờ để xác định khu vực sạt lở CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN: Trình bày kết quả thực trạng sạt lở, phân

tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp có thể thực hiện trong thực tiễn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ SẠT LỞ 1.1.1 Khái niệm về đường bờ

Theo tài liệu của Bộ TNMT về “Ký hiệu Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10 000” năm 2009 có định nghĩa:

• Đường bờ là đường giới hạn của mức nước cao nhất trung bình nhiều năm của sông, biển, hồ, đầm, ao

• Ký hiệu đường mép nước dùng để thể hiện vị trí đường mép nước tại thời điểm đo vẽ hoặc chụp ảnh hàng không

• Trong thực tế đường bờ ổn định thường là giới hạn của lòng sông, hồ, đầm, ao, bãi biển với khu vực mà con người cư trú và canh tác ổn định

• Đối với những sông sâu, lòng hẹp và có độ dốc lớn thì mặt chiếu phẳng của đường bờ và đường mép nước thường rất gần nhau, trường hợp này đường mép nước và đường bờ coi như trùng nhau và chỉ thể hiện đường bờ

1.1.2 Khái niệm về sạt lở bờ sông

Sạt lở bờ sông là hiện tượng bờ sông bị xói mòn, dịch chuyển hoặc sụp đổ Hiện tượng này làm mất đi diện tích đất, thay đổi địa hình bờ sông, gây ảnh hưởng đến môi trường sống của các loài sinh vật, thiệt hại về kinh tế, thậm chí nguy hiểm đến sức khỏe, tính mạng cho cộng đồng sống ven sông Sạt lở bờ sông có thể xảy ra tự nhiên do sự biến đổi của các yếu tố tự nhiên như dòng chảy, mưa, lũ, gió, sóng, hoặc do những hoạt động nhân tạo như khai thác cát, quá trình tăng dân số, phát triển đô thị ven sông và canh tác nông nghiệp không bền vũng Từ đó, làm gia tăng áp lực và giảm khả năng chống chịu lên bờ sông, dẫn đến hiện tượng sạt lở (Thorne, 1990)

1.1.3 Nguyên nhân gây sạt lở bờ sông

Nhiễu động về khí hậu thủy văn có vai trò quan trọng đối với gia tăng sạt lở Đó là sự thay đổi về phân bố, gia tăng về số lượng, cường độ và tính thất thường của

Nguyên nhân trực tiếp

Các tiến hóa tự nhiên

Biến động bất thường về khí hậu, thủy văn

Các hoạt động nhân

sinh

Lượng bồi tích di chuyển đến

nhỏ hơn lượng di chuyển đi

Phân bổ lại bồi tích để tạo nên cân

bằng trắc diện mới Động lực

nội sinh

Động lực ngoại sinh

Nguyên nhân sạt lở bờ sông

Nguyên nhân sâu xa

Hình 1.1 Nguyên nhân gây xói lở đường bờ

bão, lũ gây sóng lớn và nước dâng Dao động mực nước là tác nhân quan trọng gây sạt lở bờ sông do tạo ra cơ chế di chuyển ngang bồi tích ra sâu và tái tạo trắc diện ngang bờ do quá trình trọng lực Đó là các dạng dâng cao mực nước sông do biến đổi khí hậu, các pha kỳ dao động triều, nước dâng trong bão, lũ, nước dâng gió mùa

Sạt lở bờ sông tăng lên gần đây còn do chịu tác động lớn của việc xây dựng cấu trúc thủy lợi như đập, bờ bao, và hệ thống đào mương để kiểm soát dòng chảy nước Những công trình này thay đổi lưu lượng nước và áp lực lên bờ sông, dẫn đến tình trạng mất cân bằng và sạt lở Ngoài ra, hoạt động khai thác tài nguyên như cát, đá, và các tài nguyên khác trên bờ sông cũng góp phần làm tăng nguy cơ sạt lở Sự phát triển đô thị không được quản lý hiệu quả cũng tạo ra áp lực lớn đối với môi trường bờ sông, góp phần vào sự gia tăng sạt lở Các biện pháp quản lý môi trường và tài nguyên tự nhiên không hiệu quả cũng là một nguyên nhân đáng lưu ý khác Những thay đổi này đã tạo ra một môi trường không ổn định, dễ bị xói mòn và gây ra sạt lở bờ sông Tóm lại, sự gia tăng sạt lở bờ sông chủ yếu là do các hoạt động nhân tạo không cân nhắc và không được quản lý hiệu quả, đặc biệt là trong bối cảnh phát triển đô thị và khai thác tài nguyên ngày càng tăng

Nguyên nhân trực tiếp gây ra sạt lở bờ sông hết sức phức tạp, tùy điều kiện cụ thể, về bản chất liên quan đến hai dạng thiếu hụt bồi tích Thứ nhất, do bồi tích thiếu hụt khi lượng di chuyển đến nhỏ hơn lượng di chuyển đi và cơ chế di chuyển chủ yếu là dọc bờ Thứ hai, do phân bố lại bồi tích để tạo nên cân bằng trắc diện mới, thường là do di chuyển ngang phân tán bồi tích ra sâu Có khi, cả vai trò di chuyển dọc bờ và di chuyển ngang xa bờ đều có vai trò rất quan trọng (Trần và cộng sự, 2008)

1.1.4 Tác hại của sạt lở bờ sông

Sạt lở bờ sông gây ra những tác hại nghiêm trọng đối với môi trường, kinh tế, và xã hội Đầu tiên, nó dẫn đến mất mát đất đai quan trọng, ảnh hưởng đến khả năng canh tác và sản xuất nông nghiệp Sự hỏng hóc cơ sở hạ tầng như đường giao thông, đường ống dẫn nước, và dây truyền điện là những tác hại khác của hiện tượng sạt lở, gây ra gián đoạn trong việc cung cấp dịch vụ cơ bản và tăng chi phí sửa chữa

Thiệt hại môi trường là một vấn đề khác, khi sạt lở bờ sông làm mất đi môi trường sống của các loài động, thực vật sống ven sông, gây ra suy giảm đáng kể đa dạng sinh học và có thể gây ra suy giảm nguồn lợi tự nhiên

Không chỉ tác động đến môi trường và kinh tế, sạt lở bờ sông còn có tác động xã hội nghiêm trọng Cộng đồng sống ven sông, đặc biệt là những cộng đồng phụ thuộc nhiều vào nguồn lợi từ sông, có thể chịu thiệt hại về kinh tế và phát triển xã hội, thậm chí là ảnh hưởng sức khỏe và tính mạng do sạt lở bờ sông trong các trường hợp không phản ứng kịp thời Do đó, việc quản lý và ứng phó hiệu quả với vấn đề này là cực kỳ cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực và bảo vệ môi trường, kinh tế, và xã hội địa phương

1.2 TỔNG QUAN VIỄN THÁM VÀ GIS 1.2.1 Tổng quan viễn thám

1.2.1.1 Khái niệm

Viễn thám (Remote Sensing) được định nghĩa như một khoa học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng (vật thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng (Lê, 2015)

Cơ sở tư liệu của viễn thám là sóng điện từ được phát xạ hoặc bức xạ từ các vật thể, các đối tượng trên bề mặt trái đất, trong những điều kiện khác nhau thì khả năng phản xạ hoặc bức xạ của sóng điện từ sẽ có những đặc trưng riêng Sóng điện từ có 4 tính chất cơ bản: bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phân cực Mỗi một thuộc tính cơ bản này sẽ phản ánh nội dung thông tin khác nhau của vật thể, phụ thuộc vào thành phần vật chất và cấu trúc của chúng, làm cho mỗi đối tượng được xác định và nhận biết một cách duy nhất Sóng điện từ phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể trên bề mặt trái đất sẽ được thu nhận bằng các hệ thống thu ảnh coi là bộ cảm (sensor) Các bộ cảm được lắp đặt trên các phương tiện (platform) kinh khí cầu, máy bay hoặc vệ tinh Xử lý, phân tích, giải đoán (interpretation) các tấm ảnh viễn thám sẽ cho ra các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu (Lê, 2015)

1.2.1.2 Đặc trưng phản xạ phổ của đối tượng

Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển và bề mặt đối tượng, đặc biệt là bản thân các đối tượng đó (độ ẩm, lớp nền - bề mặt nhám, thực vật, chất mùn, cấu trúc bề mặt, ) Đối với các đối tượng khác nhau sẽ có khả năng phản xạ phổ khác nhau, với mỗi đối tượng sự phản xạ, hấp thụ lại thay đổi theo bước sóng Phương pháp viễn thám chủ yếu dựa trên nguyên lý này để nhận biết, phát hiện các đối tượng, hiện tượng trong tự nhiên Các thông tin về đặc trưng phổ phản xạ của các đối tượng tự nhiên sẽ giúp các nhà chuyên môn lựa chọn các phép xử lý ảnh để có được kênh tối ưu, chứa nhiều thông tin về đối tượng nghiên cứu, đây chính là cơ sở để phân tích nghiên cứu các tính chất của đối tượng (Lê, 2015)

* Dấu hiệu phổ Phương tiện chủ yếu để nhận biết một bề mặt hoặc một đối tượng thông qua việc phản xạ và phát năng lượng Nó bị ảnh hưởng bởi các đặc tính vật lí hoặc hoá học của vật thể trong trường năng lượng điện từ và thay đổi theo bước sóng

* Phổ phản xạ của thực vật, đất và nước Mỗi một vật thể đều phản xạ, bức xạ, hấp thụ và phân tách sóng điện từ bằng các cách thức khác nhau Các đặc trưng này được gọi là đặc trưng phản xạ phổ của đối tượng và chính chúng là tín hiệu để nhận biết đối tượng trong kỹ thuật viễn thám Năng lượng bức xạ mặt trời sau khi chiếu xuống mặt đất, tiếp cận với vật thể sẽ được chia làm 3 phần:

• Năng lượng bị hấp thụ • Năng lượng truyền qua vật thể và phản xạ trở lại • Năng lượng phản xạ ngay từ bề mặt tiếp xúc Trong 3 phần trên thì năng lượng phản xạ, bao gồm phản xạ trực tiếp từ bề mặt đối tượng và phản xạ sau khi truyền qua vật thể là nguồn tư liệu, là phương tiện truyền tin trong kỹ thuật viễn thám Tùy thuộc vào bản chất của đối tượng, phần năng lượng truyền qua sau khi bị tán xạ bởi cấu trúc bên trong, khi phản xạ trở lại sẽ có thành phần đặc trưng cho tính chất của từng đối tượng

Cấu trúc bề mặt của vật thể đóng vai trò quan trọng đối với tính chất phản xạ năng lượng Vật thể có bề mặt phẳng, mịn các tia phản xạ sẽ có cùng một hướng, bề mặt vật thể thô ráp, tia phản xạ truyền đi mọi hướng Các đối tượng tự nhiên phủ trên bề mặt rất đa dạng và phức tạp, để nghiên cứu đặc trưng phản xạ phổ cần phải khái quát và phân loại Có nhiều quan điểm phân loại và cách gọi, nhưng phổ biến nhất là phần làm 3 loại nhóm chính (Hình 1.2)

Hình 1.2 Đặc trưng phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên chính

(Nguồn: Gupta, 1991)

- Nhóm thực vật

Đặc trưng phản xạ phổ của lớp phủ thực vật: bức xạ mặt trời khi tới bề mặt lá cây, phần trong vùng sóng đỏ (red) và xanh lơ (blue) bị chất diệp lục hấp thụ phục vụ cho quá trình quang hợp, vùng sóng lục (green) và vùng hồng ngoại sẽ phản xạ khi gặp nhiều chất diệp lục của lá (khi thực vật khoẻ mạnh) Khi thực vật yếu, diệp lục tố giảm đi thì khả năng phản xạ vùng sóng đỏ trội hơn nên lá cây có màu vàng (tổ hợp màu green – red) hoặc đỏ trong điều kiện khí hậu lạnh

Sự khác nhau về đặc trưng phản xạ phổ của thực vật phụ thuộc vào các yếu tố cấu tạo trong và ngoài của cây (hàm lượng sắc tố diệp lục, cấu tạo mộ bì, thành phần và cấu tạo biểu bì, hình thái lá ), thời kỳ sinh trưởng (tuổi cây, giai đoạn sinh trưởng ) và tác động ngoại cảnh (điều kiện sinh trưởng, điều kiện chiếu sáng, thời tiết, vị trí địa lý ) Tuy vậy, đặc trưng phổ phản xạ của lớp phủ thực vật vẫn mang

những đặc điểm chung: Phản xạ ở vùng sóng hồng ngoại gần (A > 0,720 um), hấp thụ mạnh ở vùng sóng đỏ (A= 0,680 – 0,720 um) (Lê, 2015)

- Nhóm phi thực vật (đất trống, công trình xây dựng, dân cư )

Đặc trưng phản xạ phổ của nhóm phi thực vật: đường biểu diễn đặc trưng các phản xạ phổ của lớp phủ thổ nhưỡng có dạng tăng dần từ vùng tử ngoại đến hồng ngoại một cách đơn điệu, ít có những cực đại và cực tiểu một cách rõ ràng Lý do chính là các yếu tố của đất phức tạp và không rõ ràng như ở thực vật Khả năng phản xạ phổ phụ thuộc chủ yếu vào bản chất lý hoá của đất, hàm lượng hữu cơ, độ ẩm, cấu trúc (tỷ lệ cát, bột và sét), trạng thái, bề mặt, thành phần cơ giới của đất

Điều này làm cho đường cong biến động nhiều quanh một giá trị trung bình Tuy nhiên, quy luật chung là giá trị phổ của đất tăng dần về phía có bước sóng dài (Lê, 2015)

- Nhóm nước

Đặc trưng phản xạ phổ của nước: khả năng phản xạ phổ của nước cũng thay đổi theo bước sóng của bức xạ chiếu tới và thành phần vật chất có trong nước Nước chỉ phản xạ mạnh ở vùng sóng của tia xanh lơ (blue) và yếu dần khi sang vùng tia xanh lục (green), triệt tiêu ở cuối dải sóng đỏ Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào bề mặt và trạng thái của nước (Lê, 2015)

1.2.1.3 Ảnh vệ tinh Sentinel

Sentinel là tên của một loạt các vệ tinh quan sát trái là một phần của chương trình Copernicus của Liên minh châu Âu, do Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) triển khai Copernicus là chương trình quan sát Trái đất của Liên minh Châu Âu do Ủy ban Châu Âu phối hợp với ESA, các quốc gia thành viên và cơ quan của EU điều phối và quản lý Chương trình Copernicus có nhiệm vụ cung cấp thông tin chính xác, kịp thời trong các lĩnh vực liên quan tới quản lý môi trường, giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, đảm bảo an ninh dân sự… Chương trình này bao gồm nhiều thế hệ vệ tinh khác nhau như Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3, Sentinel-4, Sentinel-5 và Sentinel-6, mỗi thế hệ có nhiệm vụ riêng biệt và đặc thù Sentinel-1 gồm hai vệ tinh (Sentinel-1A và 1B) sử dụng radar để theo dõi bề mặt Trái Đất bất kể điều kiện thời tiết

Sentinel-2, với các vệ tinh Sentinel-2A và 2B, cung cấp dữ liệu quang học độ phân giải cao để giám sát sự thay đổi của mặt đất, nông nghiệp và đô thị Sentinel-3 tập trung vào giám sát đại dương và khí quyển, trong khi Sentinel-4 và Sentinel-5 được thiết kế để theo dõi thành phần khí quyển và chất lượng không khí Cuối cùng, Sentinel-6 chuyên về đo đạc độ cao mặt nước biển, góp phần vào nghiên cứu biến đổi khí hậu Tất cả các thế hệ vệ tinh này cùng hoạt động, cung cấp dữ liệu liên tục và chi tiết, hỗ trợ các nhà khoa học, nhà nghiên cứu và các cơ quan quản lý trong việc giám sát và quản lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và ứng phó với các thách thức về khí hậu

Trong các thế hệ vệ tinh Sentinel, thế hệ vệ tinh Sentinel-2 là thế hệ vệ tinh phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong giám sát các vấn đề về môi trường Thế hệ vệ tinh Sentinel 2 bao gồm hai vệ tinh là vệ tinh Sentinel 2A được phóng vào không gian ngày 23/6/2015 và Sentinel 2B được phóng vào ngày 7/3/2017 Các thông số kĩ thuật của hai vệ tinh trên là gần như tương đồng với nhau, hai vệ tinh bay cùng trên một quỹ đạo nhưng lệch nhau 180° Nhờ vậy là chu kì lặp của vệ tinh Sentinel 2 được rút ngắn còn 5 ngày so với thời gian 10 ngày trước khi vệ tinh Sentinel 2B được phóng (ESA, 2020) Cả hai vệ tinh đều được trang bị thiết bị thu nhận ảnh đa phổ với 13 kênh phổ trãi dài 443 – 2190 nm Trong đó có 4 kênh có độ phân giải 10 m (bao gồm các kênh BLUE, GREEN, RED thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy và kênh NIR), 6 kênh hồng ngoại sóng ngắn có độ phân giải 20 m và 3 kênh độ phân giải 60 m (ESA, 2024)

Các kênh có độ phân giải 10m của ảnh Sentinel-2 là các kênh quan trọng nhất để giám sát chi tiết bề mặt Trái Đất Cụ thể, các kênh này bao gồm B02 (490 nm - màu xanh dương), B03 (560 nm - màu xanh lá cây), B04 (665 nm - màu đỏ) và B08 (842 nm - cận hồng ngoại, NIR) Những kênh này giúp giám sát sự phản xạ của bề mặt đất, thảm thực vật và nước Kênh B02 và B03 đặc biệt hữu ích trong việc phân loại và theo dõi thảm thực vật và tình trạng nước Kênh B04 được sử dụng để phân biệt các loại cây trồng và thảm thực vật, trong khi kênh B08 giúp đánh giá sức khỏe cây trồng và sinh khối Nhờ độ phân giải cao 10m, các kênh này cung cấp dữ liệu chi tiết và rõ nét, hỗ trợ các nhà nghiên cứu và quản lý trong việc theo dõi, phân tích và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường một cách chính xác và hiệu quả Các

kênh có độ phân giải 20m của ảnh Sentinel-2 cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát các hiện tượng tự nhiên và nhân tạo trên bề mặt Trái Đất

Các kênh này bao gồm B05, B06 và B07 (Red Edge) dùng để giám sát thảm thực vật và sức khỏe cây trồng, B8A (NIR) tập trung vào độ che phủ cây cối, và B11, B12 (SWIR) giúp theo dõi độ ẩm đất, thực vật và nhiệt độ bề mặt Chúng hỗ trợ việc quản lý nông nghiệp, phân tích sinh khối, đánh giá hệ sinh thái và phát hiện các hiện tượng như cháy rừng và lở đất Những kênh 20m này cung cấp dữ liệu chi tiết và toàn diện, giúp các nhà nghiên cứu theo dõi và phân tích hiệu quả các hiện tượng trên bề mặt Trái Đất

Các kênh có độ phân giải 60m của ảnh Sentinel-2 có nhiệm vụ quan trọng trong việc giám sát các hiện tượng và yếu tố khác nhau trên bề mặt Trái Đất Cụ thể, kênh B01 (443 nm) là dải màu xanh sâu (Coastal/Aerosol), được sử dụng để theo dõi các hạt nhỏ trong khí quyển và quản lý chất lượng nước ven biển Kênh B09 (945 nm) là dải hơi nước, giúp xác định lượng hơi nước trong khí quyển, từ đó cải thiện việc hiệu chỉnh khí quyển trong các dải sóng khác và phân tích các hiện tượng liên quan đến nước Kênh B10 (1375 nm) (SWIR - Shortwave Infrared), dùng để phát hiện các đám mây mỏng và xác định mức độ phản xạ của bề mặt Trái Đất, hỗ trợ việc loại bỏ ảnh hưởng của mây trong dữ liệu hình ảnh (ESA, 2024) (Bảng 1.1)

Bảng 1.1: Các kênh phổ ảnh vệ tinh Sentinel-2

Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược)

- Phần mềm

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GIS là: Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý, hệ quản trị cơ sở dữ liệu, công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý, giao diện đồ họa người và máy để truy cập các công cụ dễ dàng

- Dữ liệu

Có thể coi thành phần quan trọng nhất là dữ liệu, các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng xây dựng thành cơ sở dữ liệu GIS Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu để tổ chức lưu trữ và quản lý dữ liệu

- Con người

Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng của GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc

- Phương pháp

Mỗi dự án GIS chỉ thành công khi nó được quản lý tốt và người sử dụng hệ thống phải có kỹ năng tốt, nghĩa là phải có sự phối hợp tốt giữa công tác quản lý và

công nghệ GIS

1.2.2.3 Tích hợp GIS và viễn thám trong quản lý tài nguyên và môi trường

Ngày nay, GIS là một công cụ trợ giúp, quyết định sự thành công trong nhiều hoạt động kinh tế- xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý có khả năng đánh giá hiện trạng của quá trình, các thực thể của tự nhiên, kinh tế xã hội thông qua chức năng thu thập, quản lý truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào Do đó, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý là rất cần thiết, phù hợp với xu thế tin học hóa xã hội và yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của tất cả các quốc gia (Trần, 2013)

Đồng thời, từ quan điểm của các chuyên gia GIS, công nghệ viễn thám là một trong những công nghệ thu thập dữ liệu không gian quan trọng và hiệu quả nhất Việc tích hợp (integration) viễn thám và GIS nhằm hợp nhất các ưu điểm của hai công nghệ viễn thám và GIS thành một thể thống nhất để nâng cao hiệu quả cho việc cập nhật, xây dựng cơ sở dữ liệu GIS (Hình 1.3), đáp ứng nhu cầu đa dạng trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường (Lê, 2015)

Hình 1.3 Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật cơ sở dữ liệu GIS

(Nguồn: Lê, 2015)

Nhìn chung, việc sử dụng công nghệ tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS cho phép tạo nên một giải pháp cập nhật, xây dựng dữ liệu và phân tích biến động hiệu quả; đóng vai trò khá quan trọng cho việc hỗ trợ ra quyết định nhanh, trên phạm vi rộng với giá thành rẻ nhất so với biện pháp truyền thống (Lê, 2015)

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU 1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Các phương pháp truyền thống để giải quyết vấn đề biến động đường bờ như khảo sát thực địa, đo đạc các yếu tố thủy lực tại các trạm thủy văn tỏ ra kém hiệu quả do thời tiết luôn biến động, tốn kém thời gian, kinh phí, v.v Một phương pháp hiệu quả, giải quyết được các vấn đề nêu trên đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay là sử dụng tư liệu ảnh viễn thám đa thời gian kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS), trong đó có những nghiên cứu tiêu biểu như:

Nghiên cứu của McFeeters và cộng sự (1996) đã giới thiệu Chỉ số nước khác biệt chuẩn hóa (Normalized Difference Water Index - NDWI) kết hợp giữa kênh xanh lục GREEN (band 2) và kênh cận hồng ngoại - NIR (band 4) của ảnh Landsat-TM Cụ thể là NDWI = (GREEN – NIR) / (GREEN + NIR); kết quả của chỉ số dao động từ -1 đến +1 Trong nghiên cứu này, McFeeters đề nghị giá trị ngưỡng bằng 0 để tách nước, các pixel có giá trị NDWI lớn hơn 0 được phân loại là nước và ngược lại không phải là nước (McFeeters và cộng sự, 1996) Phương pháp này có lợi thế trong việc phát hiện nước trong các khu vực không có nền đất xây dựng (Rokni và cộng sự, 2014)

Năm 2006, Xu đã đưa ra Chỉ số nước khác biệt chuẩn hóa hiệu chỉnh (Modification of normalised difference water index - MNDWI) bằng cách dùng kênh hồng ngoại sóng ngắn – SWIR (band 6) thay thế cho kênh NIR được sử dụng trong công thức NDWI Trong nghiên cứu này, Xu cũng đã chứng minh được tính ưu việt của MNDWI so với NDWI bằng cách thử nghiệm cả 2 công thức này trên 3 môi trường khác nhau là khu vực ven biển của thành phố Hạ Môn, hồ Bayi và sông Min của Trung Quốc và cho ra kết quả có độ chính xác lên đến trên 99% đối với cả 3 môi trường (Xu, 2006) Chỉ số khác biệt nước sửa đổi của Xu có ưu điểm trong việc chiết tách nước ở khu vực có nền đất chủ yếu là đất xây dựng hoặc khu vực đất bồi (Xu, 2006) song lại có yếu điểm trong việc phát hiện các vùng nước có nồng độ phù sa cao (Sun và cộng sự, 2012) và ở những vùng biển xung quanh cảng (Yang và cộng sự, 2015)

Alesheikh và cộng sự (2007) đã đề xuất kỹ thuật tỷ số kênh (Band Ratio) được áp dụng đối với kênh 2 và kênh 4 của ảnh Landsat MSS, kênh 2 và kênh 5 ứng với ảnh Landsat TM và ETM+ Đây là một kỹ thuật bán tự động và trong kỹ thuật này sự phân tách giữa đất và nước là rất rõ ràng Vì nước hấp thụ hầu hết năng lượng bức xạ điện từ chiếu tới trong dải sóng cận hồng ngoại và giữa hồng ngoại nên các ô pixel đại diện cho nước có giá trị lớn hơn 1 Trong khi đó, do các đối tượng khác như đất, thực vật có khả năng phản xạ ở dải sóng cận hồng ngoại và giữa hồng ngoại cao hơn nên các ô pixel đại diện cho đất có giá trị nhỏ hơn 1 Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương pháp phân ngưỡng (Histogram thresholding) áp dụng trên band 5 để thu được “hình ảnh thứ nhất”; áp dụng điều kiện b2/b4>1 và b2/b5>1 để thu được “hình ảnh thứ 2”, tác giả nhân 2 ảnh để ra được kết quả cuối cùng thể hiện rõ ràng sự phân tách giữa đất và nước Độ chính xác của phương pháp này đã được ước tính trong nghiên cứu là 1,3 pixels (pixel size = 30m) (Alesheikh và cộng sự, 2007)

Nghiên cứu của Shen và cộng sự (2010) đã giới thiệu chỉ số tỷ lệ nước (Water ratio index - WRI) dựa vào đặc tính phổ đặc biệt của nước: (GREEN + RED) > (NIR + SWIR) để phân tách phần đất với nước Cụ thể chỉ số được tính toán như sau: WRI = (GREEN + RED) / (NIR + SWIR), dễ thấy kết quả phần nước sẽ luôn lớn hơn 1 (Shen và cộng sự, 2010)

Nhận thấy các hạn chế trong việc phân tách nước với các vùng bóng tối do các công trình xây dựng của các phương pháp cũ; Feyisa và cộng sự (2014) đã đề xuất Chỉ số trích xuất nước tự động (Automatic Water Extraction Index - AWEI) để cải thiện độ chính xác trong các khu vực xuất hiện bóng tối và phát hiện các nhiễu động bề mặt tối không phải nước mà các kỹ thuật nêu trên thường phân loại không tốt (Feyisa và cộng sự, 2014) Tác giả phân AWEI theo 2 công thức là AWEInsh và AWEIsh: Với AWEInsh được khuyến khích sử dụng ở những khu vực vùng tối không phải vấn đề gây sai số quá lớn Trong khi đó AWEIsh có khả năng phân tách các vùng tối với nước cao hơn và được khuyến khích sử dụng ở các khu vực nơi bóng tối là nguồn chính gây mất độ chính xác nhưng khu vực này cần không có các bề mặt phản xạ cao như băng, tuyết, mái phản quang ở khu vực đô thị AWEI còn có lợi thế trong việc phát hiện các vùng nước trong trạng thái bùn lầy ven biển (Li & Gong, 2016)

Song phương pháp này vẫn tồn tại điểm yếu trong việc phát hiện các vùng nước xung quanh cảng (Yang và cộng sự, 2015) và không tốt bằng 2 phương pháp NDWI và MNDWI trong việc phát hiện các vùng nước ở khu vực không có dạng đất xây dựng (Rokni và cộng sự, 2014)

Các nhà nghiên cứu còn tăng tính hiệu quả của việc chiết tách đường bờ bằng cách kết hợp các phương pháp lại với nhau, tiêu biểu như nghiên cứu của Lai và cộng sự (2020) khi các tác giả đã chồng 2 ảnh thu được từ 2 phương pháp MNDWI và AWEIsh và đường bờ thu được có kết quả tốt hơn so với việc chỉ sử dụng riêng lẻ từng phương pháp (Lai và cộng sự, 2020)

Có thể thấy rằng mỗi phương pháp nêu trên đều có những ưu điểm và hạn chế nhất định trong việc phát hiện đường bờ; người ta cũng đã thực hiện rất nhiều các nghiên cứu so sánh về tính hiệu quả của từng phương pháp (Lai và cộng sự, 2020; Umit, 2017; Rokni và cộng sự, 2014; Wicaksono & Wicaksono, 2019), song dựa vào các kết quả nghiên cứu, thấy rằng, tùy vào từng đặc điểm về địa hình địa mạo mà mỗi phương pháp lại phù hợp với một khu vực nhất định Do vậy việc xác định phương pháp chiết tách đường bờ phù hợp với khu vực nghiên cứu trước khi tiến hành nghiên cứu là vô cùng quan trọng

Nhìn chung, các nghiên cứu trên thế giới đã minh chứng được tính hiệu quả và ưu việt của phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám và GIS so với các phương pháp truyền thống Với diện tích phủ trùm rộng, thời gian cập nhật ngắn, liên tục, tư liệu viễn thám đã và đang trở thành công cụ mạnh phục vụ việc nghiên cứu, giám sát biến động đường bờ

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ viễn thám đánh giá hiện trạng sạt lở vùng bờ đã được triển khai từ hơn hai thập kỷ trở lại đây Việc giám sát biến động đường bờ nói chung và sạt lở nói riêng là vấn đề đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm từ lâu Kết quả của các công trình nghiên cứu đã xác định được các nguyên nhân, mức độ, phạm vi, cường độ, chu kỳ sạt lở… của bờ sông, bờ biển, cung cấp các luận cứ khoa học cơ bản để xây dựng các công trình bảo vệ bờ và quản lý vùng đới

Phạm và cộng sự (2002) đã sử dụng công nghệ viễn thám để đánh giá sự thay đổi bờ sông của sông Mekong chảy qua lãnh thổ Việt Nam Nguồn ảnh được sử dụng trong nghiên cứu là ảnh MESSR, Radasat, LandsatTM, Landsat7 ETM, ESR-2 và bản đồ địa hình khu vực tỷ lệ 1:50.000 Tác giả đã sử dụng chỉ số NDVI để chiết tách đường bờ theo công thức NDVI= (Infra Red – Red)/ (Infra Red + Red) trong đó Infra Red là kênh cận hồng ngoại và Red là kênh đỏ (Phạm và cộng sự, 2002)

Trần và Trịnh (2009) đã nghiên cứu về sự thay đổi đường bờ phục vụ cho công tác quản lý khu vực cửa sông Cửu Long Cụ thể là nhóm tác giả đã sử dụng ảnh Landsat TM, Landsat ETM+ và Aster để áp dụng phương pháp phân ngưỡng trên kênh cận hồng ngoại (NIR) để tách đất với nước; phương pháp ảnh tỷ số Green/NIR để tách đất từ thực vật và Green/MIR để tách phần đất không có thực vật Qua nghiên cứu này, tác giả đã đánh giá được sự biến động đường bờ trong giai đoạn 1989-2004 vùng cửa sông Cửu Long, kết quả nghiên cứu nhằm phục vụ cho công tác quản lý một cách hữu hiệu sự phát triển bền vững tại khu vực này (Trần & Trịnh, 2009)

Trần và cộng sự (2014) đã ứng dụng công nghệ viễn thám để đánh giá sự thay đổi đường bờ rừng ngập mặn mũi Cà Mau Nghiên cứu sử dụng ảnh hàng không năm 1953, ảnh Landsat (MSS, TM, ETM) và ảnh SPOT (3, 4, 5) từ năm 1979 đến năm 2011 Để xác định ranh giới giữa rừng ngập mặn với nước, nghiên cứu sử dụng chỉ số NDVI kết hợp với phân tích giá trị ngưỡng Nghiên cứu đã đánh giá được sự thay đổi đường bờ rừng ngập mặn ở 8 khu vực dọc theo mũi Cà Mau từ cửa sông Bồ Đề ở bờ biển phía Đông đến cửa sông Bảy Hạp ở bờ biển phía Tây Từ đó, cung cấp thông tin cho công tác bảo vệ, phát triển rừng ngập mặn của các cơ quan có chức năng và địa phương dọc theo mũi Cà Mau (Tran và cộng sự, 2014)

Nghiên cứu của Lê và cộng sự (2018) ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để giám sát biến động bờ sông Hậu, thành phố Cần Thơ Các tác giả đã sử dụng dữ liệu viễn thám từ các vệ tinh Landsat và công nghệ GIS để phân tích biến động bờ sông Hậu trong giai đoạn từ năm 2000 đến 2017 Kết quả nghiên cứu cho thấy sự thay đổi rõ rệt của bờ sông do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát và xây dựng (Lê và cộng sự, 2018)

Hồ và cộng sự (2018) nghiên cứu sự thay đổi bờ sông Tiền và sông Hậu từ năm 1989 đến năm 2014 bằng kỹ thuật viễn thám Phương pháp tỷ số kênh hình ảnh MNDWI được sử dụng để phân loại đường bờ biển dựa trên ảnh Landsat đa thời gian từ năm 1989 đến năm 2014 Kết quả của nghiên cứu chỉ ra rằng, khu vực xói lở sông Hậu trên địa bàn tỉnh An Giang chủ yếu thuộc huyện Châu Phú và thành phố Long Xuyên với tốc độ xói khoảng 0,2m/năm (Hồ và cộng sự, 2018)

Nguyễn và cộng sự (2019) đã thực nghiện nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS theo dõi diễn tiến đường bờ và đánh giá tình hình sạt lở ven hai nhánh sông Tiền và sông Hậu giai đoạn 1989-2017 Nghiên cứu sử dụng chuỗi lịch sử ảnh Landsat kết hợp phương pháp ảnh chỉ NDW) để trích lọc đường bờ và phương pháp GIS theo dõi biến động đường bờ và tình hình sạt lở trong giai đoạn 30 năm Kết quả của nghiên cho thấy tốc độ sạt lở tại các tỉnh chủ yếu ở cấp độ nhanh đến rất nhanh và nhiều nhất thuộc tỉnh An Giang (318,97 ha/năm) trong giai đoạn 2000-2005 (Nguyễn và cộng sự, 2019)

Nguyễn và cộng sự (2021) đã nghiên áp dụng công nghệ viễn thám, đánh giá thực trạng và nguyên nhân sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua tình An Giang giai đoạn 2009 – 2019 Kết quả cho thấy thực trạng sạt lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua tinh An Giang trong giai đoạn này từ năm 2010-2019 xảy ra trên diện rộng, xuất hiện trong cả hai mùa Biến động bờ sông Hậu giai đoạn 2010 – 2019 so với trước đó có sự khác biệt lớn Quá trình sạt lở bờ sông đang ngày càng ưu thẻ, phổ biến với cường độ mạnh, gia tăng nhanh, phức tạp và xảy ra nhiều vào mùa kiệt Đồng thời, nguyên nhân gây xói lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang đã được xác định là do đặc điểm thủy văn, chế độ dòng chảy, cấu tạo địa chất, thổ nhưỡng và quá trình thay đổi hình thái lòng dẫn sông do các hoạt động khai thác cát và phát triển kinh tế - xã hội (Nguyễn và cộng sự, 2021)

Nhìn chung các nghiên cứu đã chứng minh được tính khả thi và những ưu điểm của công nghệ viễn thám trong giám sát sạt lở vùng bờ Mặc dù vậy, các nghiên cứu về thực trạng sạt lở đường bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang vẫn còn khá hạn chế Bên cạnh đó, không có nhiều các nghiên cứu về ứng dụng viễn thám để đánh giá tình trạng sạt lở tại sông Hậu được thực hiện trong giai đoạn hiện nay Vì vậy đề

bàn tỉnh An Giang” được thực hiện với mục tiêu đánh giá thực trạng sạt lở bờ sông

Hậu trong giai đoạn 2016 – 2024 hiện nay

1.4 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Khu vực nghiên cứu là sông Hậu, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh An Giang (Hình 1.4) Sông Hậu chảy qua nhiều xã của các huyện và thành phố ở tỉnh An Giang, đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế và xã hội của khu vực này Tại thành phố Long Xuyên, sông Hậu chảy qua các xã và phường như Mỹ Khánh, Mỹ Hòa Hưng, Mỹ Long, Mỹ Xuyên, Mỹ Bình, Mỹ Phước, Mỹ Thới và Mỹ Thạnh Thành phố Châu Đốc có các phường Vĩnh Mỹ và Châu Phó B nằm ven sông Hậu Ở huyện Châu Phú, sông Hậu chảy qua các xã Mỹ Đức, Bình Long, Bình Thủy, Khánh Hòa, Mỹ Phú, thị trấn Vĩnh Thạnh Trung và thị trấn Cái Dầu Huyện Chợ Mới có các xã Mỹ Hội Đông, Nhơn Mỹ, Long Giang, An Thạnh Trung, Hòa Bình và Hòa An nằm dọc theo sông Hậu Huyện Phú Tân có các xã Phú Hiệp, Hòa Lạc, Phú Bình, Bình Thạnh Đông, Tân Hòa và Tân Trung Huyện An Phú bao gồm các xã Khánh An, Phú Hữu, Phước Hưng, Vĩnh Lộc, Vĩnh Hậu, Vĩnh Trường, Đa Phước và thị trấn An Phú Cuối cùng, thị xã Tân Châu có xã Châu Phong nằm dọc theo sông Hậu Sự hiện diện của sông Hậu tạo điều kiện thuận lợi cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông đường thủy và cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt của người dân trong tỉnh

Nền kinh tế của An Giang chủ yếu dựa vào nông nghiệp, với lúa gạo là cây trồng chủ lực, cùng với nuôi trồng thủy sản như cá tra và cá ba sa Sông Hậu không chỉ là nguồn nước quan trọng cho nông nghiệp mà còn đóng vai trò quan trọng trong vận chuyển hàng hóa và du lịch, đồng thời gắn liền với đời sống và sinh hoạt hàng ngày của người dân An Giang

Hình 1.4 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

1.4.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

Đặc điểm địa hình tỉnh An Giang được đặc trưng bởi địa hình thấp, chủ yếu là đồng bằng và có hệ thống sông ngòi phong phú Mực nước sông thay đổi theo mùa, với mùa lũ từ tháng 7 đến tháng 11 hàng năm Tỉnh An Giang nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Với địa hình thấp, phần lớn là đồng bằng, An Giang dễ bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng mực nước sông trong mùa mưa lũ, đặc biệt là khi tiếp nhận lưu lượng nước lớn từ phía thượng nguồn sông Mê Kông vào mùa mưa Ngoài ra, sự thay đổi dòng chảy sông do hoạt động xây dựng và thủy lợi từ phía thượng nguồn sông Mê Kông cũng là một nguyên nhân gây sạt lở bờ sông ở An Giang Bên cạnh đó, hoạt động con người như khai thác cát trái phép cũng đóng góp vào tình trạng này Vì vậy, cần phải quản lý và kiểm soát một cách chặt chẽ hoạt động này để giảm thiểu nguy cơ sạt lở và bảo vệ môi trường tự nhiên của khu vực

1.4.2 Đặc điểm kinh tế xã hội

Vùng ven sông Hậu tỉnh An Giang là khu vực có nền kinh tế chủ yếu dựa vào

do tình trạng sạt lở bờ sông ngày càng nghiêm trọng Các hoạt động nông nghiệp tại đây, đặc biệt là việc mở rộng diện tích canh tác và nuôi trồng thủy sản, thường dẫn đến việc khai thác đất bừa bãi và làm suy yếu cấu trúc bờ sông Khi đất bị khai thác quá mức để phục vụ cho canh tác lúa và các loại cây trồng khác, lớp đất mặt trở nên dễ bị xói mòn, làm gia tăng nguy cơ sạt lở Việc nuôi trồng thủy sản và xây dựng các ao nuôi gần bờ cũng góp phần làm mất ổn định lớp đất và tăng nguy cơ sạt lở do thay đổi cấu trúc và sức chịu đựng của bờ sông

Bên cạnh đó, quá trình đô thị hóa và phát triển cơ sở hạ tầng trong khu vực này đã tác động mạnh mẽ đến sự cân bằng tự nhiên của dòng sông Các công trình xây dựng như đường xá, nhà cửa và kè bờ sông không chỉ làm thay đổi dòng chảy tự nhiên mà còn gây áp lực lớn lên bờ sông, dẫn đến sạt lở Sự gia tăng của các khu đô thị và việc xây dựng không kiểm soát đã làm mất đi diện tích cây xanh và thảm thực vật tự nhiên, những yếu tố quan trọng trong việc giữ đất và giảm xói mòn Các dự án phát triển hạ tầng không có kế hoạch quản lý bền vững cũng góp phần làm tăng nguy cơ sạt lở, khi mà khả năng chịu tải của bờ sông

Áp lực từ phát triển kinh tế đã khiến cho nhiều khu vực ven sông bị khai thác quá mức, gây ra sự mất cân bằng giữa khai thác và bảo vệ môi trường Nhiều khu vực bờ sông đã bị san lấp để lấy đất phục vụ cho các mục đích xây dựng và sản xuất, làm cho cấu trúc đất trở nên lỏng lẻo và dễ bị xói mòn Hơn nữa, việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp có thể làm thay đổi đặc tính vật lý và hóa học của đất, làm giảm khả năng liên kết và làm tăng nguy cơ sạt lở

Ngoài ra, biến đổi khí hậu cũng là một trong những tác nhân làm gia tăng tình trạng sạt lở Biến đổi về khí hậu gây ra những hiện tượng thời tiết cực đoan như mực nước sông thay đổi thất thường, mưa lớn và lũ lụt bất ngờ Các yếu tố này làm gia tăng áp lực lên bờ sông và đẩy nhanh quá trình xói mòn

Các biện pháp ứng phó hiện tại chưa đủ hiệu quả để giảm thiểu tình trạng sạt lở Nhiều dự án kè bờ và xây dựng các công trình bảo vệ không được thực hiện đúng quy cách hoặc thiếu sự kiểm tra giám sát, dẫn đến việc không thể phát huy tác dụng Ngoài ra, sự thiếu ý thức bảo vệ môi trường của một số cộng đồng cũng đã làm cho

tình trạng sạt lở trở nên nghiêm trọng hơn Các hoạt động khai thác cát trái phép, chặt phá rừng ven sông là những tác nhân trực tiếp làm gia tăng nguy cơ sạt lở

1.4.3 Hiện trạng sạt lở vùng bờ

Tình trạng sạt lở bờ sông Hậu tại tỉnh An Giang không chỉ gây ra những thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và sinh kế của người dân mà còn gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái trong khu vực Trong những năm gần đây, nhiều khu vực dọc theo sông Hậu đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi sạt lở, gây ra thiệt hại về tài sản và đe dọa cuộc sống của người dân Nguyên nhân chính dẫn đến sạt lở bao gồm biến đổi khí hậu, mưa lũ và dòng chảy mạnh, bên cạnh đó là tác động của con người như khai thác cát quá mức và xây dựng công trình không hợp lý Các khu vực như Chợ Mới, An Phú, Phú Tân và Long Xuyên thường xuyên bị ảnh hưởng nặng nề, với nhiều nhà cửa, đường xá và công trình bị cuốn trôi hoặc hư hỏng Điều này không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn đe dọa tính mạng và cuộc sống của hàng nghìn hộ dân Để ứng phó với tình trạng này, chính quyền địa phương đã thực hiện nhiều biện pháp như xây dựng các kè chắn sóng, gia cố bờ sông và di dời dân cư khỏi khu vực nguy hiểm Đồng thời, các cơ quan chức năng cũng tăng cường kiểm soát hoạt động khai thác cát và áp dụng công nghệ tiên tiến để giám sát và dự báo tình trạng sạt lở Tuy nhiên, vấn đề sạt lở vẫn tiếp tục diễn biến phức tạp, đòi hỏi sự nỗ lực không ngừng và phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chính quyền, cộng đồng địa phương và các tổ chức nghiên cứu trong việc triển khai các biện pháp quản lý và bảo vệ bền vững bờ sông Đồng thời, việc nâng cao nhận thức và giáo dục người dân về bảo vệ môi trường và sử dụng tài nguyên một cách bền vững cũng là yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu nguy cơ sạt lở bờ sông trong tương lai

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ VIỄN THÁM

Viễn thám là khoa học nghiên cứu về các phương pháp thu thập, đo đạc và phân tích thông tin của vật thể quan sát mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám còn là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phản xạ Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính đối tượng Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời (Lê, 2012)

Thông tin viễn thám trong dải phổ phản xạ có liên quan trực tiếp đến năng lượng phản xạ từ các đối tượng nhờ sự phân dị bức xạ của các đối tượng khác nhau trên ảnh vệ tinh Nhìn chung, các thông tin này phản ảnh 3 nhóm đối tượng là đất, nước và thực vật ở các trạng thái khác nhau tùy thuộc vào thời điểm bay chụp Mỗi loại đối tượng có hành vi phản xạ khác nhau với sóng điện từ tại các bước sóng khác nhau

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Dữ liệu nghiên cứu

2.2.1.1 Dữ liệu viễn thám

Dữ liệu thực hiện chính trong nghiên cứu là ảnh vệ tinh Sentinel-2 được tải từ trang web https://dataspace.copernicus.eu/explore-data của ESA Ảnh vệ tinh được chọn là các ảnh trong thời điểm đầu tháng 2, thời điểm mùa khô Đây là thời điểm mực nước sông không bị ảnh hưởng bởi mưa lũ và các ảnh được chọn là có chất lượng tốt (có độ che phủ của mây nhỏ hơn 10% khu vực nghiên cứu và vị trí các đám mây không che mất phần ranh giới giữa đất và nước cần trích xuất) Các ảnh đã được nắn chuyển về hệ tọa độ VN-2000 Khu vực nghiên cứu không nằm trọn trong một cảnh ảnh (scene), vì vậy để bao phủ trọn khu vực nghiên cứu cần thiết phải thu thập vài

ảnh tiếp biên nhau Để tránh khác biệt quá nhiều về hiện trạng giữa các khu vực, các ảnh tiếp biên được chọn vào những ngày tháng tương đồng với nhau Cụ thể thông tin về dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 sử dụng trong nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Sentinel-2 sử dụng trong nghiên cứu

Dữ liệu ảnh GoogleEarth: Nguồn dữ liệu này thường có độ phân giải rất cao

tập trung ở khu đô thị (dưới 1m) được sử dụng để tham khảo, đối chiếu các đối tượng quan sát từ ảnh vệ tinh Sentinel Đề tài sử dụng dữ liệu ảnh độ phân giải cao trên nền tảng GoogleEarth tại các năm tương ứng theo ảnh Sentinel sử dụng cho nghiên cứu

Dữ liệu thứ cấp: Các thông tin, báo cáo từ internet về thực trạng sạt lở bờ sông

Hậu trên địa bàn tỉnh An Giang Đây là nguồn tham vấn quan trọng, giúp đối chiếu các kết quả phân tích từ phương pháp viễn thám với thực trạng sạt lở thực tế tại các khu vực