Hợp tác nghiên cứu kinh nghiện của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường Việt Nam, trước hết đối với tài nguyên đất và nước

bộ tài nguyên môi trờng BTNMT trung tâm viễn thám 108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hµ Néi -*** - b¸o c¸o tỉng kết Nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định th Tên nhiệm vụ: Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trờng Việt Nam, trớc hết tài nguyên đất nớc chủ trì nhiệm vụ: TS Nguyễn Xuân Lâm 6926 21/7/2008 Hà nội, 2008 tài nguyên môi trờng trung tâm viễn thám 108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hµ Néi -*** - b¸o c¸o tổng kết khoa học Nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định th Tên nhiệm vụ: Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trờng Việt Nam, trớc hết tài nguyên đất nớc Số đăng ký: Hà Nội, ngày tháng năm 2008 chủ nhiệm đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2008 quan chủ trì đề tài giám đốc trung tâm viễn thám TS Nguyễn Xuân Lâm Hà Nội, ngày tháng năm 2008 hội đồng đánh giá thức chủ tịch hội đồng GS.TS Trần Mạnh Tuấn TS Lê Minh Hà Nội, ngày tháng năm 2008 quan quản lý đề tài TL trởng khoa học công nghệ KT vụ trởng vụ khoa học tự nhiên x hội nhân văn phó vụ trởng Lu Trờng Đệ Danh sách ngời thực đề tài TS Nguyễn Xuân Lâm -Chủ nhiệm đề tài TS Là Huy Chú Th.S Nghiêm Văn Tuấn CN Lê Minh Sơn KS Trần Tuấn Đạt CN Hoàng Văn Đại Mục lục Các từ viết tắt Danh mơc b¶ng biÓu Mở đầu Chơng I: Tình hình nghiên cứu lũ lụt hợp tác Trung tâm Viễn thám GISTDA 11 I.1- Tình hình nghiên cứu giới khu vực: .11 I.2- Tình hình nghiên cứu n−íc: .15 I.3- ứng dụng viễn thám cho hệ thống cảnh báo ngập lụt Thái Lan: 17 I.4-Nghiên cứu chung vỊ lị lơt cđa GISTDA víi Trung t©m ViƠn thám: 21 Chơng II: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ cảnh báo ngập lụt 24 II.1 Bản đồ phục vụ quản lý ngËp lôt: .24 II.2 Đặc tính kỹ thuật t liệu ảnh vÖ tinh : 26 II.2.1 Các đặc tính ảnh vệ tinh: 26 II.2.2 Các ảnh vệ tinh sử dụng dự án 27 II.3 Mô hình thủy văn thủy lực thông số tính toán đầu vào mô hình .30 II.3.1 Phân tích lựa chọn mô hình mô 30 II.3.2 Mô hình thuỷ văn HEC-HMS 32 II.3.3 Mô hình toán thuỷ lực mạng sông HEC-RAS .35 II.4 Khả thông tin ảnh vệ tinh cho nghiªn cøu ngËp lơt: 41 II.4.1 Khả chiết tách thông số trực tiếp mô hình thuỷ văn HMS 41 II.4.2 Khả chiết tách thông số gián tiếp cho mô hình thuỷ văn HMS 42 II.4.3 Khả thành lập đồ ngập từ ảnh viễn thám .43 II.5 Nghiên cứu quy trình kết hợp ứng dụng công nghệ viễn thám mô hình thủy lực lập đồ dự báo ngập lụt 44 II.5.1 Quy tr×nh kết hợp viễn thám mô hình thuỷ văn, thuỷ lùc dù b¸o ngËp lơt: .45 II.5.2 ChiÕt t¸ch mét số thông số đầu vào mô hình HMS từ DEM mô hình SWAT2000 46 II.5.3 T¸ch chiết số thông số đầu vào mô hình HMS tõ t− liƯu viƠn th¸m 49 II.5.4 LËp đồ trạng ngập lụt từ ảnh viễn thám 51 I.5.5 Quy trình công nghệ chiết tách vết ngập lũ từ ảnh vệ tinh RADAR 52 Ch−¬ng III: Thùc nghiƯm 56 III.1 Vïng thùc nghiÖm: 56 III.1.1 VÞ trí địa lý vùng nghiên cứu .56 III.1.2 Vài nét đặc điểm địa hình 56 III.1.3 Đặc điểm khí tợng thuỷ văn 57 II.2 Thu thËp t− liÖu 58 III.2.2 T− liƯu b¶n ®å: 59 III.2.3 Điểm khống chế ảnh : 60 III.2.4 Tài liệu khí tợng thủy văn: 60 III.3 X©y dùng CSDL GIS: 61 III.4 Chiết tách thông số đầu vào mô hình: 61 III.5 Tính toán hiệu chỉnh mô hình thuỷ văn thuỷ lực: .68 III.5.1 Tính toán dòng chảy mặt từ mô hình HEC- HMS 68 III.5.2 Cơ sở liệu .70 III.5.3 Tính toán kiểm định mô hình cho trËn lị 2003 .70 III.6 Ph−¬ng pháp xây dựng đồ ngập lụt cho lu vực sở áp dụng công nghệ mapinfo, dem, acRview 73 III.6.1 Đặt vấn đề .73 III.6.2 C¸c b−íc xây dựng đồ nguy ngập lụt 74 III.6.4 Các bớc thành lập đồ ngập phần mềm ACRVIEW 3.2a 75 III.6.5 Lập đồ nguy ngập lụt cho lu vực sông Kôn- Hà .75 III.7 Lập đồ trạng vùng ngập ảnh viễn thám RADAR .78 III.7.1 Xư lý t− liƯu ¶nh RADAR 78 III.7.2 Chiết tách vùng ngập từ ảnh RADAR 79 III.8 Đánh giá kết thùc nghiÖm 84 Chơng IV: Đánh giá kết hợp tác trao đổi kinh nghiệm với Thái lan 86 IV.1 - Nội dung hợp tác đà thực hiƯn vỊ phÝa ViƯt nam: 86 IV.1.1- Thực nội dung nghiên cứu thực nghiƯm t¹i ViƯt nam: .86 IV.1.2- Häp kü tht trao ®ỉi kinh nghiƯm : 86 IV.1.3- Các nội dung hợp tác khác: 87 IV.2 Kinh nghiƯm Th¸i Lan øng dơng viƠn th¸m phơc vơ gi¸m s¸t ngËp lơt: 88 IV.2.1 Kinh nghiƯm vËn hành trạm thu ảnh vệ tinh: 88 IV.2.2 Kết hợp loại liệu: 91 IV.2.3 Sản phẩm dịch vụ GISTDA: 91 IV.3 KiÕn thøc häc tËp trao đổi thông qua nhiệm vụ hợp tác với Thái lan: .92 IV.3.1 Đánh giá kết đạt đợc: 93 IV.3.2- Hệ thống giám sát ngập lụt đề xuất: .95 IV.4-S¶n phÈm cđa nhiƯm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định th Việt Nam-Thái Lan 102 IV.4.1-Các tài liệu, báo cáo: .102 IV.4.2-Tài liệu ảnh đồ .102 KÕt luËn 103 Tài liệu tham khảo 106 Phô lôc Error! Bookmark not defined Các từ viết tắt ALOS- Vệ tinh viễn thám ALOS Nhật Bản ALOS/PALSAR- ảnh RADAR PALSAR vệ tinh ALOS BĐĐH-Bản đồ địa hình DEM-Mô hình số độ cao CSDL- Cơ sở liệu GIS-Hệ thống thông tin địa lý GPS-Hệ thống định vị toàn cầu HEC-RAS- Mô hình thuỷ lực HEC-HMS- Mô hình thuỷ văn KCA-Khống chế ảnh LVS-Lu vực sông RADARSAT 1- Vệ tinh viễn th¸m RADAR cđa CANADA SPOT- HƯ thèng vƯ tinh viƠn thám SPOT Pháp SWAT- Mô hình tính toán lu vực TTVT-Trung tâm Viễn thám DN- Giá trị điểm ảnh (Digital Number) Danh mục hình ảnh Hình I- : Sơ đồ mô tả ứng dụng viễn thám GIS Thái Lan giám sát thiên tai 19 Hình I- : Sơ đồ tích hợp liệu thu thập đợc .23 H×nh II- : Diễn tả trình thấm phơng pháp tổn thất ban đầu thấm ổn định 33 Hình II- 2: Các công trình đợc mô tính toán ô ruộng sông, kênh 39 Hình II- 3: Mô trình trao đổi nớc sông, kênh ruộng 39 Hình II- 4: Dòng chảy qua cửa xả không 40 Hình II- 5: Sơ đồ quy trình kết hợp viễn thám mô hình thuỷ văn, thuỷ lùc dù b¸o ngËp lơt 45 Hình II- 6:Sơ đồ chức SWAT 47 H×nh II- 7: Sơ đồ quy trình tách chiết thông số mô hình HEC-HMS modul SWAT2000 47 Hình II- 8: Quy trình đặt chụp ảnh viễn thám chiết tách vùng ngập lụt từ ảnh viễn thám .51 Hình II- 9: Quy trình công nghệ chiết tách vết ngập lũ từ ảnh vệ tinh RADAR 52 Hình III- 1: Bản đồ tỉnh Bình Định lu vực sông .57 Hình III- 2: Sơ đồ t liệu ảnh vệ tinh khu vùc nghiªn cøu 59 Hình III- 3: Sơ đồ bảng chắp mảnh đồ địa hình khu vực nghiên cứu 60 Hình III- 4: Mô hình số địa hình vùng lu vực sông Kôn-Hà Thanh 62 Hình III- 5: Mô hình số địa hình dạng grid sau đà loại bỏ giá trị âm vùng hố 62 Hình III- 6: Hệ thống thuỷ văn sau chỉnh sửa điểm outlet 63 Hình III- 7: Sơ đồ 27 lu vực đợc tách chiết tự động từ DEM 64 Hình III- 8: Sơ đồ 82 ô ruộng vùng đồng hạ lu sông Kôn - Hà Thanh .65 Hình III- 9: T liệu ảnh vệ tinh sau đợc ghép xử lý 66 Hình III- 10: Kết sau phân loại .67 H×nh III- 11 : Sơ đồ lu vực phận hệ thống sông Kôn Hà Thanh 69 Hình III- 12: Đờng trình lu lợng tính toán thực đo Bình Tờng .72 Hình III- 13: Mô tả trình tự xây dựng đồ ngập lụt cho phơng án tính toán 74 Hình III- 14: ảnh ALOS-PALSAR sau đợc nắn chỉnh hình học (a) sau đợc lọc nhiễu (b) 81 Hình III- 15: Chiết tách vùng ngập nớc sau bÃo Xangsane(a) chồng file thuỷ hệ xác định cụ thể vùng bị ngập (b) 81 Hình III- 16: Xác định sơ vùng ngập bị ảnh hởng bÃo Durian ảnh RADARSAT .82 H×nh III- 17 : Xác định chi tiết vùng ngập bị ảnh hởng bÃo Durian ảnh RADARSAT 83 Hình IV- : Các loại ảnh viễn thám quang học RADAR Thái Lan sử dụng 89 Hình IV- : Các ăng ten Trạm thu phòng xử lý ảnh Trạm Thu Thái Lan 90 Hình IV- 3: Giao diện Server Bản đồ ngập lụt Thái Lan 91 Hình IV- 4: Hình ảnh vệ tinh bÃo số Xangxen tháng 9/2006 .94 Hình IV- 5: Cơn bÃo Durian hình thành di chuyển tháng 12/2006 95 Hình IV- 6: Sơ đồ kỹ thuật hƯ thèng gi¸m s¸t ngËp lơt 95 Hình IV- 7: Sơ đồ tổng hợp quy trình vận hành hệ thống giám sát ngập lụt .101 Danh mơc b¶ng biĨu B¶ng I- : Ước tính lũ lụt tổn thất lũ gây từ 2002-2005 .17 Bảng II- 1: Các thông số đầu vào mô hình 40 B¶ng III- : Bảng thông số đầu vào mô hình thuỷ văn HEC-HMS đợc chiết tách từ t liệu viƠn th¸m: .67 Bảng III- 2: Diện tích lu vực phận lu vực sông Kôn - Hà Thanh 68 Bảng III- 3: Quan hệ tổng lợng ma trận trạm lu vực sông Kôn- Hà Thanh trËn lò 2003 (14-21/10/2003) .71 B¶ng III- : DiƯn tích tơng ứng với độ sâu ngập năm 1999 77 Bảng III- 5: Diện tích tơng ứng với độ sâu ngập năm 2003 .77 Mở đầu Bộ Khoa học Công nghệ Việt Nam quan Nhà nớc đứng điều phối hoạt động hợp tác với Vơng quốc Thái Lan khoa học công nghệ Để triển khai hợp tác, Nghị định th hợp tác Việt Nam-Thái Lan đà đợc ký kết năm 2003 hai nớc hợp tác viễn thám nội dung hợp tác đợc hai bên trí thông qua (Phụ lục 1) Thái Lan nớc ASEAN đầu việc ứng dụng công nghệ viễn thám, nớc khu vực đà lắp đặt trạm thu ảnh vệ tinh viễn thám từ năm 1982 nớc phóng vệ tinh viễn thám có tên THEOS Cơ sở pháp lý việc triển khai đề tài là: Trên sở Nghị định th hợp tác Việt Nam-Thái Lan đà đợc ký kết, tháng năm 2003 chuyên thăm Việt nam Bộ trởng Khoa học Công nghệ Thái Lan đà tới thăm Trung tâm Viễn thám cho phép Cơ quan thông tin địa lý công nghệ vũ trụ Thái Lan (GISTDA) tìm hiểu xây dựng đề tài hợp tác với Trung tâm Viễn thám Bộ Tài nguyên Môi trờng Tại họp Bộ trởng Khoa học Công nghệ hai nớc Hà nội ngày 18 tháng 11 năm 2005, Trung tâm Viễn thám GISTDA đà ký kết Biên ghi nhớ (MOU) việc cam kết triển khai nội dung hợp tác viễn thám ứng dụng quản lý thiên tai đIều tra, giám sát tài nguyên thiên nhiên môi trờng (Phụ lục 2) Trên sở văn nêu Trung tâm viễn thám đà trình Thuyết minh nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định th với TháI Lan Bản thuyết minh đề cơng đà đợc phê duyệt để thực năm 2005-2006 (Phụ lục 3) Trong hợp tác nghiên cứu chung quan viễn thám hai nớc Việt Nam Thái Lan, phía Việt Nam Trung tâm Viễn thám làm đầu mối chủ trì cho hoạt động nghiên cứu Việt Nam, phía Thái Lan, GISTDA quan đứng chủ đầu mối hợp tác nghiên cứu phía Thái Lan Phơng thức thực nghiên cứu chung là: nguồn kinh phí để thực hợp tác theo nguyên tắc nớc tự bỏ tiền cho hoạt động nghiên cứu phía thông qua quan đầu mối hợp tác nên bên tự lùa chän khu vùc nghiªn cøu, tr−íc thùc hiƯn thông báo, trao đổi kinh nghiệm với nội dung đề cơng thực hiện, tự tổ chức việc nghiên cứu Trong trình thực hiện, hai bên tổ chức gặp mặt kỹ thuật để báo cáo kết thực nghiên cứu phía trao đổi kinh nghiệm lĩnh vực viễn thám, giao lu, học hỏi thêm chuyên môn Lũ lụt tợng thiên tai phổ biến xảy hàng năm nớc Đông nam nói chung Việt Nam, Thái Lan nói riêng Lũ lụt xảy gây tác động ảnh hởng diện rộng, gây thiệt hại lớn ngời của, phá hoại sở hạ tầng vật chất kỹ thuật, gây khó khăn cho công tác ứng cứu Một đặc điểm khác lũ lụt kéo dài nhiều ngày diện rộng có ảnh hởng lớn đến công tác cứu nạn cứu hộ Để phòng chống giảm thiểu tác hại lũ lụt nớc tiên tiến đà ứng dụng công nghệ viễn thám tất công đoạn từ khâu chuẩn bị, đến thu thập thông tin có, thu thập cập nhật thông tin trạng lũ lụt, để giám sát trình xảy lũ lụt nh thu thập thông tin sau trận lụt phục vụ công tác lập kế hoạch khắc phục cố giảm thiểu thiệt hại thiên tai gây Ngày ngời ta áp dụng mô hình thuỷ văn để mô hình hoá trình xảy lũ, dựa vào để dự báo tợng lũ lụt Để vận hành mô hình thuỷ văn cần thiết phải xây dựng sở liệu địa hình cung cấp thông số đo đạc thuỷ văn cho đầu vào mô hình Cơ sở liệu địa hình xác việc tính toán dự báo theo mô hình có độ xác Các thông số thuỷ văn cung cấp để tính toán sát thời gian thực đem lại kết dự báo xác Một mặt khác thông số mô hình phải đợc hiệu chỉnh thích hợp với CSDL Trong hợp tác với Thái Lan, Trung tâm Viễn thám đà đợc giao nhiệm vụ chủ trì Nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo Nghị định th Việt Nam Thái Lan với tên gọi: Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trờng Việt Nam, trớc hết tài nguyên đất nớc. Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Xuân Lâm Học hàm, học vị, chuyên môn: Tiến sỹ Chức vụ: Phó giám đốc Cơ quan: Trung tâm Viễn thám Địa chỉ: 108 phố Chùa Láng - Đống Đa - Hà Nội Điện thoại: 343 811 Cơ quan chủ quản: Bộ Tài nguyên Môi trờng Cơ quan chủ trì: Trung tâm Viễn thám Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ tháng 1/2005 đến tháng 12/2006) Mục tiêu đề tài : - Hợp tác nghiên cứu xây dựng mô hình thích hợp cho việc ứng dụng viễn thám quản lý tài nguyên đất nớc Quá trình việc hiển thị ảnh số hình mức độ phóng to để khoanh vùng có giá trị số (cùng mầu) vào nhóm Kết việc khoanh vùng hình tạo nhóm đối tợng phổ gọi lớp phổ (signatures classes) Khi lớp phổ đà đợc khoanh vi ta cần kiểm tra chúng cách hiển thị chúng biểu đồ thống kê phân bố chuẩn xem biểu đồ tán phổ (scatter diagram) Bớc gộp nhóm loại bỏ nhóm phổ không chọn để tạo nên nhóm phổ cho phân loại cuối Trong đề tài đà sử dụng phơng pháp Phân loại có kiểm định với thuật toán Maximum likelihood trình tách chiết số thông số từ ảnh viễn thám ảnh viễn thám đa phổ đợc phân loại theo mẫu giải đoán đối tợng thực phủ đà thu thập thực địa Trình tự phân loại ảnh tiến hành theo bớc đà mô tả Kết phân loại đợc kiểm tra sau vectơ hóa để tiếp tục sử dụng GIS tính toán thông số đầu vào mô hình theo lu vực II.5.4 Lập đồ trạng ngập lụt từ ảnh viễn thám ảnh viễn thám quang học ảnh RADAR sử dụng để chiết tách vùng ngập lụt Dới trình bày quy trình đặt chụp ảnh viễn thám chiết tách vùng ngập lụt từ ảnh viễn thám nói chung ( ảnh Quang học ảnh RADAR): II.5.5 Quy trình công nghệ chiết tách vết ngập lũ từ ảnh vệ tinh RADAR Nhập liệu ảnh Định chuẩn ảnh Lọc ảnh Nắn chỉnh hình h Chuyển đổi giá trị d Dữ liệu GIS ề Chiết tách vùng Bản đồ ngập lụt Hình II- 2: Quy trình công nghệ chiết tách vết ngập lũ từ ảnh vệ tinh RADAR Chơng III: Thực nghiệm III.1 Vùng thực nghiệm: III.1.1 Vị trí địa lý vùng nghiên cứu Khu vực đợc chọn thử nghiệm đề tài lu vực sông Kôn - Hà Thanh thuộc tỉnh Bình Định Lu vực sông Kôn Hà Thanh đợc hình thành từ lu vực sông sông Kôn sông Hà Thanh - Lu vực sông Kôn: 14 Về mặt hành chính, lu vực s«ng K«n cã diƯn tÝch 3244,04 km2 n»m trän tỉnh Bình Định lu vực sông có diện tích cỡ trung bình hệ thống sông ngòi Việt Nam Hạ lu vùng đồng tơng đối rộng, xen lẫn bÃi cát dọc sông ven biển, có độ cao từ đến 20 m so với mặt biển - Lu vực sông Hà Thanh: Lu vực sông Hà Thanh nằm vị trí cực nam tỉnh Bình Định giáp tỉnh Phú Yên Sông đợc bắt nguồn từ vùng núi huyện Vân Canh có độ cao 500 m, chảy theo hớng Tây Nam - Đông Bắc Chiều dài sông khoảng 58 km, có diện tích lu vực 580 km2, độ dốc bình quân lu vực khoảng 18 % Sông Kôn sông Hà Thanh gặp Diêu Trì tạo thành hệ thống sông chung III.2 Thu thập t liệu III.2.1 Dữ liệu ảnh vệ tinh: Trong khu vực nghiên cứu đà có ảnh ASTER ảnh Landsat ETM7: 1- ảnh quang học: ảnh ASTER số hiệu: - ASTL1A0304070318570306065717, chụp ngày 07/4/2003 - ASTL1A0303060318580303220601, chụp ngày 06/3/2003 ảnh Landsat ETM có số hiệu: 124050, chụp ngày 17/10/2001 2- Dữ liệu ảnh RADAR: Trong khu vực nghiên cứu có thêm ¶nh RADAR: - ALOS (cđa NhËt) - RADARSAT (Cana®a) III.2.2 T liệu đồ: Trong khu vực nghiên cứu đà có t liệu đồ sau: - Bản đồ địa hình toàn lu vực sông Kôn - Hà Thanh tỷ lệ 1:50.000 Tổng cục Địa phát hành 1998-1999 (TTVT cung cấp có sơ đồ bảng chắp kèm theo) - Bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 25.000 (TTVT cung cấp có sơ đồ bảng chắp kèm theo) - Bản đồ địa hình tỉ lệ1:10.000 khu vực hạ lu sông Kôn từ Bình Thạnh đến đầm Thị Nại (gồm 18 mảnh) Tổng cục Địa phát hành năm 1997-1999 (Viện khí tợng thuỷ văn cung cấp có sơ đồ bảng chắp kèm theo) - Bản đồ địa hình 1:10.000 tỉnh Bình Định quản lý - Bản đồ trạng sử dụng đất Tổng cục Địa phát hành 1998-1999 Các loại đồ nêu đà đợc số hoá quản lý phần mềm GIS MAPINFO theo lớp thông tin III.2.3 Điểm khống chế ảnh : Điểm Khống chế ảnh đợc đo GPS Có tất 30 điểm KCA đợc xác định 02 điểm kiểm tra III.2.4 Tài liệu khí tợng thủy văn: Đà thu thập tài liệu khí tợng thủy văn sau: Thông tin ranh giới tiểu lu vực, phân nhánh đặc trng sông Dữ liệu điều tra ngoại nghiệp III.3 Xây dựng CSDL GIS: Để lập đồ dự báo nguy ngập lụt sở đồ địa hình đợc số hóa đà thiết kế biên tập sở liệu hệ thống thông tin địa lý với lớp thông tin sau: Lu vực sông Kôn Hà Thanh; Thuỷ văn; Điều kiện kinh tế xà hội; 4: Sư dơng ®Êt; HƯ sè líp phđ; Khí hậu, chế độ thuỷ văn; Hiện trạng ngập lụt; 8: Cơ sở hạ tầng; Dự báo cảnh báo ngập lụt 15 III.4 Chiết tách thông số đầu vào mô hình: Mô hình số địa hình DEM đợc lấy từ sản phẩm kèm theo sản phẩm ảnh ASTER Tuy nhiên sản phẩm nhiều lỗi nh vùng có giá trị âm vùng có giá trị Vì trớc đem vào sử dụng, cần phải chỉnh sửa tính toán lại giá trị DEM DEM đợc chia lại mẫu để có kích thớc pixel 15m, sau chỉnh sửa giá trị âm phần mềm ENVI đợc tính chuyển hệ toạ độ VN2000 Sau DEM đợc cắt theo hình dáng lu vực đà đợc làm công tác thủ công chuyển sang dạng Grid phần mềm ArcMap III.4.1 Các bớc tính toán lu vực SWAT2000: - Nhập file mô hình số vào cửa sổ DEM setup, sau bấm apply để loại bỏ vùng hố (sinkhole) - Nhập ngỡng diện tích lu vực để nội suy hệ thống thủy văn cửa sổ Stream Definition Ngỡng đợc chọn cho hình dáng lu vực phải giống với hình dáng mô hình số địa hình nhất, nội suy đợc lu vực phận hệ thống thuỷ văn vùng biên mô hình số địa hình Các phơng án chọn ngỡng diện tích lu vực đợc chọn là: 200ha (8800 pixel), 500ha (22.000 pixel), 1000 (44.000 pixel) Trong thùc nghiƯm nµy, víi ng−ìng diện tích lu vực đợc chọn 500ha (22.000 pixel) - Hệ thống lu vực phận sau đợc tính toán theo bớc đợc khống chế điểm outlet Dùng công cụ Add, Remove, Redefine cửa sổ Outlet and inlet definition để lựa chọn xác định lại vị trí điểm outlet cho số lợng lu vực phận hình dáng chúng gần giống với hệ thống lu vực phận đợc làm từ công tác thủ công - Lùa chän khu vùc cÇn néi suy l−u vùc để tính toán lại hệ thống lu vực thông số - Các thông số lu vùc bé phËn gåm diƯn tÝch l−u vùc, täa ®é tâm lu vực, chiều dài sông lu vực con, ®é réng l−u vùc con, ®é dèc trung b×nh cđa lu vực III.4.2 Phân loại lớp phủ ảnh vƯ tinh ASTER: T− liƯu ¶nh vƯ tinh khu vực gồm có cảnh ảnh vệ tinh ASTER đợc xư lý b»ng phÇn mỊm ENVI 4.2 Sư dơng modul Clasification phần mềm ENVI 4.2 để phân loại ảnh Trong trờng hợp sử dụng thuật toán Maximum Likelihood để phân loại ảnh theo vùng nh sau: - Vùng không thực phủ: khu dân c, giao thông - Vùng có thực phủ: rừng, đất nông nghiệp, Nh ta thấy loại đối tợng nhận biết theo loại đối tợng có thực phủ thực phủ Với kết phân loại phơng pháp xử lý số cho độ xác đạt yêu cầu, đồng thời dựa vào kết tính diện tích loại đối tợng mà không cần phải thực trình vector hoá nhiều thời gian Khi có kết tách chiết lu vực xuất sang dạng vector đờng viền lu vực, sau chồng phủ lên kết phân loại để tách riêng tính diện tích đối tợng nằm lu vực.T liệu ảnh vệ tinh khu vùc gåm cã c¶nh ¶nh vƯ tinh ASTER cảnh ảnh vệ tinh Landsat ETM đợc chụp năm 2003 Các t liệu đợc xử lý phần mềm ENVI 4.2 Bảng III- : Bảng thông số đầu vào mô hình thuỷ văn HEC-HMS đợc chiết tách từ t liệu viễn thám: III.5 Tính toán hiệu chỉnh mô hình thuỷ văn thuỷ lực: Vấn đề hiệu chỉnh mô hình nhiệm vụ bắt buộc áp dụng mô hình để thực mục đích khai thác khác Mục đích hiệu chỉnh chứng minh khả 16 áp dụng cho toán thực tế, sau chọn đợc thông số phù hợp cho lu vực sông III.5.1 Tính toán dòng chảy mặt từ mô hình HEC- HMS Phân chia lu vực thành phần Căn vào địa hình, đặc điểm ma và mạng lới trạm quan trắc, lu vực sông Kôn Hà Thanh đợc chia thành 24 lu vực ( hình 4.1 4.2), với diện tích đợc lập bảng 4.1: Bảng III- 2: Diện tích lu vực phận lu vực sông Kôn - Hà Thanh TT 10 11 12 Tªn l−u vùc SUOI NGA STRINH HO VINH SON VSVK NUOC TAN KG DB_BinhTuong S.OCHANH S.DAHANG DONG SIM NXANH T.THIEM S.VPHONG DiÖn tÝch 325.9 km2 206.3 km2 383.5 km2 58.5 km2 157 km2 485.5 km2 14.85 km2 304.4 km2 51.45 km2 11.25 km2 25.5 km2 47.88 km2 TT 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tªn l−u vùc S.QUEO1 S.QUEO2 S.LAVI CAY BONG QL19-SK HNUIMOT TLVCANH YThông-KHE-NGH Luong-Bui-ĐSet-Nhiên NHE HA BAULAC THAM DO Diện tÝch 167 km2 84 km2 191.38 km2 62.38 km2 30.5 km2 203.7 km2 140.5 km2 75.76 km2 110 km2 68.25 km2 61.5 km2 63.46 km2 Mô hình HEC- HMS tiến hành tính toán dòng chảy cho lu vực phận, diễn toán dòng chảy tổng hợp cửa lu vực lớn ta xác định đợc đờng trình lũ tính toán toàn lu vực III.5.3 Tính toán kiểm định mô hình cho trận lũ 2003 Trận lũ chọn kiểm định : Trận lũ năm 2003 0h ngày 14 đến 24h ngày 21/10/2003 thời đoạn tính toán 1h, tổng thời đoạn tính 192 (8 ngày) trận lị thc lo¹i lín víi mùc n−íc lín nhÊt t¹i Thạnh Hoà 8,39 m vợt báo động đến 0,89 m Xử lý số liệu biên cho toán kiểm định: III.5.3.1 Chuẩn bị số liệu cho mô hình HEC-HMS - Kết phân chia tính toán đặc trng tiểu lu vực đợc lập tơng tự nh cách đà phân chia hiệu chỉnh trận lũ năm 1999 (30/11-07/12/1999) - Bộ số liệu ma thực đo trận lũ năm 2003 07 trạm: Bình Tờng, Phù Cát, Quy Nhơn, Thạnh Hoà, Vân Canh, Vĩnh Kim Vĩnh Thạnh Số liệu ma thực đo trạm An Nhơn Qui Nhơn đợc dùng để thu phóng ma cho trạm theo nh cách thu phóng đà thực với trận lũ năm 1999 Số liệu lu lợng thực đo thời đoạn thời đoạn tính toán trạm Bình Tờng đợc dùng để kiểm định mô hình Mô mô hình lu vực đợc lấy nh sơ đồ mô hình lu vực đà đợc thiết lập để hiệu chỉnh mô hình trận lũ năm 1999 Mô hình điều khiển (kiểm soát thời khoảng tính toán) trận lũ từ ngày 14 đến ngày 21 tháng 10 năm 2003 thời đoạn giờ, tổng thời đoạn tính 192 (8 ngày) Thực chạy mô hình HEC-HMS tạo biên lu lợng làm đầu vào cho mô hình thuỷ lực HEC-RAS Kết tính toán kiểm định cho mô hình HMS Biên : 17 + Biên vào sông Kôn : Sử dụng trình lu lợng Q~ t tính toán từ mô hình HEC-HMS vị trí sau đập Định Bình nh toán hiệu chỉnh + Biên vào sông Hà Thanh : Sử dụng lu lợng Q~t (m3/s) tính toán từ mô hình HECHMS vị trí cách trạm trạm thuỷ văn Vân Canh 48.8km phía hạ lu Biên dới : Mực nớc triều thực đo trạm hải văn Quy Nhơn trËn lị 2003 (®· chun vỊ cao ®é qc gia) Biên gia nhập khu áp dụng mô hình HEC-HMS để tính toán trình lu lợng nhập lu khu tất lu vực III.5.3.2 Kết tính toán thuỷ lực mô hình HEC-RAS cho trận lũ 2003 Mô hình HEC-RAS mô trận lũ từ ngày 14/X đến ngày 21/X năm 2003 đà chạy ổn định với thông số đà đợc hiệu chỉnh cho năm 1999 với thời đoạn mô 1h Do trận lũ tài liệu điều tra vết lũ nên thực kiểm tra kết cho trạm thuỷ văn có số liệu thực đo, gồm: Bình Tờng (sông Kôn), Thạnh Hoà (sông Kôn) Diều Trì (sông Hà Thanh) - Tại trạm Bình Tờng: mực nớc tính toán 24.21m, thực đo 24.17m chênh lệch tính toán thực đo 0.04m; lu lợng tính toán 2694.453 m3/s, thực đo 2740 m3/s chênh lệch tính toán thực đo là: 45 m3/s - Tại trạm Thạnh Hoà: mực nớc tính toán 8.83m, thực đo 8.39 m chênh lệch tính toán thực đo 0.44m - Tại trạm Diêu Trì: mực nớc tính toán 4.97m, thực đo 5.34 m chênh lệch tính toán thực đo 0.44m Xem trình lu lợng, mực nớc tính toán thực đo trận lũ kiểm tra hình 4.10 đến 4.13 III.6 Phơng pháp xây dựng đồ ngập lụt cho lu vực sở áp dụng công nghệ mapinfo, dem, acview III.6.2 Các bớc xây dựng đồ nguy ngập lụt Việc lập đồ nguy ngập lụt toán tổng hợp bao gồm công tác chuẩn bị sở liệu phơng pháp tính theo bớc sau đây: B−íc 1: ThiÕt lËp quan hƯ Z (cao ®é ®Êt) víi diƯn tÝch F(ha) vµ dung tÝch chøa W (10 m ) tơng ứng với khoảng cách 0,25 m cho 82 khu vùc ngËp B−íc 2: TÝnh toán trình biên vào, mực nớc, lu lợng mô hình Bớc 3: Sử dụng mô hình tổng hợp HMS RAS để diễn toán lũ sông, ngập tràn bÃi toàn lu vực sông nhằm xác định đặc trng dòng chảy theo thời gian không gian lu vực Bớc 4: Phơng pháp vẽ hiển thị : Sử dụng công nghệ mô hình số độ cao DEM để truyến số liệu mực nớc vẽ diễn biến ngập theo không gian đồ III.6.3 Chuẩn bị số liệu cho xây dựng đồ Số liệu địa hình Trong thực tế số liệu địa hình đợc tồn dới nhiều đình dạng khác nhau, ví dụ: định dạng *.Tab (của Mapinfo), *.DGN (của MicroStation), *.DWG (của AUTOCAD), *.Shp (định dạng ACRVIEW) hay định dạng Surfer Số liệu mực nớc lớn vị trí vùng ngập Số liệu mực nớc lớn vị trí vùng ngập đợc tổ chức theo cặp (x,y,z).Bao gổm số liệu mặt cắt ô ruộng III.6.4 Các bớc thành lập đồ ngập phần mềm ACRVIEW 3.2a Tạo lới cao độ (DEM) 18 Nội suy lới mực nớc lớn Mực nớc vị trí có định dạng liệu dạng điểm, đợc hiểu nh cao độ mặt đất đợc nội suy thành dạng lới mực nớc Các bớc tạo lới mực nớc nh tạo DEM đối tợng điểm Tính toán đồ ngập Sau cã l−íi DEM cao ®é nỊn, l−íi DEM mùc n−íc lớn lấy DEM mực nớc trừ DEM cao ®é nỊn sÏ cho ta møc ®é ngËp lơt vị khác vùng ngập đợc thể theo dải màu phân theo độ sâu mực nớc III.6.5 Lập đồ nguy ngập lụt cho lu vực sông Kôn- Hà Số liệu mực nớc Mực nớc thời điểm mặt cắt ô ruộng vùng hạ lu lu vực sông đợc tính toán mô hình thuỷ văn thủy lực cho hai trận ma năm 1999 ( trận ma hiệu chỉnh) 2003 ( trận ma kiểm định) Số liệu mực nớc đợc cho dới dạng (X,Y, H) thời điểm toàn mặt cắt ô ruộng vùng hạ lu lu vực nghiên cứu Việc lập đồ ngập đợc thực theo trình tự sau đây: Dựa vào sơ đồ tính thuỷ lực mô hình HEC- RAS kết tính từ mô hình đà xây dựng đồ ngập lụt cho hạ lu sông Kôn - Hà Thanh theo bớc sau: - Vùng hạ lu sông sông Kôn - Hà Thanh đợc số hoá đồ địa hình tỷ lệ: 1/10.000 - Khu vực tính ngập lụt hạ lu sông sông Kôn - Hà Thanh đợc chia thành 82 ô với diện tích quan hệ Z- F khác - Sử dụng phần mềm Mapinfo để xác định cao độ ô lới (DEM) Đối với hạ lu sông sông Kôn - Hà Thanh đà tiến hành tính DEM víi « l−íi kÝch th−íc 50 x 50 m Nh vậy, sau chạy mô hình DEM với biên tính HEC- RAS cao độ vùng hạ lu sông sông Kôn - Hà Thanh đợc xác định lới 50x50m 82 ô tính Kết tính toán xây dựng đồ ngập Công tác quy hoạch phòng lũ, lụt, dự báo lũ công việc cấp thiết nhiệm vụ phòng tránh thiên tai, giảm nhẹ thiệt hại cho khu vực hay tỉnh Các th«ng tin biÕt tr−íc vỊ diƠn biÕn lị, lơt sÏ giúp nhà quản lý định việc tổ chức phòng tránh nh sơ tán dân, bảo vệ công trình để giảm thiệt hại đến mức thấp Các thông tin xác với thời gian dự báo dài chi tiết diễn biến lũ lụt giúp công tác phòng tránh hiệu Sau sử dụng mô hình tổng hợp HMS - RAS để diễn toán lũ sông, ngập tràn bÃi toàn lu vực sông nhằm xác định đặc trng dòng chảy theo thời gian không gian lu vực nh kết đà ghi bảng trên, công nghệ mô hình số ®é cao DEM thùc hiƯn trun sè liƯu mùc n−íc vẽ diễn biến ngập theo không gian đồ Từ số liệu đa đợc hai đồ năm 1999, (trận ma ngày 30/11 đến 7/12) đồ năm 2003 (trận ma ngày 14/10 đến 21/10) Đà xây dựng đợc đồ nguy ngập lụt ứng với hai năm 1999 2003 Tổng diện tích ngập lớn Năm 1999, diện tích ngập 34840.32 năm 2003 34449.92ha - Vùng hạ lu gần Đầm Thị Nại Độ sâu ngập phía hạ lu lên tíi 3-4m, - Vïng diƯn tÝch ngËp nhiỊu nhÊt ë độ sâu ngập 2-3m chiếm tới 8596.48 vào năm 1999 12286.72 vào năm 2003 So sánh hai diện ngập hai trận lũ năm 1999 2003, nhận thấy diện tích ngập năm 1999 có diện rộng hơn, mức độ ngập sâu lớn điều lý giải nh sau: - Do tổng lợng ma năm 1999 lớn hơn, đỉnh ma xuất năm 2003 19 Diện tích có diện tích ngập từ 3-4m năm 1999 lớn năm 2003 là: 390.0 II.7 Lập đồ trạng vùng ngập ảnh viễn thám RADAR III.7.1 Xử lý t liệu ảnh RADAR III.7.1.1 Dữ liệu ảnh RADAR T liệu đợc sử dụng phần thực nghiệm RADARSAT-1: Ngày chụp: 8/12/2006 Loại ảnh: "Wide 3" Độ phân giải: 12.5m Ngoài đề tài đà tiến hành thử nghiêm xử lý loại ảnh RADAR míi cđa NhËt, thu chơp c¬n b·o Xangsane ảnh ALOS/PALSAR+ ALOS-PALSAR Ngày chụp: 4/10/2006, Loại ảnh: "Fine", Độ phân giải: 6.25m ảnh RADAR ứng dụng cho nghiên cứu ngập lụt đợc xử lý theo bớc sau - Định chuẩn ảnh - Lọc ảnh Trong nhóm lọc có loại lọc sau đợc sử dụng: a Lọc Gamma: đợc dùng để loại bỏ nhiễu tần số cao mà bảo toàn đợc đặc trng tần số cao (tức bờ ranh giới) b Läc Frost: Sư dơng mét ma trËn träng sè kh«ng cố định mà thay đổi tùy thuộc vào giá trị thống kê cục ảnh, đợc tính phạm vi cửa sổ kích thớc lọc có tâm điểm đích xét - Nắn chỉnh hình học - Chuyển đổi giá trị Power sang dB - Chiết tách vùng ngập nớc Sau xử lý nhiễu hiệu chỉnh hình học ảnh PALSAR RADARSAT, tiến hành chiết tách thông tin tình trạng ngập nớc ảnh hởng bÃo Xangsane Durian gây Công đoạn tách nớc đợc xử lý phần mềm ENVI theo phơng pháp "Density Slice" - Thành lập Bản đồ ngập lụt Kết công đoạn chiết tách vùng ngập nớc đợc xuất dạng vector (shape file) kết hợp với liệu GIS cộng với Bản đồ Tổn thơng vùng để làm Bản đồ ngập lụt III.7.2 Chiết tách vùng ngập từ ảnh RADAR Việc phân tích ảnh RADARSAT dựa vào trạng vùng ngập lũ Tất loại ảnh SAR phải đợc tiền xử lí trớc đa vào sử dụng Công tác tiền xử lí ảnh RADAR chủ yếu gồm hiệu chỉnh hình học, hiệu chỉnh xạ lọc nhiễu Xử lí ảnh RADARSAT-1 ALOS-PALSAR + Xử lí hình học: + Lọc nhiễu: + Phân đoạn ảnh chiết tách vết lũ: Vùng ngập lũ ảnh sau đợc lọc chúng có giá trị xám độ thấp vùng không bị ảnh hởng lũ có giá trị độ xám cao Biểu đồ Histogram ảnh sau tăng cờng chất lợng có hai đỉnh, ®ã ë vïng gi÷a hai ®Ønh ta cã thĨ sư dụng ngỡng giá trị để phân đoạn ảnh vùng khô vùng ngập Trên thực tế, phân cực đơn ảnh RADAR phụ thuộc nhiều vào tán xạ bề mặt đối tợng, bên cạnh có khác đối tợng với cấu trúc khác nên phơng pháp chia ngỡng phơng pháp phù hợp để nhận dạng chiết tách thông tin vùng bị ảnh hởng lũ Kết xử lý ảnh ALOS-PALSAR chiết tách đợc vùng ngập sau bÃo Xang Xen Đằ Nẵng, xử lý ảnh RADARSAT1 chiết tách vùng ngập sau bÃo Durian Các thử nghiệm đủ để kiểm chứng quy trình công nghễ lý ảnh RADAR đề xuất phục vụ chiết tách vùng ngập Cha có kết vùng ngập lụt vùng nghiên cứu 20 không chụp đợc ảnh vệ tinh thời gian lũ lớn lu vực sông Kôn-Hà Thanh Chơng IV: Đánh giá kết hợp tác trao đổi kinh nghiệm với Thái lan IV.1 - Nội dung hợp tác đà thực phía Việt nam: IV.1.1- Thực nội dung nghiên cứu thực nghiệm Việt nam: Triển khai hạng mục nhiệm vụ đà đợc phê duyệt, Trung tâm Viễn thám đà thực khối công việc nh sau: -Tiến hành hạng mục nghiên cứu ứng dụng phơng pháp viễn thám chiết tách thông số đầu vào cho mô hình thuỷ văn, thuỷ lực -Nghiên cứu ứng dụng mô hình thuỷ văn dự báo ngập lụt: Nghiên cứu hoàn thành việc ứng dụng mô hình thuỷ văn thuỷ lực cho việc dự báo lũ -Nghiên cứu kết hợp công nghệ viễn thám mô hình thuỷ văn hệ thống cảnh báo ngập lụt: Kết nối phơng pháp viễn thám với mô hình thuỷ văn thuỷ lực thành quy trình ứng dụng ảnh vệ tinh việc dự báo ngập lụt -Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám ngập lụt, hoàn thành việc nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách thông tin đầu vào cho mô hình thuỷ lực từ t liệu viễn thám Xây dựng đợc quy trình chiết tách trạng vùng ngập tõ ¶nh RADAR.-Thu chơp ¶nh vƯ tinh x¶y lũ lụt Trong trình tiến hành nhiệm vụ nghiên cứu chung, Trung tâm Viễn thám đà đặt GISTDA chụp ảnh vệ tinh RADAR vùng nghiên cứu dự đoán có nhiều khả bÃo Xangxen bÃo Durian đổ bé cã thĨ g©y m−a lín g©y ngËp lơt IV.1.2- Häp kü tht trao ®ỉi kinh nghiƯm : -Tỉ chức Hội thảo kỹ thuật lần thứ với GISTDA Băngkốc tháng 12/2005; -Tổ chức Hội thảo kỹ thuật lần hai với GISTDA Hà nội tháng 7/2006; -Tham gia triển lÃm Tuần lễ Những ngày Khoa học Công nghệ Việt NamThái Lan, kỷ niệm 30 năm thiết lập quan hệ ngoại giao Việt Nam-Thái lan Hội thảo kỹ thuật lần hai nói hoạt động khuôn khổ nội dung "Nghiên cứu xây dựng hệ thống cảnh báo ngập lụt" thuộc nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định th hợp tác Việt Nam-Thái Lan; -Tổ chức Hội thảo kỹ thuật lần 3, báo cáo kết Băng Kốc tháng 6/2007 IV.1.3- Các nội dung hợp tác khác: - Thiết lập quan hệ Việt Nam Thái Lan lĩnh vực viễn thám ứng dụng nghiên cứu tài nguyên môi trờng thông qua tham quan kỹ thuật hôị thảo khoa học -Trong trình hợp tác, bên phía Thái Lan quan chủ trì hợp tác Cơ quan viễn thám thông tin địa lý Thái Lan (GISTDA) có nhiều quan kü tht kh¸c tham gia vËy phÝa ViƯt Nam cịng cã c¬ héi tiÕp xóc víi nhiỊu c¬ quan kỹ thuật Thái lan để trao đổi kinh nghiệm thông tin lĩnh vực quan tâm - Trong thời gian thực nhiệm vụ hợp tác quốc tế, phía Thái Lan đà đài thọ cho 05 kỹ thuật viên Việt Nam tham dự hội thảo kỹ thuật vệ tinh THEOS chơng trình đào tạo viễn thám tuần - Đặt ảnh vệ tinh vùng ngập lụt: Để có ảnh nghiên cứu đề tài, việc thu thập ảnh có Việt nam đà phải đặt mua ảnh RADAR thông qua Trạm thu Thái Lan Thông qua hợp tác với Thái Lan Trung tâm Viễn thám đà đặt mua đợc ảnh RADAR vùng nghiên cứu với giá u đÃi GISTDA đà áp dụng giá ảnh RADARSAT 50% giá bán thị trờng đơn hàng Trung tâm Viễn thám 21 IV.2 Kinh nghiƯm Th¸i Lan øng dơng viƠn th¸m phơc vơ gi¸m sát ngập lụt: IV.2.1 Kinh nghiệm vận hành trạm thu ảnh vệ tinh: Dới trình bày số kinh nghiƯm cđa GISTDA viƯc øng dơng c«ng nghƯ viƠn thám phục vụ quản lý ngập lụt a T liệu ¶nh thu chơp cho nghiªn cøu ngËp lơt: GISTDA sư dụng nhiều loại t liệu ảnh vệ tinh từ độ phân giải trung bình nh LANDSAT đến độ phân giải cao siêu cao nh SPOT, Ikonos, Quickbird Bên cạnh Thái Lan sử dụng ảnh RADAR nh ERS, RADARsat ảnh chụp đa thời gian Thái Lan có khả thu nhận ảnh sau thảm hoạ diễn b Phơng pháp xử lý: Dữ liệu ảnh vệ tinh đợc xử lý thành bình đồ ảnh tỷ lệ 1: 250.000, 1: 50.000, đồ ảnh tỷ lệ toàn tỉnh, đồ ảnh tỷ lƯ vïng l−u vùc, phơc vơ viƯc lËp kÕ ho¹ch kịch ứng cứu Các loại ảnh vệ tinh đợc xử lý số đợc đa vào sở liệu dùng chung ảnh vệ tinh đợc xử lý thành dạng ảnh 3D dùng để mô tả đa kịch thảm hoạ (sóng thần, lũ lụt ) IV.2.2 Kết hợp loại liệu: Thái Lan có sở liệu dùng chung cho quan Chính phủ quan nghiên cứu dành cho việc giám sát cảnh báo thiên tai Thái Lan sử dụng mô hình tính toán GIS để giải số mục tiêu sau: tính toán mức độ thiệt hại, tính toán độ tàn phá, cảnh báo sớm, giám sát thiên tai, quy hoạch sử dụng đất , quy hoạch đô thị, quản lý nguồn tài nguyên nớc, du lịch Hệ thống sở liệu đợc thiết kế vận hành theo mô hình sau: -Dữ liệu ảnh vệ tinh đợc xử lý đa vào sở liệu dùng chung loại liệu khác nh đồ sử dụng đất, đồ địa chính, loại đồ số liệu thống kê khác -ảnh vệ tinh liên tục đợc cập nhật trớc, sau xảy thảm hoạ thiên tai -Đây sở liệu dùng chung chí truy cập thông qua mạng internet nên ngời dùng có yêu cầu hay cần đa định kịp thời xảy thiên tai, ngời dùng sử dụng mô hình tính toán để phân tích sở liệu dùng chung Điều cho phép quan phủ phản ứng nhanh định gần nh tức thời có thiên tai xảy -Cơ sở liệu đợc dùng để thành lập loại đồ nguy cảnh báo thiên tai; lập kịch xảy thảm họa nhằm đa định xác kịp thời IV.2.3 Sản phẩm dịch vụ GISTDA: -Lập đồ nguy ngập lụt: GISTDA vận hành Server đồ lũ , Hệ thống có khả sau: -Lập kế hoạch đáp ứng nhanh việc cung cấp t liệu ảnh vệ tinh để phục vụ lập kế hoạch ứng cứu phục hồi sau lũ -Cung cấp đồ ¶nh vÖ tinh -Cung cÊp s¶n phÈm ¶nh vÖ tinh loại bao gồm hình ảnh 3D sẵn sàng cho sư dơng -Cung cÊp d÷ liƯu GIS bao gåm ranh giới ngập số liệu thực địa vùng bị lũ -T vấn hỗ trợ kỹ thuật quan liên quan việc tích hợp liệu viễn thám thông tin khác 22 IV.3 Kiến thức học tập trao đổi thông qua nhiệm vụ hợp tác với Thái lan: Thông qua hợp tác với Thái Lan cho thấy mô hình hệ thống giám sát ngập lụt Thái Lan đợc xây dựng theo kiểu nhiều nớc tiên tiến giới Trong mô hình bao gồm phần tổ chức phần kỹ thuật công nghệ viễn thám GIS đợc u tiên sử dụng Thái Lan nỗ lực xây dựng hệ thống giám sát ngập lụt để đa vào vận hành Với kinh nghiệm nớc giới học tập kinh nghiệm Thái Lan đề xuất mô hình hệ thống giám sát ngập lụt nh dới (Mục IV.3.4) Th¸i Lan cã mét sè kinh nghiƯm cã thĨ häc tËp : +C¸ch tỉ chøc hƯ thèng gi¸m s¸t ngËp lơt vỊ kü tht (Flood map Server GISTDA) +C¸ch tổ chức ứng dụng viễn thám GIS khâu: Thu ảnh vệ tinh, xử lý ảnh vệ tinh, xử lý tích hợp liệu Tham gia Hiến chơng quốc tế Vũ trụ tai hoạ lớn để có t liệu ảnh kịp thời +Sự phối hợp đơn vị tham gia vận hành hệ thống giám sát ngập lụt Trong sơ đồ tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt Việt nam, số quan kỹ thuật tham gia đắc lực hỗ trợ cung cấp thông tin cho cấp quản lý trình theo dõi thiên tai trớc, sau lũ lụt Ví dụ, Trung tâm Viễn thám đóng vai trò ứng dụng công nghệ viễn thám ®Ĩ : -LËp b¶n ®å ngËp lơt tõ ¶nh vƯ tinh -Chiết tách thông tin đầu vào cho mô hình thuỷ văn -Lập đồ nguy ngập lụt Phối hợp hoạt động quy trình ứng dụng này, Viện Khí tợng Thủy văn Môi trờng thực việc tính toán mô hình để lập đồ dự báo ngập Số liệu kết đợc thông báo sang quan chức hệ thống quản lý ngËp lơt qc gia ®Ĩ sư dơng VÊn ®Ị phải có thao tác vận hành quy trình kỹ thuật làm để thu nhận thông tin nhanh, cung cấp thông tin, nhanh chóng, kịp thời xác IV.3.1 Đánh giá kết đạt ®−ỵc: ViƯt nam ch−a cã kinh nghiƯm tỉ chøc hệ thống giám sát ngập lụt nói chung hệ thống cảnh báo nói riêng Hiện hàng năm mïa b·o lị vỊ, đy ban phßng chèng lơt bÃo Trung ơng, Cục cứu nạn cứu hộ nh quyền địa phơng thu thập thông tin quản lý lũ lụt theo phơng pháp truyền thống Hiện Trung tâm Viễn thám đà lắp đặt xong Trạm thu ảnh vệ tinh Một đơn vị sử dụng Hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên môi trờng Việt nam DUS SARSYS thuộc Cục Bản đồ Bộ Tổng tham mu Quân đội nhân dân Việt Nam Đơn vị đợc thiết kế nh quan kỹ thuật trợ giúp đắc lực thông tin hỗ trợ việc định lúc báo lụt phục vụ cứu nạn cứu hộ Tuy nhiên để đơn vị phát huy hiệu tích cực nhiều việc phải Đó việc tổ chøc hƯ thèng gi¸m s¸t ngËp lơt, lång ghÐp c¸c vấn đề sử dụng kỹ thuật, công nghệ viễn thám tác nghiệp điều hành ủy ban phòng chống lụt bÃo cấp huấn luyện đội ngũ cán kỹ thuật có đủ khả vận hành quy trình công nghệ giám sát lũ lụt phục vụ lÃnh đạo sách Về góc độ thông qua việc thực đề tài học tập kinh nghiệm Thái Lan Trung tâm Viễn thám đà hoàn thành khối lợng công việc thuộc nhiệm vụ hợp tác với Thái lan theo Nghị định th Thông qua hoạt động chung quan viễn thám Việt Nam hiểu rõ trình độ Thái Lan lĩnh vực viễn thám Đà xây dựng đợc hiểu biết, tin cậy bớc đầu hợp tác Thông qua hợp tác ta học tập đợc nhiều kinh nghiệm kỹ thuật phía Thái Lan việc tổ chức ứng dụng viễn thám cho phòng chống thiên tai 23 Một khó khăn lớn mà đề tài gặp phải thực việc đón bắt để đặt hàng chụp ảnh vệ tinh vùng ma bÃo gây ngập lụt: với việc đặt chụp ảnh lần không thành công thực tế thời gian triển khai đề tài không xảy ngập lụt lớn vùng nghiên cứu vào thời điểm TTVT cha đợc lắp đặt Trạm thu ảnh vệ tinh, nên đề tài hoàn tất công nghệ xử lý ảnh RADAR trạng vïng ngËp, nh−ng ch−a cã ®iỊu kiƯn kiĨm chøng thùc tế trạng ngập lụt vùng nghiên cứu Phía Thái Lan đà nhiệt tình thiện chí giúp đỡ việc chụp ảnh RADAR trình thực đề tài Điều chứng tỏ khó khăn việc thu ảnh lũ lụt Để khắc phục khó khăn Việt Nam cần tăng cờng hợp tác hội nhập nhiều Cụ thể nhiều nớc giới đà tham gia vào Hiến chơng quốc tế Vũ trụ tai hoạ lớn Việt Nam cần nghiên cứu để tích cực sử dụng kênh thu thập t liệu ảnh miễn phí lúc thiên tai xảy Mặt khác Trạm thu đà đợc lắp đặt hoàn chỉnh, cần thiết vận hành thành thục chuẩn bị sẵn kịch bản, theo vận hành hệ thống theo phơng thức đặt trớc IV.3.2- Hệ thống giám sát ngập lụt đề xuất: Sơ đồ kỹ thuật hệ thống Sau Sơ đồ kỹ thuật Hệ thống giám sát ngập lụt đợc đề xuất: Trong sơ đồ khối cấu phần hệ thống giám sát ngập lụt (hệ thống con, môdule) thực chức sở quy trình công nghệ đợc xây dựng cho việc thực nhiệm vụ đà thiết kế Mỗi khối đợc đánh số bên cạnh để tiện theo dõi IV.4-Sản phẩm nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định th Việt Nam-Thái Lan IV.4.1-Các tài liệu, báo cáo: Báo cáo tổng kết nhiệm vụ hợp tác Phụ lục Các chuyên đề nghiên cứu: 3.Quy trình công nghệ viễn thám hệ thông tin địa lý kết hợp với mô hình thủy văn thủy lực phục vụ cho giám sát ngập lụt 4.Quy trình giải đoán vết lũ từ ảnh RADAR IV.4.2-Tài liệu ảnh đồ Dữ liệu lu trữ CDROM: - Cơ sở liệu GIS phục vơ nghiªn cøu ngËp lơt trªn khu vùc nghiªn cøu (lớp địa hình, lớp thủy văn, độ dốc,v.v) - Một số sản phẩm ví dụ : Bản đồ cảnh báo nguy ngập lụt khu vực nghiên cứu : Bản đồ ảnh vệ tinh trạng ngập lụt, đồ cảnh báo nguy ngập lụt - 15 Bản đồ cảnh báo nguy ngập lụt khu vực nghiên cứu ; - Bản đồ ảnh vệ tinh trạng ngập lụt chiết tách từ ảnh RADAR - ¶nh vƯ tinh RADAR ALOS, RADARSAT1 - ¶nh vƯ tinh ASTER - Bản đồ phân loại lớp phủ - DEM tõ ASTER - Tµi liƯu thu thËp phơc vơ nghiên cứu - Các tài liệu gặp kỹ thuật lần thứ nhất,thứ hai thứ ba TTVT GISTDA 24 Hệ thống thu thập liệu: -Chụp ảnh vệ tinh IV.3.2.4-Bản tả cấu phần Hệ thống: Mô đồ, CSDL địa hình -Số đo ma -Thông tin thực địa TT Viễn thám ủy ban Quốc gia Tìm kiếm, Cứu hộ, Cứu nạn TT Kỹ tht Cøu cøu n¹n ViƯn KH KTTV &MT HƯ thống xử lý thông tin viễn thám & GIS -Bản đồ nguy ngập -Bản đồ tổn thơng -Bản đồ đánh giá Server Bản đồ ngập lụt Hệ thống xử lý thông tin theo mô hình thủy văn thủy - Kịch ngập lụt KH cứu nạn cứu hộ -KH khắc phục hậu lũ lụt ủy ban phòng chống lụt bÃo Hình IV-1: Sơ đồ kỹ thuật hệ thống giám sát ngập lụt đề xuất Địa phơng 25 IV.5 - Hớng phát triển hợp tác lĩnh vực viễn thám điều tra tài nguyên môi trờng: Việt Nam đà đầu t Trạm thu ảnh vệ tinh đà có nhiều ứng dơng viƠn th¸m ViƯc më réng héi nhËp khu vực giới viễn thám cần thiết Đối với nớc ASEAN, nhìn chung trình độ Thái Lan viễn thám thuộc mức tiên tiến, đầu t cho công tác viễn thám Thái Lan ë møc cao vµ cã nhiỊu kinh nghiƯm cã thể học tập đờng đầu t phát triển công nghệ vũ trụ viễn thám Trong hợp tác Thái Lan tỏ thiện chí sẵn sàng giúp đỡ chia sẻ kinh nghiệm với Việt Nam hoạt động Các hớng phát triển hợp tác với Thái Lan viễn thám là: -Học tập kinh nghiệm vận hành trạm thu ảnh vệ tinh, kinh nghiệm quản lý sở liệu viễn thám -Nghiên cứu khả thu ứng dụng ảnh vệ tinh THEOS Thái Lan -Trao đổi CSDL ảnh vệ tinh quan TTVT GISTDA -Đào tạo, chuyển giao công nghệ ứng dụng công nghệ viễn thám GIS điều tra tài nguyên thiên nhiên phòng chống thiên tai (lũ lụt, trợt lở đất, cháy rừng, v.v ) Kết luận Thiên tai mối quan tâm quốc gia Đông Nam á, có Việt Nam Thái Lan Trong loại thiên tai, ngập lụt thảm họa xảy hàng năm với tợng biến đổi khí hậu chúng ngày xảy thờng xuyên với mức độ nghiêm trọng Do việc tìm kiếm công cụ kỹ thuật nhằm hỗ trợ cho việc quản lý ngập lụt ngày trở nên cấp thiết Ngày vệ tinh quan sát Trái Đất cho phép cung cấp kịp thời hình ảnh bề mặt khu vực bị ngập lụt giúp cho việc quản lý thiên tai đợc thuận tiện Công nghệ viễn thám GIS kết hợp với việc sử dụng mô hình thuỷ văn thuỷ lực để dự báo ngËp lơt gióp cho viƯc qu¶n lý ngËp lơt sÏ gần với thời gian thực Nghiên cứu để thiết lập hệ thống giám sát ngập lụt việc làm cần thiết nớc tiên tiến hệ thống giám sát ngập lụt đà đợc thiết lập Tuy nhiên hệ thống kỹ thuật phát huy hiệu đợc tích hợp sử dụng cấu tổ chức có nhiệm vụ quản lý thiên tai Thái Lan trình xây dựng hệ thống giám sát ngập lụt ViƯt Nam hiƯn ch−a cã hƯ thèng gi¸m s¸t ngập lụt công nghệ viễn thám Tuy nhiên với dự án Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên môi trờng Việt Nam, đà có số yếu tố kỹ thuật đợc hình thành Kết nhiệm vụ hợp tác mét b−íc tiÕn tiÕp theo ®Ĩ øng dơng cã hiƯu công nghệ viễn thám, xây dựng hệ thống giám sát ngập lụt vận hành Thực nhiệm vụ hợp tác nghiên cứu ngập lụt rót mét sè kÕt ln sau: 1-Th«ng qua nhiƯm vụ hợp tác nghiên cứu ngập lụt đà nghiên cứu thiết lập đợc quy trình công nghệ kết hợp ứng dụng viễn thám với mô hình thủy văn thủy lực để lập đồ nguy ngập lụt Quy trình tận dụng đợc u điểm công nghệ viễn thám thu thập thông tin địa hình lu vùc dèc réng lín mét c¸ch kh¸ch quan, nhanh chãng Đồng thời tận dụng đợc u điểm xác, s¸t thùc tÕ cđa viƯc dù b¸o ngËp lơt b»ng tính toán mô hình thủy văn thủy lực khu vực đồng bằng, phẳng Tuy nhiên quy trình ch−a cho phÐp sư dơng sè ®o m−a trùc tiÕp để dự báo tình trạng ngập, mà cho phép lập đồ cảnh báo nguy ngập lụt với quy mô lu vực sông Sản phẩm quy trình sử dụng mô lại trận lũ đề kế hoạch kịch ứng phó 26 2-Đà đa đợc quy trình sử dụng ảnh viễn thám RADAR để chiết tách vùng ngập Quy trình đợc sử dụng để xử lý ảnh viễn thám ENVISAT/ASA thu chụp Trạm thu ảnh vệ tinh Việt Nam cung cấp thông tin vùng ngập lụt nhanh chóng có lũ lụt xảy 3- Hợp tác với Thái Lan nghiên cứu ngập lụt, TTVT đà học tập đợc số kinh nghiệm kỹ thuật dịch vụ cung cấp t liệu ảnh vệ tinh, kỹ thuật xử lý thông tin viễn thám, tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt phối hợp hợp tác quan vận hành hệ thống: -Thái Lan có tiềm việc cung cấp t liệu ảnh vệ tinh phục vụ điều tra tài nguyên thiên nhiên phòng tránh thiên tai với nhiều thể loại khác ảnh vệ tinh quang học ảnh RADAR Trong hợp tác với Việt Nam, Thái Lan cung cấp t liệu với giá hữu nghị Có thể xây dựng hợp tác trao đổi liệu ảnh viễn thám với Trạm thu ảnh vệ tinh Thái Lan để khai thác có hiệu kho liệu ảnh hai nớc -Việc tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt công việc không quy mô quốc gia mà cần xây dựng với hợp tác nớc khu vực giới Mô hình Thái Lan triển khai xây dựng kinh nghiệm quý cho phía Việt Nam tận dụng hội hợp tác quốc tế phòng tránh thiên tai Để tăng cờng lực cung cấp nhanh đầy đủ thông tin vệ tinh tình hình thiên tai Việt nam việc đa vào vận hành Trạm thu ảnh viễn thám cần tham gia Hiến chơng quốc tế Vũ trụ tai hoạ lớn 4- Thái Lan có tiềm đào tạo nguồn nhân lực ứng dụng công nghệ viễn thám khu vùc, ViƯt Nam cã thĨ tËn dơng c¬ hội hợp tác để nâng cao trình độ đội ngũ kỹ thuật viên viễn thám Trong trình hợp tác Thái Lan đà giúp TTVT cử số kỹ thuật viên thám gia lớp nâng cao kiến thức viễn thám ngắn hạn Băng Kốc khuôn khổ chơng trình xây dựng, phóng ứng dụng vệ tinh THEOS Thái Lan Đào tạo, nâng cao trình độ khoa học công nghệ viễn thám hớng hợp tác với Thái Lan, phù hợp mặt trình độ khu vực, chi phí đào tạo không cao, vị trí địa điểm thuận lợi vấn đề ứng dụng viễn thám có nhiều điểm tơng đồng 5-Trung tâm Viễn thám đà đóng vai trò quan đầu mối việc thực Nhiệm vụ hợp tác quốc tế với Thái Lan Thông qua hợp tác quan kỹ thuật Việt Nam đà có hội tiếp xác với quan kỹ thuật liên quan phía Thái Lan để trao đổi học tập kinh nghiệm kỹ thuật viễn thám phòng chống thiên tai Có thể thấy nhận thức vai trò công nghệ viễn thám giảm nhẹ thiên tai Việt Nam ta thấp Thái Lan Các nớc khu vực đẩy mạnh ứng dụng công nghệ viễn thám, nâng cao vai trò công nghệ thực tiễn ứng dụng Tóm lại Nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định th với Thái Lan TTVT chủ trì đà hoàn thành đợc mục tiêu khoa học công nghệ đề ra, đồng thời đà xây dựng đợc quan hệ tốt quan viễn thám hai nớc Mối quan hệ cần đợc trì phát triển năm để nâng cao khả hội nhập công nghệ viễn thám ứng dụng vũ trụ Việt Nam với nớc khu vực Kiến nghị: 1-Việt Nam đà đầu t Trạm thu ảnh vệ tinh ®· cã nhiỊu øng dơng viƠn th¸m ViƯc më réng hội nhập khu vực giới viễn thám cần thiết Dựa kết nhiệm vụ hợp tác quốc tế giai đoạn 2006-2008, TTVT đề xuất nên tiếp tục nhiệm vụ hợp tác với Thái Lan giai đoạn 2008-2010, tiếp tục học tập kinh nghiệm Thái Lan để hoàn thiện hệ thống giám sát ngập lụt, tìm kiếm hội để nâng tầm hợp tác lên mức cao hơn, sâu thời gian tới để phát huy mối quan hệ tốt đẹp đà xây dựng đợc 27 2-Các hớng phát triển hợp tác với Thái Lan viễn thám giai đoạn tới là: -Học tập kinh nghiệm vận hành trạm thu ảnh vệ tinh, kinh nghiệm quản lý sở liệu viễn thám -Nghiên cứu khả thu ứng dụng ảnh vệ tinh THEOS Thái Lan -Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống kỹ thuật giám sát ngập lụt kết hợp vận hành cấu tổ chức quản lý ngập lụt quốc gia Kiến nghị Bộ Khoa học Công nghệ cho phép mở thêm nội dung xây dựng chế đối phó với thảm họa để vận hành hệ thống giám sát ngập lụt cách có hiệu Bảo đảm cho thông tin viễn thám thông tin địa hình, thủy văn đợc cập nhật đa đến tay nhà định nh thông báo cho công chúng cách nhanh Cũng nh cung cấp thông tin sớm để đánh giá hậu lũ lụt để đề biện pháp ứng phó tối ửutong thời gian sớm -Đào tạo, chuyển giao công nghệ ứng dụng công nghệ viễn thám GIS phòng tránh loại thiên tai (lũ lụt, trợt lở đất, cháy rừng, v.v ) điều tra tài nguyên thiên nhiên mà Thái Lan có nhiều kinh nghiÖm 28 ... nghị định th Tên nhiệm vụ: Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trờng Việt Nam, trớc hết tài nguyên đất nớc Số đăng ký: ... tên gọi: Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trờng Việt Nam, trớc hết tài nguyên đất nớc. Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Xuân... tiêu đề tài : - Hợp tác nghiên cứu xây dựng mô hình thích hợp cho việc ứng dụng viễn thám quản lý tài nguyên đất nớc - Tìm kiếm khả đáp ứng t liệu ảnh từ Thái lan phục vụ quản lý tài nguyên đất nớc