Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU, VIỆT NAM TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC NGỤY MINH HIỂN HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIỂN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU, VIỆT NAM TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN NGỤY MINH HIỂN CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 62.44.02.24 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS.TRỊNH LÊ HÙNG HÀ NỘI, NĂM 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: PGS.TS.Trịnh Lê Hùng Cán hướng dẫn phụ: Cán chấm phản biện 1: PGS.TS.Trần Thanh Tùng Cán chấm phản biện 2: PGS.TS.Nguyễn Kiên Dũng Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 27 tháng 09 năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Hà Nội, ngày……tháng……năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Ngụy Minh Hiển LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trịnh Lê Hùng – người tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Khí tượng – Thủy văn tập thể thầy cô giáo trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ em trình em học tập trường Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao Công Nghệ Viễn Thám, Cục Viễn Thám quốc gia, cán phịng Ứng dụng Cơng nghệ Viễn Thám nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln ln động viên tơi suốt q trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày……tháng……năm 2017 Ngụy Minh Hiển MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ 1.1 Biến động đường bờ Việt Nam 1.1.1 Một số khái niệm 1.1.2 Biến động đường bờ số khu vực phía Nam, Việt Nam 1.1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 14 1.2 Các phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ từ tư liệu viễn thám 20 1.2.1 Phương pháp tổ hợp màu 20 1.2.2 Phương pháp phân ngưỡng 21 1.2.3 Phương pháp tỉ lệ ảnh 23 1.3 Tổng quan tình hình ứng dụng cơng nghệ viễn thám nghiên cứu biến động đường bờ 25 1.3.1 Trên giới 25 1.3.2 Trong nước 28 1.4 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ từ tư liệu viễn thám đa thời gian 36 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN 40 2.1 Tư liệu ảnh vệ tinh Landsat 40 2.1.1 Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 40 2.1.2 Đặc điểm tư liệu sử dụng nghiên cứu 43 i 2.2 Cơ sở khoa học phương pháp xác định thông tin đường bờ từ tư liệu ảnh vệ tinh đa thời gian 46 2.2.1 Tương tác lượng xạ điện từ đối tượng tự nhiên 46 2.2.2 Đặc trưng phản xạ phổ nước đối tượng tự nhiên 48 2.3 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Landsat chiết tách thông tin đường bờ 53 2.3.1 Xác định phản xạ phổ bề mặt 53 2.3.2 Xác định ảnh tỉ lệ 58 2.3.3 Xác định thông tin đường bờ 59 CHƯƠNG III: NGUYÊN NHÂN VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC VEN BIỂN CÀ MAU 61 3.1 Nguyên nhân biến động đường bờ 61 3.1.1 Nguyên nhân sạt lở 61 3.1.2 Nguyên nhân bồi tụ cửa sông, bờ biển 65 3.2 Kết chiết tách thông tin nước – đất liền 66 3.3 Đánh giá tình hình sạt lở bồi tụ bờ biển huyện tỉnh Cà Mau 71 3.4 Bồi tụ vùng cửa sông Cà Mau 76 3.5 Đánh giá, kiểm nghiệm kết xác định biến động đường bờ 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Biến động đường bờ khu vực bờ biển phía Nam, Việt Nam [9] Bảng 2.1: Các hệ vệ tinh chương trình LANDSAT 40 Bảng 2.2: Đặc điểm ảnh vệ tinh LANDSAT TM 41 Bảng 2.3: Đặc điểm ảnh vệ tinh LANDSAT ETM+ 42 Bảng 2.4: Đặc điểm kênh phổ ảnh LANDSAT 43 Bảng 2.5: Độ thấu quang nước phụ thuộc bước sóng [20] 48 Bảng 2.6: Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT TM [36] 54 Bảng 2.7: Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT ETM+ Low gain [36] 54 Bảng 2.8: Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT ETM+ High gain [36] 55 Bảng 2.9: Giá trị M L , AL ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT [36] 56 Bảng 2.10: Giá trị ESUNλ kênh phổ ảnh LANDSAT TM [36] 57 Bảng 2.11: Giá trị ESUNλ kênh phổ ảnh LANDSAT ETM+ [36] 57 Bảng 3.1: Diện tích sạt lở bồi tụ qua từng giai đoạn từ 2001 – 2017 76 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Diễn biến đường bờ đoạn từ Vàm Láng (cửa Soài Rạp) đến Kiểng Phước (trái) ảnh chụp biển xâm thực Kiểng Phước (phải) [6] 10 Hình 1.2: Tổ hợp màu RGB=543 ảnh Landsat khu vực ven biển Cà Mau 21 Hình 1.3: Ảnh LANDSAT kênh (a), kênh (b) ảnh sau xử lý ngưỡng (c) khu vực hồ núi Cốc (04/11/2000) [10] 22 Hình 1.4: Ví dụ số MNDWI khu vực nội thành Hà Nội 24 Hình 1.5: Ảnh vệ tinh Spot khu vực bờ sông Amazon (Nam Mỹ) [30] 26 Hình 1.6: Biến động đường bờ giai đoạn 1989 – 2001 nghiên cứu Alesheikh [21] 27 Hình 1.7: Ảnh Landsat ETM+ ngày 17/02/2002 khu vực ven biển Cà Mau [3] 30 Hình 1.8: Ảnh vệ tinh đa thời gian khu vực cửa Tư Hiền, Thừa Thiên Huế [5] 31 Hình 1.9: Biến động đường bờ khu vực Hàm Tiến, Phan Thiết [12] 32 Hình 1.10: Kết xác định biến động đường bờ hồ Núi Cốc giai đoạn 1993 – 2007 33 Hình 1.11: Biến động bãi bồi khu vực Cửa Đáy giai đoạn 1966 – 2011 [2] 34 Hình 1.12: Quá trình xói lở, bồi tụ khu vực Ngọc Hiển từ ảnh vệ tinh Landsat giai đoạn 1995 – 2000, 2000 – 2005, 2005 – 2010 (từ trái sang) [3]34 Hình 1.13: Chiết tách thơng tin đường bờ khu vực Cửa Đại tư liệu ảnh Landsat đa thời gian [18] 35 Hình 1.14: Mơ hình xây dựng đồ đường bờ theo phương pháp tỉ số ảnh Alesheikh 37 Hình 2.1: Ảnh vệ tinh Landsat ETM+ ngày 16 – 01 – 2001 44 Hình 2.2: Ảnh vệ tinh Landsat TM ngày 24 – 12 – 2006 45 Hình 2.3: Ảnh vệ tinh Landsat TM ngày 14 – 01 – 2009 45 iv Hình 2.4: Ảnh vệ tinh Landsat OLI ngày 20 – 01 – 2017 46 Hình 2.5: Phản xạ tồn phần (a), phản xạ phần (b) 47 Hình 2.6: Đặc trưng phản xạ phổ số đối tượng tự nhiên [14] 48 Hình 2.7: Khả thấu quang số loại nước [14] 49 Hình 2.8: Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả phản xạ phổ thực vật 51 Hình 2.9: Khả phản xạ phổ phụ thuộc độ ẩm đất 52 Hình 3.1: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat ETM+ năm 2001 67 Hình 3.2: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat TM năm 2006 68 Hình 3.3: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat TM năm 2009 68 Hình 3.4: Ảnh tỉ lệ band3/band5 (ảnh trái) band3/band6 (ảnh phải) ảnh Landsat OLI năm 2017 69 Hình 3.5: Kết tính phân ngưỡng ảnh tỉ số ảnh LANDSAT ETM+ năm 2006 69 Hình 3.6: Kết tính phân ngưỡng ảnh tỉ số ảnh LANDSAT năm 2017 70 Hình 3.7: Kết chiết tách thông tin đường bờ năm 2001, 2006, 2009, 2017 từ ảnh vệ tinh Landsat 70 Hình 3.8: Kết chồng xếp đường bờ năm 2001, 2006, 2009 2017 71 Hình 3.9: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2001 – 2006 72 Hình 3.10: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2006 – 2009 73 Hình 3.11: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2009 – 2017 74 v ... MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIỂN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU, VIỆT NAM TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN NGỤY MINH HIỂN CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 62.44.02.24... bờ tư? ? tư liệu viễn thám đa thời gian 36 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN 40 2.1 Tư liệu ảnh vệ tinh Landsat ... BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ 1.1 Biến động đường bờ Việt Nam 1.1.1 Một số khái niệm 1.1.2 Biến động đường bờ số khu vực phía Nam, Việt