Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu biến động đường bờ khu vực ven biển tây nam việt nam giai đoạn 2005 – 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Ái Ngân ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC VEN BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2005-2017 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Ái Ngân ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC VEN BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2005-2017 Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám Hệ thông tin địa lý Mã số: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nhữ Thị Xuân TS Trần Anh Tuấn Hà Nội - 2019 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 đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc rõ ràng đƣợc phép công bố Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Thị Ái Ngân i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trước hết xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, Ban chủ nhiệm Khoa Địa lý tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập Tôi xin cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Địa Chất Địa lý Biển, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện suốt trình thực tập thực luận văn Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Anh Tuấn, PGS.TS Nhữ Thị Xuân tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Địa lý thầy giáo, cô giáo trường Đại học Khoa học Tự nhiên nhiệt tình giảng dạy suốt q trình tơi học tập trường; xin trân trọng cảm ơn tập thể cán Phịng Viễn thám Hệ thơng tin địa lý, Viện Địa chất Địa vật lý biển hỗ trợ số liệu trang thiết bị để thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè ln chia sẻ, động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Trong trình thực đề tài, điều kiện thời gian trình độ nghiên cứu thân cịn nhiều hạn chế nên thực đề tài khó tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Thị Ái Ngân ii MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu Nội dung nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đê tài Ý nghĩa đề tài Cơ sở tài liệu nghiên cứu Những kết đạt đƣợc đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN BẰNG TƢ LIỆU VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 1.1 TỔNG QUAN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN 1.1.1 Tình hình nghiên cứu Thế giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.2 CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BẰNG TƢ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS 14 1.2.1 Khái niệm chung đƣờng bờ biển biến động đƣờng bờ biển 14 1.2.2 Đặc trƣng quang phổ đối tƣợng đất nƣớc ảnh viễn thám áp dụng phân tích đƣờng bờ biển 18 1.3 PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 1.3.1 Cơ sở phƣơng pháp luận 21 1.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 1.3.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp phân tích tài liệu 22 1.3.2.2 Phƣơng pháp viễn thám 22 1.3.2.3 Phƣơng pháp hệ thông tin địa lý (GIS) 25 1.3.2.4 Phƣơng pháp thống kê 26 1.3.3 Quy trình bƣớc nghiên cứu 27 iii CHƢƠNG II ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN KHU VỰC DẢI VEN BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM 29 2.1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 29 2.1.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 29 2.1.2 Đặc điểm địa chất, địa mạo 30 2.1.2.1 Đặc điểm địa chất 30 2.1.2.2 Đặc điểm địa mạo 33 2.1.2.3 Các dạng địa hình 39 2.1.3 Đặc điểm thổ nhƣỡng, sinh vật 40 2.1.3.1 Đặc điểm thổ nhƣỡng 40 2.1.3.1 Đặc điểm sinh vật 43 2.1.4 Đặc điểm khí hậu, thủy văn hải văn 47 2.1.4.1 Đặc điểm khí hậu 47 2.1.4.2 Đặc điểm thủy văn, hải văn 49 2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ MÔI TRƢỜNG 52 2.2.1 Đặc điểm dân cƣ 52 2.2.2 Các hoạt động phát triển kinh tế 53 2.2.3 Đặc điểm môi trƣờng tai biến xói lở bờ biển 54 CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ XU THẾ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KHU VỰC VEN BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM 57 3.1 XÁC ĐỊNH HIỆN TRẠNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN TÂY NAM 57 3.1.1 Tính tốn số nƣớc phân tích ngƣỡng 57 3.1.2 Đánh giá ảnh hƣởng thủy triều 64 3.1.3 Đánh giá độ xác vị trí đƣờng bờ biển 67 3.2 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ BIỂN TÂY BAM 69 3.2.1 Xây dựng thống đƣờng sở mặt cắt DSAS 69 3.2.2 Đánh giá biến động đƣờng bờ biển 73 3.2.2.1 Biến động đƣờng bờ biển theo giai đoạn 73 3.2.2.2 Xu biến động đƣờng bờ biển giai đoạn 2005-2017 83 3.3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHẸ THIÊN TAI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG DẢI VEN BIỂN TÂY NAM 85 3.3.1 Phân vùng bờ biển khu vực nghiên cứu theo xu biến động 85 iv 3.3.2 Các giải pháp phòng chống biến động bờ biển phục vụ phát triển bền vững dải ven biển Tây Nam Việt Nam 87 3.3.2.1 Các giải pháp chung 87 3.3.2.2 Một số giải pháp cụ thể vùng nghiên cứu 90 KẾT LUẬN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 v DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt AWEI Giải thích tiếng nƣớc ngồi : Automated Water Extraction Giải thích tiếng Việt Chỉ số tách nƣớc tự động Index DN DSAS : Digital Number Giá trị xám độ : Digital Shoreline Analysis Hệ thống phân tích đƣờng bờ kỹ thuật số System ETM : Enhanced Thematic Mapper Lập đồ chuyên đề nâng cao GIS LANDSAT : Geographic Information System Hệ thông tin địa lý : Land Satellite Hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất Mỹ MIR MNDWI Hồng ngoại : Mid-InfraRed : Modified Normalized Difference Chỉ số nƣớc khác biệt chuẩn hóa cải tiến Water Index NIR NDWI : Near-InfraRed Cận hồng ngoại : Normalized Difference Water Chỉ số nƣớc khác biệt chuẩn hóa Index OLI SPOT : Operational Land Imager Bộ cảm thu ảnh mặt đất : Systeme Pour L’Observation de Hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất Pháp la Terre : Short-Wave Infrared Hồng ngoại sóng ngắn TM : Thematic Mapper Lập đồ chuyên để TOA : Top of Atmosphere Đỉnh khí SWIR vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ thuật ngữ bờ biển, dựa theo Hƣớng dẫn Bảo vệ bờ biển, 1984, Mangor, K cộng sự, 2017 16 Hình 1.2 Khả phản xạ hấp thụ nƣớc theo bƣớc sóng khác 19 Hình 1.3 Khả phản xạ phổ số loại nƣớc 20 Hình 1.4 Sơ đồ mơ DSAS để tính tốn biến động đƣờng bờ biển 26 Hình 1.5 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 28 Hình 2.1 Sơ đồ phạm vi khu vực nghiên cứu vị trí điểm khảo sát 29 Hình 2.2 Bản đồ địa mạo thu nhỏ từ tỷ lệ 1:500.000 34 Hình 2.3 Rừng ngập mặn phòng hộ (trái) trồng theo luống (phải) (Ảnh: Trần Anh Tuấn, 2017) 46 Hình 2.4 Khu vực đầm nuôi hải sản (trái) đất chuyên lúa (phải) (Ảnh: Nguyễn Thi Ái Ngân, 2017) 47 Hình 2.5 Bản đồ phân bố chế độ thủy triều vịnh Thái Lan 50 Hình 2.6 Vị trí Đồn biên Phịng Kim Quy phải di chuyển q trình xói lở bờ biển (Ảnh: Trần Anh Tuấn, 2017) 56 Hình 3.1 Sơ đồ ảnh vệ tinh Landsat TM5 năm 2005 (trái) 2009 (phải) 58 Hình 3.2 Sơ đồ ảnh vệ tinh Landsat OLI năm 2015 (trái) 2017 (phải) 59 Hình 3.3 Sơ đồ ảnh số nƣớc AWEInsh năm 2005, 2009, 2015 2017 (tƣơng ứng từ trái sang phải) 60 Hình 3.4 Biểu đồ phân phối giá trị AWEInsh (trái) đƣờng bờ biển năm 2005 đƣợc chiết tách ảnh số AWEInsh 62 Hình 3.5 Biểu đồ phân phối giá trị AWEInsh (trái) đƣờng bờ biển năm 2009 đƣợc chiết tách ảnh số AWEInsh 62 Hình 3.6 Biểu đồ phân phối giá trị AWEInsh (trái) đƣờng bờ biển năm 2015 đƣợc chiết tách ảnh số AWEInsh 63 Hình 3.7 Biểu đồ phân phối giá trị AWEInsh (trái) đƣờng bờ biển năm 2017 đƣợc chiết tách ảnh số AWEInsh 63 Hình 3.8 a) Ảnh đƣờng bờ rừng ngập mặn đƣợc xác định thực địa; b) Bản đồ trạng phân bố rừng ngập mặn năm 2017 cảnh ảnh 126 - 54 67 vii Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống đƣờng sở dùng để tính biến động đƣờng bờ 70 Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống mặt cắt DSAS dùng để tính biến động đƣờng bờ 71 Hình 3.11 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2005-2009 theo độ rộng biến động 75 Hình 3.12 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2005-2009 theo tốc độ biến động 76 Hình 3.13 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2009-2015 theo độ rộng biến động 78 Hình 3.14 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2009-2015 theo tốc độ biến động 79 Hình 3.15 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2015-2017 theo độ rộng biến động 81 Hình 3.16 Bản đồ phân cấp biến động đƣờng bờ giai đoạn 2015-2017 theo tốc độ biến động 82 Hình 3.17 Bản đồ xu biến động đƣờng bờ giai đoạn 2005-2017 dải ven biển Tây Nam Việt Nam 84 Hình 3.18 Bản đồ phân vùng bờ biển theo xu biến động đƣờng bờ dải ven biển tây nam Việt Nam (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50.000) 86 Hình 3.19 Giải pháp kết hợp trồng rừng ngập mặn kè đá bảo vệ phía ngồi khu vực bờ biển cảng cá Xẻo Nhàu, huyện An Minh, tỉnh Kiên Giang (Ảnh: Nguyễn Thị Ái Ngân năm 2017) 91 Hình 3.20 Cơng trình kè bảo vệ bờ biển Hòn Đá Bạc, huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau (Ảnh: Nguyễn Thi Ái Ngân, 2017) 92 Hình 3.21 Cơng trình đê chắn sóng bảo vệ bờ biển Đất Mũi, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau (Ảnh: Trần Anh Tuấn, 2017) 93 viii tác dụng giữ lại trầm tích Tuy nhiên để trồng đƣợc rừng ngập mặn, phải dùng giải pháp cơng trình trƣớc tạo điều kiện cho q trình bồi tụ Sau có bồi tụ trồng rừng ngập mặn * Nuôi bãi: Giải pháp nuôi bãi theo chuyên gia lĩnh vực bảo vệ bờ biển đƣợc coi giải pháp mang lại hiểu tốt Nuôi bãi nghĩa bổ sung thêm nguồn vật liệu trầm tích cho bãi Lƣợng vật liệu bổ sung phải có tính chất chung giống nhƣ vật liệu có bãi Mặt khác, cần phải xác định đƣợc mối tƣơng quan nguồn lƣợng lƣợng vật liệu cần phải đổ để bãi “tự xây bờ” Nguồn vật liệu bổ sung đƣợc hút lên từ đáy biển mang đến từ đất liền Thực tế cho thấy, nguồn vật liệu cung cấp cho bãi biển đáy biển gần bờ vùng nghiên cứu bị thiếu hụt Do khơng thể lấy vật liệu trầm tích từ đáy biển phía ngồi để làm nguồn bổ sung Thay vào sử dụng nguồn cát, đất thềm biển phía đất liền Thêm nữa, để thực thi phƣơng pháp cần phải tiến hành đo đạc thông số động lực, hình thái đặc trƣng trầm tích cho đoạn bờ cụ thể + Kết hợp giải pháp cơng trình phi cơng trình: Để đạt đƣợc hiệu mong muốn việc bảo vệ bờ biển cần có kết hợp đồng nhiều giải pháp Ví dụ nhƣ kết hợp làm tƣờng chắn sóng trồng rừng ngập mặn Mục đích việc làm tƣờng chắn sóng để giữ lại lƣợng bùn cát đƣợc đƣa vào bờ sau nƣớc thủy triều Sau có lớp bùn cát tiến hành trồng ƣa mặn để giữ đất Để áp dụng giải pháp cần phải nghiên cứu điều kiện đoạn bờ cách cụ thể cần ý đến khoảng thời gian để tích tụ đƣợc lớp bùn cho chịu mặn phát triển đƣợc + Các giải pháp kỹ thuật: Các giải pháp dự báo, phịng tránh tai biến xói lở - bồi tụ: cần dự báo xác, kịp thời khu vực, đoạn bờ có nguy biến động để có biện pháp phịng tránh thích hợp Cảnh báo tai biến bao gồm tổ chức theo dõi tai biến thông tin kịp thời tới ngƣời dân phát lệnh tổ chức di dời dân cƣ vĩnh viễn tạm thời khỏi khu vực nguy hiểm Trong đó, cần gấp rút xây dựng hệ thống biển báo, phao cảnh báo khu vực thƣờng bị xói lở, vùng cửa sơng bị bồi tụ mạnh để hƣớng 89 dẫn cho nhân dân tàu thuyền qua lại Xây dựng quản lý sở liệu kiểm soát tai biến theo địa bàn xã, huyện hệ thống thông tin địa lý (GIS) + Các giải pháp quy hoạch: Quy hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ - lãnh hải giải pháp giảm thiểu tai biến nói chung tai biến xói lở - bồi tụ nói riêng cách chủ động, có hiệu cao tiết kiệm Trƣớc hết cần điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội theo khu vực dựa đánh giá tai biến xói lở - bồi tụ Nhƣ khoanh vùng đƣợc khu vực chịu ảnh hƣởng tai biến mức độ khác nhau, quy hoạch khu vực hợp lý để phòng tránh giảm thiểu tác động tai biến, mang lại lợi ích cao + Các giải pháp sách: Tổ chức thực sách, pháp luật quản lý tổng hợp tài nguyên – mơi trƣờng biển phịng chống tai biến xói lở - bồi tụ phạm vi đới ven biển Tây Nam Xây dựng mơ hình với sách khuyến khích hỗ trợ cộng đồng bảo vệ rừng ngập mặn xây dựng quy chế bảo vệ bờ biển khai thác hiệu hệ thống sơng ngịi ven biển + Các giải pháp tuyên truyền giáo dục: Nâng cao nhận thức, kiến thức, kinh nghiệm phòng tránh tai biến nói chung tai biến xói lở - bồi tụ nói riêng cho cộng đồng thơng qua tun truyền giáo dục, tập huấn, giải pháp mềm dẻo, linh hoạt thiết thực Bên cạnh cần lập quỹ bảo hiểm thiên tai nhằm chia sẻ bớt thiệt hại cho cộng đồng chịu tác động tai biến 3.3.2.2 Một số giải pháp cụ thể vùng nghiên cứu Vùng bờ biển thuộc khu vực nghiên cứu có nhiều giá trị tài nguyên để ngƣời sử dụng, nhiên quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội cịn nhiều vấn đề nói chƣa đạt mục tiêu phát triển bền vững nhƣ mâu thuẫn quy hoạch phát triển du lịch, lợi ích kinh tế địa phƣơng với bảo vệ đƣờng bờ biển Do xây dựng dự án phát triển bờ biển cần phải quan tâm đến q trình tiến hóa bờ khu vực khứ, tƣơng lai dƣới tác động nhân tố tự nhiên nhƣ hoạt động phát triển ngƣời 90 Dựa số liệu điều tra, khảo sát thực địa kết hợp với kết nghiên cứu luận văn, đề xuất số giải pháp cụ thể để phịng chống hoạt động xói lở bồi tụ vùng biển nghiên cứu nhƣ sau: - Các giải pháp phịng chống xói lở: Trong phạm vi khu vực có hai vùng bờ có xu xói lở mức trung bình đến mạnh vùng bờ có xu xói lở trung bình - mạnh An Minh - Phú Tân vùng bờ có xu xói lở trung bình – mạnh nam Ngọc Hiển Tại vùng bờ cần có giải pháp phịng chống để giảm thiểu thiệt hại q trình xói lở gây Một số giải pháp cụ thể đƣợc đƣa nhƣ sau: + Bờ có xu xói lở trung bình - mạnh An Minh - Phú Tân: Vùng bờ có xu xói lở, có phát triển rừng ngập mặn nhƣng phân bố theo hành lang hẹp dọc bờ biển có độ rộng khoảng 200-1000m Thêm vào đó, việc phát triển ni thủy sản ven biển phần làm giảm diện tích rừng ngập mặn dẫn đến q trình xói lở gia tăng Giải pháp cần thiết giữ đƣợc trạng nhƣ trồng rừng ngập kết hợp với giải pháp cơng trình phía ngồi để bảo vệ đƣợc rừng ngập mặn phía Giải pháp đƣợc thực số đoạn bờ khu vực (hình 3.19) Hình 3.19 Giải pháp kết hợp trồng rừng ngập mặn kè đá bảo vệ phía ngồi khu vực bờ biển cảng cá Xẻo Nhàu, huyện An Minh, tỉnh Kiên Giang (Ảnh: Nguyễn Thị Ái Ngân năm 2017) 91 Đối với đoạn bờ khơng có rừng ngập mặn giải pháp cần thiết để bảo vệ bờ biển giải pháp cơng trình, xây dựng kè chắn sóng giải pháp hiệu Giải pháp đƣợc thực mộ số đoạn bờ (hình 3.20) cần đƣợc áp dụng đoạn bờ khác có đặc điểm tƣơng tự Hình 3.20 Cơng trình kè bảo vệ bờ biển Hòn Đá Bạc, huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau (Ảnh: Nguyễn Thi Ái Ngân, 2017) - Bờ có xu xói lở trung bình - mạnh nam Ngọc Hiển: Vùng bờ phía nam huyện Ngọc Hiển chịu tác động mạnh chế độ động lực Biển Đông với q trình sóng, dịng chảy, thủy triều có biên độ lớn khu vực biển tây, vùng bờ thuộc xã Đất Mũi nơi giao thoa hai chế độ động lực khác Mặc dù, vùng bờ phát triển rừng ngập mặn tốt nhƣng q trình xói lở xảy với cƣờng độ cao Giải pháp cơng trình đƣợc thực khu vực Đất Mũi với việc xây dựng hệ thống đê chắn sóng kiên cố (hình 3.21) Tuy nhiên, để thực đê chắn sóng cho tồn vùng bờ nam Ngọc Hiển giải pháp tốn kém, việc tiếp tục giữ đƣợc trạng trồng rừng ngập mặn giải pháp hiệu để bảo vệ bờ biển khu vực 92 Hình 3.21 Cơng trình đê chắn sóng bảo vệ bờ biển Đất Mũi, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau (Ảnh: Trần Anh Tuấn, 2017) - Các giải pháp phòng chống bồi tụ: Trong khu vực nghiên cứu có hai vùng bờ có xu bồi tụ vùng bờ có xu bồi tụ trung bình - mạnh Rạch Giá - An Biên vùng bờ có xu bồi tụ mạnh mạnh Năm Căn - Ngọc Hiển Với xu bồi tụ mang lại nhiều lợi ích, việc mở rộng diện tích đất liền có đáng góp đáng kể việc phát triển lâm – ngƣ kết hợp địa phƣơng Tuy nhiên, trình bồi tụ bồi lấp luồng lạnh làm cản trở giao thông đƣờng thủy Bên cạnh việc thực nạo vét để khơi thơng luồng lạch việc phát triển trồng ngập mặn bãi bồi giải pháp hiệu quả, vừa đảm bảo vấn đề giao thơng đƣờng thủy vừa mở rộng diện tích đất đai phục vụ phát triển kinh tế xã hội - Các giải pháp quy hoạch: Hai vùng bờ lại có q trình xói lở bồi tụ đan xen mức yếu vùng bờ có xu xói lở - bồi tụ đan xen yếu Hà Tiên - Hịn Đất vùng bờ có xu xói lở - bồi tụ đan xen yếu Phú Tân Nhìn chung, vùng bờ ổn định so với vùng bờ khác khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, thực tế cho thấy vấn đề 93 lấn biển phục vụ trình phát triển kinh tế xã hội vùng bờ Hà Tiên - Hòn Đất giai đoạn 2015-2017 làm thay đổi chế độ động lực dẫn đến số đoạn bờ thuộc vùng bờ có nguy xói lở yếu so với giai đoạn trƣớc (chủ yếu bồi tụ yếu) Chính thế, vùng bờ việc quy hoạch phát triển hợp lý giải pháp cần đƣợc thực để đƣợc ổn định đƣờng bờ biển ***** 94 KẾT LUẬN 1) Nghiên cứu đánh giá biến động đƣờng bờ biển liệu viễn thám GIS có bƣớc tiến đáng kể thời gian gần Trong đó, phƣơng pháp tính số nƣớc từ kênh ảnh để chiết tách đƣờng bờ biển đƣợc thực hoàn tự động có độ xác cao so với phƣơng pháp khác Trong số số nƣớc đƣợc đề xuất số nƣớc AWEI khắc phục đƣợc nhƣợc điểm số nƣớc trƣớc đó, đặc biệt giá trị ngƣỡng để phân tách ranh giới đất - nƣớc ổn định 2) Luận văn sử dụng liệu ảnh Landsat TM5 năm 2005, 2009 ảnh Lansat OLI năm 2015, 2017 để tính tốn số nƣớc AWEI khu vực nghiên cứu vào thời điểm tƣơng ứng Kết phân tích biểu đồ phân phối giá trị AWEI cho phép xác định ngƣỡng để chiết tách đƣờng bờ biển Giá trị ngƣỡng đƣợc xác định ảnh năm 2005, 2009, 2015 2017 lần lƣợt tƣơng ứng 0,2, 0,2, 0,03 0,07 3) Luận văn sử dụng số liệu độ cao mực nƣớc triều hai trạm Rạch Giá Sông Đốc để đánh giá ảnh hƣởng thủy triều đƣờng bờ biển đƣợc phân tích hai cảnh ảnh tƣơng ứng 126-53 126-54 Kết cho thấy, biên độ triều hai trạm vào thời điểm thu nhận ảnh nhỏ nên hầu nhƣ khơng ảnh hƣởng đến vị trí đƣờng bờ đƣợc xác định Bên cạnh đó, bờ biển khu vực nghiên cứu phổ biến rừng ngập mặn, ranh giới rừng ngập mặn phía biển đƣợc xác định đƣờng bờ biển nên không cần phải hiệu chỉnh thủy triều 4) Từ đƣờng bờ đƣợc xác định, luận văn thực đánh giá độ xác kết phân tích đƣờng bờ năm 2017 với 21 điểm khảo sát vị trí đƣờng bờ thời điểm Hai phƣơng pháp sai số tuyệt đối trung bình sai số trung phƣơng đƣợc áp dụng cho giá trị tƣơng ứng 12,4m 14,8m Các giá trị sai số nằm phạm vi sai số cho phép tƣơng ứng với độ phân giải ảnh Landsat 30m Điều chứng tỏ việc phân tích đƣờng bờ biển từ số AWEI cho độ xác cao 95 5) Trên sở hệ đƣờng bờ đƣợc phân tích, luận văn sử dụng cơng cụ Hệ thống phân tích đƣờng bờ kỹ thuật số (DSAS) để đánh giá biến động đƣờng bờ giai đoạn 2005-2009, 2009-2015, 2015-2017 xu biến động đƣờng bờ toàn giai đoạn 2005-2017 Kết đánh giá cho thấy xu xói lở chủ yếu xảy hai đoạn bờ từ An Minh đến Phú Tân đoạn bờ phía nam huyện Ngọc Hiển với tốc độ từ trung bình (5-10m/năm) đến mạnh (10-30m/năm) Xu bồi tụ chủ yếu hai đoạn bờ Rạch Giá – An Biên đoạn bờ Năm Căn- Ngọc Hiển với tốc độ từ trung bình (5-10m/năm) đến mạnh (>30m/năm) Các đoạn bờ cịn lại có xu xói lở bồi tụ đan xen mức yếu (< 2,5m/năm) đến yếu (2,5-5m/năm) 6) Kết đánh giá biến động đƣờng bờ cho phép phân chia khu vực nghiên cứu thành vùng bờ dựa trình biến động chủ đạo Trong đó, hai vùng bờ có xu xói lở chủ đạo là: vùng bờ có xu xói lở trung bình - mạnh An Minh - Phú Tân vùng bờ có xu xói lở trung bình – mạnh nam Ngọc Hiển; hai vùng bờ có xu bồi tụ chủ đạo vùng bờ có xu bồi tụ trung bình - mạnh Rạch Giá - An Biên vùng bờ có xu bồi tụ mạnh - mạnh Năm Căn - Ngọc Hiển; hai vùng bờ có xu xói lở, bồi tụ đan xen yếu vùng bờ có xu xói lở - bồi tụ đan xen yếu Hà Tiên - Hịn Đất vùng bờ có xu xói lở - bồi tụ đan xen yếu Phú Tân 7) Luận văn nêu giải pháp chung phòng chống biến động đƣờng bờ biển đề xuất giải pháp cụ thể vùng nghiên cứu Đối với hai vùng bờ có xu xói lở chủ đạo giải pháp bảo vệ trạng trồng rừng ngập mặn kết hợp với giải pháp cơng trình kè đê chắn sóng phía ngồi để bảo vệ rừng ngập mặn phía Đối với hai vùng bờ có xu bồi tụ chủ đạo cần giữ đƣợc trạng trồng rừng ngập mặn để tiếp tục lấn biển trọng khai thông luồng lạch phục vụ phát triển giao thông đƣờng thủy Giải pháp hai vùng bờ cịn lại có xu xói lở, bồi tụ đan xen yếu quy hoạch phát triển hợp lý để giữ đƣợc ổn định đƣờng bờ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Vũ Minh Cát, Phạm Quang Sơn (2015) Ứng dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu diễn biến đƣờng bờ biển Nam Định giai đoạn 1912 - 2013, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy Lợi Môi Trường, Số 50 (9/2015), Tr 56-64 Đào Đình Châm, Nguyễn Thái Sơn, Nguyễn Quang Minh (2013) Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thông tin địa ly đánh giá diễn biến bãi bồi ven biển Cửa Đáy qua thời kỳ (1996 - 2011) Tạp chí, 35, 349 - 356 Huỳnh Văn Chƣơng, Trần Huy Cƣơng, Phạm Gia Tùng (2014) Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá biến đổi địa hình bờ biển khu vực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2000 - 2013 Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc 2014, trang - Nguyễn Tứ Dần, Nguyễn Thế Tiệp (2003) Xu biến động cửa sơng dải ven biển đồng sơng Hồng, Tạp chí Khoa học Công nghệ biển, T3, Số 1: Tr 25-25 Trần Văn Điện, Trần Đình Lân, Trần Đức Thạnh, Nguyễn Văn Thảo, Đỗ Thu Hƣơng (2005) Ứng dụng viễn thám giám sát xó lở bờ biển biến động cửa đầm phá Tam Giang, Cầu Hai Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia đầm phá Thừ Thiên Huế Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia đầm phá Thừa Thiên Huế Nguyễn Hiệu, Đỗ Trung Hiếu, Phạm Xuân Cảnh, Trần Phƣơng Hà (2014) Biến đổi bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế dƣới ảnh hƣởng nƣớc biển dâng biến đổi khí hậu 25 năm Việt Nam học theo định hƣớng liên ngành NXB Thế Giới, 2014 Tr 589 - 608 Phạm Văn Huấn (2002) Động lực học biển phần - thủy triều Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 89 trang Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang, Lê Thanh Chƣơng (2011) Xói lở, bồi tụ bờ biển Nam Bộ từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Kiên Giang - Nguyên nhân giải pháp bảo vệ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi, Số.2 - 2011, trang 2-9 97 Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên (2013) Nghiên cứu phƣơng pháp xác định biến động đƣờng bờ dựa kết phân loại ảnh viễn thám đa thời gian Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường, 01, trang 42 - 47 10 Nguyễn Duy Khang, Lê Mạnh Hùng (2012) Thực trạng xói lở bờ biển, suy thối rừg phịng hộ xu diễn biến đƣờng bờ khu vực ven biển Gị Cơng Đơng, tỉnh Tiền Giang Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 11 Hồng Trọng Lập nnk (2004) Cơ sở khoa học, pháp lý cho việc xác định biên giới ranh giới biển Việt Nam vùng biển Tây Nam Báo cáo tổng hợp đề tài Mã số KC.09.10 Lƣu Viện ĐC&ĐVLB - Viện HL KH&CNVN 12 Nguyễn Thành Luân, Nguyễn Hoàng Sơn, Trần Thanh Tùng (2014) Nghiên cứu biến động vùng cửa sông Cái Nha Trang qua tƣ liệu viễn thám (giai đoạn 1999-2013), Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy Lợi Môi Trường Số 45 (6/2014) Tr 19 - 23 13 Nguyễn Thị Ánh Nguyệt, Trần Anh Tuấn, Phạm Việt Hồng, Phí Trƣờng Thành (2015) Ứng dụng cơng nghệ GIS viễn thám nghiên cứu số tai biến địa chất ven bờ khu vực quần đảo Thổ Chu, tỉnh Kiên Giang Kỷ yếu Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc NXB Xây dựng, Hà Nội Trang 193-197 14 Vũ Văn Phái nnk (2013) Nghiên cứu đánh giá biến động đƣờng bờ biển tỉnh Nam Bộ dƣới tác động biến đổi khí hậu mực nƣớc biển dâng Báo cáo tổng hợp đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số BĐKH.07, Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, 382 tr 15 Phân viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp (2016) Điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 kế hoạch sử dụng đất kỳ cuối (2016-2020) tỉnh Kiên Giang 128 trang 16 Đỗ Ngọc Quỳnh (chủ nhiệm) nnk (2010) Nghiên cứu điều kiện tự nhiên môi trƣờng vùng biển Tây Nam, phục vụ phát triển kinh tế xã hội bảo vệ an ninh chủ quyền Quốc gia Báo cáo tổng hợp đề tài mã số KC09.02/06-10 Lƣu Viện HLKH&CNVN 17 Vũ Trƣờng Sơn (2004) Đặc điểm môi trƣờng vùng biển nông ven bờ Rạch Giá - Vũng Tàu Luận án tiến sỹ địa chất 98 18 Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám Giáo trình Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 19 Nguyễn Quốc Thành (chủ nhiệm) nnk (2015) Nghiên cứu bổ sung, xây dựng xuất đồ tai biến thiên nhiên phần đất liền Việt Nam sở kết nghiên cứu từ năm 2000 đến Báo cáo tổng hợp kết KH&CN đề tài mã số KC.08.28/11-15 Viện Địa chất, Hà Nội 20 Phạm Thị Phƣơng Thảo, Hồ Đình Duẩn, Đặng Văn Tỏ (2011) Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS theo dõi tính tốn biến động đƣờng bờ khu vực Phan Thiết Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển T11 (2011) Số Tr - 13 21 Nguyễn Khắc Thời (chủ biên), Phạm Vọng Thành, Trần Quốc Vinh, Nguyễn Thị Thu Hiền (2011), Giáo trình Viễn thám Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội 22 Đặng Thị Ngọc Thủy (2016) Nghiên cứu thay đổi bờ biển đảo Phú Quốc giai đoạn 1973 - 2010 Tạp chí Khoa học TDMU, Số 3(28), 6/2016 Tr 64- 69 23 Hoàng Văn Thức (2002) Đặc điểm thành phần vật chất lịch sử phát triển thành tạo trầm tích Đệ tứ vùng biển ven bờ Tây Nam Việt Nam Luận án tiến sỹ địa chất 24 Phạm Huy Tiến (chủ nhiệm) nnk (2005) Dự báo tƣợng xó lở bồi tụ bờ biển, cửa sông giải pháp phòng tránh Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nƣớc, Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 25 Lƣu Thành Trung, Vũ Văn Phái, Vũ Tuấn Anh (2014) Đặc điểm địa mạo dải ven biển Sóc Trăng - Cà Mau (từ cửa Định An đến cửa Tiểu Dừa) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, tập 30 số 3, 55 - 72 26 Nguyễn Văn Trung, Nguyễn Văn Khánh (2016) Quan trắc biến động đƣờng bờ sử dụng ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian khu vực Cửa Đại, sông Thu Bồn, Quảng Nam Tạp chí Khoa học Ky thuật Mỏ - Địa chất Số 57 (2016) Trang 81-89 27 Uỷ ban Nhân dân tỉnh Cà Mau (2006) Báo cáo tổng hợp quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Cà Mau đến năm 2020 186 trang 99 B Tài liệu tiếng nƣớc 28 Absornsuda Siripong (2010) Detect the coastline changes in Thailand by remote sensing International Archives of the Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Science, Volume XXXVIII, Part 8, Kyoto Japan 29 Aidy M.-Muslim, Giles M Foody, Peter M Atkinson (2007) Shoreline Mapping from Coarse-Spatial Resolution Remote Sensing Imagery of Seberang Takir, Malaysia Journal of Coastal Research Volume 23, Issue 6: pp 1399-1408 30 Alesheikh, A.A., Ghorbanali, A & Nouri (2007) Coastline change detection using remote sensing International Journal of Environmental Science & Technology Volume 4, Issue 1, pp 61-66 31 Bouchahma, M., Yan, W & Ouessar, M (2012) Island Coastline Change Detection Based on Image Processing and Remote Sensing Computer and Information Science Vol 5, No pp 27- 36 32 Coastal engineering Research Center, Department of the Army, Waterways Experiment Station (1984) "Shore protection manual" 33 Duong, Nguyen Dinh, Le Minh Hang, Tran Anh Tuan, and Zutao Ouyang (2017) Development of a spectral-pattern-analysis-based method for automated water body extraction using Landsat image data: A case study in central Vietnam and southern Laos Limnology and Oceanography: Methods 15, no 11 (2017): 945-959 34 Durduran, S S (2010) Coastline change assessment on water reservoirs located in the Konya Basin Area, Turkey, using multitemporal landsat imagery Environmental Monitoring and Assessment Volume 164, Issue 1, pp 453-46 35 Elizabeth H Boak and Ian L Turner (2005) Shoreline Definition and Detection: A Review Journal of Coastal Research: Volume 21, Issue 4: pp 688 703 36 Feyisa, G L., Meilby, H., Fensholt, R., & Proud, S R (2014) Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery Remote Sensing of Environment, 140, 23-35 100 37 Jones, B M., Arp, C D., Jorgenson, M T., Hinkel, K M., Schmutz, J A., Flint, P L., 2009 Increase in the rate and uniformity of coastline erosion in Arctic Alaska Geophysical Research Letters, Vol 36, L03503 38 Klemas.V (2009) Remote sensing of coastal resources and environment Environment Research, Engineering and Management, No.2 (48), 11 - 18 39 Lei Ji, Li Zhang, and Bruce K Wylie (2009) Analysis of Dynamic Thresholds for the Normalized Difference Water Index Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 75(11):1307-1317 40 Liu, H and Jezek, K C (2004) Automated extraction of coastline from satellite imagery by integrating Canny edge detection and locally adaptive thresholding methods International Journal of Remote Sensing, vol 25, issue 5, 937-958 41 Mangor, K., Drønen, N K., Kaergaard, K.H and Kristensen, N.E (2017) Shoreline management guidelines DHI https://www.dhigroup.com/ marinewater/ebook-shoreline-management-guidelines 42 McFeeters, S.K (1996) The use of Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features, International Journal of Remote Sensing, 17(7): 1425-1432 43 Niya A K, Alesheikh A A, Soltanpor M, Kheirkhahzarkesh M M (2013) Shoreline Change Mapping Using Remote Sensing and GIS International Journal of Remote Sensing Applications Volume 3, pp 102 - 107 44 Pham Bach Viet, Pham Thi Ngoc Nhung, Hoang Phi Hung, Lam Dao (2012) Remote sensing application for coastline detection in Ca Mau, Mekong delta International Symposium on Geoinformatics for Spatial Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences 2012 45 Phan Kieu Diem et al (2013) Monitoring the shoreline change in coastal area of Ca Mau and Bac Lieu province from 1995 to 2010 by using remote sensing and GIS Journal of Science, Can Tho University, 26, 35 - 43 101 46 Proisy C., Souza Filho P.W., Fromard F., Prost M.T., Mendes A.C., de Coligny F (2003) Monitoring the dynamic of the Amazon coast (Pará, Brasil and French Guiana) using a common methodology based on a spatial analysis coupled to a simulation tool Intern Conf “Mangrove 2003, Connecting research and participative management of estuaries and mangroves”, 20-24 May, Salvador de Bahia, Brazil 47 Rogers, A.S., and M.S Kearney (2004) Reducing signature variability in unmixing coastal marsh Thematic Mapper scenes using spectral indices, International Journal of Remote Sensing, 25(12):2317-2335 48 Thieler, E.R., Himmelstoss, E.A., Zichichi, J.L., and Ergul, Ayhan, (2017) Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0-An ArcGIS extension for calculating shoreline change (ver 4.4, July 2017): U.S Geological Survey Open-File Report 2008-1278, https://pubs.er.usgs.gov/publication/ ofr20081278 49 Tochamnanvita T and Muttitanona W (2014) Investigation of coastline changes in three provinces of Thailand using remote sensing The International Archives of the Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-8, 2014 ISPRS Technical Commission VIII Symposium, 09 - 12 December 2014, Hyderabad, India 50 Tran Anh Tuan, Le Dinh Nam, Vu Le Phuong, Nguyen Thi Anh Nguyet, Pham Viet Hong, Nguyen Thuy Linh, Dieu Tien Bui (2016) Shoreline Change Detection in The Southwest Region of Vietnam From 1999 to 2016 Using GIS and Remote Sensing Data Proceedings of the International Conferences on Earth Sciences and Sustainable Geo-Resources Development (ESASGD 2016) Transport Publishing House Page 137-144 51 Tran Thi Van, Trinh Thi Binh (2008) Shoreline Change Detection to Serve Sustainable Management of coastal zone in Cuu Long estuary, International Symposium on Geoinformatiscs for Spatial Infrastructure development in Earth and Alliced Sciences Tr 351- 356 102 52 United States Geological Survey (2016) Landsat (L8) data users handbook Retrieved from https://landsat.usgs.gov/sites/default/files/documents/ Landsat8DataUsersHandbook.pdf on September 14, 2018 53 Van Cuong, C., Russell, M., Brown, S et al (2015) Using Shoreline Video Assessment for coastal planning and restoration in the context of climate change in Kien Giang, Vietnam Ocean Sci J (2015) 50: 413 doi:10.1007/s12601015-0038-9 54 Xiaoge Zhu (2001) Remote sensing monitoring of coastline change in Pearl River estuary The 22nd Asian Conference on Remote Sensing, Singapore 55 Xu, H (2006) Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery, International Journal of Remote Sensing, 27(14): 3025-3033 56 Zhai, K., Wu, X., Qin, Y., & Du, P (2015) Comparison of surface water extraction performances of different classic water indices using OLI and TM imageries in different situations, Geo-spatial Information Science, 18:1, 32-42, DOI: 10.1080/10095020.2015.1017911 57 Wenyu Li, Peng Gong (2016) Continuous monitoring of coastline dynamics in western Florida with a 30-year time series of Landsat imagery Remote Sensing of Environment, 27, 3025 - 3033 58 Willmott, C J., Matsuura, K (2005) Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in assessing average model performance Climate Research 30: 79-82 59 Winarso G., Budhiman S (2001) The Potential Application Of Remote Sensing Data For Coastal Study Proc, 22nd Asian Conference On Remote Sensing, Singapore Vol 1, pp 87-91 103 ... dải ven biển Tây Nam Việt Nam - Nghiên cứu ứng dụng viễn thám GIS chiết tách đƣờng bờ biển đánh giá biến động đƣờng bờ biển dải ven biển Tây Nam Việt Nam giai đoạn 2005- 2017 - Phân vùng biến động. .. vùng ven biển Xuất phát từ lý trên, học viên đề xuất nghiên cứu đề tài: ? ?Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS nghiên cứu biến động đường bờ khu vực ven biển Tây Nam Việt Nam giai đoạn 2005 - 2017? ??... Nguyễn Thị Ái Ngân ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC VEN BIỂN TÂY NAM VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2005- 2017 Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám Hệ thông tin địa