Từ kết quả phân loại không kiểm soát trên chuỗi ảnh hiện trạng ngập lũ ở ĐBSCL bằng phƣơng pháp ISODATA với số lần lặp là 19. Kết quả đã phân nhóm ra đƣợc 7 đối tƣợng , trong đó có 1 đối tƣợng là ngập quanh năm hay vùng nuôi thủy sản, 2 đối tƣợng không ngập và còn lại 4 là ngập từ 12/7 - 7/11. Đƣợc thể hiện trong bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL năm 2013 (hình 3.8).
31
32
Trên cơ sở kết quả phân loại hiện trạng ngập lũ, đề tài đã phân tách ra đƣợc 2 nhóm đối tƣợng là: 1) Ngập và 2) Không ngập.
- Vùng 1: ngập quanh năm hay thủy sản chủ yếu ở các tỉnh ven biển nhƣ: Kiên Giang (Kiên Lƣơng, An Biên), Cà Mau, Bạc liêu, Sóc Trăng (Vĩnh Châu), Trà Vinh (Trà Ôn, Duyên Hải, Cầu Ngang), Bến Tre (Ba Tri, Bình Đại) với diện tích khoảng 669.477 ha. - Vùng 2: ngập từ 12/7 - 17/11 là vùng có thời gian ngập lũ dài nhất, cũng là thời điểm bắt đầu ngập trong năm với diện tích khoảng 444.794 ha chủ yếu ở các tỉnh đầu nguồn nhƣ Long An (Mộc hóa, Tân Thạnh), Đồng Tháp (Hông Ngự, Tam Nông, Thanh Bình), An Giang (An Phú, Châu Phú), Kiên Giang (Kiên Lƣơng, Vĩnh Thuận) và một phần nhỏ các tỉnh quen biển.
- Vùng 3: ngập từ 5/8 - 17/11 là vùng có thời gian ngập khá dài chiếm diện tích khoảng 424.981 ha chủ yếu là tập chung ở các tỉnh nhƣ Long An (Tân Hƣng, Vĩnh Hƣng), Đông Tháp (Lấp Vò, Tam Nông), An Giang (Tịnh Biên, Châu Phú), Cà Mau (Trần Văn Thời) và nằm rải rác ở một số tỉnh khác Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng.
- Vùng 4: ngập từ 6/9 - 17/11 là vùng ngập tƣơng đối trễ chiếm diện tích lớn nhất khoảng 778.652 ha tập trung ở các tỉnh Long An (Thủ Thừa, Tân Hƣng), Tiền Giang (Cái Bè, Cai Lậy), Cần Thơ (Vĩnh Thạnh, Thốt Nốt, Cờ Đỏ, Ô Môn), Hậu Giang (Vị Thanh, Vị Thủy). - Vùng 5: ngập từ 22/9 - 17/11 là vùng có thời gian ngập trễ nhất nhƣng chiếm diện tích khá cao khoảng 636.913 ha. Qua hình 3.9 cho thấy diễn tiến lũ bắt đầu từ các tỉnh đầu nguồn nhƣ Long An, Đồng Tháp, An Giang. Sau đó lan rộng ra các vùng lân cận nhƣ
33
Tiền Giang, Kiên Giang (Kiên Lƣơng, Hòn Đất, Giồng Riềng, An Biên), Vĩnh Long (Bình Tân, Tam Bình, Vũng Liêm), Hậu Giang (Vị Thanh, Vị Thủy, Long Mỹ), Sóc Trăng (Mỹ Xuyên, Mỹ Tú, Thạnh Trị).
- Vùng 6: không ngập từ 4/7 - 17/11 chủ yếu là tập trung ở rìa ranh giới các tỉnh với nhau. Qua (hình 3.9) cho thấy vùng nay tập trung chủ yếu các tỉnh Đồng Tháp (Tháp Mƣời), An Giang (Tân Phú, Thoại Sơn, Long Xuyên), Sóc Trăng (Kế Sách, Thạnh Trị), Bạc Liêu (Phƣớc Long).
- Vùng 7: không ngập quanh năm. Do là vùng không ngập nên có rất nhiều kiểu sử dụng đất khác nhau nhƣ canh tác lúa 3 vụ, cây lâu năm, chuyên màu…, chiếm diện tích khá lớn khoảng 487.017 ha chủ yếu ở các tỉnh An Giang (Tri Tôn), Trà Vinh, Bến Tre, Đồng Tháp.
Kết quả phân loại hiện trạng phân loại vùng ngập lũ không kiểm soát có sự đánh giá tƣơng đối chính xác về hiện trạng diễn biến lũ khu vực ĐBSCL có sự phân biệt rõ ràng giữa những điểm ảnh liên quan đến nƣớc, nhằm cung cấp cái nhìn chính xác hơn về sự thay đổi không gian ngập lũ theo thời gian năm 2013.
Diện tích ngập lũ thay đổi theo thi gian ở ĐBSCL đƣợc trình bày ở bảng 3.4. Với số liệu diện tích cụ thể giúp việc xác định các giai đoạn lũ trở nên chính xác và dễ dàng hơn.
Bảng 3. 4 Bảng Diện tích phân vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2013.
STT Đối tƣợng phân loại Diện tích (ha)
1 Thủy sản hay ngập quanh năm 669.477,47
2 Ngập từ 12/7 – 17/11 444.794,24
3 Ngập từ 5/8 – 17/11 424.981,24
4 Ngập từ 6/9 – 17/11 778.652,87
5 Ngập từ 22/9 – 17/11 636.913,75
6 Không ngập từ 4/7 – 17/11 573.975,83
7 Không ngập hoàn toàn 487.017,60
34
Lũ biến đổi từng ngày và không gian ngập lũ cũng thay đổi liên tục theo thời gian, việc theo dõi lũ thông qua các số liệu mực nƣớc đơn thuần chỉ xác định sự thay đổi diện tích mực mặt nƣớc theo thời gian. Không xác định đƣơc thời điểm ngập lũ đạt mức cực đại, có thể xác định đƣợc cụ thể thời điểm đỉnh lũ đạt mức cực đại dựa vào (bảng 3.3). Tuy nhiên, với việc sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS cho thấy sự thay đổi diện tích mặt nƣớc cả về không gian lẫn thời gian, cung cấp cái nhìn rõ ràng và trực quan hơn khi phân loại các đối tƣợng ngập nƣớc đƣợc thể hoàn toàn trên ảnh.
Hình 3.10 Diện tích phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL năm 2013.
Hình 3.9 thể hiện không gian ngập cực đại tại thời điểm nhất định trong năm 2013 ở ĐBSCL. Thời gian ngập cực đại của các tỉnh dao động trong khoảng từ đầu tháng 9 đến giữa tháng 11. Thời điểm bắt đầu ngập lũ vào ngày 12/7 với diện tích ngập khoảng 444.794 ha nhƣng đã tăng lên nhanh chóng vào ngày 6/9 với diện tích khoảng 778.652 ha, đến khoảng giữa tháng 11 lũ bắt đầu hạ xuống.
Theo Nguyễn Thị Bích Liên (2012), thời gian ngập lũ bắt đầu từ cuối tháng 7, đạt cực đại vào giữa tháng 10 và diện tích mặt nƣớc giảm đáng kể vào giữa tháng 12 của năm. So với năm 2012 thời gian bắt đầu ngập sớm hơn, thời điểm ngập cực đại thì xảy ra chậm hơn vào cuối tháng 10 nhƣng kết thúc lũ tƣơng đối giống với năm 2012.
Nhƣ vậy, dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở ĐBSCL năm 2013 (Nguyễn Thị Kim Yến, 2013) kết hợp (chồng lấp, gom nhóm trên phần mềm ENVI) bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL năm 2013. Kết quả thành lập bản đồ phân vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2013 (hình 3.11).
35
Hình 3.11 Bản đồ phân vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2013
- Vùng 1: ngập quanh năm hay thủy sản chiếm diện tích 669.477 ha chủ yếu phân bố ở những vùng ven biển nhƣ Bến Tre (Bình Đại, Thạnh Phú), Trà Vinh (Duyên Hải), Sóc Trăng (Vĩnh Châu), Kiên Giang (Kiên Lƣơng, An Minh) và phần lớn thành phố Cà Mau vùng này có kiểu sử dụng đất là một vụ lúa mùa kết hợp luân canh nuôi tôm.
- Vùng 2: ngập lũ chiếm phần lớn diện tích khoảng 2285.023 ha, tập trung nhiều kiểu sử dụng đất khác nhau nhƣ canh tác lúa 3 vụ, cây lâu năm, chuyên màu…, phân bố tập chung chủ yếu ở các tỉnh Long An, Đồng Tháp, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang, Bến Tre, Sóc Trăng.
- Vùng 3: không ngập hoàn toàn tập trung chủ yếu các tỉnh nhƣ An Giang (Tân Phú, Tịnh Biên, Châu Đốc), Long An (Châu Thành, Bến Lức, Cần Giuộc), Tiền Giang (Cái Bè, Cai
36
Lậy, Châu Thành, Mỹ Tho, Gò Công), Cần Thơ (Phong Điền), Hậu Giang (Châu Thành, Phụng hiệp), Sóc Trăng (Thạnh Trị, Cù Lao Dung), Bến tre. Do là vùng không ngập nên có rất nhiều kiểu sử dụng đất khác nhau nhƣ canh tác lúa 3 vụ, cây lâu năm, chuyên màu, rừng với diện tích khoảng 1210.888 ha.
3.2. Kết quả đánh giá độ tƣơng quan với d liệu quan trắc
Để đánh giá đƣợc khả năng sử dụng ảnh vệ tinh MODIS trong việc giám sát lũ ở ĐBSCL năm 2013. Thì việc kiểm tra so sánh lại kết quả sau phân loại trở nên cần thiết, nghiên cứu tiến hành so sánh dựa trên số liệu mực nƣớc thủy văn ghi nhận đƣợc tại các trạm quan trắc với diện tích ngập đƣợc giải đoán từ ảnh vệ tinh MODIS. Số liệu mực nƣớc thủy văn ở trạm đo Tân Châu và Châu Đốc đƣợc ghi nhận lại từng ngày phản ánh chính xác mức độ lũ hằng năm.
Nghiên cứu tiến hành so sánh mối tƣơng quan giữa diện tích ngập lũ ở ĐBSCL đƣợc giải đoán từ ảnh MOD09A1 với số liệu mực nƣớc thủy văn ghi nhận tại 2 trạm quan trắc Tân Châu và Châu Đốc (Phụ lục 3, 4). Số liệu quan trắc sử dụng so sánh trong nghiên cứu đƣợc thu thập trong khoảng thời gian bắt đầu mùa lũ từ đầu tháng 6/2013, cụ thể từ ngày 1/6/2013 - 31/10/2013. Kết quả tƣơng quan giữa diện tích ngập lũ ở ĐBSCL với số liệu mực nƣớc thủy văn đƣợc thể trong hình (hình 3.12, hình 3.13) nhƣ sau:
Hình 3.12 Tƣơng quan gi a diện tích ngập không che mây ở ĐBSC với số liệu quan trắc tại 2 trạm thủy văn Châu Đốc và Tân Châu.
y = 359.12x + 893.9 R² = 0.6799 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 1 2 3 4 Diện tích ng ập Đơn v ị ( NG hìn ha ) Mực nƣớc thực đo tại trạm Châu Đốc (Đv: m) y = 298x + 892.54 R² = 0.5821 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 1 2 3 4 5 Diện tích ng ập Đơn v ị ( NG hìn ha ) Mực nƣớc thực đo tại trạm Tân Châu (Đv: m)
37
Qua số liệu tƣơng quan giữa diện tích ngập lũ có che mây và diện tích ngập lũ không che mây tại 2 trạm thủy văn Châu Đốc và Tân Châu thì kết quả phân loại lũ che mây tƣơng quan với dữ liệu hơn phân loại lũ không che mây.
Kết quả có sự tƣơng quan thuận giữa diện tích ngập lũ ở ĐBSCL với số liệu tại 2 trạm quan trắc Tân Châu và Châu Đốc với hệ số tƣơng quan không cao nhƣng có thể chấp nhận đƣợc lần lƣợt là 0,75 và 0,69. Số liệu mực nƣớc thủy văn và diện tích ngập tại ĐBSCL luôn tỷ lệ thuận với nhau, điều này chứng tỏ khi mực nƣớc trên các sông càng cao thì diện tích ngập lũ có xu hƣớng tăng theo và ngƣợc lại khi mực nƣớc trên sông giảm thì lũ bắt đầu có hiện tƣợng giảm xuống. Với kết quả giải đoán, tính toán và phân loại dựa trên kết hợp các chỉ số EVI, LSWI và DVEL việc xác định và giám sát diễn biến lũ trở nên chính xác, cung cấp cái nhìn tổng quan về hiện trạng ngập lũ ở ĐBSCL với sự thay đổi trong không gian và thời gian ngập trong năm 2013. Với kết quả so sánh, cho thấy việc tiến hành giám sát lũ khu vực ĐBSCL năm 2013 bằng việc sử dụng ảnh vệ tinh MODIS là hoàn toàn có cơ sở và tính khách quan.
Hình 3.13 Tƣơng quan gi a diện tích ngập có che mây ở ĐBSCL với số liệu quan trắc tại 2 trạm thủy văn Châu Đốc và Tân Châu.
y = 420.27x + 831.42 R² = 0.7503 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 1 2 3 4 Diện tích ng ập Đơn v ị ( NG hìn ha ) Mực nƣớc thực đo tại trạm Châu Đốc (Đv: m) y = 362.94x + 791.76 R² = 0.6957 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 1 2 3 4 5 Diện t ích n gậ p Đơn v ị ( NG hìn ha ) Mực nƣớc thực đo tại trạm Tân Châu (Đv: m)
38
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1 Kết luận
Qua kết quả phân loại từ ảnh MODIS với độ phân giải không gian 250m đề tài đã xác định đƣợc:
- Diễn tiến lũ xảy ra ở ĐBSCL năm 2013, qua đó phát hiện thời điểm mà bắt đầu ngập lũ cụ thể là ngày 12/07/2013 với diện tích ngập lũ khoảng 1.359 nghìn ha cho đến đỉnh lũ đạt mức cực đại là 2.767 nghìn ha vào ngày 01/11/2013 và dần hạ xuống vào khoảng cuối tháng 11 và tháng 12.
- Thành lập bản đồ phân vùng ngập lũ ở ĐBSCL năm 2013 bằng giải đoán từ ảnh MODIS đạt mức độ chi tiết cấp vùng, khả năng phát hiện và phân loại đƣợc 7 đối tƣợng khác nhau. trong đó, có 1 đối tƣợng là ngập quanh năm hay vùng nuôi thủy sản chiếm 16,67% diện tích, 1 đối tƣợng không ngập hoàn toàn chiếm 12,13% diện tích, 1 đối tƣợng không ngập từ 4/7 - 17/11 chiếm 14,29% diện tích và còn lại 4 đối tƣợng là ngập từ 12/7 - 17/11 chiếm 56,91% diện tích của vùng.
Nghiên cứu cho thấy mối tƣơng quan của ảnh theo không gian, thời gian với sự thay đổi của lũ năm 2013. Kết quả nghiên cứu có độ tƣơng quan khá cao dựa trên sự so sánh tƣơng quan giữa diện tích ngập và mực nƣớc thực đo tại 2 trạm thủy văn Tân Châu và Châu Đốc với R2tại Tân Châu và Châu Đốc lần lƣợt là 0,75 và 0,69.
4.2 Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu chỉ đƣa ra cái nhìn tổng quan về hiện trạng ngập lũ cũng nhƣ sự thay đổi trong không gian và thời gian ngập lũ vào năm 2013 khu vực ĐBSCL. Ảnh viễn thám khó xác định đƣợc độ sâu ngập, do đó để đánh giá chính xác hơn cƣờng độ ngập lũ thì cần có bộ dữ liệu hỗ trợ về độ sâu ngập.
- Thời gian quan sát đối tƣợng nghiên cứu nên dài hơn để có thể quan sát đầy đủ hơn diễn tiến ngập cả năm. Qua đó đƣa ra kết quả đánh giá về sự ảnh hƣởng của lũ đến quá trình sản xuất nông nghiệp cũng nhƣ dự báo tình hình lũ trong những năm tiếp theo.
Nghiên cứu tìm các hiểu phƣơng pháp loại bỏ sự ảnh hƣởng của mây giúp cho kết quả giải đoán có độ chính xác hơn.
39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu trong nƣớc
Hoàng Viết Giao và Trần Bạch Giang ( 2004 ), Ứng dụng ảnh MODIS để theo dõi sự tàn ph rừng ở Miền Nam Brazil.
Huỳnh Thị Thu Hƣơng và ctv, 2012. Ứng dụng ảnh MODIS theo dõi sự thay đổi nhiệt độ ề mặt đất và tình hình hô hạn ở đồng ằng sông Cửu Long. [24a 49-59].
Lê Anh Tuấn, 2004. Phòng hống thiên tai. Đại Học Cần Thơ. Lê Anh Tuấn, 2008. Thủy văn môi trường. Đại Học Cần Thơ.
Lê Sâm, 1996. Thủy văn ông trình. NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội.
Lê Văn Trung và ctv, 2006. Thự hành viễn th m. NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
Nguyễn Đức Ngữ, 2009. Tr i đất ần húng ta! ãy liên ết hống lại iến đổi hí hậu. Tổng Cụ môi trường. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Hà Nội.
Nguyễn Khắc Thời, 2011. Gi o trình iễn Th m. Trƣờng Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội. Nguyễn Thị Kim Yến, 2013. Khảo s t ơ ấu anh t nông nghiệp ở đồng ằng sông
Cửu Long. Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Ngọc Thạch, 2005. Cơ sở viễn th m. NXB Nông Nghiệp Hà Nội.
Nguyễn Thị Bích Liên, 2012. Ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS gi m s t lũ đồng ằng sông Cửu Long. Trƣờng Đại học Nông Lâm thành Phố Hồ Chí Minh.
Phan Thanh Nhàn, Võ Quang Minh, 2011. Theo dõi diễn tiến lũ lưu vự sông Mê ông làm ơ sở dự o lũ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long sử dụng ảnh viễn th m MODIS. Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc 2011.
Trần Nhƣ Hối, 2005. Xây dựng cơ sở dữ liệu mực nƣớc lũ vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long nhằm đề xuất giải pháp khoa học xây dựng hệ thống đê bao. Viện khoa học Thủy lợi miền Nam.
Trần Thanh Cảnh, 2000. Đồng Bằng Sông Cửu Long đón hào thế ỷ 21. NXB Văn Nghệ, thành phố Hồ Chí Minh.
Trần Tiễn Khanh, 2001. Nguyên nhân lũ lụt lớn tại Đồng ằng sông Cửu Long. [Truy cập ngày 22/02/2013]. Địa chỉ truy cập: http://www.vnbaolut.com/lulut_uni.htm.
40
Viện Khoa học thủy lợi miền Nam, 2013. Tình hình lũ lụt đồng bằng sông Cửu Long cuối tháng 9 – đầu tháng 10/2103. Địa chỉ truy cập: http://www.siwrr.org.vn/tv3_files/ Dubaolu_thang9-10.2013.
Võ Quang Minh, 2010. Gi o trình ỹ thuật viễn th m. NXB Đại Học Cần Thơ.
Võ Quốc Thành, 2013. Quản lý và giảm nhẹ t động ủa lũ đồng ằng sông Cửu Long.
[Truy cập ngày 07/06/2013]. Địa chỉ truy cập: http://luanvan.net.vn/luan-van/tieu- luan-quan-ly-va-giam-nhe-tac-dong-cua-lu-dong-bang-song-cuu-long-36733.
Vũ Hữu Long và ctv, 2011. Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên ứu mùa vụ ây trồng, lập ảng đồ hiện trạng và iến động lớp phủ vùng đồng ằng Sông ồng giai đoạn 2008 – 2010. Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc.
Tài liệu nƣớc ngoài
Islam S. A., and Bala K. S., Haque A., 2009. Flood inundation map of Bangladesh using MODIS surface reflectance data, 2nd International Conference on Water and Flood Management ICWFM 80: 245 - 265.
Brochure, 2009. MODIS moderate – resolution imaging spectroradiometer
Sakamoto T., et al., 2007. Detecting temporal changes in the extent of annual flooding within the Cambodia and the Vietnamese Mekong Delta from MODIS time-series imageo, Remote Sensing of Enviromen 109 (3): 295 - 313.
Sakamoto T., et al., 2009. REVIEW Detection of Yearly Change in Farming Systems in the Vietnamese Mekong Delta from MODIS Time-Series Imagery. Remote Sensing of Enviroment, JARQ 43 (3): 173 - 185.
Zhuang R., Costelloe J., and Ryu D., 2011. Mapping Flood Events Using Remote Sensing