3. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.4. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để
đánh giá biến động đường bờ biển trên thế giới và Việt Nam
1.4.1. Trên thế giới
Tại các nước tiên tiến đi đầu trong lĩnh vực công nghệ như: Mỹ, Nga, Ấn Độ, Canada, Nhật Bản, và mới đây có thêm Trung Quốc ... việc ứng dụng công nghệ GIS đã trở thành công nghệ hoàn chỉnh, được sử dụng rộng rãi không chỉ để theo dõi, kiểm kê, dự báo, quản lý các tài nguyên trên đất liền mà còn hướng dần ra biển và đại dương. Khuynh hướng sử dụng tư liệu đa thời gian để theo dõi biến động bề mặt địa lý tự nhiên trên mặt đất đã được hình thành. Trên thế giới, đã có rất nhiều các công trình khoa học nghiên cứu về lĩnh vực này và đã rất thành công. Nghiên cứu đánh giá hiểm hoạ xói mòn và chất lượng đất cho các nước thuộc phía Nam của cộng đồng Châu Âu (1991). Nó được dựa trên 5 tập hợp dữ liệu: đất, khí hậu, độ dốc, thực vật và thuỷ lợi. Tất cả dữ liệu này được đồng nhất về lưới chiếu, được kiểm tra về độ chính xác và độ tương thích. Kết quả nghiên cứu đã thu được trong thời gian ngắn nhất và chi phí thấp nhất.
Một số nghiên cứu khác:
- Năm 1993, Thematic Mapper ứng dụng GIS để đánh giá biến động của các trầm tích bãi triều tại Vương Quốc Anh [32].
- Năm 1993, Michalik đánh giá biến động đường bờ biển trong vùng vịnh Caribbean [24].
17
- Thông qua công cụ GIS, các quốc gia có thể quản lý được vùng biển rộng lớn như thành công của Levitzke (1990) tại Úc [31], Bajjouk (1996) ở Pháp [28], Borstad và Akenhead (1993) và Zacharias (1992) tại Canada [33].
- Năm 1999, De Jaeger đã nghiên cứu lập bản đồ địa mạo bằng ảnh vệ tinh TK-300 của Nga và GIS cho thung lũng Wadi Mujib (Jonrdan) [30]. Kết quả đã thành lập được bản đồ địa mạo và thành lập được bản đồ rủi ro môi trường.
- Năm 2011, P. Vinayaraj và cộng sự đã ứng dụng viễn thám và GIS để đánh giá biến động vùng bờ biển bang Karnataka, Ấn Độ. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được bản đồ biến động đường bờ khu vực cửa sông: Karwar (1981-2008), Honnavar (1979-2008), Kundapur (1973-208) [18].
1.4.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam hiện nay cũng đã có nhiều công trình khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu quy hoạch đô thị, nghiên cứu sự biến động bề mặt địa lý, giám sát tài nguyên và môi trường.
Những dự án, đề tài nghiên cứu khoa học về biến động đường bờ trên các lưu vực sông và đới ven biển. Có thể kể ra một số đề tài dự án đã được thực hiện như sau:
Năm 2000, dự án độc lập cấp nhà nước KHCN – 5A với đề tài: “nghiên cứu dự báo, phòng chống sụt lở bờ biển Bắc Bộ từ Quảng Ninh tới Thanh Hóa” được phân viện Hải Dương học Hải Phòng tiến hành, đã ứng dụng viễn thám và GIS để đánh giá biến động bồi – xói lở bờ biển Bắc Bộ từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa. Kết quả đã xây dựng được bản đồ hiện trạng xói sạt tại các địa điểm là: bờ biển Bắc Bộ, bờ biển châu thổ sông Hồng, khu vực Cát Hải (Hải Phòng) và khu vực Hải Hậu (Nam Định) [19];
18
Năm 2005, Trần Văn Điện và cộng sự, để tài: “ứng dụng viễn thám giám sát xói lở bờ biển và biến động cửa đầm phá Tam Giang – Cầu Hai”. Kết quả cho thấy, cửa đầm phá biến đổi mạnh cả dịch chuyển và đóng mở cửa. Xói lở bờ biển diễn ra mạnh ở khu vực Thuận An sau trận lũ mở cửa Hòa Duân vào tháng 11 năm 1999. Đến nay bờ biển và cửa đầm phá đã gần đạt trạng thái cân bằng động, một số khu vực còn xói nhẹ, một số nơi đã bồi tụ trở lại [5];
Năm 2010, Nguyễn Tiến Hoàng, Nguyễn Đình Hòe, đề tài: “Sử dụng ảnh ASTER để đánh giá thực trạng xói lở bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế trong thời gian gần đây”. Kết quả đề tài cho thấy biến động đường bờ biển có thể xác định bằng phương pháp viễn thám và GIS. Từ năm 2000 đến nay, tốc độ xói lở bờ khu vực từ cửa Thuận An đến cửa Hòa Duân trung bình khoảng 10 – 15m/năm. Từ năm 2001 đến 2006, đoạn bờ từ Linh Thái đến Chân Mây Tây bị xâm thực với tốc độ khoảng 5 – 10m/năm. Cửa Thuận An bị khoét rộng phía trong và doi cát bờ Nam cửa đang bị xâm thực mạnh mặt hướng biển. Cửa chính Tư Hiền đang bị thu hẹp dần [7];
Năm 2012, Vũ Thị Thu Thủy, đề tài: “ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu tai biến xói lở, bồi tụ đới ven biển Hải Phòng”. Nghiên cứu đã xây dựng bản đồ biến động đường bờ biển Hải Phòng và tai biến xói lở - bồi tụ đi kèm từ năm 1989 đến năm 2011. Phân tích hiện trạng tai biến xói lở - bồi tụ đới ven biển Hải Phòng từ đó đề xuất giải pháp quản lý và bảo vệ đới ven biển [13].
Năm 2015, Nguyễn Thành Luân, Nguyễn Hoàng Sơn, Trần Thanh Tùng, đề tài: “Nghiên cứu biến động vùng cửa sông Cái, Nha Trang qua các từ liệu viễn thám (Giai đoạn 1999-2013)”. Đề tài đã sử dụng chuỗi ảnh Lansat đa thời gian để xây dựng bản đồ sự dịch chuyển của
19
bờ phía Bắc và Phía Nam trong mùa lũ và mùa khô khu vực vịnh Nha Trang [10];
Về ứng dụng GIS trong tính toán tốc độ biến động đường bờ, một số kết quả cũng đã thu thập được như: Với dữ liệu đường bờ được số hóa từ các dữ liệu khảo sát đo đạc từ năm 1905 đến 1992 ở khu vực Hải Hậu, Nam Định, nhóm tác giả Đặng Văn Tỏ và Phạm Thị Phương Thảo đã trình bày một số kết quả tính toán tốc độ thay đổi đường bờ từ các phương pháp thống kê có sẵn trong phần mở rộng DSAS của công cụ GIS [14]. Tương tự, đường bờ lịch sử khu vực Phan Thiết, Bình Thuận từ năm 1973 đến 2002 được trích rút từ ảnh Landsat và tốc độ thay đổi đường bờ khu vực này được tính toán nhanh chóng bằng phần mở rộng DSAS cũng được nhóm tác giả Phạm Thị Phương Thảo, Hồ Đinh Duẩn và Đặng Văn Tỏ thực hiện [11].
Việc xác định nguyên nhân biến động đường bờ là một vấn đề rất quan trọng cả trong nghiên cứu khoa học cũng như trong thực tiễn. Tuy nhiên, đây là vấn đề rất phức tạp liên quan đến nhiều lĩnh vực nghiên cứu, thậm chí cả những quan niệm khác nhau [10].
Để đánh giá đầy đủ các nghiên nhân hiện tượng xói lở, bồi tụ đường bờ biển đảo Lý Sơn cần có một nghiên cứu chuyên sâu với các phương pháp nghiên cứu phù hợp và thời gian đủ dài. Trong phạm vi nghiên cứu này, tác giả sử dụng phương pháp phân tích ảnh viễn thám giai đoạn 1975-2015 với việc ứng dụng công cụ DSAS để tính toán tốc độ biến động trên từng vị trí đường bờ theo thời gian.
20
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU