IV.1.1- Thực hiện nội dung nghiên cứu và thực nghiệm tại Việt nam:
Triển khai các hạng mục nhiệm vụ đã đ−ợc phê duyệt, Trung tâm Viễn thám đã thực hiện các khối công việc chính nh− sau:
-Tiến hành các hạng mục nghiên cứu theo tiến độ về ứng dụng ph−ơng pháp viễn thám chiết tách các thông số đầu vào cho mô hình thuỷ văn, thuỷ lực.
-Nghiên cứu ứng dụng mô hình thuỷ văn trong dự báo ngập lụt:
• Nghiên cứu và hoàn thành việc ứng dụng mô hình thuỷ văn thuỷ lực cho việc dự báo lũ.
-Nghiên cứu kết hợp công nghệ viễn thám và mô hình thuỷ văn trong hệ thống cảnh báo ngập lụt:
• Kết nối ph−ơng pháp viễn thám với mô hình thuỷ văn thuỷ lực thành quy trình ứng dụng ảnh vệ tinh trong việc dự báo ngập lụt.
-Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong 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 đ−ợc quy trình chiết tách hiện trạng vùng ngập từ ảnh RADAR -Thu chụp ảnh vệ tinh khi xảy ra lũ lụt:
Trong quá trình tiến hành nhiệm vụ nghiên cứu chung, Trung tâm Viễn thám đã đặt GISTDA chụp ảnh vệ tinh RADAR vùng nghiên cứu dự đoán sẽ có nhiều khả năng bão Xangxen và bão Durian đổ bộ có thể gây ra m−a lớn gây ngập lụt.
IV.1.2- Họp kỹ thuật trao đổi kinh nghiệm :
-Tổ chức Hội thảo kỹ thuật lần thứ nhất với GISTDA tại Băngkốc tháng 12/2005; -Tổ chức Hội thảo kỹ thuật lần hai với GISTDA tại Hà nội tháng 7/2006;
-Tham gia triển lãm trong Tuần lễ Những ngày Khoa học Công nghệ Việt Nam-Thái Lan, nhân dịp kỷ niệm 30 năm thiết lập quan hệ ngoại giao Việt Nam-Thái lan. Hội thảo kỹ thuật lần hai nói trên cũng là một hoạt động trong 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 quả tại Băng Kốc tháng 6/2007.
IV.1.3- Các nội dung hợp tác khác:
- Hợp tác trong lĩnh vực công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý kết hợp với mô hình thủy văn thủy lực để thành lập bản đồ nguy cơ ngập lụt để cảnh báo mức độ thảm họa ngập lụt dùng cho xây dựng các kế hoạch phòng chống và quản lý thiên tai. Cụ thể phía Việt Nam đã thử nghiệm quy trình ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với mô hình thủy văn thủy lực để lập bản đồ cảnh báo ngập lụt trên l−u vực sông Kôn-Hà Thanh Bình Định. Phía Thái Lan đã thực hiện quy trình lập bản đồ ngập lụt trên l−u vực sông Mie Thái Lan.
- Thiết lập quan hệ giữa Việt Nam và Thái Lan về lĩnh vực viễn thám ứng dụng trong nghiên cứu tài nguyên và môi tr−ờng thông qua các cuộc tham quan kỹ thuật và hội thảo khoa học.
-Trong quá trình hợp tác, bên phía Thái Lan ngoài cơ quan chủ trì hợp tác là Cơ quan viễn thám và thông tin địa lý Thái Lan (GISTDA) có nhiều cơ quan kỹ thuật khác tham gia nh− : Cục Khí t−ợng; Cục Thuỷ lợi Hoàng gia; Cục Phòng chống và Giảm nhẹ thiên tai; Cục Khoáng sản, do vậy phía Việt Nam cũng có cơ hội tiếp xúc với nhiều cơ quan kỹ thuật của Thái lan để trao đổi kinh nghiệm và thông tin về lĩnh vực quan tâm.
- Các cán bộ kỹ thuật của Trung tâm Viễn thám đã đ−ợc tham dự các lớp huấn luyện về công nghệ viễn thám, vệ tinh THEOS tại Băng kốc. Trong ch−ơng trình hợp tác dài hạn với Cộng hoà Pháp về công nghệ vũ trụ, GISTDA đã thành lập trung tâm đào tạo “Trung tâm Kiến thức cao” về công nghệ vũ trụ và viễn thám và hàng năm Thái Lan tổ chức Hội thảo quốc tế về ứng dụng vệ tinh THEOS và các khoá học viễn thám. Tại Hội thảo này các cơ quan nhà n−ớc nghiên cứu và ứng dụng cũng nh− các công ty t− nhân của Thái Lan trình bày kết quả ứng dụng công nghệ viễn thám và ảnh vệ tinh THEOS. Đây cũng là một dịp tốt để các n−ớc trong ASEAN giao l−u trao đổi kinh nghiệm kỹ thuật viễn thám. Trong thời gian thực hiện nhiệm vụ hợp tác quốc tế, phía Thái Lan đã đài thọ cho 05 kỹ thuật viên Việt Nam tham dự các hội thảo kỹ thuật về vệ tinh THEOS và ch−ơng trình đào tạo về viễn thám trong 1 tuần. Họ vệ tinh SPOT đã phát triển từ vệ tinh SPOT 1 đến SPOT 5 và dừng lại chuyển sang thế hệ vệ tinh Pleiades, do vậy sau vệ tinh SPOT 5 sẽ không có các ảnh vệ
THEOS do Pháp chế tạo, có các chuẩn kỹ thuật t−ơng tự ảnh SPOT sẽ mở ra khả năng tiếp tục khai thác các loại ảnh này trên hệ thống thiết bị xử lý ảnh của Việt nam trong khi chờ nâng cấp chuyển đổi thế hệ thiết bị xử lý ảnh vệ tinh mới.
- Đặt ảnh vệ tinh về vùng ngập lụt: Để có ảnh nghiên cứu trong đề tài, ngoài việc thu thập các ảnh có thể có tại Việt nam đã phải đặt mua ảnh RADAR thông qua Trạm thu của Thái Lan. Thái Lan có Trạm thu ảnh vệ tinh đã hoạt động từ năm 1982. Trạm thu ảnh này đã đ−ợc nâng cấp kỹ thuật để thu các vệ tinh đời mới. GISTDA cũng là một đầu mối thu nhận và phân phối ảnh ALOS của Nhật Bản. Thông qua hợp tác với Thái Lan Trung tâm Viễn thám đã đặt mua đ−ợc ảnh RADAR vùng nghiên cứu với giá −u đãi . GISTDA đã áp dụng giá ảnh RADARSAT 1 chỉ bằng 50% giá bán trên thị tr−ờng đối với đơn hàng của Trung tâm Viễn thám.
IV.2 Kinh nghiệm Thái Lan ứng dụng viễn thám phục vụ giám sát ngập lụt:
IV.2.1 Kinh nghiệm vận hành trạm thu ảnh vệ tinh:
D−ới đây trình bày một số kinh nghiệm của GISTDA trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ quản lý ngập lụt
a. T− liệu ảnh thu chụp cho nghiên cứu ngập lụt:
GISTDA sử dụng nhiều loại t− liệu ảnh vệ tinh từ độ phân giải trung bình nh−
LANDSAT đến độ phân giải cao và siêu cao nh−SPOT, Ikonos, Quickbird. Bên cạnh đó Thái Lan còn sử dụng ảnh RADAR nh− ERS, RADARsat và ảnh chụp đa thời gian. Thái Lan có khả năng thu nhận ảnh ngay sau khi thảm hoạ diễn ra.
Hình IV-1-a) là ảnh vệ tinh quang học LANDSAT7 có độ phân giải 28m, nh−ng độ phủ rộng tới 180x180km mỗi chiều, đảm bảo cung cấp thông tin về lũ lụt trên một diên tích l−u vực đủ rộng. ảnh quang học chủ yếu đ−ợc sử dụng để mô tả hiện trạng bề mặt đất ở thời điểm tr−ớc khi xảy ra lũ lụt. Mặc dù trong thời gian lũ lụt trời nhiều mây nh−ng vẫn có thời điểm chụp đ−ợc ảnh quang học và chúng vẫn phát huy đ−ợc giá trị sử dụng.
Hình IV-1-b) là ảnh RADAR chụp nhiều thời kỳ khác nhau và đ−ợc tổng hợp màu để thấy đ−ợc sự biến động của các đối t−ợng bề mặt đất qua các thời gian đã chụp ảnh. GISTDA đã thể hiện kỹ thuật xử lý ảnh RADAR đa thời gian , là một kỹ thuật cao cấp trong việc xử lý ảnh RADAR, không chỉ cho mục đích lũ lụt mà còn nhiều mục đích khác.
a) b)
c) d)
e)
Hình IV- 1 : Các loại ảnh viễn thám quang học và RADAR Thái Lan sử dụng Hình IV-1-d) là sản phẩm bản đồ ảnh ngập lụt tổng hợp từ nhiều thể loại ảnh khác nhau nh− RADAR, quang học và có chồng ghép các yếu tố kinh tế xã hội, địa danh để dễ sử dụng. Đây cũng là một kỹ thuật cao cấp xử lý ảnh RADAR.
Hình IV-1-e) là hình ảnh ALOS/PALSAR chụp trận lũ năm 2006. Thái Lan là một đầu mối cung cấp ảnh ALOS trong khu vực, đây là ảnh vệ tinh viễn thám mới phóng của Nhật Bản.
Về chụp ảnh vệ tinh:
-Thái Lan có Trạm thu ảnh vệ tinh từ năm 1982 và đầu t− nhiều cho việc thu nhận ảnh viễn thám nên có khả năng chụp ảnh liên tục sự kiện xảy ra. Ngoài ra Thái Lan còn tham gia Hiến ch−ơng quốc tế “Vũ trụ và các tai hoạ lớn” nên có thể kích hoạt yêu cầu chụp ảnh vệ tinh khi có thiên tai xảy ra.
-Sử dụng nhiều thể loại ảnh khác nhau: SPOT, LANDSAT, RADARSAT, ALOS ... Đã nâng cấp để thu ảnh SPOT 5 từ năm 2007.-Sử dụng ảnh phân giải siêu cao và ảnh hàng không để mô tả cập nhật chi tiết CSDL và đánh giá thiệt hại.
-Sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh đa dạng: sản xuất bản đồ trực ảnh vệ tinh, xử lý dữ liệu đa thời gian phục vụ giám sát hiện t−ợng tr−ớc lũ, trong lũ lụt và sau lũ rút đi.
Hình IV- 2 : Các ăng ten của Trạm thu và phòng xử lý ảnh của Trạm Thu Thái Lan
Ph−ơng pháp xử lý:
Dữ liệu ảnh vệ tinh đ−ợc xử lý thành bình đồ ảnh ở các tỷ lệ 1: 250.000, 1: 50.000, bản đồ ảnh ở tỷ lệ toàn tỉnh, bản đồ ảnh ở tỷ lệ vùng l−u vực, phục vụ việc lập kế hoạch và các kịch bản ứng cứu.
Các loại ảnh vệ tinh đều đ−ợc xử lý số và đ−ợc đ−a vào cơ sở dữ liệu dùng chung. ảnh vệ tinh còn đ−ợc xử lý thành dạng ảnh 3D dùng để mô tả và đ−a ra các kịch bản của thảm hoạ (sóng thần, lũ lụt..).
IV.2.2 Kết hợp các loại dữ liệu:
Thái Lan có các cơ sở dữ liệu dùng chung cho các cơ quan của Chính phủ và các cơ quan nghiên cứu dành cho việc giám sát và cảnh báo thiên tai.
Thái Lan sử dụng các mô hình tính toán trên GIS để giải quyết một 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 n−ớc, du lịch..
Hệ thống cơ sở dữ liệu đ−ợc thiết kế và vận hành theo mô hình sau:
-Dữ liệu ảnh vệ tinh đ−ợc xử lý và đ−a vào cơ sở dữ liệu dùng chung cùng các loại dữ liệu khác nh− bản đồ sử dụng đất, bản đồ địa chính, các loại bản đồ và số liệu thống kê khác.
-ảnh vệ tinh liên tục đ−ợc cập nhật tr−ớc, trong và sau khi xảy ra thảm hoạ thiên tai. -Đây là cơ sở dữ liệu dùng chung và thậm chí có thể truy cập thông qua mạng internet nên bất cứ khi nào ng−ời dùng có yêu cầu hay khi cần đ−a ra một quyết định kịp thời khi xảy ra thiên tai, ng−ời dùng có thể sử dụng các mô hình tính toán để phân tích trên cơ sở dữ liệu dùng chung này. Điều này cho phép các cơ quan chính phủ có thể phản ứng rất nhanh và ra quyết định gần nh− tức thời nếu có thiên tai xảy ra.
-Ng−ời ta còn dùng cơ sở dữ liệu này để thành lập các loại bản đồ nguy cơ và cảnh báo thiên tai; có thể lập các kịch bản xảy ra của thảm họa nhằm đ−a ra các quyết định chính xác và kịp thời nhất.
IV.2.3 Sản phẩm dịch vụ của GISTDA:
-Lập bản đồ nguy cơ ngập lụt:
Hình IV- 3: Giao diện Server Bản đồ ngập lụt của Thái Lan GISTDA vận hành “ Server bản đồ lũ “, Hệ thống này có các khả năng sau:
-Lập kế hoạch đáp ứng nhanh việc cung cấp t− liệu ảnh vệ tinh để phục vụ lập kế hoạch ứng cứu và phục hồi sau lũ.
-Cung cấp bản đồ ảnh vệ tinh
-Cung cấp sản phẩm ảnh vệ tinh các loại bao gồm cả hình ảnh 3D sẵn sàng cho sử dụng.
-Cung cấp dữ liệu GIS bao gồm cả ranh giới ngập và các số liệu thực địa về vùng bị lũ.
-T− vấn và hỗ trợ kỹ thuật các cơ quan liên quan trong việc tích hợp dữ liệu viễn thám và các thông tin khác.
IV.3 Kiến thức học tập và trao đổi thông qua nhiệm vụ hợp tác với Thái lan:
1) Học tập kinh nghiệm của Thái cần sớm xây dựng hệ thống về kỹ thuật giám sát ngập lụt (Flood map Server) cũng nh− ứng dụng viễn thám và GIS trong các khâu: Thu ảnh vệ tinh, xử lý ảnh vệ tinh, xử lý tích hợp dữ liệu.
2) Về việc tăng c−ờng năng lực cung cấp nhanh và đầy đủ thông tin vệ tinh về tình hình thiên tai Việt nam ngoài việc đ−a vào vận hành Trạm thu ảnh viễn thám cần tham gia Hiến ch−ơng quốc tế “Vũ trụ và các tai hoạ lớn.
3)Thông qua hợp tác với Thái Lan cho thấy mô hình một hệ thống giám sát ngập lụt của Thái Lan cũng đ−ợc xây dựng theo kiểu của nhiều n−ớc tiên tiến trên thế giới. Trong mô hình này bao gồm phần tổ chức và phần kỹ thuật trong đó công nghệ viễn thám và GIS đ−ợc −u tiên sử dụng. Thái Lan đang nỗ lực xây dựng hệ thống giám sát ngập lụt để đ−a vào vận hành. Với kinh nghiệm của các n−ớc trên thế giới và học tập kinh nghiệm của Thái Lan có thể đề xuất một mô hình hệ thống giám sát ngập lụt nh− d−ới đây (Mục IV.3.2).
Việt nam ch−a có kinh nghiệm trong tổ chức hệ thống giám sát thiên tai nói chung và hệ thống cảnh báo ngập lụt nói riêng. Hiện nay hàng năm mỗi khi mùa bão lũ về, ủy ban phòng chống lụt bão Trung −ơng, Cục Cứu nạn Cứu hộ cũng nh− chính quyền các địa ph−ơng vẫn thu thập thông tin và quản lý lũ lụt theo ph−ơng pháp truyền thống. Công việc thu thập thông tin gặp nhiều khó khăn do đ−ờng giao thông bị ngập, chia cắt các địa bàn dân c−, thông tin liên lạc bị đứt, do vậy chất l−ợng thông tin ch−a cao, ch−a đ−ợc cung cấp kịp thời.
Hiện nay Trung tâm Viễn thám đã lắp đặt xong Trạm thu ảnh vệ tinh. Một trong những đơn vị sử dụng của Hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi tr−ờng tại Việt nam là DUS SARSYS thuộc Cục Bản đồ Bộ Tổng tham m−u Quân đội nhân dân Việt Nam. Đơn vị này đ−ợc thiết kế nh− một cơ quan kỹ thuật trợ giúp đắc lực thông tin hỗ trợ việc ra quyết định trong lúc báo lụt phục vụ cứu nạn cứu hộ. Tuy nhiên để đơn vị này phát huy hiệu quả tích cực còn nhiều việc phải làm. Đó là việc tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt, lồng ghép các vấn đề sử dụng kỹ thuật, công nghệ viễn thám trong tác nghiệp điều hành của ủy ban phòng chống lụt bão các cấp và nhất là huấn luyện đội ngũ cán bộ kỹ thuật có đủ khả năng vận hành quy trình công nghệ giám sát lũ lụt phục vụ lãnh đạo ra quyết sách.
Trong sơ đồ tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt ở Việt nam, một số cơ quan kỹ thuật có thể tham gia đắc lực hỗ trợ cung cấp thông tin cho các cấp quản lý trong quá trình theo dõi thiên tai tr−ớc, trong và sau lũ lụt. Ví dụ, Trung tâm Viễn thám có thể đóng vai trò ứng dụng công nghệ viễn thám để :
-Lập bản đồ ngập lụt từ ảnh vệ tinh
-Chiết tách thông tin đầu vào cho mô hình thuỷ văn -Lập bản đồ nguy cơ ngập lụt
Phối hợp hoạt động trong quy trình ứng dụng này, Viện Khí t−ợng Thủy văn và Môi tr−ờng sẽ thực hiện việc tính toán mô hình để lập bản đồ dự báo ngập.
Số liệu kết quả sẽ đ−ợc thông báo sang các cơ quan chức năng của hệ thống quản lý ngập lụt quốc gia để sử dụng. Vấn đề ở đây là phải có thao tác vận hành quy trình kỹ thuật này làm thế nào để thu nhận thông tin nhanh, cung cấp thông tin, nhanh chóng, kịp thời và chính xác.
IV.3.1 Đánh giá kết quả đạt đ−ợc:
Trung tâm Viễn thám đã hoàn thành các khối l−ợng công việc thuộc nhiệm vụ hợp