Đề tài : Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của thái lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai

6 TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu khoa học “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai” là Pha 2 của

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Viễn thám quốc gia

Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Xuân Lâm

8928

Hà Nội - 2011

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

TS Nguyễn Xuân Lâm

Ban chủ nhiệm chương trình

Cơ quan chủ trì đề tài:

KT Giám đốc Trung tâm Viễn thám quốc gia

THÔNG TIN TỔNG QUAN

1 Tên nhiệm vụ:

Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng Công nghệ Viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai

2 Thời gian thực hiện:

Nhiệm vụ được tiến hành trong vòng 2 năm

Bắt đầu: 01/2009

Kết thúc: 12/2010

3 Đối tác Việt Nam:

a Tên cơ quan chủ trì:

Trung tâm Viễn thám Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường

Địa chỉ: 108 Chùa Láng – Đống Đa – Hà Nội

Websstie: http://rsc.gov.vn/

b Chủ nhiệm đề tài:

TS Nguyễn Xuân Lâm

Điện thoại: +84.3834.3811 Fax: +84.3835.0728

Email: vientham@fpt.vn

ĐTDĐ: +84.91.308.3187

c Danh sách cán bộ khác trực tiếp tham gia:

- TS Lê Quốc Hưng

- TS Lã Huy Chú

- ThS Nguyễn Thị Phương Hoa

- ThS Nguyễn Ngọc Quang

- ThS Trần Tuấn Đạt

- CN Lê Minh Sơn

- ThS Nguyễn Phương Nga

4 Đối tác nước ngoài:

a Tên Cơ quan đối tác nghiên cứu nước ngoài:

Cơ quan thông tin địa lý và công nghệ vũ trụ Thái Lan

Geo-Informatics and Space Technology Development Agency (GISTDA)

Địa chỉ: 120 The Government Complex Commemorating His Majesty The King's 80 th Birthday Anniversary, 5th December, B.E.2550(2007) Building B 6th and 7th Floor, Chaeng Wattana Road, Lak Si, Bangkok 10210, THAILAND

c Danh sách cán bộ khác trực tiếp tham gia:

5 Kinh phí phía Việt Nam:

a Tổng kinh phí:

- Tổng kinh phí: 1450 triệu đồng

- Kinh phí được hỗ trợ từ ngân sách Nhà nước: 1450 triệu đồng

b Kinh phí đã chi: 1450 triệu đồng

6 Kinh phí của đối tác (ước tính)

MỤC LỤC

CÁC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

TÓM TĂT 6

MỞ ĐẦU 7

Chương 1 – TỔNG QUAN TÌNH HÌNH, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ngập lụt ngoài nước và trong nước 10

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài: 10

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 12

1.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 15

1.2.1 Cách tiếp cận 15

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 15

1.3 Nội dung thực hiện chính 16

1.3.1 Hợp tác nghiên cứu với các đối tác trong và ngoài nước 16

1.3.2 Khảo sát thực địa 17

1.3.3 Nội dung ứng dụng công nghệ viễn thám 17

1.3.4 Nội dung ứng dụng GIS 18

Chương 2 – XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT NGẬP LỤT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM 19

2.1 Hệ thống thu thập dữ liệu 21

2.1.1 Thu thập dữ liệu viễn thám, bản đồ và CSDL địa hình 21

2.1.2 Thu thập, chiết tách số liệu khí tượng thủy văn 24

2.2 Xử lý thông tin viễn thám và tính toán trên mô hình thủy văn thủy văn thủy lực 26

2.2 1 Chiết tách thông tin lụt từ ảnh viễn thám 26

2.2.2 Tích hợp một số thông số đầu vào được chiết tách từ dữ liệu viễn thám vào mô hình thủy văn thủy lực 28

2.3 Thành lập các bộ bản đồ thể hiện hiện tượng lũ lụt 29

2.4 Xác định các tổ chức phòng chống bão lụt tại Việt Nam 33

Chương 3 - NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ ĐỐI PHÓ THẢM HOẠ THIÊN TAI NGẬP LỤT 36

3.1 Nghiên cứu phương pháp đánh giá tổn thất và ước tính thiệt hại 36

3.1.1 Các bước đánh giá thiệt hại khi thiên tai xảy ra 36

3.1.2 Phân loại thiệt hại do lũ và mức độ nguy hiểm của lũ 36

3.1.3 Phương pháp đánh giá thiệt hại 38

3.2 Phân tích các diện tích ngập lụt theo đa thời gian và đánh giá tổn thất 43

3.3 Xây dựng cơ chế đối phó thảm họa thiên tai ngập lụt 45

3.4 Đưa thông tin ảnh viễn thám lũ lụt trên website 46

3.4.1 Nhu cầu của việc thành lập Module cho Website 46

3.4.2 Cấu trúc của module 46

3.4.3 Thiết kế giao diện 47

3.4.4 Phần hiển thị trên trang Web 48

Chương 4- CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 50

4.1 Kinh nghiệm thu được qua quá trình hợp tác với Thái Lan trong giám sát thiên tai thiên tai 50

2

4.1.1 Thực hiện nội dung nghiên cứu và thực nghiệm tại Việt nam phục vụ

nghiên cứu: 50

4.1.2 Hội thảo kỹ thuật 50

4.1.3 Các nội dung hợp tác khác 50

4.1.4 Kinh nghiệm học tập Thái Lan ứng dụng viễn thám phục vụ giám sát ngập lụt: 51

4.1.5 Kiến thức học tập và trao đổi thông qua nhiệm vụ hợp tác với Thái lan 53

4.2 Quy trình thu nhận ảnh vệ tinh trong trường hợp thiên tai lũ lụt (còn gọi là quy trình đỏ) 54

4.2.1 Quy trình đặt ảnh vệ tinh SPOT trong trường hợp thiên tai lũ lụt 54

4.2.2 Quy trình đặt ảnh vệ tinh ENVISAT trong trường hợp thiên tai lũ lụt 55

4.2.3 Quy trình thu nhận ảnh thiên tai thông qua Sentinel Asia 56

4.3 Quy trình thành lập bản đồ ngập lụt từ mô hình thủy văn, thủy lực ứng dụng MIKE-11 61

4.3.1 Ứng dụng tính toán cho khu vực thử nghiệm 64

4.3.2 Một số kết quả sử dụng quy trình đề xuất: 75

4.4 Bản đồ hiện trạng các thời kỳ và kịch bản ngập lụt 80

4.4.1 Bản đồ hiện trạng ngập lụt các thời kỳ các vùng ngập lụt được chiết xuất từ ảnh viễn thám Radar tại nhiều thời điểm lũ lụt khu vực nghiên cứu 80

4.4.2 Kịch bản ngập lụt 83

4.5 Cơ sở dữ liệu giám sát ngập lụt trên khu vực nghiên cứu 84

4.5.1 Cấu trúc cơ sở dữ liệu 84

4.5.2 Cơ sở dữ liệu nền đánh giá thiệt hại 85

4.6 Thể hiện kết quả trên WEBSITE 88

4.6.1 Công nghệ: 88

4.6.2 Các nội dung đã đưa lên WEBSITE: 88

4.7 Đánh giá kết quả đạt được: 90

KẾT LUẬN 92

KIẾN NGHỊ 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

3

CÁC TỪ VIẾT TẮT

ALOS: Advanced Land Observing Satellite (Vệ tinh Giám sát mặt đất của Nhật Bản) PALSAR: Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (Ảnh Radar của vệ tinh ALOS)

THEOS: Thailand Earth Observation System (Hệ thống Giám sát trái đất của Thái Lan SPOT: Système Probatoire d'Observation de la Terre (Hệ thống vệ tinh viễn thám của Pháp)

ENVISAT: Environmental Satellite (Vệ tinh Môi trường của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Châu Âu (ESA)

ASAR: Advanced Synthetic Aperture Radar (Ảnh Radar của vệ tinh ENVISAT) BĐĐH: Bản đồ địa hình

DEM: Mô hình số độ cao

CSDL: Cơ sở dữ liệu

GIS: Hệ thống thông tin địa lý

GPS: Hệ thống định vị toàn cầu

MIKE 11: Mô hình thủy lực

MIKE NAM: Mô hình thủy văn

KCA: Khống chế ảnh

LVS: Lưu vực sông

DN: Giá trị điểm ảnh (Digital Number)

4

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 4 Hiện trạng ngập tại thời điểm lũ ngày 28/8/2008 27 Hình 5 Ví dụ bản đồ ngập lụt thành lập từ MIKE 11 GIS 32 Hình 6 Phân loại mức độ nguy hiểm theo độ sâu ngập và tốc độ dòng chảy 38

Hình 8 Quan hệ giữa thiệt hại do lũ gây ra và chu kỳ xuất hiện của lũ (hình

trái) và tần suất lũ (hình phải)

42

Hình 9 Module cảnh báo thiên tai lũ lụt trên WEBSITE 46

Hình 13 Quy trình giám sát lũ lụt trong Sentinel Asia 57 Hình 14 Quy trình thu ảnh trong chương trình Sentinel Asia 59 Hình 15 Ảnh ALOS/PALSAR khu vực Vĩnh Phúc và Hà Nội nhận được từ

Hình 21 Sơ đồ phân chia các ô chứa trong khu vực nghiên cứu 75

Hình 23 Bản đồ độ sâu ngập lụt cho khu vực nghiên cứu, lũ lịch sử năm

2000

77

Hình 24 Bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu ứng với mực nước tại Tân 79

5

Châu đạt cấp báo động I, HTC=3,50m

Hình25 Bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu ứng với mực nước tại Tân

Châu đạt cấp báo động II, HTC=4,00m

79

Hình 26 Bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu ứng với mực nước tại Tân

Châu đạt cấp báo động III, HTC=4,50m

80

Hình 27 Bản đồ ngập lụt năm 1996 khu vực Đồng bằng sông Cửu Long 81 Hình 28 Bản đồ ngập lụt năm 2001 khu vực Đồng bằng sông Cửu Long 81 Hình 29 Bản đồ ngập lụt năm 2003 khu vực Đồng bằng sông Cửu Long 82 Hình 30 Bản đồ ngập lụt năm 2008 khu vực Đồng bằng sông Cửu Long 82 Hình 31 Chồng xếp vùng ngập năm 2001 trên ảnh vệ tinh và theo kịch bản 83 Hình 32 Bản đồ nguy cơ ngập khu vực nghiên cứu 83 Hình 33 Sơ đồ cấu trúc khung CSDL giám sát ngập lụt vùng thử nghiệm 84 Hinh 34 Cấu trúc cơ sở dữ liệu nền đánh giá thiệt hại 86 Hình 35 Một số kết quả sẽ hiển thị trên WEBSITE 90

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Phân loại các loại thiệt hại liên quan đến lũ lụt 37

Bảng 4 Mực nước tại các sông khu vực đồng bằng sông Cửu Long theo các

cấp báo động

78

Bảng 5 Các nhóm lớp thông tin phục vụ giám sát ngập lụt 84 Bảng 6 Tương quan mực nước ngập và cấp độ thiệt hại 87 Bảng 7 Tương Tương quan tần suất ngập và mức độ thiệt hại 88

6

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu khoa học “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai” là Pha 2 của quá trình hợp tác nghiên cứu chung giữa Trung tâm Viễn thám Quốc gia Việt Nam và Cơ quan thông tin địa lý và công nghệ vũ trụ Thái Lan, nhằm trao đổi hợp tác và chia sẻ kinh nghiệm lẫn nhau cho mục đích giám sát, phòng chống

và giảm thiểu tác hại của lũ lụt Đồng thời, phát huy thế mạnh của mỗi bên trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám từ công đoạn thu thập số liệu, thông tin về hiện trạng đến việc mô hình hóa quá trình xảy ra lũ lụt bởi mô hình thủy văn thuỷ

Qua quá trình thực hiện đề tài, bởi việc sử dụng các phương pháp là thế mạnh của mình và rút ra từ việc trao đổi kỹ thuật với phía bạn, Trung tâm Viễn thám quốc gia đã xây dựng được hệ thống giám sát lũ lụt , quy trình kỹ thuật xử lý thông tin ảnh vệ tinh kết hợp mô hình thủy văn thủy lực để đưa ra cá c kịch bản dự báo ngập lụt bằng việc thể hiện trên WEBSITE phục vụ trực tiếp cho công tác dự báo, cảnh báo lũ, hỗ trợ

ra quyết định ứng phó với các trường hợp khẩn cấp khi lũ lớn xáy ra cũng như trong công tác qui hoạch phá t triển kinh tế xã hội và qui hoạch phòng lũ ; Đã đào tạo nâng cao được năng lực đội ngũ cán bộ kỹ thuật vận hành Trạm thu, có được một số kinh nghiệm về kỹ thuật và các dịch vụ cung cấp tư liệu ảnh vệ tinh , kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám, tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt … Bên cạnh đó, Trung tâm Viễn thám quốc gia đã hoàn thành vai trò là cơ quan đầu mối trong việc thực hiện nhiệm vụ hợp tác quốc tế với Thái Lan Thông qua hợp tác, các cơ quan kỹ t huật Việt Nam đã có cơ hội tiếp xúc với các cơ quan kỹ thuật liên quan phía Thái Lan để trao đổi học tập kinh nghiệm kỹ thuật viễn thám phòng chỗng thiên tai

Tóm lại, nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định thư với Thái Lan pha 2 của Trung tâm Viễn thám quốc gia đã hoàn thành được cơ bản các mục tiêu khoa học công nghệ đề ra, đồng thời đã xây dựng được quan hệ tốt giữa các cơ quan viễn thám hai nước Mối quan hệ này cần được duy trì và phát triển trong các năm tiếp theo để nâng cao khả năng hội nhập về công nghệ viễn thám và ứng dụng vũ trụ của Việt Nam với các nước trong khu vực

7

MỞ ĐẦU

Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam là cơ quan Nhà nước đứng ra điều phối hoạt động hợp tác với Vương quốc Thái Lan về khoa học và công nghệ Đề tài nghiên cứu khoa học “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai” là một đề tài cấp Nhà nước do Trung tâm Viễn thám quốc gia thực hiện trên cơ sở Nghị định thư với Thái Lan, biên bản cuộc họp của Hội nghị Bộ trưởng KHCN lần thứ 3 tại Băng Cốc – Thái Lan ngày 15 tháng 07 năm 2004; theo thỏa thuận hợp tác nghiên cứu khoa học ký kết giữa Cơ quan thông tin địa lý và công nghệ vũ trụ Thái Lan (GISTDA) và Trung tâm Viễn thám quốc gia tháng 09 năm 2004 Trong hợp tác nghiên cứu chung giữa các cơ quan viễn thám hai nước Việt Nam và Thái Lan, Trung tâm Viễn thám quốc gia (TTVTQG) làm đầu mối chủ trì cho các hoạt động nghiên cứu tại Việt Nam

và Cơ quan thông tin địa lý và công nghệ vũ trụ Thái Lan (GISTDA) là cơ quan đứng chủ đầu mối hợp tác nghiên cứu phía Thái Lan

Năm 1982, Thái Lan là nước đầu tiên trong khu vực Đông Nam Á lắp đặt trạm thu ảnh vệ tinh viễn thám và đứng đầu trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám Hiện nay Thái Lan cũng là nước đầu tiên phóng vệ tinh viễn thám THEOS

Nguồn kinh phí để thực hiện hợp tác theo nguyên tắc mỗi nước tự bỏ tiền cho hoạt động nghiên cứu của phía mình thông qua cơ quan đầu mối hợp tác nên mỗi bên

tự lựa chọn khu vực nghiên cứu và tự tổ chức nghiên cứu Tuy nhiên, trước khi thực hiện cần thông báo và trao đổi kinh nghiệm với nhau về nội dung đề cương thực hiện, sau đó tổ chức các buổi họp kỹ thuật để báo cáo kết quả nghiên cứu và trao đổi kinh nghiệm trong lĩnh vực viễn thám cũng như giao lưu học hỏi thêm về chuyên môn

Thực tế cho thấy, các nước trong khu vực Đông Nam Á chịu ảnh hưởng nhiều của các hiện tượng tiên tai như động đất, trượt lở đất, lũ lụt, hạn hán…Trong đó, lũ lụt

là hiện tượng thiên tai phổ biến thường xảy ra hàng năm ở khu vực này, lũ lụt gây tác động ảnh hưởng thiệt hại lớn về người và của, phá hoại cơ sở hạ tầng vật chất kỹ thuật, gây khó khăn cho công tác ứng cứu Đặc biệt, lũ lụt có thể kéo dài nhiều ngày do đó ảnh hưởng lớn đến công tác cứu nạn cứu hộ

Nhằm mục đích giám sát, phòng chống và giảm thiểu tác hại của lũ lụt, ứng dụng công nghệ viễn thám được xem như là công cụ tối ưu được thực hiện từ công đoạn thu thập số liệu, thông tin về hiện trạng lũ lụt đến việc giám sát quá trình xảy ra

8

lũ lụt và thu thập các thông tin sau trận lụt phục cụ công tác lập kế hoạch khắc phục sự

cố giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra

Cho mục đích dự báo hiện tượng lũ lụt, ngày nay người ta áp dụng mô hình thủy văn thuỷ lực để mô hình hóa quá trình xảy ra lũ lụt Để cung cấp đầu vào cho mô hình cần thiết phải xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình và các thông số đo đạc về thủy văn

Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu địa hình và các thông số thủy văn, càng sát thời gian thực càng đem lại kết quả dự báo chính xác Hơn nữa các thông

số của mô hình cũng phải được hiệu chỉnh thích hợp với cơ sở dữ liệu (CSDL)

Trên cơ sở “Nghị định thư hợp tác Việt Nam – Thái Lan”, Trung tâm Viễn thám quốc gia đã được giao nhiệm vụ chủ trì Nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo Nghi định thư Việt Nam – Thái Lan với tên gọi: “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên, môi trường và thiên tai”

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Xuân Lâm

Học hàm, học vị, chuyên môn: Tiến sĩ

Chức vụ: Giám đốc Cơ quan: Trung tâm Viễn thám quốc gia

Địa chỉ: 108 Phố Chùa Láng – Đống Đa – Hà Nội

Điện thoại: + 84.4.3834.3811

Cơ quan chủ quản: Bộ Tài nguyên và Môi trường

Cơ quan chủ trì: Trung tâm Viễn thám quốc gia

Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ tháng 01/2009 đến tháng 12/2010)

Mục tiêu của đề tài:

- Nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan để hoàn thiện Hệ thống giám sát ngập lụt bằng việc áp dụng công nghệ viễn thám kết hợp mô hình thủy văn thủy lực đã đề xuất trong giai đoạn hợp tác trước;

- Học tập kinh nghiệm của Thái Lan, đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên Trung tâm Viễn thám quốc gia và nâng cao kỹ thuật vận hành Trạm thu ảnh vệ tinh thu nhận nhanh ảnh viễn thám phục vụ quản lý ngập lụt;

- Tiến hành thực nghiệm lập bản đồ ngập lụt tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) bằng công nghệ viễn thám kết hợp mô hình thủy văn thủy lực và kinh nghiệm trao đổi với Thái Lan

9

Khu vực nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu thuộc tỉnh An Giang thuộc lưu vực sông

vùng Đồng bằng sông Cửu Long, một phần nằm trong Tứ giác Long Xuyên; có biên giới Việt Nam – Campuchia Vĩ độ địa lý nằm trong khoảng 10-110 vĩ bắc

Báo cáo tổng kết đề tài gồm những phần chính sau đây:

10

Chương 1 – TỔNG QUAN TÌNH HÌNH, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ngập lụt ngoài nước và trong nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài:

Cơ quan hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) thực hiện chương trình Sentinel Asia, đây là chương trình chia sẻ thông tin về thiên tai giữa các nước trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương Các thông tin được chia sẻ thông qua dạng Web-GIS, tạo

ra một cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh cho việc giám sát thiên tai trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương Chương trình Sentinel Asia là sự khởi đầu cho việc thành lập một điểm phân phối thông tin quan trọng dựa trên nền tảng internet, thông tin được phân phối ở đây là dữ liệu ảnh vệ tinh và các thông tin không gian về thảm họa thiên nhiên trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương

Ngập lụt là một trong những thảm họa hoạ thiên nhiên tác động bao trùm khu vực rộng lớn Do mật độ dân cư sống dọc theo những dòng sông rất cao, và là khu vực

có hoạt động sản xuất kinh tế tập trung đặc biệt là ở các nước Châu Á như Bangladesh, Trung quốc, Ấn Độ, Việt Nam…, nên nạn lụt gây ra những sự mất mát khổng lồ cả về tài sản cũng như cướp mất cuộc sống của rất nhiều người hàng năm Sau đây là một số thông tin về các nghiên cứu ở một số nước trên thế giới:

+ Bangladesh đã xây dựng thành công hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng mô hình thuỷ văn và thuỷ lực MIKE-11 (của Đan Mạch) dưới sự trợ giúp của UNDP/WMO kết hợp với sử dụng tư liệu viễn thám GMS, NOAA-12 và NOAA-14 Hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt này được áp dụng cho vùng lãnh thổ rộng 82000 km2, trên đoạn dài 7270 km sông, 195 nhánh, sử dụng 30 trạm giám sát

Trung Quốc đã xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng tư liệu viễn thám FY-II, OLR, GPCP, ERS-II, SSM/I

Ấn Độ bắt đầu xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt từ năm 1959 cho lưu vực sông Hằng Hiện nay ở ấn độ có 145 trung tâm dự báo, 500 trạm khí tượng, 350 trạm thuỷ văn phục vụ cho vùng lưu vực rộng 240000 km2, sử dụng khả năng thông tin của các tư liệu ảnh vệ tinh IRS, TM Landsat-5, ERS, Radarsat

11

Một số nước thuộc Châu Phi sử dụng mô hình thuỷ văn FEWS NET kết hợp với

hệ thống thông tin địa lý GIS để xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt cho

5600 vùng hạ lưu với sự trợ giúp xây dựng của tổ chức USGS/EROS

Tại Mỹ để quản lý chất lượng nước sông (lưu vực sông Minnesota) các nhà quản

lý cho rằng: vấn đề ô nhiễm nước của sông Minnesota không thể giải quyết triệt để nếu chỉ quan tâm đến việc kiểm soát nguồn nước thải tập trung mà bỏ qua nguồn nước thải phân tán

Tại Brazil, để phục hồi chất lượng nước sông Tiete, tháng 9 năm 1991 chính phủ Brazil đã triển khai dự án làm sạch sông, hồ chứa trong lưu vực sông Một trong những nhiệm vụ quan trọng là kiểm soát rác thải từ hoạt động công nghiệp

Tại Trung Quốc, trong vài năm gần đây, ngày càng có nhiều dấu hiệu cho thấy

sự không bền vững trong sử dụng tài nguyên nước và các hệ sinh thái tại các lưu vực sông Nhận thức được vấn đề này, Uỷ ban Hợp Tác Quốc Tế về Môi Trường và Phát triển Trung Quốc (CCICED) đã đề xuất áp dụng quản lý tổng hợp lưu vực sông tại Trung Quốc dựa trên cách tiếp cận hệ sinh thái

Mô hình tổ chức quản lý Tài nguyên nước của lưu vực sông Châu Giang (miền nam Trung Quốc)

Mô hình tổ chức quản lý lưu vực sông Georga (Canada) Đây là mô hình quản

lý lưu vực sông theo liên ngành, có sự tham gia chặt chẽ của các bên

Mô hình tổ chức quản lý lưu vực sông Seine (Pháp) Cơ cấu tổ chức quản lý lưu vực sông Seine là mô hình quản lý tài nguyên nước khá hoàn thiện (quản lý đến từng tiểu lưu vực của hệ thống sông Seine) với sự tham gia chặt chẽ của các ngành, các địa phương và cộng đồng dân cư trong lưu vực

Thái Lan, là một nước nằm trong khu vực Đông Nam châu Á, có nhiều điểm tương đồng về điều kiện tự nhiên với Việt Nam Viễn thám đã được ứng dụng ở Thái Lan trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, lâm nghiệp, môi trường và thảm họa thiên nhiên, quy hoạch đô thị vv Viễn thám đã được phát triển ở Thái Lan từ đầu những năm 80 của thế kỷ trước và trong vòng hơn 20 năm qua, trình độ viễn thám ứng dụng

ở Thái Lan đã phát triển tương đối cao trong khu vực GISTDA là một tổ chính phủ trực thuộc Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường của Thái Lan, có mục đích phát triển công nghệ vũ trụ và địa tin học ứng dụng cho các ngành kinh tế GISTDA đã hợp tác với các nước có công nghệ phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Nga để phát

12

triển công nghệ vũ trụ, viễn thám và công nghệ thông tin, với việc ký hợp đồng phát triển vệ tinh quan sát trái đất với hãng EADS Astrium - Pháp vào tháng 7 năm 2004, Thái Lan sẽ có cơ hội phát triển cao hơn nữa về công nghệ vũ trụ và viễn thám ứng dụng

Một số nghiên cứu về ngập lụt ở Thái Lan như “Dự án Phát triển hệ thống cảnh báo ngập lụt cho vùng lòng chảo Chao Phraya” đã được báo cáo kết quả ở hội nghị quốc tế Kyoto-Nhật bản vào tháng 5/2004 Hệ thống này phát triển nhằm mục đích cảnh báo sớm cho các cộng đồng dân cư dọc theo vùng lòng chảo tránh lũ khi có mưa lớn ở thượng nguồn, dựa trên việc thiết kế và xây dựng một hệ thống truyền dữ liệu thực địa liên tục tự động từng 10 phút để phân tích và dự báo lũ Nghiên cứu ngập lụt

ở sông Mae Chaem thuộc tỉnh Chiềng Mai – Thái Lan, sử dụng mô hình thủy lực HEC-RAS và khảo sát thực địa nhờ các trạm đo D-GPS để xây dựng các mặt cắt sông

và vết lũ năm 2001 để hiệu chỉnh mô hình GISTDA cũng đã áp dụng ảnh vệ tinh Landsat 5 TM để xác định vùng ngập lụt cho các lưu vực sôngvùng phía Bắc của Thái Lan như sông Songkram, vùng ngập lụt thuộc tỉnh Sukotha

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Lũ lụt là thảm họa thiên tai gây thiệt hại lớn trên khu vực rộng và xảy ra thường xuyên hàng năm, là hiện tượng chung trong khu vực, các nước đều quan tâm Viễn thám là một phương tiện mới đang có nhiều triển vọng ứng dụng trong quản lý thiên tai, đặc biệt là lũ lụt

Kết quả nhiệm vụ hợp tác theo nghị định thư 2004-2007 đã đưa ra một số quy trình công nghệ kết hợp viễn thám và mô hình thủy văn thủy lực, tuy nhiên chưa hình thành được hệ thống giám sát lũ lụt được vận hành có sử dụng công nghệ viễn thám Tại cuộc gặp lần thứ 3 tại Băng Cốc GISTDA và TTVTQG đã đồng ý tiếp tục hợp tác, nội dung do 2 bên trao đổi cụ thể Hiện nay, TTVTQG là đầu mối hợp tác viễn thám với Thái Lan và đã phát huy tốt vai trò của mình trong giai đoạn tiến hành nhiệm vụ hợp tác quốc tế (HTQT) giai đoạn 1 Tuy nhiên, việc thực hiện nhiệm vụ HTQT với Thái Lan giai đoạn 1 còn có một số nhược điểm chính sau:

- Khó khăn trong việc cung cấp nhanh tư liệu viễn thám ngập lụt;

- Chưa tiến hành thử nghiệm nhiều khu vực nhất là khu vực đồng bằng;

- Đã đề xuất hệ thống giám sát ngập lụt nhưng cần xây dựng cơ chế ứng phó lũ lụt;

13

- Chưa có phương pháp đánh giá thiệt hại do lũ lụt gây ra

Đối với việc triển khai Nhiệm vụ HTQT giai đoạn 2 đã có một số thuận lợi cơ bản sau:

- Hiện tại ở TTVTQG đã có CSDL Địa hình - Thủy văn ĐBSCL có thể hoàn thiện để thử nghiệm

- Đã có Trạm thu ảnh vệ tinh có thể chủ động thu ảnh và Trung tâm kỹ thuật cứu nạn cứu hộ đã được thành lập cần vận hành đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng thực tiễn

- Ở nước ngoài và trong khu vực hiện nay đã có nhiều nghiên cứu thiết lập các

hệ thống cảnh báo nhanh thiên tai sử dụng công nghệ viễn thám

- Ở Việt nam đã có một số dự án nghiên cứu lũ lụt sử dụng ảnh Radar cho mục đích này, song hiệu quả chưa lớn và chưa mang tính thuyết phục để trở thành một hệ thống vận hành thường xuyên Hiện nay, cơ quan phòng tránh bão lụt và cứu nạn cứu

hộ chưa sử dụng ảnh viễn thám và hệ GIS trong quản lý lũ lụt, tuy nhiên nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong phòng tránh thiên tai là vấn đề bức thiết

Ngập lụt là hiện tượng thường xảy ra ở Việt Nam Quy mô gây thiệt hại và tần suất xuất hiện lũ có xu hướng ngày càng gia tăng trong những năm gần đây Chính phủ Việt Nam rất quan tâm đến vấn đề giám sát diễn biến của ngập lụt nhằm phòng chống

và giảm nhẹ tác hại ở mức độ thấp nhất Có rất nhiều các nghiên cứu về ngập lụt ở Việt Nam trên các lưu vực ở các hệ thống sông lớn như đồng bằng sông Hồng, sông Cửu Long và các hệ thống sông ở Trung Bộ Việt Nam Tuy nhiên, cho đến nay chưa

có đề tài nghiên cứu nào sử dụng ảnh viễn thám kết hợp với mô hình thuỷ văn, thuỷ lực để kiểm soát, cảnh báo và lập bản đồ ngập lụt cho tất cả các lưu vực sông ở Việt Nam Công tác xây dựng bản đồ ngập lụt ở nước ta thực sự mới được chú ý sau trận lũ lịch sử ở một số tỉnh Miền Trung năm 1999

Một số đề tài nghiên cứu trong nước có liên quan:

- “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường Việt Nam, trước hết đối với tài nguyên đất và nước” phần 1 do Trung tâm Viễn thám quốc gia thực hiện năm 2005

– 2006

Công nghệ Quốc gia thực hiện năm 2000 - 2004

- “Lập bản đồ ngập lụt cho 7 tỉnh Miền Trung” do Trung tâm Tư vấn và Hỗ trợ

Công nghệ KTTV (UNDP tài trợ) thực hiện từ 2001 đến nay

- “Xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa hình – thuỷ văn cơ bản phục

vụ phòng chống lũ lụt và phát triển kinh tế xã hội vùng Đồng bằng Sông Cửu Long”

do Trung tâm Viễn thám quốc gia thực hiện từ 2004 - 2007

- E.C Chapman, 2001 “Disastrous Floods on the Mekong”, ASEAN Focus

Group, Australian National University

Khó khăn trong quá trình nghiên cứu khi thực hiện nhiệm vụ ở trong nước:

Nhiệm vụ hợp tác quốc tế: “Hợp tác nghiên cứu kinh nghiệm của Thái Lan ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường Việt Nam, trước hết đối với tài nguyên đất và nước” phần 1 do Trung tâm Viễn thám thực

hiện năm 2005 - 2006

+ Đề tài này nghiên cứu thiết lập được quy trình công nghệ kết hợp ứng dụng viễn thám với mô hình thủy văn thủy lực để lập bản đồ nguy cơ ngập lụt Quy trình này tận dụng được ưu điểm của công nghệ viễn thám thu thập thông tin địa hình trên lưu vực dốc rộng lớn một cách khách quan, nhanh chóng Đồng thời tận dụng được ưu điểm chính xác, sát thực tế của việc dự báo ngập lụt bằng tính toán mô hình thủy văn thủy lực ở khu vực đồng bằng, bằng phẳng Tuy nhiên quy trình này chưa cho phép sử dụng số đo mưa trực tiếp để dự báo tình trạng ngập, mà mới chỉ cho phép lập các bản

đồ cảnh báo nguy cơ ngập lụt với quy mô lưu vực sông Sản phẩm của quy trình này

có thể sử dụng mô phỏng lại các trận lũ và đề ra các kế hoạch và kịch bản ứng phó

+ Đã đưa ra được quy trình sử dụng ảnh viễn thám Radar để chiết tách vùng ngập Quy trình này có thể được sử dụng để xử lý các ảnh viễn thám ENVISAT/ASAR thu chụp bởi Trạm thu ảnh vệ tinh Việt Nam cung cấp các thông tin về vùng ngập lụt nhanh chóng khi có lũ lụt xảy ra

15

+ Hợp tác với Thái Lan về nghiên cứu ngập lụt, TTVTQG đã học tập được một

số kinh nghiệm về kỹ thuật và các dịch vụ cung cấp tư liệu ảnh vệ tinh, kỹ thuật xử lý thông tin viễn thám, tổ chức hệ thống giám sát ngập lụt và sự phối hợp hợp tác giữa các cơ quan trong vận hành hệ thống

Việc lập bản đồ ngập lụt ở Việt Nam hiện nay còn nhiều bất cập trong việc thu thập đủ số liệu, thiếu bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và cập nhật hiện trạng các thông số thuộc bề mặt của lưu vực Với sự phát triển của công nghệ viễn thám, đặc điểm kỹ thuật ưu việt như chụp ảnh đồng thời được một phạm vi rộng và khả năng chụp ảnh lập thể để có thể xây dựng mô hình số độ cao DEM hứa hẹn những ứng dụng mới trong nghiên cứu ngập lụt ở Việt Nam và cũng là xu thế của các nước khác, đó là sự kết hợp của công nghệ viễn thám, công nghệ GIS với mô hình thủy văn

1.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Cách tiếp cận

Kết hợp với Viện Công nghệ Vũ trụ và Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn và Tài nguyên nước, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường để nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám trong công tác giám sát lũ lụt, đưa ra biện pháp chiết tách thông tin hữu hiệu, tích hợp thông tin trong các mô hình thuỷ văn Nghiên cứu đưa ra cơ chế đối phó với thảm hoạ thiên nhiên, hoàn thiện Hệ thống giám sát ngập lụt bằng việc áp dụng công nghệ viễn thám kết hợp mô hình thủy văn thủy lực đã đề xuất trong giai đoạn hợp tác trước Đồng thời cộng tác với GISTDA của Thái Lan trong thử nghiệm ứng dụng công nghệ vũ trụ mới như vệ tinh THEOS trong quản lý lũ lụt lưu vực sông Mekong một cách có hiệu quả nhất Triển khai nghiên cứu phương pháp đánh giá thiệt hại do lũ lụt với sự trợ giúp của công nghệ Viễn thám và GIS Dự kiến tiến hành thực nghiệm tại khu vực Đồng Tháp Mười - Tứ giác Long Xuyên diện tích khoảng 3000 km2

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp sử dụng công nghệ viễn thám:

- Công nghệ giải đoán ảnh để cung cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình thủy lực Các dữ liệu như hiện trạng lớp phủ bề mặt trong lưu vực, dữ liệu địa hình bề mặt đất, mạng lưới thủy văn

- Phương pháp hiện chỉnh dữ liệu địa hình (phân bố dân cư, giao thông, ) và

dữ liệu kinh tế xã hội cho việc thành lập bản đồ, đánh giá tình trạng

Phương pháp sử dụng mô hình toán học trong nghiên cứu ngập lụt

- Sử dụng phương pháp tính toán mưa – dòng chảy bằng các phần mềm công nghệ cập nhật

- Sử dụng phần mềm MIKE 11, MIKE 21 để tính toán diễn biến ngập lụt trên sông, trong đồng để xác định mức nước, lưu lượng và diện ngập

Phương pháp GIS:

- Xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) và quản lý toàn bộ thông tin trong lưu vực, phân tích các thông tin và đề xuất giải pháp, đánh giá tình hình ngập lụt, đánh giá thiệt hại tổn thất sau thiên tai

- Tích hợp thông tin và hiệu chỉnh dữ liệu cho mô hình, kết hợp với kết quả tính toán của mô hình thủy lực để xuất các bản đồ dự báo ngập lụt theo thời gian

1.3 Nội dung thực hiện chính

1.3.1 Hợp tác nghiên cứu với các đối tác trong và ngoài nước

a Hợp tác quốc tế

Nội dung và kế hoạch đã thực hiện hợp tác với đối tác Thái Lan trong quá trình thực hiện nhiệm vụ:

Các tổ chức của đối tác Thái Lan:

- Cơ quan đối tác chủ trì nhiệm vụ hợp tác về viễn thám về phía Thái lan là Cơ quan viễn thám và thông tin địa lý Thái Lan (gọi tắt là GISTDA) thuộc Bộ Khoa học

và Công nghệ Thái Lan

- Ngoài ra còn hợp tác với Cục Thuỷ lợi Hoàng gia – Royal Irrigation Department (RID)

Nội dung và kế hoạch hợp tác với đối tác nước ngoài trong quá trình thực hiện nhiệm vụ:

- Học tập kinh nghiệm của Thái Lan, đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên Trung tâm Viễn thám quốc gia và nâng cao kỹ năng vận hành Trạm thu ảnh vệ tinh thu nhận nhanh ảnh vệ tinh phục vụ quản lý ngập lụt

- Trao đổi kinh nghiệm với Thái Lan, mở lớp tập huấn ứng dụng ảnh THEOS

17

- Trao đổi kinh nghiệm với Thái Lan hoàn thiện Hệ thống giám sát ngập lụt đã

đề xuất trong giai đoạn hợp tác trước

b Hợp tác với các tổ chức tại Việt Nam

Hợp tác với Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, Viện Khoa học

Vũ trụ thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong suốt quá trình thực hiện nhiêm vụ, cụ thể:

- Nghiên cứu về Hệ thống thu nhận dữ liệu vệ tinh; Thu nhận dữ liệu ở thời gian thực; Kiểm tra tình trạng thu nhận dữ liệu; Vận hành Sản xuất dữ liệu ảnh vệ tinh; Sản xuất dữ liệu ảnh vệ tinh; Lưu trữ dữ liệu vệ tinh; Bảo trì Hệ thống; Giới thiệu Hoạt động lập trình kế hoạch thu nhận

- Ảnh vệ tinh thu nhận được tại Trạm thu ảnh của Trung tâm Viễn thám quốc gia và ứng dụng: Đặc tính của ảnh; Xử lý ảnh (Quá trình tiền xử lý trước các mứcvà

xử lý hình học)

- Ứng dụng của ảnh vệ tinh và mô hình thủy lực MIKE 11: Để thành lập, hiện chỉnh bản đồ ngập lụt và xây dựng các kịch bản ngập lụt; Dữ liệu ảnh vệ tinh phục vụ công tác giám sát, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai; còn dùng để cảnh báo cho khu vực có nguy cơ rủi ro cao và đánh giá mức độ thiệt hại

1.3.2 Khảo sát thực địa

Đoàn cán bộ Trung tâm Viễn thám quốc gia tiến hành 3 đợt khảo sát thực địa trong năm 2009 và 2010 tại khu vực nghiên cứu thuộc tỉnh An Giang với các nội dung sau:

- Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn

- Đo GPS

- Điều vẽ vùng lụt

1.3.3 Nội dung ứng dụng công nghệ viễn thám

- Các công đoạn xử lý ảnh viễn thám:

18

+ Phân loại ảnh viễn thám

- Giải đoán ảnh vệ tinh đa thời gian để xác định biến động của đối tƣợng và của vùng ngập

1.3.4 Nội dung ứng dụng GIS

Xây dựng cơ sở dữ liệu các lớp thông tin phục vụ giám sát ngập lụt nhƣ sau:

- Ranh giới và phạm vi khu vực nghiên cứu

cụ thể của từng cấu phần, có thể áp dụng trong trường hợp khẩn cấp khi lũ lụt xảy ra tại Việt Nam Dưới đây là sơ đồ hệ thống giám sát ngập lụt đề xuất trong đề tài để nghiên cứu hoàn thiện (Hình 1)

GIS

Hệ thống xử

lý thông tin theo mô hình thủy văn thủy lực

ủy ban Quốc gia Tìm kiếm, Cứu hộ, Cứu nạn

ủy ban phòng chống lụt bão địa ph-ơng

Server Bản đồ ngập lụt

TT Viễn thỏm QG

Viện KH KTTV &MT

TT Kỹ thuật Cứu

hộ cứu nạn

-Bản đồ nguy cơ ngập

-Bản đồ tổn thương -Bản đồ đỏnh giỏ

- Kịch bản ngập lụt và KH cứu nạn cứu

hộ -KH khắc phục hậu quả lũ lụt

2.1 Hệ thống thu thập dữ liệu:

2.1.1 Thu thập dữ liệu viễn thám, bản đồ và CSDL địa hình

2.1.1.1 Thu thập dữ liệu viễn thám:

Ảnh viễn thám tai Việt Nam hiện nay được thu nhận một cách chủ động và hiệu quả từ Trạm Thu ảnh của Trung tâm Viễn thám quốc gia Vì vây, trong quá trình thu thập dữ liệu viễn thám, ngoài các tư liệu sẵn có, chúng ta cần xác định các thời điểm đặt mua và thu nhận tín hiệu từ vệ tinh Do đó, cần nghiên cứu để lập ra hai quy trình thu ảnh: quy trình đặt thu ảnh thường xuyên và quy trình đặt thu ảnh trong các trường hợp khẩn cấp khi xảy ra thiên tai lũ lụt Đối với quy trình thu ảnh thường xuyên, việc thu ảnh tại trạm thu cần tuân thủ theo các bước như trình bày ở dưới Quy trình đặt thu ảnh trong các trường hợp khẩn cấp khi xảy ra thiên tai lũ lụt được cân nhắc các điều kiện đặt và thu ảnh, được trình bày ở Chương 4

Thu ảnh vệ tinh Spot

Hình 2 Quy rình đặt thu ảnh vệ inh Sp t

Đặt yêu cầu thu ảnh

Sau khi Trạm thu ảnh vệ tinh nhận được yêu cầu cung cấp loại tư liệu ảnh vệ tinh của vùng mà người sử dụng quan tâm, quản lý trạm thu sẽ xử lý kế hoạch thu ảnh Công đoạn đầu tiên là xác lập khu vực cần thu ảnh ở dạng tệp tin véctơ hoặc ở dạng hình ảnh trên công cụ chuyên dụng PRM (Programming Relation Management Tool) của SPOT Image rồi gửi yêu cầu thu nhận tín hiệu ảnh trong khoảng thời gian được

yêu cầu ở định dạng tài liệu chuẩn (do SPOT Image quy định) đến SPOT Image thông qua mạng Internet Tiếp theo SPOT Image sẽ gửi lại thư điện tử xác nhận đã nhận được yêu cầu cho quản lý trạm thu

Tính khả thi của yêu cầu

Người lập kế hoạch của SPOT Image sẽ chia vùng quan tâm dưới dạng lưới ô vuông và nghiên cứu kỹ về tính khả thi cho việc thu ảnh tại vùng đó như: kiểm tra vị trí địa lý và thời gian cần thu ảnh có trùng với các yêu cầu của các trạm thu khác nhận trước đó hay không và thông tin về thời tiết của khu vực cần thu ảnh Sau đó SPOT Image sẽ gửi lại tính khả thi của yêu cầu (tính khả thi cao, vừa, ít khả thi) cho quản lý trạm thu SPOT Image sẽ đặt yêu cầu thu ảnh ở mức ưu tiên hơn nếu dự báo thời tiết của vùng quan tâm đẹp (bầu trời trong, không mây) Ngược lại SPOT Image có quyền hủy các yêu cầu nếu dự báo thời tiết của vùng cần thu ảnh có bầu trời không mây nhỏ hơn 5% (tương đương với 95% mây trên ảnh)

Trao đổi và lập chương trình thu ảnh

Quản lý trạm thu và đại diện của SPOT Image cùng trao đổi để đưa ra chương trình thu nhận tín hiệu ảnh cuối cùng phù hợp với yêu cầu và điều khoản của cả hai bên và ký vào Bản chương trình thu ảnh Tiếp đó SPOT Image sẽ gửi chương trình thu ảnh sang Trung tâm điều khiển vệ tinh của CNES (Cơ quan Nghiên cứu không gian Pháp) để lập chương trình thu ảnh cho vệ tinh Sau đó Trung tâm điều khiển vệ tinh sẽ gửi lại tệp tin kỹ thuật đặc thù của việc thu ảnh cho SPOT Image để chuyển tiếp cho Trạm thu ảnh vệ tinh Yêu cầu thu ảnh ở chế độ chuẩn sẽ được thực hiện trong vòng 7 ngày làm việc

Dò tìm và thu nhận tín hiệu ảnh vệ tinh

Khi nhận được tệp tin kỹ thuật từ SPOT Image hệ thống thu nhận sẽ tự động chiết tách thông tin thu nhận và gửi lệnh cho ăngten để chuẩn bị cho công đoạn dò tìm

và thu nhận tín hiệu khi vệ tinh bay qua Hệ thống sẽ tự động chiết tách tệp tin báo cáo tình trạng hoạt động của trạm thu sau khi quá trình thu nhận hoàn tất để gửi lại cho SPOT Image Tiếp đó, quản lý trạm thu kiểm tra chất lượng hình ảnh thu được, nếu đạt yêu cầu sẽ kết thúc chương trình thu ảnh với SPOT Image Sau đó, thông báo cho người sử dụng biết Trạm thu đã thu được tín hiệu ảnh của vùng quan tâm

Chuyển giao sản phẩm ảnh cho người sử dụng

Trạm thu sẽ xử lý tín hiệu nhận đã thu được và xử lý ra sản phẩm ảnh theo yêu cầu và chuyển cho người sử dụng

Thu ảnh vệ tinh ENVISAT

Hình 3 Quy rình đặt thu ảnh vệ inh ENVISAT

Đặt yêu cầu thu ảnh

Khi Trạm thu ảnh vệ tinh nhận được yêu cầu cung cấp ảnh từ người sử dụng, quản lý trạm thu sẽ xử lý yêu cầu đó Công đoạn lập kế hoạch thu ảnh được thực hiện trực tiếp trên chương trình trực tuyến EOLISA của ESA (Cơ quan Hàng không vũ trụ Châu Âu) Quản lý trạm thu sẽ chọn loại ảnh cần thu và vùng quan tâm theo thời gian như đúng yêu cầu của người sử dụng rồi gửi lại cho ESA

Kiểm tra yêu cầu thu ảnh

Sau khi tiếp nhận yêu cầu từ Trạm thu ảnh vệ tinh, ESA sẽ kiểm tra yêu cầu thu ảnh, nếu không xảy ra xung đột với các yêu cầu đặt thu ảnh của các trạm thu khác thì ESA

sẽ tiếp nhận yêu cầu đó Ngược lại nếu trùng với các yêu cầu khác đã đặt trước hoặc các yêu cầu ở mức độ ưu tiên cao hơn thì ESA sẽ gửi lại thông báo và đề nghị quản lý trạm thu đặt và gửi lại yêu cầu cần thu ảnh Với chế độ chuẩn thì yêu cầu đặt thu ảnh

sẽ được thực hiện trong khoảng 15 ngày

Lập kế hoạch thu ảnh cho vệ tinh

Khi yêu cầu đặt thu ảnh được chấp nhận ESA sẽ lập kế hoạch thu ảnh và gửi tới Trung tâm điều khiển vệ tinh, CNES để trung tâm lập chương trình điều khiển thu ảnh cho vệ tinh

Thu nhận tớn hiệu ảnh

ESA sẽ gửi tệp tin cấu hỡnh thu ảnh cho Trạm thu ảnh vệ tinh trước khi thu nhận tớn hiệu từ vệ tinh trước 48 giờ Sau đú hệ thống thu nhận sẽ tự động chiết tỏch tệp tin cấu hỡnh nhận được thành tệp tin cấu hỡnh đặc trưng riờng dành cho ăngten để Trạm thu sẵn sàng thu nhận tớn hiệu khi vệ tinh đi qua

Xử lý và bàn giao sản phẩm ảnh

Khi quỏ trỡnh thu nhận tớn hiệu từ vệ tinh kết thỳc, quản lý trạm thu sẽ kiểm tra lại chất lượng tớn hiệu ảnh Nếu chất lượng tớn hiệu đạt yờu cầu trạm thu sẽ xử lý ra sản phẩm ảnh như đó được yờu cầu và chuyển giao lại cho khỏch hàng

4.1.1.2 Thu thập dữ liệu bản đồ và cơ sở dữ liệu địa hỡnh:

Từ tr-ớc đến nay việc xây dựng bản đồ ngập lụt ở Việt Nam thiếu rất nhiều các t- liệu mang tính thời sự và cũng ch-a có các ph-ơng pháp tốt để thực hiện Việc xây dựng bản đồ ngập lụt ở n-ớc ta trong thời gian rất ngắn, đảm bảo độ chính xác cao

đang là yêu cầu cấp bách và cần nghiên cứu, xây dựng ph-ơng pháp mới để thành lập bản đồ nguy cơ ngập lụt, dự báo, giám sát lũ lụt một cách nhanh chóng và thuận tiện Việc thu thập các dữ liệu bản đồ và cơ sở dữ liệu địa hình đòi hỏi hết sức tỉ mỉ và chi tiết tại các cơ sở đã có bản đồ nền, khi thu thập các dữ liệu này đòi hỏi phảI chọn lọc

và phân tích, lựa chọn các tỷ lệ thích hợp theo yêu cầu đật ra

Một đặc điểm quan trọng cần quan tâm khi lực chọn dữ liệu của các loại bản đồ phục vụ quản lý ngập lụt là đòi hỏi quy trình cung cấp nhanh sản phẩm, diện bao quát trên vùng rộng lớn

2.1.2 Thu thập, chiết tỏch số liệu khớ tượng thủy văn

Số liệu khớ tượng thuỷ văn yờu cầu cho nghiờn cứu lũ lụt là cỏc sheets thể hiện như một cơ sở dữ liệu bao gồm dữ liệu mưa, dũng chỏy, lưu lượng,

Vỡ võy, cần quan tõm đặc biệt khi lấy cỏc dữ liệu này tại cỏc tram đo tự động hoặc đo đạc thực tế, cần thống kờ chỳng tại cỏc thời điểm nhạy cảm của quỏ trỡnh xảy

ra lũ lụt

Một cỏch khỏc, trong trường hợp thiếu cỏc số liệu khớ tượng thuỷ văn tại cỏc trạm đo mặt đất ở những nơi địa hỡnh khú khăn phức tạp, cần chạy mụ hỡnh để chiết tỏch được cỏc thụng tin cần thiết từ ảnh viễn thỏm Ở một số nước trờn thế giới, cỏc

chuyên gia viễn thám thường sử dụng quy trình này; ví dụ: chiết tách số liệu mưa từ ảnh MTSAT

Việc thu thập số liệu theo phương pháp chiết tách từ ảnh viễn thám đã được đề cập và nghiên cứu thành công tại một số cơ quan trong Bộ tài nguyên và môi trường Hiện nay việc ứng dụng một số hệ công nghệ trong việc phân tích các đặc trưng địa hình, mặt đệm phục vụ cho các mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực được ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam Hiệu quả đem lại bằng công nghệ này góp phần giảm bớt thời gian cho việc thu thập cũng như tránh những sai sót so với làm thủ công Các thông số cho mô hình thuỷ văn, thuỷ lực tuy có sự khác biệt nhưng đều dựa trên các tài liệu đo đạc, các loại bản đồ đã được thành lập dựa trên những công nghệ khác nhau Tựu chung lại có thể kể ra một số thông số chính mà công nghệ có thể hỗ trợ để phục vụ cho các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực như sau:

- Thông số phục vụ tính toán mưa - dòng chảy bao gồm: Ranh giới lưu vực (đường phân nước), diện tích lưu vực, các thông số phục vụ tính toán thấm, thông số diễn toán dòng chảy mặt (chiều dài, rộng lưu vực, chiều dài sông nhánh), thông số diễn toán dòng chảy ngầm…

- Các thông số phục vụ tính toán thuỷ lực: Các sông chính để tính toán thuỷ lực, quan hệ cao độ - diện tích dung tích vùng ngập, trong điều kiện bản đồ DEM có độ phân giải cao có thể chiết tách ra được các mặt cắt ngang, dọc

Quy trình chiết tách các thông số phục vụ cho các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Thu thập tư liệu ảnh, mô hình số địa hình tuỳ theo nguồn dữ liệu đã có

mà việc thu thập tư liệu có thể ở các dạng khác nhau để phục vụ cho quá trình nghiên cứu

Bước 2: Tiến hành nắn chỉnh các loại ảnh, phân tích và tạo ra bản đồ một số lớp phủ thực vật; sửa các lỗi trên mô hình số

Bước 3: Sử dụng công nghệ GIS tiến hành phân tích ra các thông số đầu vào cần thiết như đã được nêu ở trên; chiết tách lưu vực con

Bước 4: Chạy và hiệu chỉnh bộ thông số để áp dụng cho các mô hình toán

Trong điều kiện hiện nay, với việc chủ động trong thu nhận ảnh viên thám, chuíng ta nên áp dụng phương pháp này với lợi thế nhanh chóng, chi phỉ thấp và đáp ứng các yêu cầu rất tốt trong điều kiện lũ lụt tại nhứng vùng có địa hình phức tạp, những nơi khó khăn trong việc thu thập số liệu mặt đất

2.2 Xử lý thông tin viễn thám và tính toán trên mô hình thủy văn thủy văn thủy lực

2.2 1 Chiết tách thông tin lụt từ ảnh viễn thám

Trong các hệ thống Radar chủ động, tín hiệu thu được là tín hiệu phản hồi từ các đối tượng mặt đất trở lại máy thu bức xạ phát đi từ một máy phát đặt cùng và thường sử dụng chung ăngten với máy thu Do vậy, tín hiệu phản hồi này không chỉ phụ thuộc vào hệ số phản hồi, đặc trưng riêng cho mỗi đối tượng nghiên cứu (và hướng thu nhận) mà còn phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật của hệ thống radar Từ tín hiệu thu được, để có được những bức ảnh có ý nghĩa phải trải qua một quá trình tiền xử lý phức tạp dựa trên các thông số kỹ thuật của hệ thống Radar

Bài toán định chuẩn ảnh được đặt ra với mục đích chuyển các giá trị pixel trên ảnh thành các giá trị hệ số phản hồi (backscatter coefficient), đặc trưng riêng cho mỗi đối tượng nghiên cứu, độc lập với hệ thống radar cũng như hệ thống khôi phục ảnh ở trạm thu Giữa hai đại lượng này, về mặt nguyên tắc phải có mối tương quan tỉ lệ đơn giản Tuy nhiên trên thực tế vấn đề này trở nên phức tạp hơn do các giá trị pixel của ảnh radar vẫn còn chứa một số sai số chưa loại trừ hết trong quá trình tiền xử lý

Việc chuyển đổi giá trị xám độ của ảnh Envisat sang giá trị độ sáng 0 và giá trị hệ số tán xạ ngược  0 đòi hỏi phải tính chuyển lại giá trị đầu ra "scaling" Công đoạn này được thực hiện trong suốt quá trình xử lý ảnh Mỗi pixel đầu ra được đưa ra bởi một (hoặc hai) giá trị số (DN) thể hiện độ lớn của pixel thu được

Nhiễu là hiện tượng phổ biến và là đặc trưng của hệ thống chụp ảnh radar (với bước sóng cỡ mm đến 1m) Giống như ánh sáng Laser, sóng radar phát ra được truyền theo pha và tương tác rất ít trên đường đi tới các đối tượng trên bề mặt Sau khi tương tác với các đối tượng trên bề mặt, các sóng này không còn cùng pha nữa, nguyên nhân

là do khoảng cách từ các đối tượng trên bề mặt đến bộ thu phát tín hiệu là khác nhau, hoặc là do sự khác biệt giữa tín hiệu tán xạ đơn và tán xạ nhiều lần Khi không cùng pha, các sóng radar có thể tương tác và tạo ra các điểm ảnh (Pixel) sáng và tối và được

gọi là nhiễu Để sử dụng ảnh một cách có hiệu quả thì cần phải làm giảm các pixel nhiễu này

Hàng loạt các phép lọc được thiết kế chuyên dụng cho ảnh radar đã ra đời và hiện nay thường được cung cấp trong các module xử lý ảnh radar của các phần mềm

xử lý ảnh thương mại Trong đó phải kể tới các phương pháp lọc như Frost, Lee, Sigma, Li, Gamma Map v.v Nhìn chung, đa số các lọc này đều hoạt động trên nguyên tắc dựa vào tính chất cục bộ của vùng ảnh nằm trong cửa sổ lọc tại mỗi vị trí

để xây dựng các ma trận lọc thích hợp sao cho tại những vị trí được xác định là có nhiễu, lọc phải mang tính chất của phương pháp lọc thông tần thấp (low passed filter)

để loại nhiễu, ngược lại, tại những vị trí phát hiện được các chi tiết nhỏ hay có chi tiết dạng tuyến chạy qua, nó phải bảo tồn hoặc thậm chí hoạt động như một lọc tần số cao (hight passed filter) để làm nổi rõ các chi tiết đó Riêng lọc Lee lại dựa vào mô hình nhiễu thực nghiệm để tách riêng nhiễu ra khỏi tín hiệu hữu ích qua đó loại bỏ nhiễu

Hình 4 Hiện rạng ngập ại thời điểm ũ ngày 28/8/200

Cũng như đối với các hệ thống quang học khác, đặc tính hình học của quá trình chụp ảnh Radar nói chung gây nên một số biến dạng hình học trên ảnh Tuy nhiên, điểm khác biệt chính của ảnh Radar đó là việc chụp ảnh nghiêng từ một phía và bản chất của Radar là hệ thống thiết bị đo khoảng cách Sự biến dạng hình ảnh xuất hiện bởi vì hệ thống Radar đo khoảng cách đến đối tượng trên mặt nghiêng chứ không phải khoảng cách thực nằm ngang trên bề mặt đất Việc nắn chỉnh hình học đối với ảnh vệ

tinh nói chung và ảnh radar nói riêng là bước cơ bản không thể thiếu trong công tác xử

lý và phân tích ảnh vệ tinh Nắn chỉnh hình học vào mô hình vật lý; Điểm khống chế

và mô hình số địa hình phục vụ cho nắn ảnh Radar Chất lượng, độ chính xác của công đoạn này sẽ quyết định độ chính xác về vị trí và kích thước của các đối tượng trên bề mặt Hơn nữa, việc so sánh, kết hợp các loại ảnh vệ tinh hay cùng loại ảnh vệ tinh chụp ở các thời điểm khác nhau ngày càng trở nên phổ biến, do đó yêu cầu nắn chỉnh ảnh vệ tinh phải đảm bảo có thể chồng chập các loại ảnh vệ tinh nói trên với sai số nằm trong hạn sai cho phép

Việc xử lý ảnh Radar nói chung và ảnh Envisat nói riêng gồm một chuỗi các công đoạn phức tạp

2.2.2 Tích hợp một số thông số đầu vào được chiết tách từ dữ liệu viễn thám vào

mô hình thủy văn thủy lực

Trên cơ sở lựa chọn mô hình toán, sơ đồ chiết tách các thông số phục vụ cho bài toán thuỷ văn, thuỷ lực:

Dữ liệu tối thiểu cho mô hình thuỷ văn thuỷ lực bao gồm: số liệu KTTV, số liệu địa hình (mặt cắt ngang, dọc), quan hệ cao độ - diện tích – dung tích (Z~F~V, dữ liệu địa hình vùng ngập) nếu có phân chia ô ngập và bản đồ mạng lưới sông suối Các dữ liệu này hầu hết được quan trắc hoặc khảo sát, trừ dữ liệu địa hình vùng ngập, đây cũng chính là dữ liệu sẽ được phân tích bằng công nghệ GIS

Để chiết tách được quan hệ Z~F~V thì ngoài việc phân chia các ô chứa còn phải

có dữ liệu địa hình DEM Tuỳ theo nguồn số liệu hiện có mà DEM có thể được tạo ra

từ bản đồ địa hình hoặc tạo ra từ ảnh vệ tinh (sử dụng công nghệ viễn thám) Khi đã có

ô chứa, bản đồ DEM thì MIKE 11 GIS thực hiện tính toán quan hệ Z~F một cách dễ dàng và được xuất trực tiếp vào file thông số cho mô hình MIKE 11 tính toán thuỷ lực Quá trình tính toán thuỷ lực được hoàn tất tạo ra một file kết quả dạng *.RES File này được nhập trực tiếp vào MIKE 11 GIS để tính toán ra các bảng biểu, bản đồ ngập lụt cũng như các thống kê khác liên quan, tuỳ theo người sử dụng điều khiển mô hình

2.3 Thành lập cỏc bộ bản đồ thể hiện hiện tượng lũ lụt

Bộ bản đồ ngập lụt là một hình thức biểu thị một cách trực quan và để sử dụng

đ-ợc thuận lợi các kết quả phân tích nguy cơ lũ lụt trong một vùng nào đó

Trong quản lý lũ lụt tại Việt Nam hiện tại phổ biến 4 loại tài liệu bản đồ sau đây: 1- Bản đồ hiện trạng ngập lụt: Là loại bản đồ ngập vẽ lại một trận lụt đó qua Phương phỏp thường dựng hiện nay để lập bản đồ ngập lụt là:

- Dựa trờn cỏc vết lũ lớn nhất đó khảo sỏt được để lập bản đồ ngập sau đú dựa vào DEM để xỏc định bản đồ diện ngập và độ sõu ngập cho toàn khu vực

- Nếu thiếu cỏc vết lũ (thực tế là phổ biến vỡ diện ngập cỏc lưu vực sụng lại quỏ lớn ) phương phỏp phổ biến là dựng mụ hỡnh thuỷ văn, thuỷ lực để mụ phỏng lại lũ đó tràn qua, căn cứ vào cỏc vết lũ đo đạc thực địa để hiệu chỉnh và khụi phục cao độ cỏc vết lũ để cung cấp dữ liệu cho DEM

2- Bản đồ dự bỏo ngập lụt: Là loại bản đồ dự bỏo ngập lụt khi chưa diễn ra lụt Loại sản phẩm này rất cần trong thực tế phũng trỏnh lũ ở Việt Nam và cả trờn thế giới Phương phỏp thành lập phự hợp nhất là sử dụng mụ hỡnh thuỷ lực để tớnh toỏn, mụ phỏng Cỏch thực hiện là phải dự bỏo lượng mưa ở cỏc trạm đo trong lưu vực và tớnh toỏn dũng chảy trong mạng sụng-ruộng để xỏc định mực nước, độ sõu cỏc vị trớ

3- Bản đồ ngập lụt thiết kế: Là loại bản đồ dựng cho thiết kế cụng trỡnh ứng với từng chu kỳ tỏi hiện (100, 50, 20, 10, 5 năm) Bản đồ này được tớnh toỏn từ trận mưa thiết kế của từng trạm đo mưa từ chuỗi tài liệu thực đo Phương phỏp xõy dựng bản đồ này hiện nay là sử dụng mụ hỡnh thuỷ lực Đối với bản đồ nguy cơ ngập theo tần suất

và cỏc cấp bỏo động lũ thỡ phương phỏp tớnh toỏn thuỷ lực là cụng cụ được sử dụng nhiều nhất

Với cỏc phương phỏp trờn, độ chớnh xỏc phụ thuộc vào số lượng cỏc vết lũ, mức chi tiết của bản đồ nền địa hỡnh và đặc điểm thuỷ văn, thuỷ lực của lưu vực sụng Mức

độ chớnh xỏc chủ yếu được đỏnh giỏ qua kiểm tra thực địa - một cụng việc rất mất nhiều thời gian, tiền bạc nờn nhiều khi cũng khụng được xem xột kỹ

4- Bản đồ hiện trạng ngập được thành lập với việc sử dụng ảnh viễn thỏm: Thực chất đõy là bản đồ ngập hiện trạng vỡ chỉ chụp được hỡnh ảnh vựng ngập lụt vào thời điểm chụp ảnh

Tuy nhiờn, việc lập bản đồ ngập lụt ở Việt Nam hiện nay cũn nhiều bất cập trong việc thu thập đủ số liệu, thiếu bản đồ địa hỡnh tỷ lệ lớn và cập nhật hiện trạng và chƣa cú cụng nghệ so sỏnh từ ảnh viễn thỏm để so sỏnh, hiệu chỉnh

Quản lý ngập lụt bao gồm cả công việc chuẩn bị tr-ớc ngập lụt xảy ra, trong quá trình ngập lụt và sau khi ngập lụt đã diễn ra Phục vụ cho quản lý ngập lụt một cách hiệu quả đòi hỏi nhiều loại bản đồ khác nhau Trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong quản lý ngập lụt, hiện nay th-ờng quan tâm sản xuất các loại bản đồ chuyên đề sau:

- Bản đồ khả năng ngập : là loại bản đồ đ-ợc tính toán, thành lập từ mô hình số

độ cao hoặc sử dụng mô hình thuỷ lực Trên bản đồ này thể hiện các vùng có thể ngập n-ớc theo dòng chảy khi xảy ra lũ lụt

- Bản đồ tổn th-ơng ngập lụt: là loại bản đồ khu vực nghiên cứu, trên đó thể hiện

tất cả các đối t-ợng địa hình, giao thông, dân c-, kinh tế-xã hội chịu tác động dễ bị tổn th-ơng khi lũ xảy ra

- Bản đồ nguy cơ ngập lụt: là bản đồ kết quả tích hợp của bản đồ tổn th-ơng và

bản đồ khả năng ngập lụt đ-ợc chạy từ các mô hình dự báo hoặc từ các vết lũ lịch sử Bản đồ này cho thấy các vùng có nguy cơ ngập lụt cao khi xảy ra lũ lụt và các đối t-ợng dễ bị tổn th-ơng, bị chịu tác động của ngập lụt cần đ-ợc bảo vệ hoặc có biện pháp phòng tránh tổn th-ơng

Trên đây là các bản đồ chuyên đề phục vụ khâu chuẩn bị ứng phó tr-ớc khi ngập lụt xảy ra Khi ngập lụt đã và đang xảy ra, cần sản xuất và cung cấp nhanh chóng

bản đồ hiện trạng ngập lụt phục vụ nắm bắt tình hình ngập, đánh giá sơ bộ tình trạng

thiệt hại và để lập kế hoạch ứng cứu Vì vậy rất cần thiết tiến hành nghiên cứu công nghệ thành lập nhanh bản đồ hiện trạng ngập lụt sử dụng ảnh viễn thám, nhất là ảnh radar vì loại ảnh này ít chịu ảnh h-ởng của mây hay xảy ra khi m-a bão ngập lụt Sau khi ngập lụt đã xảy ra, cần cung cấp nhanh chóng bản đồ hiện trạng sau lụt

để tiến hành đánh giá tổn thất, lập kế hoạch ứng cứu và chỉ đạo ứng cứu phục hồi, khắc phục hậu quả của lũ lụt

Một đặc điểm quan trọng của các loại bản đồ phục vụ quản lý ngập lụt là đòi hỏi quy trình cung cấp nhanh sản phẩm, diện bao quát trên vùng rộng lớn Để đáp ứng những đòi hỏi cơ bản này thì công nghệ viễn thám và GIS tỏ ra phù hợp hơn cả và phát

huy ®-îc c¸c thÕ m¹nh cña c«ng nghÖ míi, cung cÊp th«ng tin nhanh, chÝnh x¸c vµ tæng thÓ trªn diÖn réng

Hiện nay, việc thành lập bộ bản đồ này dễ dàng thực hiện với nguồn tư liệu, công nghệ, máy móc thiết bị và nguồn nhân lực tại các cơ sở ở Việt Nam Dể thành lập bộ bản đồ nhằm mục đích phòng chống lũ lụt cũng như phục vụ công tác tìm kiếm cứu nạn, cứu hộ, chúng ta cần dựa vào pháp đánh giá tổn thất và ước tính thiệt hại

Các bước đánh giá thiệt hại khi thiên tai xảy ra

Việc đánh giá thiệt hại thường được tiến hành theo 3 giai đoạn:

- Trước thiên tai

- Khi thiên tai xảy ra

- Sau thiên tai: Tiếp tục thu thập và hoàn thiện số liệu thiệt hại, phân tích và lập báo cáo cuối cùng để gửi lên cấp có thẩm quyền

Các nội dung chính đánh giá ảnh hưởng của thiên tai: Con người và tài sản;

Lương thực và sinh kế; Nước sạch và vệ sinh môi trường; Y tế; Giáo dục; Cơ sở hạ tầng

Phân loại thiệt hại do lũ và mức độ nguy hiểm của lũ:

- Phân loại thiệt hại do lũ

- Phân loại mức độ nguy hiểm của lũ

Phương pháp đánh giá thiệt hại

- Xác định phạm vi và mức độ chi tiết trong đánh giá thiệt hại

+ Phạm vi không gian

+ Mục đích đánh giá

+ Các nguồn kinh phí và thời gian

+ Các nguồn dữ liệu có sẵn

Mô hình đánh giá thiệt hại

Phương pháp đánh giá thiệt hại trực tiếp đối với các đối tượng bị ảnh hưởng bởi

lũ lụt sử dụng hàm thiệt hại hiện nay được sủ dụng rộng rãi ở các nước phát triển Phương pháp này cần có bốn nhóm thông số đầu vào là: Độ mạnh của lũ; Số lượng và

loại của các đối tượng sử dụng đất bị ảnh hưởng (element at risk), giá trị của các đối tượng này; Mức độ dễ bị tổn thương của từng loại đối tượng đối với lũ lụt

Mô hình tích hợp đánh giá thiệt hại lũ lụt

Yêu cầu chủ yếu của các mô hình đánh giá thiệt hại là thành lập và sử dụng hàm thiệt hại thể hiện các cấp độ thiệt hại dưới dạng một đường cong Hàm phân bố thiệt hại này thường được phân theo từng loại đối tượng chịu ảnh hưởng của lũ lụt như công trình xây dựng hay mùa màng, nhằm thể hiện mối tương quan giữa mức độ thiệt hại với độ sâu ngập

Phân cấp mức độ thiệt hại theo thời gian ngập

Độ sâu ngập lũ và thời gian ngập thông thường cũng biến thiên cùng chiều, những khu vực ngập sâu hơn thường bị ngập lâu, những khu vực ngập nông nước cũng

có xu hướng rút nhanh hơn nên không chỉ tính mạng con người mà cả các thiệt hại về vật chất nói chung cũng tăng cùng với độ sâu ngập và cũng thường được chia mức độ nguy hiểm theo các ngưỡng ngập nói trên Trong nghiên cứu này, do tư liệu ảnh ENVISAT ASAR được chụp từ khi bắt đầu đợt lũ đến thời điểm lũ rút nên có thể phân cấp mức độ thiệt hại theo khoảng thời gian bị ngập theo thang chia từ 0 đến 1 bằng cách lấy số ngày đối tượng bị ngập chia cho tổng số ngày ngập lụt Tuy nhiên mức độ đánh giá đối với từng loại đối tượng có sự khác biệt

Chẳng hạn cùng một thời gian ngập nhưng ảnh hưởng đến đường nhựa và bê tông sẽ khác đê đắp đất hay đường mòn Vì vậy phân cấp cần phù hợp với từng đối

tượng và xét đến nhiều yếu tố khác

Phân cấp mức độ thiệt hại theo tần suất ngập

Tần suất bị ngập cũng được xét là một yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ thường xuyên bị ngập khi nước lên của đối tượng Ở đây, do khu vực được quan trắc ở 4 thời điểm khác nhau với bước nhảy thời gian không đều nên sự phân cấp này sẽ phụ thuộc vào xác suất đối tượng bị ngập (0%, 25%, 50%, >75% ) với giả định là khoảng cách thời gian độc lập với số lần biến cố lũ lụt xảy ra

2.4 Xác định các tổ chức phòng chống bão lụt tại Việt Nam

Ngày 22/10, cơ quan hạn chế rủi ro thảm hoạ thiên tai của Liên hợp quốc nhấn mạnh do ở châu Á thường xuyên xảy ra lũ lụt, gió lốc và nhiều thảm hoạ thiên nhiên khác, các nước châu Á phải cụ thể hoá các chiến lược hạn chế rủi ro do những thảm hoạ này thành kế hoạch quốc gia để sẵn sàng đối phó với biến đổi khí hậu

Tuyên bố trước khi Hội nghị Bộ trưởng châu Á lần thứ tư, Đại diện đặc biệt của Tổng Thư ký Liên hợp quốc về Hạn chế rủi ro thảm hoạ, bà Margareta Wahlström cho biết “Hạn chế rủi ro thảm hoạ đòi hỏi nhiều giải pháp cụ thể nhằm đối phó với tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay và là bộ phận quan trọng của quá trình thích nghi với biến đổi khí hậu|” Hội nghị trên đã thông qua một lộ trình khu vực kéo dài 5 năm về việc hạn chế rủi ro thảm hoạ và điều chỉnh thích nghi với biến đổi khí hậu, trong đó có các hoạt động xây dựng khả năng, tăng cường chia sẻ thông tin và các giải pháp quản

lý rủi ro khí hậu, đặc biệt là hiện tượng lkngập lụt thông qua sử dụng công nghệ

Hội nghị này cũng là cơ hội để các chính phủ châu Á tái khẳng định cam kết của họ đối với "Khuôn khổ hành động Hyogo", một kế hoạch hành động kéo dài 10 năm nhằm giảm bớt những thiệt hại liên quan đến thiên tai, đã được chính phủ các nước nhất trí thông qua năm 2005

- Những bài học từ thiệt hại ngập lụt do ảnh hưởng của các cơn bão lớn, ví dụ:

là bão Ketsana và Parma (2009) tại Philippin hay trận ngập lịch sử tai Việt Nam năm

2008 làm hàng trăm người thiệt mạng, chúng ta nhận ra rằng, không thể hạn chế tầm nhìn trong đối phó, phục hồi và tái thiết sau mỗi trận thiên tai Không thể chỉ đơn thuần

phản ứng lại thiên tai mà phải chủ động nếu muốn thắng những thách thức này Chúng

ta phải nhìn nhận lại về phát triển bền vững để bảo vệ các thành quả đã đạt được, phải lồng ghép vấn đề giảm thiểu thiên tai, biến đổi khí hậu vào các chính sách, kế hoạch phát triển

Theo số liệu của Ban chỉ đạo Phòng chống lụt bão Trung ương, rất nhiều tỉnh thành tại Việt Nam sẽ bị ngập lụt do ảnh hưởng của quá trình biến đổi khí hậu, trong

đó Đồng Bằng Sông Cửu Long bị thiệt hại nặng nhất

Vấn đề lồng ghép đã được Chính phủ Việt Nam đặt ra song thực hiện điều này không phải dễ Việc lồng ghép vấn đề thiên tai, biến đổi khí hậu vào các chính sách rất khó, bởi cả hệ thống chính trị phải thay đổi cách nhìn về phát triển bền vững Điều cần thiết là phải luật hóa vấn đề quản lý thiên tai và biến đổi khí hậu Đây là vấn đề mang tính đột phá nhằm tăng cường thể chế - yếu tố quan trọng để quyết định những hành động chiến lược lâu dài Cần có sự kết hợp giữa Trung ương và địa phương, trong trường hợp lũ lụt, cần gắn kết và liên hệ chặt chẽ giữua Uỷ ban Tìm kiếm cứu hộ cứu nạn với Uỷ ban Phòng chống lụt bão địa phương thông qua Trung tâm Kỹ thuật Cứu

hộ cứu nạn

Để ứng phó với biến đổi khí hậu thì việc quản lý rủi ro thiên tai lũ lụt phải được chú trọng Các chính quyền địa phương nên quan tâm trong đề xuất, lập kế hoạch và thực hiện hành động biến đổi khí hậu ở các địa phương Việc giảm thiểu rủi ro thiên tai

lũ lụt cần quan tâm đến việc có một nguồn ngân sách riêng Chúng ta nên sớm thiết lập một Quỹ cứu trợ nhân dân thường xuyên được sử dụng hỗ trợ trực tiếp các kế hoạch hành động biến đổi khí hậu nói chung và ngập lụt nói riêng cho các địa phương Ngoài

ra, còn có Quỹ giảm thiểu và quản lý rủi ro, một phần quỹ này phân bổ cho các hoạt động ứng phó khẩn cấp

Để đảm bảo thông suốt ứng phó với lũ lụt hay nói rộng hơn là ứng phó với biến đổi khí hậu, thì hệ thống giám sát phải chặt chẽ Chúng ta cần hình thành một cơ chế hành động và giám sát có tính liên ngành, liên vùng Cần có sự gắn kết chặt chẽ để tăng cường hiểu biết về rủi ro, xây dựng hệ thống thông tin

Để chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, phòng chống thiên tai, thảm họa và tìm kiếm cứu nạn (TKCN) trong có hiệu quả, Ủy ban Quốc gia Tìm kiếm cứu nạn, các

chủ động khi hiện tượng thiên tai lũ lụt xảy ra Các đơn vị chính được phân cấp trách nhiệm đối phó thiên tai lũ lụt bao gồm:

- Ủy ban Quốc gia Tìm kiếm cứu nạn

- Ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung ương

- Ủy ban phòng chống lụt bão địa phương

Chức năng, nhiệm vụ và hướng hoạt động được nghiên cứu và phân cấp trách nhiệm như ở chương 4

Chương 3 - NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ ĐỐI PHÓ THẢM HOẠ

THIÊN TAI NGẬP LỤT

3.1 Nghiên cứu phương pháp đánh giá tổn thất và ước tính thiệt hại

3.1.1 Các bước đánh giá thiệt hại khi thiên tai xảy ra

Việc đánh giá thiệt hại thường được tiến hành theo 3 giai đoạn:

- Trước lũ: Thu thập tình hình dân sinh kinh tế trong khu vực; Chuẩn bị đầy đủ các biểu mẫu theo qui định về quá trình đánh giá thiệt hại và nhu cầu

- Trong lũ: Báo cáo ngay sự kiện thiên tai lên cấp có thẩm quyền về diễn biến

và vùng ảnh hưởng của thiên tai tại địa phương trước khi thu thập số liệu thiệt hại; Thu thập số liệu thiệt hại thông qua chính quyền cấp cơ sở và các trưởng đoàn công tác được cử về địa phương (nếu có) và thu thập từ báo cáo của các cấp; Phân tích số liệu

đã thu thập được trên cơ sở các số liệu đã thu thập được trước thiên tai để xác định tính trung thực của số liệu; Lập báo cáo và đề xuất biện pháp khắc phục gửi lên cấp có thẩm quyền

- Sau lũ: Tiếp tục thu thập và hoàn thiện số liệu thiệt hại, phân tích và lập báo cáo cuối cùng để gửi lên cấp có thẩm quyền

Các nội dung chính đánh giá ảnh hưởng của thiên tai: Con người và tài sản; Lương thực và sinh kế; Nước sạch và vệ sinh môi trường; Y tế; Giáo dục; Cơ sở hạ tầng

3.1.2 Phân loại thiệt hại do lũ và mức độ nguy hiểm của lũ

Phân loại thiệt hại do lũ

Các thiệt hại của lũ lụt có thể được phân loại thành thiệt hại trực tiếp và thiệt hại gián tiếp Thiệt hại trực tiếp được gây ra bởi các tiếp xúc trực tiếp với nước lũ bao gồm thiệt hại đối với nhà ở, với các tài sản kinh tế, mất mát mùa màng, gia súc gia cầm trong nông nghiệp, thiệt hại về người và các ảnh hưởng tức thời đối với sức khỏe, tổn thất đối với môi trường sinh thái Thiệt hại gián tiếp là các thiệt hại do việc gián đoạn các quan hệ vật chất, kinh tế trong xã hội và các chi phí gia tăng do tình trạng khẩn cấp và các hoạt động phòng chống giảm nhẹ thiệt hại