Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định biến động đường bờ vùng biển Cà Mau, Việt Nam từ tư liệu viễn thám đa thời gian (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU, VIỆT NAM TỪ TƯ LIỆU

VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGỤY MINH HIỂN

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIỂN ĐỘNG ĐƯỜNG

BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU, VIỆT NAM TỪ

TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN

NGỤY MINH HIỂN

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

MÃ SỐ: 62.44.02.24

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS.TRỊNH LÊ HÙNG

HÀ NỘI, NĂM 2017

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS.Trịnh Lê Hùng

Cán bộ hướng dẫn phụ:

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS.Trần Thanh Tùng

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS.Nguyễn Kiên Dũng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 27 tháng 09 năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Hà Nội, ngày……tháng……năm 2017

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Ngụy Minh Hiển

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trịnh Lê Hùng – người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Khí tượng – Thủy văn cùng tập thể các thầy cô giáo trong trường Đại học Tài nguyên và Môi trường

Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình em học tập tại trường

Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến ban lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu

và Chuyển giao Công Nghệ Viễn Thám, Cục Viễn Thám quốc gia, các cán bộ phòng Ứng dụng Công nghệ Viễn Thám đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện

để tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn luôn động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Hà Nội, ngày……tháng……năm 2017

Ngụy Minh Hiển

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ 5

1.1 Biến động đường bờ ở Việt Nam 5

1.1.1 Một số khái niệm 5

1.1.2 Biến động đường bờ ở một số khu vực phía Nam, Việt Nam 7

1.1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 14

1.2 Các phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ từ tư liệu viễn thám 20 1.2.1 Phương pháp tổ hợp màu 20

1.2.2 Phương pháp phân ngưỡng 21

1.2.3 Phương pháp tỉ lệ ảnh 23

1.3 Tổng quan về tình hình ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu biến động đường bờ 25

1.3.1 Trên thế giới 25

1.3.2 Trong nước 28

1.4 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ từ tư liệu viễn thám đa thời gian 36

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÙNG BIỂN CÀ MAU TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN 40

2.1 Tư liệu ảnh vệ tinh Landsat 40

2.1.1 Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 40

2.1.2 Đặc điểm tư liệu sử dụng trong nghiên cứu 43

ii

2.2 Cơ sở khoa học phương pháp xác định thông tin đường bờ từ tư liệu

ảnh vệ tinh đa thời gian 46

2.2.1 Tương tác năng lượng bức xạ điện từ và các đối tượng tự nhiên 46

2.2.2 Đặc trưng phản xạ phổ của nước và các đối tượng tự nhiên 48

2.3 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Landsat trong chiết tách thông tin đường bờ 53

2.3.1 Xác định phản xạ phổ bề mặt 53

2.3.2 Xác định ảnh tỉ lệ 58

2.3.3 Xác định thông tin đường bờ 59

CHƯƠNG III: NGUYÊN NHÂN VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC VEN BIỂN CÀ MAU 61

3.1 Nguyên nhân biến động đường bờ 61

3.1.1 Nguyên nhân sạt lở 61

3.1.2 Nguyên nhân bồi tụ cửa sông, bờ biển 65

3.2 Kết quả chiết tách thông tin nước – đất liền 66

3.3 Đánh giá tình hình sạt lở và bồi tụ bờ biển các huyện tỉnh Cà Mau 71

3.4 Bồi tụ vùng cửa sông ở Cà Mau 76

3.5 Đánh giá, kiểm nghiệm kết quả xác định biến động đường bờ 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

iii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Biến động đường bờ ở khu vực bờ biển phía Nam, Việt Nam [9] 8

Bảng 2.1: Các thế hệ vệ tinh trong chương trình LANDSAT 40

Bảng 2.2: Đặc điểm ảnh vệ tinh LANDSAT 5 TM 41

Bảng 2.3: Đặc điểm ảnh vệ tinh LANDSAT 7 ETM+ 42

Bảng 2.4: Đặc điểm các kênh phổ ảnh LANDSAT 8 43

Bảng 2.5: Độ thấu quang của nước phụ thuộc bước sóng [20] 48

Bảng 2.6: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 5 TM [36] 54

Bảng 2.7: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ Low gain [36] 54

Bảng 2.8: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ High gain [36] 55

Bảng 2.9: Giá trị M L, A L đối với ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT 8 [36] 56 Bảng 2.10: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 5 TM [36] 57 Bảng 2.11: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 7 ETM+ [36] 57

Bảng 3.1: Diện tích sạt lở và bồi tụ qua từng giai đoạn từ 2001 – 2017 76

iv

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Diễn biến đường bờ đoạn từ Vàm Láng (cửa Soài Rạp) đến

Kiểng Phước (trái) và ảnh chụp biển xâm thực tại Kiểng Phước (phải) [6] 10

Hình 1.2: Tổ hợp màu RGB=543 ảnh Landsat khu vực ven biển Cà Mau 21

Hình 1.3: Ảnh LANDSAT 7 kênh 4 (a), kênh 1 (b) và ảnh sau khi xử lý ngưỡng (c) khu vực hồ núi Cốc (04/11/2000) [10] 22

Hình 1.4: Ví dụ chỉ số MNDWI khu vực nội thành Hà Nội 24

Hình 1.5: Ảnh vệ tinh Spot khu vực bờ sông Amazon (Nam Mỹ) [30] 26

Hình 1.6: Biến động đường bờ giai đoạn 1989 – 2001 trong nghiên cứu của Alesheikh [21] 27

Hình 1.7: Ảnh Landsat 7 ETM+ ngày 17/02/2002 khu vực ven biển Cà Mau [3] 30

Hình 1.8: Ảnh vệ tinh đa thời gian khu vực cửa Tư Hiền, Thừa Thiên Huế [5] 31

Hình 1.9: Biến động đường bờ khu vực Hàm Tiến, Phan Thiết [12] 32

Hình 1.10: Kết quả xác định biến động đường bờ hồ Núi Cốc giai đoạn 1993 – 2007 33

Hình 1.11: Biến động bãi bồi khu vực Cửa Đáy giai đoạn 1966 – 2011 [2] 34 Hình 1.12: Quá trình xói lở, bồi tụ khu vực Ngọc Hiển từ ảnh vệ tinh Landsat giai đoạn 1995 – 2000, 2000 – 2005, 2005 – 2010 (từ trái sang) [3]34 Hình 1.13: Chiết tách thông tin đường bờ khu vực Cửa Đại tư liệu ảnh Landsat đa thời gian [18] 35

Hình 1.14: Mô hình xây dựng bản đồ đường bờ theo phương pháp tỉ số ảnh Alesheikh 37

Hình 2.1: Ảnh vệ tinh Landsat 7 ETM+ ngày 16 – 01 – 2001 44

Hình 2.2: Ảnh vệ tinh Landsat 5 TM ngày 24 – 12 – 2006 45

Hình 2.3: Ảnh vệ tinh Landsat 5 TM ngày 14 – 01 – 2009 45

v

Hình 2.4: Ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI ngày 20 – 01 – 2017 46

Hình 2.5: Phản xạ toàn phần (a), phản xạ một phần (b) 47

Hình 2.6: Đặc trưng phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên [14] 48

Hình 2.7: Khả năng thấu quang của một số loại nước [14] 49

Hình 2.8: Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thực vật 51 Hình 2.9: Khả năng phản xạ phổ phụ thuộc độ ẩm của đất 52

Hình 3.1: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) và band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat ETM+ năm 2001 67

Hình 3.2: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) và band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat TM năm 2006 68

Hình 3.3: Ảnh tỉ lệ band2/band4 (ảnh trái) và band2/band5 (ảnh phải) ảnh Landsat TM năm 2009 68

Hình 3.4: Ảnh tỉ lệ band3/band5 (ảnh trái) và band3/band6 (ảnh phải) ảnh Landsat 8 OLI năm 2017 69

Hình 3.5: Kết quả tính phân ngưỡng và ảnh tỉ số đối với ảnh LANDSAT 7 ETM+ năm 2006 69

Hình 3.6: Kết quả tính phân ngưỡng và ảnh tỉ số đối với ảnh LANDSAT 8 năm 2017 70

Hình 3.7: Kết quả chiết tách thông tin đường bờ các năm 2001, 2006, 2009, 2017 từ ảnh vệ tinh Landsat 70

Hình 3.8: Kết quả chồng xếp đường bờ các năm 2001, 2006, 2009 và 2017 71 Hình 3.9: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2001 – 2006 72

Hình 3.10: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2006 – 2009 73

Hình 3.11: Bản đồ tình hình biến động đường bờ ven biển tỉnh Cà Mau giai đoạn 2009 – 2017 74

Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full