BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC BỜ SÔNG SÀI GÒN

Trong vài thập niên gần đây, Viễn Thám Remote Sensing xuất hiện như một lĩnh vực khoa học công nghệ được hình thành và phát triển trên cơ sở những thành tựu nghiên cứu về vũ trụ, tin học

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI

DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC BỜ SÔNG SÀI GÒN

Sinh viên thực hiện

Mã số sinh viên Lớp

Ngành

:: ::

Trần Thị Trung Hiền

07151049 DH07DC Công Nghệ địa chính

- Tháng 8 năm 2011-

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN

Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ TRUNG HIỀN

Tên đề tài “ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC BỜ SÔNG SÀI GÒN”

Giáo viên hướng dẫn: ThS.PHẠM HỒNG SƠN

(Địa chỉ cơ quan: trường Đại học Nông lâm Tp.Hồ Chí Minh)

Ký tên

LỜI CẢM ƠN

-o0o -

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà Trường, quý Thầy -

Cô khoa Quản Lý Đất Đai & Bất Động Sản đã truyền dạy những kiến thức sâu rộng và kỹ năng đầy đủ để tôi làm hành trang cho công tác sau này

Xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Hồng Sơn là giảng viên trực tiếp hướng dẫn và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp một cách tốt nhất

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Đốc và các anh chị ở Trung tâm Viễn Thám và GIS - Viện Địa lý Tài nguyên Tp.Hồ Chí Minh, đặc biệt là TS.Lâm Đạo Nguyên, ThS.Trần Hà Phương đã tạo điều kiện thực tập và chỉ bảo tận tình để tôi có thể hoàn thành luận văn này

Chân thành cảm ơn các bạn – người đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý thầy cô giáo đang công tác tại trường Đại học Nông lâm Tp.Hồ Chí Minh, Ban Giám đốc và Quý anh chị đang công tác tại Trung tâm Viễn thám và GIS và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành đạt

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 8 năm 2011

Trần thị Trung Hiền

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Trung Hiền, Khoa Quản lý Đất đai và Bất động sản, Trường Đại học Nông lâm Tp Hồ CHí Minh

Đề tài “Ứng dụng Viễn Thám và GIS theo dõi biến động đường bờ khu vực bờ sông Sài Gòn”

Giáo viên hướng dẫn: ThS.Phạm Hồng Sơn, Bộ môn Công nghệ Địa chính, Khoa Quản lý Đất đai và Bất động sản, Trường Đại học Nông lâm Tp Hồ Chí Minh

Tóm tắt

Nằm ở một vị trí chiến lược, chảy qua các tỉnh miền Đông Nam bộ và Tp Hồ Chí Minh nên hệ thống sông Sài Gòn có vai trò vô cùng quan trọng Tuy nhiên trong những năm gần đây, tình hình sạt lở bờ sông Sài Gòn đã liên tục xảy ra với mức độ ngày càng gia tăng làm thiệt hại rất lớn đến tài sản và đặc biệt làm thiệt hại mạng nhiều người dân sống hai bên bờ Do vậy, việc theo dõi diễn biến sạt lở đường bờ sông nhằm cung cấp một số thông tin cơ bản phục vụ phòng tránh thiên tai và sử dụng hợp

lý tài nguyên thiên nhiên là cần thiết

Nhằm tìm hiểu việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý tài nguyên, đề tài “Ứng dụng Viễn Thám và GIS theo dõi biến động đường bờ khu vực bờ sông Sài Gòn” được thực hiện Sử dụng phương pháp phân loại kết hợp ngưỡng của

đối tượng nước trên kênh 5 (1.55-1.75 µm) và ảnh tỉ số kênh 5 / kênh 2 (0.5-0.60 µm)

để tách đối tượng nước và lấy đường mép nước làm đường bờ Kết quả về cơ bản, hình thái đường bờ đoạn sông Sài Gòn tương đối ổn định, hiện tượng sạt lợ bồi tụ có xảy ra nhưng không đáng kể và chủ yếu tập trung ở một số khu vực: Thanh Đa, mũi Đèn Đỏ, mũi Nhà Bè

Tích hợp công nghệ viễn thám và GIS phục vụ trong công tác quản lý tài nguyên đất đai và môi trường mang lại hiệu quả cao, cho phép tiến hành nghiên cứu trên diện rộng, tiết kiệm thời gian, chi phí

Danh sách các hình Hình 1: Nguyên lý thu nhận dữ liệu trong viễn thám Error! Bookmark not defined Hình 2 Đường cong phản xạ phổ của các đối tượng Error! Bookmark not defined Hình 3 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 4 Các bước thực hiện đánh giá biến động đường bờError! Bookmark not defined

Hình 5 Dữ liệu ảnh Landsat 1973 Error! Bookmark not defined Hình 6 Dữ liệu ảnh Landsat 1989 Error! Bookmark not defined Hình 7 Dữ liệu ảnh Landsat 2004 Error! Bookmark not defined Hình 8 Lỗi bóng mây trên ảnh Error! Bookmark not defined Hình 9 Kết quả đường bờ được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau Error! Bookmark not defined

Hình 10 Kết quả đường bờ được xác định bằng phương pháp dùng kênh ảnh đơn

(kênh 5) Error! Bookmark not defined

Hình 11 Kết quả đường bờ được xác định bằng phương pháp dùng ảnh tỷ số(kênh 5/

kênh 2) Error! Bookmark not defined

Hình 12 Kết quả đường bờ được xác định bằng phương pháp kết hợp ngưỡng kênh

ảnh đơn với ảnh tỷ số Error! Bookmark not defined Hình 13 Bản đồ nền khu vực song Sài Gòn Error! Bookmark not defined Hình 14 Ảnh Landsat năm 1973 Error! Bookmark not defined Hình 15 Phản xạ của nước ở bước sóng màu green (Ảnh Landsat 1973) Error! Bookmark not defined

Hình 16 Phản xạ của nước ở bước sóng hồng ngoại giữa (Ảnh Landsat 1973) Error! Bookmark not defined

Hình 17 Ảnh tỷ số giửa kênh 5 và kênh 2 (Ảnh Landsat 1973)Error! Bookmark not defined

Hình 18 Phương pháp phân loại ngưỡng kết hợp ảnh tỷ số kênh 5/kênh 2 Error! Bookmark not defined

Hình 19 Đường bờ được trích lọc Error! Bookmark not defined Hình 20 Đường bờ được chỉnh sửa lại Error! Bookmark not defined Hình 21 Đường bờ lưu vực sông Sài Gòn 1973 Error! Bookmark not defined Hình 22 Đường bờ lưu vực sông Sài Gòn năm 1989 Error! Bookmark not defined Hình 23 Đường bờ lưu vực sông Sài Gòn năm 2004 Error! Bookmark not defined Hình 24 Diễn biến sạt lở khu vực Thanh Đa giai đoạn 1973-1989Error! Bookmark not defined

Hình 25 Diễn biến bờ sông từ cầu Bình Phước – cầu Sài Gòn – ngã ba mũi Đèn Đỏ

giai đoạn 1973-1989 Đường bờ năm 1989 trên nền ảnh Landsat 1973 Error! Bookmark not defined

Hình 26 Diễn biến sạt lở khu vực mũi Nhà Bè giai đoạn 1973-1989Error! Bookmark not defined

Hình 27 Diễn biến sạt lỡ khu vực Nhà Bè đến sông Vàm Cỏ giai đoạn 1973-1989

Error! Bookmark not defined Hình 28 Vị trí các điểm sạt lở và bồi tụ chính giai đoạn 1973-1989Error! Bookmark not defined

Hình 29 Khu vực Thanh Đa, đường bờ năm 2004 trên nền ảnh 1989 Error! Bookmark not defined

Hình 30 Khu vực từ ngã ba mũi Đèn Đỏ đến mũi Nhà Bè Đường bờ năm 2004 trên

nền ảnh Landsat năm 1989 Error! Bookmark not defined

Hình 31 Khu vực từ mũi Nhà Bè – sông Soài Rạp – vịnh Đồng Tranh Đường bờ năm

2004 trên nền ảnh Landsat năm 1989 Error! Bookmark not defined

Hình 32 Vị trí các điểm sạt lở và bồi tụ chính giai đoạn 1989-2004Error! Bookmark not defined

Hình 33 Các khu vực có thay đổi về đường bờ Error! Bookmark not defined Hình 34 Bản đồ đường bờ sông Sài Gòn năm 1973, 1989 và năm 2004 Error! Bookmark not defined

Hình 35 Vị trí điểm sạt lở chính tại khu vực cầu Bình PhướcError! Bookmark not defined

Hình 36 Vị trí điểm sạt lở chính tại khu vực cầu Sài GònError! Bookmark not defined

Hình 37 Vị trí điểm sạt lở chính tại khu vực ngã ba mũi Đèn ĐỏError! Bookmark not defined

Hình 38 Vị trí điểm sạt lở chính tại khu vực mũi Nhà Bè (đoạn phà Bình Khánh)

Error! Bookmark not defined Hình 39 Vị trí điểm sạt lở chính tại khu vực sông Nhà Bè đến sông Soài rạp Error! Bookmark not defined

Hình 40 Biểu đồ tốc độ sạt lở bờ sông Sài Gòn qua 2 giai đoạn 1973-1989 và

1989-2004 Error! Bookmark not defined Hình 41 Đường bờ 1973 trên nền ảnh 1973 Error! Bookmark not defined Hình 42 Đường bờ 1989 trên nền ảnh 1989 Error! Bookmark not defined Hình 43 Đường bờ 2004 trên nền ảnh 2004 Error! Bookmark not defined

Danh sách các bảng Bảng 1 Đặc trưng chính của các bộ cảm và độ phân giải không gian [2] Error! Bookmark not defined

Bảng 2 Tư liệu sử dụng Error! Bookmark not defined Bảng 3: Diện tích các khu vực sạt lở và bồi tụ giai đoạn 1973-1989Error! Bookmark not defined

Bảng 4: Diện tích các khu vực sạt lở và bồi tụ giai đoạn 1989 - 2004 Error! Bookmark not defined

Bảng 5 Sai số nắn chỉnh ảnh viễn thám Error! Bookmark not defined

Danh sách các từ viết tắt

GIS : Geography Information System

MSS : Multispectral Scanner System

TM : Thematic Mapper

ETM+ : Enhanced Thematic for Mapper Plus

ENVI : The Enviroment for Visalizing Images

Tp Hồ Chí Minh : Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Tính cấp thiết của đề tài 1

Mục tiêu nghiên cứu 1

Đối tượng nghiên cứu 1

Phạm vi nghiên cứu 1

PHẦN I: TỔNG QUAN 2

I/ Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu 2

I.1/ Cơ sở khoa học 2

I.2/ Cơ sở pháp lý 10

I.3/ Cơ sở thực tiễn 10

II/ Khái quát địa bàn nghiên cứu 11

II.1/ Điều kiện tự nhiên 11

II.2/ Một số nguyên nhân gây ra xói lở đường bờ sông Sài Gòn 14

III/ Nội dung nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và qui trình thực hiện 15

III.1/ Nội dung nghiên cứu 15

III.2/ Phương tiện nghiên cứu 15

III.3/ Phương pháp nghiên cứu 15

III.4/ Quy trình thành lập 16

PHẦN II: KẾT QUẢ 17

I/ Dữ liệu 17

II/ Phương pháp rút trích đường bờ 21

III/ Xây dựng dữ liệu nền GIS 24

IV/ Phân tích và xử lý ảnh 24

IV.1/ Nắn chỉnh ảnh 24

IV.2/ Phân tích và xử lý ảnh nhằm xác định đường bờ 24

V/ Kết quả đường bờ 29

VI/ Diễn biến sạt lở và bồi lắng bờ sông Sài Gòn 33

VI.1/ Giai đoạn từ năm 1973 đến năm 1989 33

VI.2/ Giai đoạn từ năm 1989 đến năm 2004 36

VII/ Kiểm tra kết quả đường bờ 48

KẾT LUẬN 55

KIẾN NGHỊ 55

ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết của đề tài

Nằm ở một vị trí chiến lược, chảy qua các tỉnh miền Đông Nam Bộ và Thành phố Hồ Chí Minh nên hệ thống sông Sài Gòn có vai trò vô cùng quan trọng, là tuyến giao thông thủy quan trọng, tuyến thoát lũ, truyền triều, xâm nhập mặn chủ yếu của miền Đông Nam Bộ, là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu cho Tp Hồ Chí Minh và các tỉnh Đông Nam Bộ, nguồn cung cấp thủy sản phong phú và đa dạng…Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tình hình sạt lở bờ sông sài gòn đã liên tục xảy ra với mức

độ ngày càng tăng đã làm thiệt hại rất lớn đến tài sản và đặc biệt làm thiệt hại mạng người dân sống dọc hai bên bờ [8] Vì vậy, việc theo dõi diễn biến sạt lở bờ sông nhằm cung cấp một số thông tin cơ bản nhằm phục vụ phòng tránh thiên tai và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên là cần thiết

Trong vài thập niên gần đây, Viễn Thám (Remote Sensing) xuất hiện như một lĩnh vực khoa học công nghệ được hình thành và phát triển trên cơ sở những thành tựu nghiên cứu về vũ trụ, tin học, kỹ thuật xử lý ảnh, lý thuyết thông tin…lấy đối tượng nghiên cứu là các sự vật hiện tượng, các quá trình…xảy ra trên bề mặt đất, trong lòng đất và trong khí quyển Ở nước ta công nghệ viễn thám được ứng dụng rộng rãi trong công tác quản lý đất đai, trong quản lý sử dụng tài nguyên và trong giám sát bảo vệ môi trường… Trong công tác giám sát diễn biến sạt lở đường bờ sông với cách tiếp cận bằng kỹ thuật viễn thám, đường bờ có thể được xác định trên phạm vi rộng từ ảnh vệ tinh, ảnh máy bay với độ chính xác cao, mang lại hiệu quả về mặt kinh tế và tiết kiệm được thời gian Trong khi đó các phương pháp tiếp cận thông thường là khảo sát thực địa truyền thống với các thiết bị đo hoặc thực hiện đo

vẽ đường bờ bằng các thiết bị GPS tuy có độ chính xác cao nhưng lại không thể thực hiện trên phạm vi rộng, tốn nhiều thời gia, tiền bạc và công sức

Nhằm tìm hiểu việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, đề tài “Ứng dụng Viễn Thám và GIS theo dõi biến động đường

bờ khu vực bờ sông Sài Gòn” được thực hiện

Mục tiêu nghiên cứu

Tìm hiểu ứng dụng công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến sạt lở và bồi tụ bờ sông Sài Gòn dựa trên tư liệu ảnh vệ tinh qua các thời kỳ

Đối tượng nghiên cứu

- Cơ sở dữ liệu về đường bờ

- Các quy trình, quy phạm thành lập bản đồ chuyên đề

PHẦN I: TỔNG QUAN

I/ Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu

I.1/ Cơ sở khoa học

I.1.1/ Bản đồ địa hình

a/ Khái niệm

Bản đồ địa hình là loại bản đồ địa lý chung có tỷ lệ lớn hơn và bằng 1:1.000.000, là mô hình thu nhỏ một khu vực của bề mặt trái đất thông qua phép chiếu toán học nhất định, có tổng quát hóa và bằng hệ thống ký hiệu phản ánh sự phân bố, trạng thái và các mối quan hệ tương quan nhất định giữa các yếu tố cơ bản của địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội với mức độ đầy đủ, chi tiết và độ chính xác cao, các yếu tố này được biểu thị tương đối như nhau và phần lớn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ, đồng thời giữ được tính chính xác hình học của ký hiệu

và tính tương ứng địa lý của yếu tố nội dung cao.[1]

b/ Các yếu tố nội dung của bản đồ địa hình [1]

- Thủy văn được phân ra thành biển, sông, hồ, hồ nhân tạo, đầm, ao, suối, kênh rạch, mương máng, giếng nước, mạch nước…kèm theo những tính chất của chúng Những đối tượng này khác nhau về đặc điểm định vị trên mặt đất và về nguồn gốc phát sinh dẫn đến những khác nhau về đặc điểm bên ngoài

- Hình thái địa hình được biểu thị trên bản đồ chủ yếu bằng các đường bình độ

và các điểm độ cao Tập hợp các đường bình độ sẽ cho ta thấy hình ảnh của những kiểu địa hình khác nhau và cho phép phân biệt được chúng

- Thực vật gồm có rừng rậm, bụi cây, vườn ăn quả, công viên, bãi cỏ…cùng chủng loại và tính chất của chúng Thực vật được phân theo hai nguyên tắc: ngoại mạo, tức theo thân cây (thân gỗ, thân cỏ, thân tre nứa, thân bụi…) và theo lá (lá kim,

lá rộng, lá khô, lá ướt), phân theo mục đích sử dụng có cây tự nhiên và cây trồng (cây nông nghiệp, cây công nghiệp, cây dược liệu, cây ăn quả)

- Dân cư được biểu thị trên bản đồ địa hình chủ yếu phản ánh các đặc điểm dân

cư và các công trình văn hóa, lịch sử, dân dụng, liên quan chặt chẽ đến dân cư Các điểm dân cư được thể hiện đầy đủ 4 đặc điểm quan trọng là: phân bố không gian và

tổ chức mặt bằng, vai trò hành chính của một số điểm dân cư, cấp đô thị của một số điểm dân cư và số dân của các điểm dân cư Trên bản đồ phân biệt được các kiểu điểm dân cư thành thị và điểm dân cư nông thôn thông qua việc thể hiện sự phân bố không gian và tổ chức mặt bằng của điểm dân cư Các công trình văn hóa, lịch sử, dân dụng liên quan chặt chẽ tới điểm dân cư phần nào phản ánh được quy mô và trình độ phát triển kinh tế, văn hóa của điểm dân cư Chúng bao gồm: các công trình văn hóa-lịch sử, trường học, thư viện, nhà văn hóa, các công trình dân dụng, cơ quan công cộng, công sở, ủy ban nhân dân các cấp, đơn vị kinh tế, bệnh viện, khách sạn, nhà nghỉ, cửa hàng, nghĩa trang, nghĩa địa…

- Hệ thống giao thông - toàn bộ mạng lưới giao thông trên mặt đất: đường sắt, đường bộ và các phương tiện vượt sông trên tuyến đường, sân bay, cảng Đường sắt

được thể hiện theo các tuyến đường, các ga, các thiết bị trong ga, các loại tín hiệu đảm bảo giao thông Đường bộ được thể hiện các loại đường ô tô, đường đất, bến ô

tô, các tín hiệu bảo đảm an toàn giao thông đường bộ, các phương tiện vượt sông như cầu phà, cống, đò, đường ngầm, bến lội,… Trên bản đồ địa hình không biểu thị hướng bay của đường không mà biểu thị sân bay dân sự, còn sân bay quân sự thì không biểu thị

- Địa giới hành chính các cấp như ranh giới quốc gia, tỉnh, thành phố; Quận, huyện, thị xã; Phường, xã, thị trấn… đều được biểu thị lên bản đồ địa hình

- Trên bản đồ địa hình biểu thị các sự vật kinh tế xã hội, tường rào và điểm khống chế trắc địa như các loại đường ống, mạng lưới các đường dây điện, thông tin, các loại dàn cột, ranh giới của các loại địa vật cùng một số ranh giới tự nhiên, những khu canh tác, khu vực cấm, ranh giới sử dụng đất, thành lũy, tường, hàng rào…, các điểm khống chế như lưới khống chế cơ bản nhà nước, lưới không chế cơ

sở, lưới khống chế đo vẽ, điểm định hướng và cơ sở toán học cũng được thể hiện trên bản đồ địa hình

- Ngoài ra, để tạo điều kiện cho việc sử dụng, trên bản đồ địa hình còn thể hiện các yếu tố bổ sung Các yếu tố này được bố trí ở ngoài khung bản đồ và bao gồm các ghi chú tên, tỷ lệ bản đồ, các ghi chú thời gian và nơi xuất bản, các ghi chú mức độ

bí mật của bản đồ, chú dẫn ký hiệu, sơ đồ góc lệch, thước đo độ dốc

c/ Đường bờ

Do tính chất, đặc điểm đường bờ sông tương đối phức tạp, do vậy rất khó để đưa ra một định nghĩa rõ ràng về đối tượng đường bờ sông Tùy theo, quy định của mỗi quốc gia và tùy theo mục đích nghiên cứu cũng như nguồn dữ liệu mà người ta

có những tiêu chuẩn riêng để xác định đường bờ

Ở đây chúng ta có thể hiểu đường bờ sông là đường tiếp giáp giữa mặt nước, đất và thực vật

d/ Cơ sở toán học của bản đồ

- Hệ toạ độ nhà nước: hệ tọa độ và độ cao quốc gia VN 2000

- Tỷ lệ: bản đồ được thành lập với tỷ lệ 1:100.000

- Thông số về VN-2000 được sử dụng:

Phép chiếu UTM múi 60

Kinh tuyến trung ương 1050

Hệ số chiều dài k = 0,9996

Đơn vị sử dụng: mét

I.1.2/ Các phương pháp xác định đường bờ trên ảnh Viễn thám

Qua việc tham khảo và tổng hợp tài liệu cho thấy, đã có rất nhiều nghiên cứu về ứng dụng viễn thám và GIS trong việc theo dõi diễn biến đường bờ Mỗi nghiên cứu đưa ra một phương pháp xác định đối tượng đường bờ khác nhau, thích hợp với đặc điểm của mỗi vùng nghiên cứu và phù hợp với độ phân giải không gian của ảnh viễn thám

Dưới đây là một số nghiên cứu về phương pháp xác định đường bờ từ ảnh viễn thám trên thế giới và Việt Nam

 Trên thế giới

Theo Jensen và cơ quan nghiên cứu thuộc Quân Đoàn Mỹ (US Army Corporation of Engineers) sử dụng kênh 4, kênh 5 hoặc kênh 7 của ảnh Landsat

để xác định mặt phân cách giữa đất và nước

Bên cạnh đó, cơ quan nghiên cứu thuộc Quân Đoàn Mỹ cũng đề nghị dùng ảnh tỉ số kênh 5 / kênh 2 để phân biệt điểm ảnh (pixel) của đất và nước

Theo Guariglia phương pháp xác định đường bờ tốt nhất cho ảnh Landsat là

sử dụng ảnh tỉ số kênh 5/ kênh 2

Theo nhóm tác giả A.A.Alesheikh, A.Ghorbanali, N.Nouri để xác định đường bờ cho ảnh Landsat TM VÀ ETM+ dùng phương pháp kết hợp của kênh ảnh đơn (kênh 5) với ảnh tỉ số (kênh 2/kênh 4 >1 và kênh 2/ kênh 5 >1)

Ngoài ra, còn có các phương pháp xác định đường bờ khác như chuyển RGB (Red Green Blue) thành IHS (Idensity Hue Saturation) được thực hiện bởi nhóm tác giả Zakariya

Hoặc phương pháp tạo thành phần chính PCA để phân biệt đường biên giữa đối tượng đất và nước

Đối với việc tính toán tốc độ thay đổi đường bờ thì một nghiên cứu của cục khảo sát địa chất Mỹ (USGS) sử dụng công cụ DSAS để tính toán và dự báo tốc

độ thay đổi đường bờ California và vịnh Mexico, thông qua số liệu thu thập từ

các bản đồ lịch sử và ảnh Lidar

 Trong nước

Theo nghiên cứu “Using time-series remotely sendsed data to trace historical changes of Loc An river mouth area” sử dụng kênh Red hoặc kênh hồng ngoại để xác định đường bờ trên ảnh Landsat TM và ETM+ cho vùng cửa sông Lộc An

Theo “ Shoreline change detecction to serve Suistainable Management of Coastal Zone in Cuu Long Estuary”.Sử dụng giá trị ngưỡng của kênh 4 kết hợp với ảnh tỉ số (B2/B4 >1 và B2/B5 >1) của ảnh Landsat để xác định đường bờ sông cho khu vực đồng bằng Sông Cửu Long

Trong nghiên cứu “Tích hợp viễn thám và GIS có kết hợp với mô hình số trị phân tích và đánh giá diễn biến đường bờ tỉnh Bình Thuận” của nhóm tác giả Phạm Thị Phương Thảo Sử dụng giá trị ngưỡng của kênh 7 kết hợp với ảnh tỉ số cải tiến (B5 +B7)/B2 đối với ảnh Landsat TM và ETM+, và (B3 + B4)/B1 đối với ảnh Landsat MSS để xác định đường bờ biển cho khu vực Phan Thiết, Bình Thuận

Theo nhóm tác giả Phạm Bách Việt, Lâm Đạo Nguyên thì chỉ số thực vật (NDVI) được tính toán để phân biệt giữa đất - nước - thực vật Sử dụng kênh 4 và kênh 3 của ảnh Landsat

Trong nghiên cứu “Sử dụng tư liệu viễn thám cho nghiên cứu diễn biến đường bờ biển phía Nam Việt Nam”, sử dụng phương pháp chuyển đổi kênh phổ nhằm tăng khả năng nhận diện đường bờ Sử dụng kênh hồng ngoại sóng ngắn 1500nm và kênh màu lục 500 – 600 nm hoặc sử dụng kênh hồng ngoại gần 800

nm và kênh màu đỏ 700 nm để xác định đường bờ biển cho khu vực phía Nam Việt Nam

I.1.3/ Tổng quan về Viễn thám

b/ Phương pháp thu nhận thông tin của kỹ thuật Viễn thám

Phương pháp thu thập tư liệu viễn thám quang học dựa vào phản xạ hoặc bức

xạ sóng điện từ của các đối tượng trên bề mặt trái đất được thể hiện trong hình 1

Hình 1: Nguyên lý thu nhận dữ liệu trong viễn thám (Nguồn:http//: www.google.com/images/remotesensing)

Nguồn năng lượng sử dụng chính trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hoặc bức xạ, được thu nhận bởi các bộ cảm biến Bộ cảm biến chỉ thu nhận năng lượng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ các vật thể theo từng bước sóng nhất định Mỗi loại đối tượng trên lớp phủ mặt đất

có đặc trưng phản xạ phổ riêng (hình 2) Điều này cho phép viễn thám có thể xác định và phân tích được đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lường phản xạ phổ

Hình 2 Đường cong phản xạ phổ của các đối tượng (Nguồn:http://www.profc.edec.cl/ /rsnote/cp1/cp1-9.htm)

Đường cong phản xạ phổ cho thấy thực vật có sự phản xạ mạnh trong vùng sóng hồng ngoại gần có bước sóng trong khoảng từ 0.7 – 0.9 µm (ba vị trí lõm xuống của đường cong phản xạ phổ ứng với thực vật thể hiện sự hấp thụ tương ứng với bước sóng bên dưới) Đất cho sự phản xạ khá cao đối với hầu hết các vùng phổ, đất trống có phản xạ mạnh trong vùng sóng hồng ngoại giữa (có bước sóng trong khoảng từ 1.5 – 1.8 µm) Nước phản xạ mạnh ở bước sóng xanh (0.4 -0.5 µm) và bị hấp thụ hoàn toàn tại các bước sóng hồng ngoại gần và hồng ngoại giữa

c/ Dữ liệu ảnh Landsat

Vệ tinh Landsat là vệ tinh viễn thám đầu tiên được phóng lên quỹ đạo năm

1972, cho đến nay đã có 7 thế hệ vệ tinh Landsat được phóng lên quỹ đạo và dữ liệu của nó đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới

Vệ tinh Landsat được thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185 km Dữ liệu được cung cấp chủ yếu bởi hai bộ cảm biến TM và MSS được chia thành các cảnh phủ một vùng trên mặt đất 185 x 170 km được đánh số theo hệ quy chiếu toàn cầu gồm

số liệu của tuyến và hàng (path, row) Các giá trị của pixel được mã hóa 8 bit tức là cấp độ xám trong khoảng từ 0 – 255

Đối với vệ tinh Landsat 7 có bộ cảm ETM+ và có thêm kênh toàn sắc (panchoromatic) với độ phân giải mặt đất 15m

Đặc trưng chính của các bộ cảm và độ phân giải không gian của ảnh vệ tinh Landsat được thể hiện bởi các thông số sau (bảng 1)

Bảng 1 Đặc trưng chính của các bộ cảm và độ phân giải không gian [2]

Tên bộ cảm Kênh Bước sóng

Độ phân giải không gian

TM

(Landsat 1-5)

Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5 Kênh 6 Kênh 7

0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.90 1.55-1.75 10.4-12.5 1.08-2.35

Xanh lơ Lục

Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại trung bình

0.5-0.6 0.6-0.7 0.7-0.8 0.8-1.1

Lục

Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại gần

0.45-0.52 0.53-0.61 0.63-0.69 0.75-0.90 1.55-1.75 10.4-12.5 1.09-2.35 0.52-0.9

Xanh lơ Lục

Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại trung bình Lục đến hồng ngoại gần

d/ Ứng dụng của viễn thám [2]

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu thông tin về các vấn đề liên quan đến điều tra nghiên cứu cơ bản, quản lý sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, giám sát bảo vệ môi trường sống, giảm thiểu thiên tai là một yếu tố khách quan Công nghệ viễn thám có khả năng cung cấp nguồn thông tin đầy đủ, kịp thời, chính xác

Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám phụ thuộc chủ yếu vào khả năng cung cấp và đáp ứng nhu cầu thông tin Ngày nay, xuất hiện nhiều loại ảnh vệ tinh với các đặt trưng đa dạng làm tăng khả năng ứng dụng, đáp ứng càng cao nhu cầu thông tin trong từng lĩnh vực cụ thể Chủ yếu là:

- Ứng dụng trong lâm nghiệp: phân loại cây trồng, quản lý và đánh giá năng suất thu hoạch; thành lập bản đồ thích nghi đất cho từng loại cây trồng; thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất; phân tích biến động các loại hình sử dụng đất

- Ứng dụng trong cập nhật và thành lập bản đồ: hiệu chỉnh bản đồ địa hình; thành lập các loại bản đồ chuyên đề

- Ứng dụng trong bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai: theo dõi lụt, giám sát hiện tượng sạt lở bờ biển, bờ sông, các thiên tai địa chất, cháy rừng và điều tra hiện trạng môi trường, xói mòn đất, hoang mạc hóa, giám sát ô nhiễm do chất thải công nghiệp và tràn dầu

- Ngoài ra, viễn thám còn được ứng dụng để phục vụ các chương trình phát triển kinh tế - xã hội (cung cấp thông tin trong công tác quản lý đô thị, chuyển dịch cơ cấu nuôi trồng thủy sản, cung cấp thông tin mùa màng phục vụ xuất khẩu nông sản, thông tin điều tra tổng hợp phục vụ quản lý dải ven bờ cũng như quy hoạch vùng, quy hoạch ngành phục vụ chuyển dịch cơ cấu kinh tế ), trong điều tra nghiên cứu biển (khảo sát xói lở - bồi tụ dải ven biển, thành lập bản đồ trường nhiệt lớp mặt nước, ứng dụng viễn thám phục vụ đánh bắt hải sản xa bờ và quản

lý bờ biển ), trong các nhiệm vụ an ninh - quốc phòng

I.1.3/ Tổng quan về GIS

a/ Định nghĩa

“GIS là hệ thống các công cụ nền máy tính dùng thu thập, lưu trữ, truy cập và biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệu liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất và tích hợp các thông tin này vào quá trình lập quyết định” [10]

b/ Chức năng của GIS

Hệ GIS có những chức năng chính: thu thập, phân tích, xử lý, lưu trữ và hiển thị các thông tin địa lý Một trong những chức năng quan trọng của GIS là chức năng phân tích, thống kê không gian Đây cũng là điểm để phân biệt giữa hệ thống thông tin địa lý (GIS) với các hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu khác

Phân tích không gian và thống kê không gian trong GIS cho phép tính toán sử dụng dữ liệu không gian kết hợp với thuộc tính là một trong những chức năng mạnh của GIS mà các hệ thống khác không có

c/ Các mô hình dữ liệu trong phân tích không gian

 Mô hình dữ liệu vector

Mô hình dữ liệu vector biểu diễn dữ liệu không gian bằng các đối tượng điểm, đường, vùng có kèm theo các thông tin thuộc tính mô tả đối tượng

Điểm được xác định bằng cặp tọa độ x, y

Đường được định nghĩa như là các chuỗi các điểm có thứ tự

Vùng cũng được lưu trữ như là các chuỗi các điểm có thứ tự với điểm đầu

và điểm cuối trùng nhau

Mô hình này phù hợp để biểu diễn dữ liệu có ranh giới rõ ràng Để biểu diễn

dữ liệu vector có hai loại cấu trúc dữ liệu thường được sử dụng là Spaghetti và Topology

 Mô hình dữ liệu raster

Mô hình dữ liệu raster lưu trữ dữ liệu địa lý bằng cách sử dụng một ma trận

ô lưới được sắp xếp theo hàng từ trên xuống dưới và theo cột từ trái sang phải Mỗi vị trí được xác định bởi hàng và cột có thuộc tính bằng chính giá trị đơn của

ô đó Mô hình dữ liệu raster được thể hiện dưới dạng ảnh hoặc dạng lưới (Grid) Trong phân tích không gian dữ liệu raster cho phép phân tích nhanh hơn, nhưng vector chính xác hơn

- Quản lý thông tin và địa ốc

- Quản lý tài nguyên và môi trường

- Đo đạc và lập bản đồ

- Giao thông và logistics

- Quản lý quy hoạch vùng đô thị

- Quản lý nông nghiệp

- Giáo dục và nghiên cứu

e/ Các hướng phát triển mới trong GIS [3 ]

- Dữ liệu: một lượng lớn dữ liệu (terabytes) được cung cấp từ nhiều nguồn thêm vào: ảnh viễn thám quang học độ phân giải siêu cao, ảnh radar, ảnh siêu phổ (hyper spectral data), dữ liệu lidar,… cần những mô hình và kỹ thuật tốt hơn để chuyển dữ liệu thành thông tin

- Khai phá dữ liệu (data mining): là lĩnh vực đang và sẽ phát triển trong những năm tới

- Mô hình dữ liệu: mô hình hướng đối tượng (object oriented model)

- Thời kỳ bùng nổ của 3D-GIS: phân tích mô hình hóa 3D, quản lý công trình tiện ích và khao thác mỏ,…

- Yếu tố thời gian trong GIS (Time dimesion in GIS): đánh giá tác động của biến đổi khí hậu, gia tăng dân số, lịch sử thửa đất,…

- Công nghệ WebGIS: dữ liệu được tiếp cận một cách dễ dàng và làm việc trên Internet thông qua dữ liệu ảo (virtual data)

- Mobile GIS: dẫn đường (navigation system), dịch vụ khẩn cấp, nông nghiệp chính xác (precision farming),…

- Hệ thông tin kinh doanh (business information system): GIS đóng vai trò trung tâm trong nhiều hệ thống ra hỗ trợ quyết định trong kinh doanh (bảo hiểm, ngân hàng,…) và là phần chính trong hệ thông tin kinh doanh và những hệ thông tin khác

- Dịch vụ thông tin địa lý (GIServices)

I.2/ Cơ sở pháp lý

- Luật đất đai 2003 ngày 26/11/2003 của Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ

nghĩa Việt Nam về quản lý và sử dụng đất đai

- Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20/06/2001 của Tổng Cục Địa Chính

về việc hướng dẫn áp dụng hệ qui chiếu và hệ toạ độ Quốc gia VN2000

- Quyết định số 83/QĐ-TTg ngày 12/07/2000 của Thủ Tướng Chính Phủ về sử dụng hệ qui chiếu và hệ toạ độ Quốc gia VN2000

- Quyết định 06/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 của Bộ Tài Nguyên Môi

Trường về việc ban hành qui định áp dụng chuẩn thông tin địa lý quốc gia

- Quyết định 08/2007/QĐ-BTNMT ngày 14/05/2007 của Bộ Tài Nguyên Môi

Trường về việc đính chính quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia

- Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 của Bộ Tài Nguyên

Môi Trường về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS84 và Hệ tọa độ quốc gia VN – 2000

I.3/ Cơ sở thực tiễn

 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước [6]

Việc ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu sự thay đổi đường bờ đã được tiến hành ở nhiều khu vực khác nhau trên thế giới từ những năm 1980 Một

số nghiên cứu sử dụng phương pháp nắn chỉnh thống nhất các thời điểm ảnh cần phân tích, sau đó tiến hành số hóa đường bờ và chồng lớp phân tích, đánh giá sự biến động Tuy nhiên, gần đây nhiều nghiên cứu đã tiếp cận phương pháp mới trong việc trích lọc tự động đối tượng đường bờ thay vì số hóa bằng tay Một số nghiên cứu cụ thể:

Trong nghiên cứu “Thành lập bản đồ thay đổi đường bờ khu vực Pichavaram - Ấn Độ từ ảnh vệ tinh”, tập thể tác giả sử dụng hai loại ảnh là Landsat và IRS tại các thời điểm tương ứng là năm 1987 và năm 1998, kết hợp

với bản đồ địa hình năm 1970 Phần mềm được sử dụng trong nghiên cứu là ERDAS

Nghiên cứu “Dự báo thay đổi đường bờ sử dụng ảnh vệ tinh, khu vực nghiên cứu cảng Said – Ai Cập” sử dụng tư liệu ảnh viễn thám có độ phân giải cao như: SPOT, IRS, SPIN2 (ảnh máy bay) và IKONOS, tại các thời điểm 1991,

1995, 1998 và 2001 Trong nghiên cứu này, tập thể tác giả sử dụng phương pháp lọc biên để xử lý trích lọc tự động đường bờ các thời điểm

 Tình hình nghiên cứu ở trong nước [6]

Sự thay đổi đường bờ sông có thể được giám sát bằng nhiều phương pháp

và kỹ thuật khác nhau như là đo đạc thực địa hoặc sử dụng tư liệu ảnh viễn thám Những năm gần đây, trong điều kiện phát triển mạnh mẽ của các hệ thống vệ tinh giám sát bề mặt trái đất, các dữ liệu ảnh viễn thám quang học SPOT, Landsat và Aster,…các ưu điểm về giảm thời gian và tiết kiệm chi phí trong các hoạt động giám sát và giảm nhẹ thiên tai đã dần chứng thực và thuyết phục đối với các cấp lãnh đạo ban ngành trong nước Vì thế, việc triển khai ứng dụng tích hợp kỹ thuật viễn thám và GIS trong nghiên cứu, đánh giá biến động đường bờ sông, bờ biển

đã trở nên phổ biến đối với các vùng miền trong cả nước

Hàng loạt các nghiên cứu đánh giá sự biến động đường bờ sông và bờ biển được triển khai nhằm có cái nhìn tổng quan về sự thay đổi của chúng, cũng như tác động của sự thay đổi đó đến khu vực liên quan Một số đề tài nghiên cứu nổi bật đã được triển khai ứng dụng trong thực tế có thể kể đến như: Sử dụng tư liệu viễn thám phân tích diễn biến đường bờ sông Soài Rạp, giai đoạn 1987-2005 nhằm xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định trong công tác quản lý tài nguyên

và môi trường huyện Cần Giờ, Tp Hồ Chí Minh; Đánh giá sự thay đổi đường bờ biển khu vực tỉnh Trà Vinh dựa trên tư liệu ảnh viễn thám, giai đoạn 1989-2003 nhằm phục vụ công tác nghiên cứu đánh giá khả thi dự án xây dựng cảng Biển Lớn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đồng bằng sông Cửu Long; Nghiên cứu biến đổi đường bờ khu vực hạ lưu sông Cửu Long và sông Sài Gòn – Đồng Nai nhằm điều tra cơ bản vùng cửa sông thuộc hệ thống sông Tiền, sông Hậu ,…

II/ Khái quát địa bàn nghiên cứu

II.1/ Điều kiện tự nhiên

II.1.2/ Địa hình

Địa hình lưu vực sông Sài Gòn là vùng chuyển tiếp từ vùng gò đồi Đông Nam

Bộ Cao độ địa hình biến thiên từ 462m (Tân Thành – Vũng Tàu) đến 0,5m (vùng Nhà Bè – Cần Giờ) Địa hình thấp dần từ Bắc, Đông Bắc, Đông đến Tây, Tây Nam

và Nam Trong đó, khu vực Tp.Hồ Chí Minh thuộc dạng địa hình thấp trũng, với mặt đất lồi lõm biến động (khu vực Nam Tp.Hồ Chí Minh), đây là khu vực gần biển, cao

độ thay đổi từ 0,3 – 2m, chịu ảnh hưởng nặng nề của biển Đông

II.1.3/ Địa chất

Khu vực nghiên cứu có lịch sử phát triển địa chất gắn liền với lịch sử phát triển của Tp.Hồ Chí Minh với sự hình thành trên hai tướng trầm tích-trầm tích Pleieixtoxen và trầm tích Holoxen Điều kiện địa chất bờ sông yếu, có kết cấu kém bền vững, chủ yếu là lớp đất bùn sét bụi trạng thái dẻo Lớp đất bề mặt của bờ sông

có tính chất cơ lý thấp, khả năng chịu lực kém dễ dàng bị xói nhanh hơn, vì thế lớp đất bề mặt làm cho mái bờ sông rất dốc, vượt qua mái dốc giới hạn, buộc bờ sông phải sạt lở để tạo cho mái bờ sông ổn định tạm thời Sau đó lớp đất phía dưới lại tiếp tục bị xói nhanh hơn lớp đất trên mặt, làm cho mái bờ sông rất dốc, bờ sông lại lở một đợt lở mới Do đó bờ sông không phải bị bào mòn đều mà bị sạt lở từng đợt theo kiểu sụp lở

Sông Sài Gòn có lưu lượng dòng chảy trung bình vào khoảng 54 m³/s, vào mùa

lũ lưu lượng dòng chảy có thể lên tới 500 m³/s trong khi đó mùa kiệt là 20 m³/s Chế

độ dòng chảy và lưu lượng sông theo hai mùa có khác biệt, dòng chảy trên sông vào mùa lũ có vận tốc lớn hơn gấp nhiều lần so với dòng chảy mùa kiệt Do vậy, hiện tượng xói lở bờ sông vào mùa lũ cũng diễn ra mạnh hơn mùa khô

Hình 3 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

II.2/ Một số nguyên nhân gây ra xói lở đường bờ sông Sài Gòn

II.2.1/ Một số nguyên nhân khách quan [9]

- Yếu tố dòng chảy: khu vực sông ở Tp.Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng mạnh của bán nhật triều biển Đông có biên độ và tốc độ dòng chảy lớn, đặc biệt khi triều rút Mặt khác do quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh làm cho khả năng thông thoát nước bị hạn chế, dẫn đến mực nước tăng lên vào mùa lũ và khi triều lên, mực nước thấp hơn khi triều lớn, vận tốc dòng chảy cũng tăng hơn trước dẫn đến quá trình bào mòn lòng dẫn tăng lên

- Yếu tố thế sông: tại những khu vực sạt lở, các vị trí sạt lở tập trung: đỉnh sông cong (khu vực bán đảo Thanh Đa, 2 đỉnh phường 27, phường 28 là nơi liên tiếp sạt lở); khu vực phân lưu và khu vực nhập lưu (khu vực mũi Đè Đỏ, mũi Nhà Bè,…); khu vực cầu qua sông (cầu Sài Gòn, Bình Triệu, Bình Phước…) Tại các vị trí dòng chủ lưu đi sát vào bờ xuất hiện dòng chảy cục bộ, dòng chảy vòng…, hướng dòng chảy trực tiếp hoặc đi sát bờ cùng với hiện tượng mạch động sẽ làm tăng thêm quá trình sạt lở

- Yếu tố địa chất: Khu vực bán đảo Thanh Đa có lớp đất: lớp đất bùn sét bụi trạng thái dẻo chảy có độ dày 18-20m; thành phần hạt bụi sét chiếm 70% là lớp đất

dễ xói, khả năng chịu lực kém

- Yếu tố khí hậu: khi có gió lớn hướng dòng chảy vào bờ làm tăng quá trình dao động triều sinh ra sóng lớn gây nên sạt lở nhanh Đầu mùa mưa khi đất bờ đang khô gặp mưa dẫn đến đất bị bão hòa cũng là một nguyên nhân gây nên sạt lở

- Sự thiếu hụt lượng bùn cát, đặc biệt là cát lơ lửng Do các yếu tố dòng chảy tăng (mực nước, vận tốc dòng chảy) dẫn đến sức vận chuyển bùn cát tăng lên trong khi hàm lượng bùn cát lơ lửng giảm đi do xây dựng các công trình hồ chứa thượng nguồn làm cho sự xói mòn lòng dẫn tăng lên

II.2.2/ Một số nguyên nhân chủ quan [9]

- Tốc độ đô thị hóa diễn ra khá nhanh làm cho quá trình gia tải trên bờ sông ngày càng tăng, xây dựng lấn chiếm cản trở dòng chảy dẫn đến hiện tượng sạt lở bờ diễn ra mạnh hơn

- Quá trình phối hợp và điều phối xả nước ở các hồ chứa thượng nguồn chưa tối

ưu, đặc biệt là những ngày mưa lớn và triều cường làm cho ngập lụt hạ lưu tăng lên

là một trong những tác nhân làm tăng quá trình biến đổi lòng dẫn

- Quy hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở hạ lưu, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản làm giảm mặt thoáng dòng chảy, dẫn đến mực nước và tốc độ dòng triều tăng lên cũng là một trong những tác nhân làm tăng quá trình sạt lở

- Khai thác cát, vật liệu bờ sông và xây dựng các công trình ven sông không theo quy hoạch làm cho hướng dòng chảy thay đổi gây bất lợi cho ổn định lòng dẫn

- Sự phát triển giao thông thủy với mật độ tàu thuyền có tải trọng lớn, có xu hướng ngày càng gia tăng sinh ra sóng lớn và sự quy hoạch không hợp lý cảng, tuyến

đường thủy làm tăng nhanh quá trình sạt lở bờ

III/ Nội dung nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và qui trình thực hiện

III.1/ Nội dung nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu có liên quan gồm bản đồ nền, ảnh Landsat các năm 1973,

1989, 2004 …

- Xây dựng dữ liệu GIS nền từ bản đồ địa hình lưu vực sông Sài Gòn tỉ lệ 1:100.000

- Xác định đường bờ sông Sài Gòn các năm 1973, 1989, 2004 trên cơ sở tài liệu

đã có là ảnh Lanhsat năm 1973, năm 1989 và năm 2004

- Lập bản đồ tổng hợp thể hiện sạt lở và bồi tụ bờ sông Sài Gòn qua các thời kỳ:

1973, 1989, 2004

III.2/ Phương tiện nghiên cứu

 Phần cứng:

- Máy vi tính Pentium (R), tốc độ xử lý 1.8GHz, bộ nhớ RAM 1Gb

- Máy in HP DesignJet 750C (E/A0) colour

 Phần mềm:

- Phần mềm xử lý ảnh ENVI 4.5

- Phần mềm xử lý dữ liệu ARCGIS 9.0

- Phần mềm MapInfor 10.0

III.3/ Phương pháp nghiên cứu

III.3.1/ Thu thập tài liệu

Thu thập tài liệu, số liệu ở khu vực nghiên cứu và ở cơ quan quản lý như dữ liệu bản đồ nền địa hình khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1:100.000; ảnh Landsat các thời kỳ

1973, 1989, 2004; tài liệu, số liệu về kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

III.3.2/ Phân tích ảnh viễn thám

Sử dụng phương pháp phân loại ngưỡng để tiến hành rút trích đường bờ sông từ

tư liệu ảnh viễn thám Landsat các thời kỳ 1973, 1989, 2004

III.3.3/ Sử dụng GIS để phân tích biến động đường bờ sông

Đây là phương pháp thông dụng nhất được áp dụng trong việc tích hợp Viễn thám và GIS để nghiên cứu biến động Bản chất của phương pháp là so sánh kết quả phân loại ảnh vệ tinh để tìm ra sự biến động Tuần tự tiến hành:

+ Tiến hành phân loại theo hệ thống phân loại giống nhau Những đơn vị khác nhau giữa hai kết quả phân loại phải là những đơn vị mới xuất hiện ở trên ảnh này mà không có ở ảnh kia

+ Sử dụng phương pháp GIS dể tiến hành tính toán, phân tích biến động

III.3.4/ Điều tra thực địa, đánh giá kết quả

Tiến hành khảo sát thực địa khu vực bờ sông Sài Gòn thuộc địa phận Tp.Hồ Chí Minh nhằm kiểm tra lại kết quả của việc giải đoán ảnh với hiện trạng sạt lở và bồi tụ thực tế Trên cơ sở đó xác định các khu vực sạt lở trọng điểm

III.4/ Quy trình thành lập

Hình 4 Các bước thực hiện đánh giá biến động đường bờ

Dữ liệu nền GIS hệ tọa độ VN-2000

Dữ liệu ảnh vệ tinh các thời điểm

Phân tích thay đổi đường bờ các thời điểm

PHẦN II: KẾT QUẢ

I/ Dữ liệu

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 100.000 được chuyển đổi theo hệ tọa độ và hệ quy chiếu quốc gia hiện hành VN-2000 và làm cơ sở nắn chỉnh hình học các dữ liệu ảnh viễn thám

Ảnh vệ tinh: bao gồm ảnh Landsat 4 thời điểm được liệt kê trong bảng dưới đây (bảng 2) được sử dụng để trích lọc thông tin đường bờ sông Sài Gòn

Trong đó dữ liệu ảnh Landsat MSS của thời điểm năm 1973 bị lỗi bóng mây

Do đó, sử dụng phương pháp số hóa đường bờ để trích lọc tại những dòng dữ liệu bị lỗi này (hình 8)

Hình 5 Dữ liệu ảnh Landsat 1973

Hình 6 Dữ liệu ảnh Landsat 1989

Hình 7 Dữ liệu ảnh Landsat 2004

Hình 8 Lỗi bóng mây trên ảnh

II/ Phương pháp rút trích đường bờ

- Sử dụng nhiều phương pháp rút trích đường bờ khác nhau từ đó chọn ra phương pháp chính xác nhất

+ Áp dụng với ảnh Landsat 1973 có độ phân giải 80m

+ Rút trích đường bờ tự động trên phần mềm xử lý ảnh viễn thám ENVI + Kết quả như sau:

Hình 9 Kết quả đường bờ được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau

Dùng kênh ảnh đơn là kênh 5 để rút trích đối tượng đường bờ (hình 10) Kênh 5 của Landsat có bước sóng 1,55-1,75 µm cho phép phân biệt giữa các đối tượng đất, nước, có thực phủ và không có thực phủ Ở bước sóng này nước bị hấp thụ hoàn toàn, đất trống phản xạ mạnh, đất ẩm và đất có thực phủ phản xạ yếu hơn Tuy nhiên phương pháp cho phép xác định đường bờ biển tốt hơn đường bờ sông Do đường bờ sông có lẫn nhiều các đối tượng khác nhau như: đất phủ thực vật thưa, đất phủ thực vật dày, đất ẩm Do vậy, sử dụng kênh 5 để xác định đường

bờ sông, cụ thể là đường bờ sông Sài Gòn là không phù hợp, kết quả cho ra đường bờ không chính xác với thực tế

Hình 10 Kết quả đường bờ được xác định bằng phương pháp

dùng kênh ảnh đơn (kênh 5)

Dùng ảnh tỷ số kênh 5 trên kênh 2, cho phép tách biệt giữa đất và nước (hình 11) Phương pháp này cũng không phù hợp để xác định đường bờ cho vùng nghiên cứu do dùng ảnh tỷ số B5/B2 chỉ cho phép xác định chính xác ở những chỗ có đất và nước tách biệt rõ ràng, còn những đoạn đường bờ có thực phủ thì không chính xác Trong khi đó, đặc điểm của đường bờ sông Sài Gòn có một số thực vật nằm rải rác hai bên bờ