Ứng dụng ảnh viễn thám trong việc nâng cao độ chính xác của mô phỏng ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc tỉnh Quảng Ngãi

Phân tích ảnh viễn thám phục vụ nâng cao độ chính xác trong bài toán mô phỏng ngập lụt lưu vực được thể hiện trong nghiên cứu này tập trung vào 2 điểm: 1) Ảnh viễn thám giúp xác định được hệ số nhám của từng ô lưới cho vùng nghiên cứu để chính xác hóa số liệu đầu vào; 2) Phạm vi ngập phân tích xác định từ ảnh viễn thám được so sánh với kết quả mô phỏng của mô hình, giúp kiểm nghiệm độ chính xác của mô hình mô phỏng. Ảnh viễn thám có độ phân giải không gian khá chi tiết phản ánh khách quan được những biến động của các đối tượng trên bề mặt lưu vực và cho phép cập nhật kịp thời những biến động này cho mô hình mô phỏng. Diện ngập xác từ kết quả phân tích ảnh viễn thám có tính khách quan và là nguồn dữ liệu độc lập để so sánh đối chiều với kết quả tính toán từ mô hình. Sự kết hợp giữa mô hình mô phỏng ngập lụt Mike Flood và ảnh viễn thám được thực hiện trong nghiên cứu ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc tỉnh Quảng Ngãi đã cho thấy sự hỗ trợ rất hữu hiệu của ảnh viễn thám để nâng cao độ chính xác của mô hình mô phỏng và là một hướng nghiên cứu đúng đắn cần phát huy nhân rộng.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, công nghệ viễn thám và GIS đang được ứng dụng rộng rãi trong công tác quản lý thiên tai nói chung và công tác phòng chống lụt bão nói riêng (Đinh Ngọc Đạt, 2015; Kebede Bishaw, 2012). Ảnh viễn thám với nhiều ưu điểm như giàu thông tin, chu kỳ thu nhận thông tin ngắn, xử lý thông tin trên diện rộng và thông tin có tính khách quan cao. Kết quả chiết tách từ ảnh vệ tinh cho ta các thông tin về các đối tượng trên bề mặt đất và phạm vi ngập lụt tại thời điểm chụp ảnh. Những lớp thông tin này là dữ liệu đầu vào rất quan trọng cho mô hình mô phỏng ngập lụt trên lưu vực sông, giúp nâng cao độ chính xác của các kết quả tính toán từ mô hình (Chu Hải Tùng và nnk, 2008).

Phân tích ảnh viễn thám phục vụ nâng cao độ chính xác trong bài toán mô phỏng ngập lụt lưu vực được thể hiện trong nghiên cứu này tập trung vào 2 điểm: 1) Ảnh viễn thám giúp xác định được hệ số nhám của từng ô lưới cho

vùng nghiên cứu để chính xác hóa số liệu đầu vào; 2) Phạm vi ngập lụt phân tích trên ảnh viễn thám được so sánh với kết quả mô phỏng của mô hình giúp kiểm nghiệm độ chính xác của mô phỏng. Nghiên cứu này ứng dụng ảnh viễn thám trong mô phỏng lũ lưu vực sông Trà Khúc và sông Vệ tỉnh Quảng Ngãi. Để có thêm dữ liệu kiểm chứng mô hình, số liệu vết lũ lịch sử trên lưu sông cũng đã được thu thập để phục vụ nghiên cứu.

2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phương pháp nghiên cứu

2.2. Cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu

2.3. Thiết lập mô hình

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết hợp dữ liệu ảnh viễn thám để hiệu chỉnh, kiểm định nâng cao chính xác của mô hình mô phỏng

3.2. Mô phỏng ngập lụt trên lưu vực trong một số trận lũ lịch sử

4. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chu Hải Tùng, Đặng Trường Giang, Phạm Văn Mạnh, Nguyễn Minh Ngọc (2008). Ứng dụng kết hợp ảnh vệ tinh radar và quang học để thành lập một số thông tin về lớp phủ mặt đất. Đặc san của Trung tâm Viễn thám quốc gia - Bộ Tài nguyên và Môi trường, số 5 tháng 12 - 2008, tr.1 - 14.

[2] Đặng Văn Bào, Đào Đình Bắc, Nguyễn Quang Mỹ, Vũ Văn Phái, Nguyễn Hiệu (2002).Bản đồ cảnh báo lũ lụt vùng đồng bằng ven biển Trung Bộ Việt Nam. Tạp chí Khoa học ĐHQG HN, 2002. KHTN & CN, T.XVIII, N0 2, tr.17 - 25.

[3] Đinh Ngọc Đạt. Báo cáo ứng dụng địa không gian đánh giá nhanh về mưa lũ. Hà Nội, 2015.

[4] Lê Thị Bích Liên. Ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS giám sát lũ Đồng Bằng Sông Cửu Long. Luận văn tốt nghiệp đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, 2012.

[5] Nguyễn Thành Luân, Nguyễn Thanh Hùng, Vũ Đ ình Cương, Nguyễn Thu Huyền, Phạm Quang Sơn, Đặng Hoàng Thanh. Nghiên cứu thành lập bản đồ ngập lụt từ ảnh viễn thám radar áp dụng cho hạ du lưu vực sông Trà Khúc, sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi. (Đã gửi và đang chờ chấp nhận đăng ở tạp chí Tạp chí khoa học và kỹ thuật Thủy Lợi và Môi trường).

[6] Phạm Văn Chiến và nnk. Nghiên cứu, hiệu chỉnh bản đồ nguy cơ ngập lụt, mốc báo lũ theo các mức báo động lũ mới phục vụ phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai tỉnh Quảng Ngãi. Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ, 2013.

[7] Viện Địa lý, Viện hàn lâm KH&CN VN. Nghiên cứu quy hoạch phòng chống và tiêu thoát lũ sông Trà Khúc và sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi. Hà Nội, 2010.

[8] Alexander Salmonsson. MIKE 21 FM in Urban Flood Risk Analysis. Master of Science Thesis, 2015.

[9] Bofu Yu. Báo cáo Thủy văn và Hình thái địa hình bồi tích các sông Trà Bồng, Trà Khúc và Sông Vệ tại Quảng Ngãi, Việt Nam. Dự án Giảm nhẹ thiên tai Quảng Ngãi do Australia tài trợ. Quảng Ngãi, 2003.

[10] Chow VT. Open Channel Hydraulics. 1959.

[11] Connell Wagner. Tully-Murray Rivers Flood Study Calibration Phase Report. 2006.

[12] Fazlul Karim, Anne Kinsey-Hendersona, Jim Wallacea, Angela H. Arthingtonb and Richard G.Pearsonc. Modelling wetland connectivity during overbank flooding in a tropical floodplain in north Queensland, Australia.

[13] Kebede Bishaw. Application of GIS and Remote Sensing Techniques for Flood Hazard and Risk Assessment: The Case of Dugeda Bora Woreda of Oromiya Regional State, Ethiopia. Paper for the 2012 Berlin Conference on the Human Dimensions of Global Environmental Change.

[14] Lomulder, R. Appropriate modelling: Application of Sobek 1D2D for dike break and overtopping at the Elbe. Universiteit Twente, 2004.

Xem bài báo tại đây: Ứng dụng ảnh viễn thám trong việc nâng cao độ chính xác của mô phỏng ngập lụt lưu vực sông trà khúc tỉnh Quảng Ngãi