Ứng dụng công cụ Google Earth Engine và DSAS giám sát đường bờ biển tự động, áp dụng cho Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị

Trong những năm gần đây, tình trạng xói lở bờ biển ở nước ta diễn ra mạnh mẽ và để lại nhiều hậu quả nặng nề cho dải ven biển Miền Trung. Các đường bờ biển dễ bị tổn thương do các yếu tố biến đổi khí hậu, triều cường, thời tiết cực đoan như bão, lũ cũng như do các hoạt động của con người như cải tạo đất, xây dựng các công trình dân sinh…. Do đó, nghiên cứu diễn biến đường bờ biển là một nhiệm vụ quan trọng để phục vụ quản lý hệ sinh thái ven biển bền vững. Dữ liệu quan sát trái đất, như hình ảnh vệ tinh đa thời gian, là một nguồn tài nguyên quan trọng để đánh giá những thay đổi đường bờ ven biển. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chuỗi ảnh vệ tinh quang học (Sentinel-2 và Landsat) cùng với nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE) để theo dõi và tự động trích xuất đường bờ biển, sau đó sử dụng công cụ DSAS để tính toán, phân tích diễn biến đường bờ biển khu vực cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2010-2021

1. MỞ ĐẦU

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU THU THẬP

2.1. Phạm vi không gian

2.2. Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu

2.3. Phương pháp nghiên cứu

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả giải đoán đường bờ

3.2. Hiệu chỉnh vị trí đường bờ do ảnh hưởng triều

3.3. Đánh giá diễn biến đường bờ khu vực cửa Tùng, giai đoạn 2010-2022

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Mentaschi, L.; Vousdoukas, M.I.; Pekel, J.-F.; Voukouvalas, E.; Feyen, L. Global Long-Term Observations of Coastal Erosion and Accretion. Sci. Rep. 2018, 8, 12876. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]

[2] Syvitski, J.; Ángel, J.R.; Saito, Y.; Overeem, I.; Vörösmarty, C.J.; Wang, H.; Olago, D. Earth’s Sediment Cycle during the Anthropocene. Nat. Rev. Earth Environ. 2022, 3, 179–196. [Google Scholar] [CrossRef]

[3] Ghazali, N.H.M.; Awang, N.A.; Mahmud, M.; Mokhtar, A. Impact of Sea Level Rise and Tsunami on Coastal Areas of North-West Peninsular Malaysia. Irrig. Drain. 2018, 67, 119–129. [Google Scholar] [CrossRef]

[4] Tian, H.; Xu, K.; Goes, J.I.; Liu, Q.; do Gomes, H.R.; Yang, M. Shoreline Changes along the Coast of Mainland China—Time to Pause and Reflect? ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2020, 9, 572. [Google Scholar] [CrossRef]

[5] Luijendijk, A.; Hagenaars, G.; Ranasinghe, R.; Baart, F.; Donchyts, G.; Aarninkhof, S. The State of the World’s Beaches. Sci. Rep. 2018, 8, 6641. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

[6] Narayana, A.C. Shoreline Changes. In Encyclopedia of Estuaries; Kennish, M.J., Ed.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2016; pp. 590–602. [Google Scholar]

[7] Szuster, B.W.; Chen, Q.; Borger, M. A Comparison of Classification Techniques to Support Land Cover and Land Use Analysis in Tropical Coastal Zones. Appl. Geogr. 2011, 31, 525–532. [Google Scholar] [CrossRef]

[8] Choung, Y.; Li, R.; Jo, M.-H. Development of a Vector-Based Method for Coastal Bluffline Mapping Using LiDAR Data and a Comparison Study in the Area of Lake Erie. Mar. Geod. 2013, 36, 285–302. [Google Scholar] [CrossRef]

[9] Cabezas-Rabadán, C.; Pardo-Pascual, J.E.; Palomar-Vázquez, J.; Fernández-Sarría, A. Characterizing Beach Changes Using High-Frequency Sentinel-2 Derived Shorelines on the Valencian Coast (Spanish Mediterranean). Sci. Total Environ. 2019, 691, 216–231. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

[10] Xu, N. Detecting Coastline Change with All Available Landsat Data over 1986–2015: A Case Study for the State of Texas, USA. Atmosphere 2018, 9, 107. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]

[11] Specht, M.; Specht, C.; Lewicka, O.; Makar, A.; Burdziakowski, P.; Dąbrowski, P. Study on the Coastline Evolution in Sopot (2008–2018) Based on Landsat Satellite Imagery. J. Mar. Sci. Eng. 2020, 8, 464. [Google Scholar] [CrossRef]

[12] Thảo, P. T. P., Duẩn, H. Đ., & Tỏ, Đ. V. (2011). "Ứng dụng Viễn thám và GIS trong theo dõi và tính toán biến động đường bờ khu vực Phan Thiết." Vietnam Journal of Marine Science and Technology 11(3): 1-13.

[13] Diễm, P. K., Van Den, D., Minh, V. Q., & Điệp, N. T. H. (2013). "Đánh giá tình hình sạt lở, bồi tụ khu vực ven biển tỉnh Cà Mau và Bạc Liêu từ 1995-2010 sử dụng viễn thám và công nghệ GIS." Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ(26): 35-43.

[14] Trung, N. V., and Nguyễn Văn Khánh (2016). "Quan trắc sự biến động đường bờ sử dụng dữ liệu vệ tinh LANDSAT đa thời gian ở khu vực Cửa Đại, Sông Thu Bồn, Quảng Nam." Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất.

[15] Thieler, E.R.; Himmelstoss, E.A.; Zichichi, J.L.; Ergul, A. The Digital Shoreline Analysis System (DSAS) Version 4.0 An ArcGIS Extension for Calculating Shoreline Change; Open-File Report. US Geological Survey Report No. 2008-1278; U.S. Geological Survey: Reston, VA, USA, 2009

[16] Nguyễn Thanh Sơn và cộng sự (2019). Báo cáo dự án “Nghiên cứu bổ sung dự án điều tra, đánh giá xâm thực bãi tắm Cửa Tùng tỉnh Quảng Trị”. Trường Đại học KH tự nhiên, Đại học Quốc gia. Hà Nội

________________________________________________________________________

Chi tiết bài báo xem tại đây: Ứng dụng công cụ Google Earth Engine và DSAS giám sát đường bờ biển tự động, áp dụng cho Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị

Trần Thanh Tùng
Trường Đại học Thủy lợi
Trần Đăng Hùng
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu

TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI