Giải đoán địa hình đáy ven biển bằng ảnh vệ tinh sử dụng học máy và điện toán đám mây

Đáy biển ven bờ là nơi thường diễn ra các quá trình thủy động lực, vận chuyển bùn cát và biến đổi địa hình phức tạp. Nghiên cứu này là nhằm sử dụng toàn bộ các thông tin băng tần đang có của vệ tinh Sentinel 2 để giải đoán địa hình đáy biển sử dụng phương pháp học máy và điện toán đám mây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải đoán địa hình đáy ven biển bằng ảnh vệ tinh sử dụng học máy và điện toán đám mây Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 GIẢI ĐOÁN ĐỊA HÌNH ĐÁY VEN BIỂN BẰNG ẢNH VỆ TINH SỬ DỤNG HỌC MÁY VÀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Nghiêm Tiến Lam1, Nguyễn Thanh Hùng2, Nguyễn Quang Minh3 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: lam.n.t@tlu.edu.vn 2 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 3 Viện Hải văn và Môi trường1. GIỚI THIỆU CHUNG Do đó, việc làm sao có thể thu thập được địa hình đáy biển một cách thường xuyên Đáy biển ven bờ là nơi thường diễn ra các hơn với chi phí rẻ hơn đã rất sớm được quanquá trình thủy động lực, vận chuyển bùn cát tâm. Một trong các phương pháp mới đượcvà biến đổi địa hình phức tạp. Khu vực dọc quan tâm nhiều gần đây là việc giải đoán địatheo các bờ biển là nơi tác động của các quá hình đáy biển sử dụng các ảnh vệ tinh quangtrình sóng, thủy triều, dòng chảy, vận chuyển học hoặc radar.bùn cát dọc bờ và ngang bờ do tác dụng của Do điều kiện môi trường phức tạp của cácsóng vỡ. Ở các cửa sông, ngoài các quá trình khu vực ven biển như độ sâu nước, độ trongsóng và thủy triều, chúng còn chịu tác động của nước, các ảnh hưởng của sóng, gió, vậncủa dòng chảy từ thượng nguồn các sông đổ tốc dòng chảy, các vật cản…, mỗi phươngra. Do vậy, các khu vực này thường biến pháp khảo sát địa hình đáy biển đều có cácđộng phức tạp và rất được quan tâm nghiên hạn chế và chỉ phù hợp với một số điều kiệncứu. Việc có được thông tin thường xuyên và thủy vực nhất định. Do vậy, thường cầncủa địa hình đáy biển ven bờ sẽ giúp cho hiểu kết hợp nhiều phương pháp để có được sốrõ hơn về các qui luật xói lở bờ biển và bồi liệu khảo sát với diện phủ tốt nhất.lấp cửa sông, từ đó có thể đề xuất các giải Có 2 kỹ thuật chủ yếu để giải đoán địapháp quản lý và kỹ thuật phù hợp. hình đáy biển sử dụng các ảnh vệ tinh quang Việc thu thập dữ liệu địa hình đáy biển học là: 1) sử dụng thông tin của sóng nướchiện nay chủ yếu sử dụng các kỹ thuật khảo trên bề mặt để xác định độ sâu nước và 2)sát dưới nước trực tiếp như kỹ thuật đo sâu dựa trên quan hệ kinh nghiệm hoặc bán kinhhồi âm nơi tàu thuyền có thể đi lại được kết nghiệm giữa sự suy giảm của bức xạ ánhhợp đo thủ công ở vùng nước rất nông ven sáng với độ sâu nước và bước sóng ánh sáng.bờ. Các phương pháp đo đạc trực tiếp đã trở Phương pháp 1 đòi hỏi phải có các ảnh liênthành các tiêu chuẩn do có độ chính xác và tục theo thời gian để xác định chu kỳ sóngđộ tin cậy cao. Sau này còn có nhiều phương nước. Còn phương pháp 2 phụ thuộc vào đặcpháp đo đạc địa hình đáy biển bằng thiết bị điểm của cột nước và đáy cùng với điều kiệnkhông người lái từ mặt nước (USV) hay trên khí quyển.cao (UAV), quét tia laser (LiDAR) hoặc quét Với các ảnh vệ tinh quang học đa phổ như LANDSAT 8 và Sentinel 2, mối quan hệ giữaradar (SLAR, SAR) từ máy bay. Tuy nhiên độ sâu nước (h) và tỷ lệ các band màu lam (Bcác phương pháp khảo sát hiện trường này dù - blue) và lục (G - green) như sau [3]:đo đạc trực tiếp hay gián tiếp thì cũng rất đắt ln 1000 B đỏ và tốn thời gian nên cũng khó có thể tiến h  c1  c2 (1)hành một cách thường xuyên. ln 1000G  215Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8trong đó c1 và c2 là các hệ số kinh nghiệm. lý, quy địa hình đáy về hệ cao độ lục địaMối quan hệ của các hệ số này với nồng độ (Hình 1). Các điểm địa hình sau đó đượcdiệp lục có thể lấy như sau [2]: chuyển sang định dạng CSV và lưu trữ trên c1  52,083e1,77 Chla ; c2  50,156e1,70 Chla (2) GEE với 85.880 điểm. Trong đó, tập điểm huấn luyện gồm 60.218 điểm (70%) sẽ được Với Chla là nồng độ chất diệp lục, có thể dùng để đào tạo mô hình máy học và tậpxác định dựa trên các band lục (G), đỏ (R - điểm kiểm tra gồm 25.662 điểm (30%) sẽred) và lam (B) như sau [3]: được dùng để đánh giá lại mô hình. Chla  100,4909191,659 w ...