Ứng dụng ảnh vệ tinh Modis theo dõi diễn biến lũ tại tỉnh An Giang (từ năm 2000 đến 2013) và thành lập bản đồ lũ năm 2013

Nhiều loại vệ tinh quan sát trái đất đã liên tục cung cấp nhiều thông tin hữu ích để theo dõi và đánh giá tình hình lũ lụt. Dữ liệu viễn thám được thu thập từ một loạt các cảm biến (MODIS) đã được sử dụng trong việc lập bản đồ hiện trạng lũ lụt và xác định sự thay đổi diện tích của chúng ở tỉnh An Giang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng ảnh vệ tinh Modis theo dõi diễn biến lũ tại tỉnh An Giang (từ năm 2000 đến 2013) và thành lập bản đồ lũ năm 2013 Journal of Science – 2016, Vol. 12 (4), 72 – 80 Part D: Natural Sciences, Technology and Environment ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH MODIS THEO DÕI DIỄN BIẾN LŨ TẠI TỈNH AN GIANG (TỪ NĂM 2000 ĐẾN 2013) VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ LŨ NĂM 2013 Phạm Duy Tiễn Trường Đại học An Giang Thông tin chung: Ngày nhận bài: 15/01/2015 Ngày nhận kết quả bình duyệt: 09/04/2015 Ngày chấp nhận đăng: 12/2016 Title: An application of remote sensing data (Modis) for mapping flooding status from 2000 to 2013 in An Giang province Keywords: MODIS, EVI, LSWI, NDVI, flood , An Giang Từ khóa: MODIS, EVI, LSWI, DVEL, lũ, An Giang ABSTRACT Many kinds of observational satellites have continuously provided useful information in order to monitor flood situations. Remotely sensed data derived from a variety of sensors ( MODIS) was utilized to establish flooding status mapping and identify its changes in An Giang province. The previously traditional methods of flooding status mapping were limited and required the amount of time and effort in terms of collecting and synthesizing the data. Therefore, an updated approach is considered to overcome the disadvantages of traditional ones to meet urgent requirements of practical production and scientific research. In this paper, the remote sensing image analysis processes for mapping flooding status are mentioned (from 2000 to 2013). TÓM TẮT Nhiều loại vệ tinh quan sát trái đất đã liên tục cung cấp nhiều thông tin hữu ích để theo dõi và đánh giá tình hình lũ lụt. Dữ liệu viễn thám được thu thập từ một loạt các cảm biến (MODIS) đã được sử dụng trong việc lập bản đồ hiện trạng lũ lụt và xác định sự thay đổi diện tích của chúng ở tỉnh An Giang. Việc thành lập bản đồ hiện trạng lũ bằng các phương pháp trước đây mang rất nhiều hạn chế trong thực hiện, đòi hỏi đầu tư lớn về thời gian và sức lực trong công tác thu thập, tổng hợp thống kê số liệu. Do đó, đòi hỏi phải có một phương pháp khác khắc phục được nhược điểm trên của phương pháp truyền thống trong điều tra nghiên cứu hiện trạng lũ, đáp ứng yêu cầu cấp bách của thực tiễn sản xuất và nghiên cứu khoa học. Trong khuôn khổ bài báo này, quy trình phân tích ảnh viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng lũ và biến động (từ năm 2000 đến 2013) của chúng được đề cập. hưởng lũ từ sông Hậu và lũ tràn từ biên giới Cambodia qua lãnh thổ Việt Nam. Do đó, vùng này được xem là một trong số các vùng chịu ảnh hưởng lũ lớn nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Đặc trưng lũ ở khu vực này là theo chu kỳ, thường xảy ra vào tháng 5 – 11 hàng năm. 1. GIỚI THIỆU Bên cạnh sự ưu đãi của thiên nhiên, An Giang cũng gặp nhiều khó khăn từ chính các điều kiện tự nhiên. Một trong số đó là lũ hàng năm từ sông Tiền và sông Hậu gây ra. Trừ hai huyện Tri Tôn và Tịnh Biên có địa hình đồi núi, các huyện còn lại có địa hình thấp trũng nên An Giang chịu ảnh 72 Journal of Science – 2016, Vol. 12 (4), 72 – 80 Part D: Natural Sciences, Technology and Environment Nghiên cứu sử dụng chuỗi dữ liệu ảnh MODISMOD09A1 (độ phân giải 250 m, 8 ngày lặp) là công cụ để phát hiện những thay đổi của lũ lụt trong thời gian qua, thông qua sự kết hợp của các chỉ số thực vật tăng cường (EVI), chỉ số nước bề mặt lớp phủ (LSWI) và sự khác biệt giữa hai chỉ số này (DVEL). Từ đó làm cơ sở đánh giá diễn biến lũ tỉnh An Giang (giai đoạn 2000 – 2013). 2. KHU VỰC NGHIÊN CỨU Tỉnh An Giang là một trong những tỉnh đầu nguồn trong khu vực ĐBSCL, với hai nhánh sông Tiền và sông Hậu. Với đặc điểm là vùng núi và đồng bằng, có nguồn nước mặt dồi dào, do vậy thế mạnh kinh tế của An Giang chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và thủy sản. Năm 2012, nông dân trong tỉnh đã gieo trồng 518.032 ha, tăng 2%, trong đó diện tích trồng lúa là 475.644 ha (Hình 1). Hình 1. Bản đồ hiện trạng sản xuất nông nghiệp tỉnh An Giang 73 Journal of Science – 2016, Vol. 12 (4), 72 – 80 3. Part D: Natural Sciences, Technology and Environment PHƯƠNG PHÁP Ảnh MODIS (MOD09A1) Bản đồ ranh giới hành chính Xử lý ảnh (cắt, ghép, nắn, lọc mây,…) Tính và tạo chuỗi ảnh EVI, LSWI, DVEL theo thời gian Bản đồ hiện trạng sử dụng đất Phân loại đối tượng dựa trên giá trị EVI, LSWI, DVEL Bản đồ hiện trạng ngập lũ 2000-2013 Bản đồ thời gian ngập lũ 2000-2013 Số liệu mực nước thủy văn Đối chiếu kết quả Đánh giá diễn biến lũ tỉnh An Giang Hình 2. Sơ đồ quy trình thực hiện theo dõi diễn biến lũ tại An Giang Phương pháp nghiên cứu được tiến hành theo từng bước như được trình bày theo sơ đồ Hình 2. LSWI = Dữ liệu MODIS sau khi thu thập được xử lý qua các bước xử lý ảnh (cắt, ghép, nắn, lọc mây,…) và tính toán chỉ số cần thiết để phát hiện điểm ảnh lũ lụt, gồm các chỉ số sau: - Sự khác biệt giữa chỉ số EVI và LSWI DVEL = EVI – LSWI Trong đó: Chỉ số thực vật tăng cường (Enhanced Vegetation Index - EVI): EVI = 2.5 * - - NIR  SWIR NIR  SWIR NIR  RED NIR + 6 * RED  7.5 * BLUE  1 Chỉ số nước bề mặt lớp ...