Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây Google Earth Engine trong nghiên cứu biến động đường bờ sông tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2013-2023

Với mục tiêu ứng dụng công nghệ viễn thám đánh giá biến động diện tích dòng sông tại tỉnh Đồng Tháp dựa trên cơ sở dữ liệu từ vệ tinh Landsat 7 và Landsat 9 để xây dựng bản đồ biến động dòng chảy, từ đó thu được kết quả phục vụ trong việc đánh giá thực trạng dòng sông và hiệu quả công tác quản lý rừng của mỗi địa phương trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2013-2023.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây Google Earth Engine trong nghiên cứu biến động đường bờ sông tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2013-2023 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY GOOGLE EARTH ENGINE TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ SÔNG TỈNH ĐỒNG THÁP GIAI ĐOẠN 2013 – 2023 Văn Ngọc Ái Thy1, Nguyễn Lê Tấn Đạt1* 1. Khoa Khoa học Quản lý, Trường Đại học Thủ Dầu Một * Liên hệ email: datnlt@tdmu.edu.vnTÓM TẮT Với mục tiêu ứng dụng công nghệ viễn thám đánh giá biến động diện tích dòng sông tại tỉnhĐồng Tháp dựa trên cơ sở dữ liệu từ vệ tinh Landsat 7 và Landsat 9 để xây dựng bản đồ biến độngdòng chảy, từ đó thu được kết quả phục vụ trong việc đánh giá thực trạng dòng sông và hiệu quảcông tác quản lý rừng của mỗi địa phương trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2013 – 2023.Thông qua quá trình xử lý dữ liệu thu thập từ vệ tinh landsat7 và Landsat 9 thông qua nền tảng GEEvà tiến hành biên tập bản đồ bằng Qgis đã thống kê diện tích dòng chảy trên địa bàn tỉnh Đồng Thápgiai đoạn từ năm 2013 đến năm 2023và diện tích dòng chảy biến động sau 10 năm, cụ thể kết quảthu được như sau: (i) Diện tích nước năm 2023 là 11.609,385ha bị suy giảm nghiêm trọng 223,124ha so với năm 2013, (ii) Diện tích đất dọc bờ sông là 15.537,227ha, tăng 223,124 ha, Kết quả nghiêncứu là tài liệu giúp uỷ ban nhân dân tỉnh Đồng Tháp có những chính sách và hành động thiết thựchơn trong quản lý sạt lở dòng chảy sông. Từ khoá: Biến động dòng chảy, GEE, NDWI, tỉnh Đồng Tháp, viễn thám.1.GIỚI THIỆU Sự biến động bờ sông do sạt lở, bồi tụ là kết quả của tương tác vật lý giữa dòng nước và đấtliền, quá trình sạt lở, bồi tụ bờ sông hình thành bởi tác động tổng hợp của các yếu tố tự nhiên và xãhội. Hiện tượng sạt lở, bồi tụ tự nhiên có tốc độ tương đối ổn định và thường xảy ra do tác động củacác nhân tố có tính chu kỳ như thủy triều, sóng, dòng chảy, sông vận chuyển và bồi lắng trong khuvực nước ven bờ. Sự biến động bờ sông do xói lở, bồi tụ đã được quan trắc sử dụng nhiều phương pháp khác nhaunhư đo đạc trực tiếp thực địa, công nghệ quét Lidar, ảnh hàng không, và ảnh vệ tinh. Trong đó, sử dụngcông nghệ vệ tinh là phương pháp phổ biến nhất do khả năng thu nhận dữ liệu tức thời trên một diện tíchrộng, với sự đa dạng về độ phân giải không gian, thời gian, độ phân giải phổ được thiết lập trên các hệthống cảm biến khác nhau. Dữ liệu vệ tinh đã được sử dụng nhiều cho quan trắc sự biến đổi bãi biển ởcác phạm vi hẹp, trong sự hạn chế về mặt thời gian quan trắc. Hơn nữa, công nghệ tách chiết thông tin vềbờ biển trên ảnh vệ tinh thường thủ công hoặc bán thủ công dựa trên các phương pháp như sử dụng cácngưỡng xác định trên ảnh chỉ số, hoặc phân loại ảnh trên các cảnh ảnh đơn lẻ. Cách tiếp cận này thườngtốn nhiều nhân lực, thời gian, kinh phí, do đó việc quan trắc biến động bờ biển trên ảnh vệ tinh thườngđược thực hiện cho một khu vực nhỏ, các bước thời gian quan trắc thưa thớt. Nền tảng GEE sử dụng côngnghệ điện toán đám mây không những sử dụng cho quan trắc biến động nước mặt mà còn phục vụ nghiêncứu biến động bờ biển ở các tỉ lệ khác nhau trong ngắn hạn và trong dài kỳ. Sạt lở là hiện tượng tất yếu diễn ra trong quá trình phát triển địa hình, tác động trực tiếp đếncuộc sống của con người. Tại Đồng Tháp tình trạng sạt lở diễn ra ngày càng nghiêm trọng chủ yếutập trung ở những con sông lớn như sông Tiền, sông Mê Kông vào những mùa mưa lũ dông lốc, sét,bão, áp thấp nhiệt đới. Theo kết quả một số cuộc khảo sát thực tế và dân cư sống dọc bờ sông, nhữngnăm gần đây tình hình xói lở dọc bờ sông Tiền, sông Hậu diễn ra với quy mô lớn và tần suất cao vớicường độ trung bình. Mặc dù UBND có những công tác tăng cường xử lý và phòng ngừa tuy nhiêntình trạng sạt lở bờ sông vẫn còn nhiều. 310 Việc theo dõi bồi lắng, xói lở bờ sông tại Đồng Tháp theo thời gian là cần thiết để cung cấpthông tin kịp thời làm cơ sở cho các chính sách quản lý và định hướng phù hợp. Ngày nay, công nghệviễn thám ngày càng phát triển và đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát các thảm họa thiênnhiên như lở đất, lũ lụt, xâm nhập mặn,... Viễn thám có thể đưa ra những đánh giá khách quan, kịpthời, theo dõi và phát hiện toàn diện những thay đổi không gian, thời gian của hệ thống sông ngòi.Để hiểu hơn về tình trạng trên và cũng để đánh giá biến động bờ sông tại Đồng Tháp em đã xây dựngđề tài “Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây Google Earth Engine trong nghiên cứu biến độngđường bờ sông tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2013-2023”.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp thu thập số liệu Trong đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập số liệu, đây là phương pháp thu thập tấtcả những số liệu, tài liệu, thông tin có liên quan đến đề tài nghiên cứu, sau đó sẽ tiến hành các thaotác xử lý dữ liệu và đánh giá các số liệu, thông tin thu thập được. Tất cả quy trình thu thập dữ liệu được thực hiện trực tiếp từ các tập tin ảnh Landsat 7 và Landsat9 trên Google Earth Engine thông qua sử dụng các câu lệnh lọc dữ liệu. Bên cạnh đó các số liệu thứcấp cùng nhiều thông tin liên quan đến đề tài nghiên cứu đều được thu thập từ các trang website chínhthống của các tổ chức chính phủ, cơ quan ban ngành như Sở Tài nguyên môi trường, Uỷ ban nhândân tỉnh Đồng Tháp, Trung tâm quan trắc Môi trường,… và nhiều bài báo khoa học, luận văn. 2.2. Phương pháp so sánh Đối với phương pháp này thực hiện so sánh kết quả dữ liệu biến động diện tích rừng khi sửdụng ảnh vệ tinh Landsat 7 và Landsat 9 theo không gian và thời gian. Về không gian là từng huyệntrong phạm vi dòng sông tỉnh Đồng Tháp và thời gian cố định giai đoạn năm 2013 – 2023. Kết quả dữ liệu diện tích biến động dòng sông được từ ảnh vệ tinh Landsat7 và Landsat9 theokhông gian và thời gian sẽ so sánh sự tăng giảm của năm 2013 với năm 2023, từ đó đưa ra nhữn ...