Ứng dụng nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine trong đánh giá ảnh hưởng của ngập lụt tại tỉnh Quảng Bình

Mục tiêu của nghiên cứu này là ứng dụng nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE) để xây dựng ứng dụng Web giám sát và ước tính thiệt hại sau lũ lụt thông qua chỉ số về diện tích ngập lụt, độ sâu ngập, diện tích cây trồng bị ảnh hưởng và số hộ dân bị ảnh hưởng, thí điểm cho đợt mưa bão tháng 10 năm 2020 tại tỉnh Quảng Bình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine trong đánh giá ảnh hưởng của ngập lụt tại tỉnh Quảng Bình Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 ỨNG DỤNG NỀN TẢNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY GOOGLE EARTH ENGINE TRONG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGẬP LỤT TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH Giang Hoàng Hiệp1, Trần Kim Châu2, Nguyễn Quang Chiến31 Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, email: gianghiep111@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi, email: kimchau_hwru@tlu.edu.vn 3 Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT), email: chiennguyen7165@gmail.com1. GIỚI THIỆU CHUNG GEE. Toàn bộ quy trình xử lý dữ liệu đầu vào và giải đoán ảnh vệ tinh đều được code bằng Hàng năm, miền Trung Việt Nam liên tục các hàm chức năng trong thư viện tích hợp sẵnphải hứng chịu những đợt lũ chồng lũ, bão của nền tảng GEE. Quy trình xử lý các lớp dữchồng bão với diễn biến phức tạp, mức độ, liệu ảnh và phát triển ứng dụng được thể hiệntính chất ngày càng khốc liệt và dị thường, đặc cụ thể thông qua sơ đồ dưới đây:biệt, đợt mưa lũ lịch sử năm 2020 đã gây ranhiều thiệt hại nặng nề về tài sản, môi trườngcon người và vật nuôi cho các tỉnh miềnTrung. Tại Quảng Bình, đợt mưa lũ lịch sử từngày 16 đến ngày 22 tháng 10 năm 2020 đãgây ra thiệt hại nghiêm trọng trên địa bàn toàntỉnh, đặc biệt là địa bàn huyện Lệ Thủy, QuảngNinh. Riêng lượng mưa từ ngày 16/10 đếnngày 21/10 nhiều nơi trên 1.000mm như cáctrạm Trường Sơn, Minh Hóa và Tuyên Hóa[2]. Do địa hình hẹp và dốc nên khi có mưalớn mực nước trên 3 lưu vực sông lớn (sôngGianh, sông Nhật Lệ, sông Son) lên rất nhanhvà đều vượt mức báo động III vượt lũ lịch sửnăm 1979 [2]. Do đó, mục tiêu của nghiên cứunày là ứng dụng nền tảng điện toán đám mâyGoogle Earth Engine (GEE) để xây dựng ứng Hình 1. Sơ đồ xử lý dữ liệu của ứng dụngdụng Web giám sát và ước tính thiệt hại sau lũlụt thông qua chỉ số về diện tích ngập lụt, độ 2.1.1. Phương pháp tính toán diện tích ngậpsâu ngập, diện tích cây trồng bị ảnh hưởng và Diện tích ngập lũ được xác định theo phânsố hộ dân bị ảnh hưởng, thí điểm cho đợt mưa ngưỡng giá trị (threshold) dựa trên so sánhbão tháng 10 năm 2020 tại tỉnh Quảng Bình. giá trị điểm ảnh tại hai thời điểm trước và sau lũ trên tập hợp ảnh Sentinel-1A. Lớp dữ liệu2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ngập đầu ra được sử dụng làm dữ liệu đầu 2.1. Phương pháp xử lý dữ liệu ảnh vệ vào cho các bước tính toán sau:tinh và phát triển Web 2.1.2. Tính diện tích đất nông nghiệp Ứng dụng Web được phát triển dựa trên thiệt hạingôn ngữ lập trình JavaScript trên trình soạn Diện tích đất nông nghiệp thiệt hại đượcthảo mã lệnh - EE Code Editor thuộc nền tảng tính toán bằng phương pháp chồng chập lớp 465Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8diện tích ngập và lớp đất nông nghiệp được bị ảnh hưởng; (4) Bảng kết quả thống kê diệnlấy từ bộ sưu tập ảnh MODIS. tích ngập, số người dân bị ảnh hưởng và diện 2.1.3. Thống kê số người bị ảnh hưởng tích đất nông nghiệp bị ảnh hưởng; (5) Chú giải các lớp dữ liệu trên bản đồ; (6) Công cụ Tương tự như vậy, lớp dữ liệu dân số chịu tùy chọn hiển thị các lớp dữ liệu.ảnh hưởng được tính toán từ lớp mật độ dânsố thế giới GHSL 2015. 2.2. Phương pháp tính toán độ sâu ngập Quy trình tính đoán độ sâu ngập dưa trêndữ liệu DEM Merit. Các giá trị độ cao địahình ở vùng biên được xác định làm mốc giátrị ban đầu, từ đó các giá trị độ sâu vùng ngậpbên trong sẽ được nội suy bằng cách lấy mốcgiá trị số độ cao vùng biên trừ đi giá trị DEM Hình 3. Giao diện Web sau khi chạytại vị trí ngập [1]. Theo kết quả tính toán từ ứng dụng cho trận lũ từ ngày 16 đến ngày 22/10/2020 với3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU phân ngưỡng giá trị 1.2 cho thấy, Quảng 3.1. Kết quả xây dựng ứng dụng Web Bình có 33.209 (ha) bị ngập tương đương vớiđánh giá ảnh hưởng của ngập lụt tại tỉnh khoảng 4% diện tích tự nhiên của tỉnh. KhuQuảng Bình vực ngập tập trung chủ yếu ở đồng bằng ven biển và 2 lưu vực sông Gianh và sông Nhật Ứng dụng Web bao gồm 2 thành phần ...