CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ðỘNG VÙNG CỨA SÔNG TỪ THÔNG TIN VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ðỊA LÝ (GIS) 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông a.
Trên thế giới Nghiên cứu về vùng cửa sông kể ñến ñầu tiên là những nghiên cứu khoa học vào thế kỷ XIX - ñầu Thế kỷ XX, của Danhinski A.J (1936)… các công trình của các nhà khoa học này chủ yếu dừng lại ở mức ñộ ñịnh hướng lý thuyết cơ bản,mang tính chất xây dựng cơ sở phương pháp luận. Tuy nhiên, nghiên cứu về vùng cửa sông của các nhà khoa học trên thế giới có thể phân ra theo các hướng: Hướng nghiên cứu ñánh giá ñiều kiện về ñịa chất, kiến tạo, thạch học. Công trình tiêu biểu của Zenkovic V. Hướng nghiên cứu ño ñạc các ñặc trưng thuỷ văn.
Công trình của Trekhovic P. Hướng nghiên cứu ñánh giá các vùng cửa sông thông qua các yếu tố hải văn (sóng gió, thuỷ triều, dòng chảy ven bờ,. Công trình của Zubov N.Phần lớn các công trình nghiên cứu ñều dừng lại ở phân tích ñiều kiện tự nhiên vùng cửa sông, chưa ñề cập sâu cơ chế tác ñộng qua lại giữa các yếu tố ñộng lực sông - biển. Hướng nghiên cứu ñánh giá cơ chế phát triển ñịa hình cửa sông.
Công nghiên cứu cửa sông về mặt lý thuyết của Xamoilov I.V (1952), công trình nghiên cứu ñã khái quát hoá trong sơ ñồ về mối tương tác giữa các yếu tố ñộng lực sông - biển trong cơ chế phát triển ñịa hình cửa sông. Công trình nghiên cứu Mikhailov V.N, phát triển mô hình thuỷ văn về dòng chảy phân tầng ở vùng biển trước cửa sông do sự thay ñổi ñặc tính hoá - lý của các lớp nước pha trộn. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hướng nghiên cứu về sự hình thành châu thổ (delta) và phát triển các cửa sông. Công trình của Zenkovic (1960-1962), Leontrev (1961), Koleman J.
Hướng nghiên cứu quá trình phát triển cửa sông và phân nhánh lòng dẫn. Công trình nghiên cứu của Makkaveev N. ðây là hướng nghiên cứu mới hình thànhtrong những năm cuối Thế kỷ XX, khi con người phóng các vệ tinh quan sát vào vũ trụ và phát triển các ngành công nghệ mới như Tin học (Informatic) và ðịa tin học (Geomatic). Các công trình nghiên cứu ñiển hình của nhà khoa học Regrain R.
Tại Việt Nam Nghiên cứu về vùng cửa sông thực sự ñược quan tâm sau khi chúng ta dành ñộc lâp và bắt ñầu xây dựng ñất nước. Có thể chia các hướng lớn sau ñây: Hướng nghiên cứu thuỷ văn cửa sông. Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học: Nguyễn Văn Cư (1979) nghiên cứu qui luật vận chuyển sa bồi khu vực cửa Cấm (Hải Phòng); Nguyễn Ngọc Thụy (1985,1995) nghiên cứu ñặc tính thuỷ triều và nước dâng ở ven biển và các cửa sông Việt Nam; ðỗ Tất Túc (1982) nghiên cứu và dự báo dòng chảy ở hạ lưu sông MêKông; Nguyễn Ngọc Huấn (1987) nghiên cứu chế ñộ thuỷ văn vùng triều khu vực ñồng bằng sông Cửu Long (ðBSCL); Nguyễn Bá Quỳ (1996) nghiên cứu diễn biến cửa sông vùng triều dưới ảnh hưởng của bão - lũ; Nguyễn Thị Thảo Hương (2000) nghiên cứu diễn biến cửa sông vùng luồng tầu vào cảng Hải Phòng (sông Cấm - cửa Nam Triệu); Nguyễn Bá Uân (2002) nghiên cứu diễn biến một số cửa sông Miền Trung và khả năng tiêu thoát lũ và khai thác kinh tế ven biển, Hướng nghiên cứu về ñịa mạo - ñịa chất + Vùng ñồng bằng sông Hồng: công trình của Vũ ðình Chỉnh (1977), Hoàng Ngọc Kỷ (1977), ðỗ Văn Tự (1986), Trần ðức Thạnh (1993)… Nguyễn Thế Tiệp (1993) nghiên cứu hình thái ñộng lực dải ven bờ delta sông Hồng; Nguyễn ðức Cự (1993) nghiên cứu ñặc ñiểm ñịa hoá trầm tích ven biển Hải Phòng; Ngô Quang Toàn (1995) nghiên cứu ñặc ñiểm trầm tích và lịch sử phát triển các thành tạo ðệ tứ phần ñông bắc ðBSH; ðinh Văn Huy (1996) nghiên cứu ñặc ñiểm hình thái - ñộng lực khu bờ biển hiện ñại Hải Phòng; Hoa Mạnh Hùng (2002) 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nghiên cứu ñộng lực hình thái cửa sông ñồng bằng Bắc Bộ; Doãn ðình Lâm (2003) nghiên cứu lịch sử tiến hoá trầm tích Holocen vùng châu thổ sông Hồng. + Khu vực ven biển Miền Trung có các nghiên cứu của ðặng Văn Bào (1996) nghiên cứu ñặc ñiểm ñịa mạo ñồng bằng Huế - Quảng Trị; Vũ Văn Phái (1996) nghiên cứu ñặc ñiểm ñịa mạo bờ biển hiện ñại Trung Bộ Việt nam (từ ðèo Ngang tới mũi ðá Vách); Lê Xuân Hồng (1996) nghiên cứu ñặc ñiểm xói lở bờ ở dải ven biển Việt Nam Hướng cứu vùng ven biển và cửa sông có ứng dụng công nghệ viễn thám kỹ thuật số và hệ thông tin ñịa lý (GIS).
Xuất hiện trong những năm cuối thập kỷ 1990, công trình khoa học của Phạm Văn Cự (1996) về sử dụng phối hợp hai công nghệ xử lý ảnh số và GIS trong xây dựng bản ñồ ñịa mạo vùng ñồng bằng sông Hồng; Nguyễn Ngọc Thạch và các tác giả khác (1997) ñề cập ñến khả năng ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường; Phạm Quang Sơn (2004- 2007) nghiên cứu diễn biến các vùng cửa sông ðBSH từ thông tin viễn thám ña thời gian, ña ñộ phân giải. Gần ñây nhất là nghiên cứu của tác giả Phạm Quang Sơn và nnk. “Nghiên cứu biến ñộng các vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ tư thông tin Viễn thám phân giải cao và GIS, phục vụ chiến lược phát triển kinh tế biển và bảo vệ Tài nguyên – Môi trường” (2012). Nghiên cứu tài nguyên ñất bằng phương pháp viễn thám và GIS GIS bắt ñầu ñược xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ XX ñược ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực trên toàn thế giới.
Năm 1972, với việc phóng vệ tinh Landsat 1 ñã mở ra một kỷ nguyên mới cho việc sử dụng viễn thám trong quan sát và nghiên cứu Trái ðất. Cho ñến nay, với hơn 30 năm phát triển việc tích hợp tư viễn thám và GIS cho nhiều mục ñích nghiên cứu khác nhau ñã rất phổ biến. Vào những năm 1979 - 1980 các cơ quan khoa học Việt Nam bắt ñầu tiếp cận công nghệ viễn thám. Hiện nay ở Việt Nam, có hơn 20 cơ quan, tổ chức thuộc nhiều Bộ, Ngành và các trường ðại học ( Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Thủy sản, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trường ðại học Khoa học Tự nhiên, Trường ñại học Mỏ ðịa chất…) ñang sử dụng một cách có hiệu quả các tư liệu viễn thám trong chương trình, dự án thuộc lĩnh vực của mình.
Một trong những ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả ñó là nghiên cứu hiện trạng lớp phủ, hiện trạng sử dụng ñất và biến ñộng tài nguyên ñất dựa vào việc kết hợp công nghệ viễn thám và GIS. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Trên thế giới Adam Johnson tiến hành nghiên cứu lập bản ñồ bề mặt lớp phủ, hiện trạng sử dụng ñất khu vực miền nam Mississippi dựa vào cặp ảnh Landsat 5 (TM) năm 1990 và Landsat 7 (ETM) năm 2000. Trong nghiên cứu tác giả ñã sử dụng chỉ số thực vật và khảo sát biến ñộng dựa trên phân tích chỉ số thực vật NDVI.
Nghiên cứu của Somporn Sangawongse về biến ñộng sử dụng ñất ở Chiềng Mai, Thái Lan. Thời ñiểm nghiên cứu năm 1988 tới năm 1991 bằng ảnh viễn thám sử dụng phương pháp phân loại khoảng cách ngắn nhất (Minimum distance) và phương pháp xác suất cực ñại (Maximum Likelihood). Nghiên cứu biến ñộng dựa trên tỷ số ảnh. Manishika Jain ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu mở rộng ñô thị khu vực Udaipur, Ấn ðộ dựa trên so sánh phân loại trong thời ñiểm năm 1972, 1990 và 2000 và phân tích chồng xếp dữ liệu.
Nghiên cứu sự biến ñộng ñô thị thông qua việc thành lập bản ñồ sử dụng ñất tại các thời ñiểm năm 1959, 1969 và 1978 tại Delhi, Ấn ðộ bằng công nghệ viễn thám ña thời gian của Gupta D. Nghiên cứu của J.Goward về sự phát triển ñô thị giai ñoạn 1973 - 1996 ở thủ ñô Oasinhton từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat. Nhóm nghiên cứu sử dụng chỉ số thực vật NDVI, các filter lọc, kỹ thuật phân ngưỡng và ñưa ra kết quả là bản ñồ mở rộng ñất ñô thị. Shigenobu Tachizuka và các cộng sự nghiên cứu sự mở rộng ñô thị ở Băng Cốc (Thái Lan) là một thành phố với mức ñộ ñô thị hoá và công nghiệp hoá cao.
Nghiên cứu tính toán chỉ số tổng hợp của ñất, nước và thực vật ñể phân tích ñưa ra ñánh giá biến ñộng sử dụng ñất. Tại Việt Nam Tác giả Phạm Minh Hải và Yasushi Yamaguchi dùng các dữ liệu viễn thám bao gồm: Landsat MSS (1975) ñộ phân giải 70m, Landsat MSS (1984) ñộ phân giải 70, Landsat TM (1992) ñộ phân giải 30, ASTER (2001) ñộ phân giải 15m và Landsat ETM+ (2003) với ñộ phân giải 30m. Với phương pháp phân loại dùng thuật toán xác suất cực ñại dựa vào việc lấy mẫu: ñất ñô thị, nước, thực vật thưa, thực vật dày, nước ñục, ñường, ñất ẩm, ñất trống, cát và áp dụng chỉ số tổng hợp thực vật, ñất, nước theo dõi biến ñộng lớp phủ bề mặt ở Hà Nội dưới tác ñộng của ñô thị hoá. Với mục ñích nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất và xác ñịnh thông số nhằm ñánh giá tác ñộng của việc mở rộng ñô thị ñến môi trường khu vực thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận.
Ở trong nghiên cứu của mình, Trần Hùng ñã sử dụng phương pháp phân loại xác suất cực ñại. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Theo ñề tài “Nghiên cứu sự phát triển của ñô thị Hà Nội bằng tư liệu viễn thám ña phổ và ña thời gian”, tác giả Nguyễn ðình Dương ñã sử dụng phương pháp xử lý số và phân loại theo thuật toán xác suất cực ñại trên các ảnh năm 1992, 1999, 2001. Tác giả Vũ Anh Tuân với ñề tài “Nghiên cứu biến ñộng hiện trạng lớp phủ thực vật và ảnh hưởng của nó tới quá trình xói mòn lưu vực sông Trà Khúc bằng phương pháp Viễn thám và Hệ thống thông tin ñịa lý” nghiên cứu biến ñộng lớp phủ dựa trên phân loại có kiểm ñịnh và phân loại dưới pixel. ðề tài “Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái không gian của sự phát triển ñô thị Hà Nội giai ñoạn 1975 -2005” của Nguyễn Thị Ngọc Nga sử dụng 2 phương pháp phân loại xác suất cực ñại và phân loại ñịnh hướng ñối tượng với chỉ số thực vật (NDVI) và chỉ số ñô thị (UV) kết hợp với phân tích không gian trong GIS.