khảo sát tình hình lũ lụt ở đồng bằng sông cửu long giai đoạn năm 2013 bằng ảnh modis

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
-------------------------

DANH XÀ RÂY

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH LŨ LỤT Ở ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG GIAI ĐOẠN
NĂM 2013 BẰNG ẢNH MODIS

LUẬN VĂN KỸ SƢ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Cần Thơ, 2014


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI
-------------------------

DANH XÀ RÂY

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH LŨ LỤT Ở ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG GIAI ĐOẠN
NĂM 2013 BẰNG ẢNH MODIS

LUẬN VĂN KỸ SƢ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Mã ngành: 52850103

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Ths: HUỲNH THỊ THU HƢƠNG

DANH XÀ RÂY
MSSV: 4115077
Lớp Quản Lý Đất Đai K37A2

Cần Thơ, 2014


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN

Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Quản lý đất đai với
đề tài: “Giải đoán tình hình lũ ở đồng bằng sông Cửu Long bằng ảnh MODIS giai
đoạn năm 2013 ”.
Do sinh viên: Danh Xà Rây

MSSV: 4115077

Lớp: Quản lý đất đai K37A2 thuộc Bộ môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi Trƣờng và
Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trƣờng Đại Học Cần Thơ từ tháng 07/2014 đến tháng
12/2014.
Nhận xét:
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày..……tháng………năm 2014
Trƣởng bộ môn

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Quản lý đất đai với
đề tài: “Giải đoán tình hình lũ ở đồng bằng sông Cửu Long bằng ảnh MODIS giai
đoạn năm 2013”.
Do sinh viên: Danh Xà Rây

MSSV: 4115077

Lớp: Quản lý đất đai K37A2, thuộc Bộ môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi trƣờng và
Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trƣờng Đại Học Cần Thơ thực hiện từ tháng 07/2014 đến
tháng 012/2014.
Nhận xét:
……………………………………………………………………………………....…

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày……..tháng…...năm 2014
Cán bộ hƣớng dẫn

Huỳnh Thị Thu Hƣơng

ii


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp chuyên
ngành Quản lý đất đai với đề tài: “Giải đoán tình hình lũ ở đồng bằng sông Cửu
Long bằng ảnh MODIS giai đoạn năm 2013”.
Do sinh viên: Danh Xà Rây

MSSV: 4115077

Lớp: Quản lý đất đai K37A2, thuộc Bộ môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi trƣờng và
Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trƣờng Đại Học Cần Thơ thực hiện và báo cáo trƣớc Hội

đồng.
Ngày……….tháng………năm 2014
Báo cáo luận văn tốt nghiệp đƣợc Hội đồng đánh giá ở mức:……………………...
Ý kiến của hội đồng:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2014
Chủ tịch Hội đồng

iii


LỊCH SỬ CÁ NHÂN
Họ và tên: Danh Xà Rây
Ngày sinh: 11/09/1993
Nơi sinh: huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
Quê quán: Ấp 4, xã Xà Phiên, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
Họ và tên cha: Danh Hiêl
Họ và tên mẹ: Thị Thời
Tốt nghiệp Trung học phổ thông năm 2011, tại trƣờng phổ thông Dân Tộc Nội Trú
Hậu Giang.
Vào học tại Trƣờng Đại học Cần Thơ năm 2011, ngành học Quản lý đất đai
Tốt nghiệp Kỹ sƣ chuyên ngành Quản lý đất đai năm 2014

iv

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan rằng đề tài này do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và phân tích
trong đề tài là trung thực, không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào.

Cần Thơ, ngày……tháng…….năm 2014

Danh Xà Rây

v


LỜI CẢM TẠ
Trong suốt thời gian học tập, em vinh dự nhận đƣợc sự dạy dỗ và rèn luyện kiến thức
tại trƣờng Đại học Cần Thơ, hơn thế nữa là sự quan tâm dạy dỗ tận tình của thầy cô Bộ
môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên. Đây là nền tảng
vô cùng quan trọng, là hành trang tri thức giúp em vững tin trong quá trình công tác
tƣơng lai.
Em xin chân thành gửi lời cám ơn đến:
Quý thầy cô Bộ môn Tài nguyên đất đai, khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên,
trƣờng Đại học Cần Thơ đã trực tiếp giảng dạy và hƣớng dẫn em trong suốt thời gian
vừa qua. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến cô Phan Kiều Diễm và cô Nguyễn
Thị Song Bình là cố vấn học tập đã quan tâm giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cám ơn cô Huỳnh Thị Thu Hƣơng đã trực tiếp hƣớng dẫn em thực
hiện đề tài, cô đã nhiệt tình hƣớng dẫn, đã đóng góp ý kiến quý báo và tạo điều kiện
tốt nhất để em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này.
Cảm ơn ba mẹ đã dạy dỗ chăm sóc con, đối với con ba mẹ là niềm động viên vững
chắc nhất để con vững tin bƣớc vào đời.
Một lần xin cám ơn các bạn trong lớp Quản lý đất đai K37 đã động viên giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Danh Xà Rây

vi


TÓM LƢỢC
Lũ là hiện tƣợng tự nhiên xảy ra hàng năm. Những năm gần đây do ảnh hƣởng của
Biến đổi khí hậu với sự ấm lên toàn cầu làm cho lũ ngày càng trở nên phức tạp gây
nên thiệt hại nghiêm trọng đến tài sản và tính mạng con ngƣời, sụt giảm sản lƣợng
nông nghiệp khi diễn tiến lũ tăng nhanh. Với mục tiêu:
- Theo dõi quá trình diễn tiến lũ theo thời gian ở đồng bằng sông Cửu Long năm 2013
- Xây dựng bản đồ hiện trạng ngập lũ và bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ở đồng
bằng sông Cửu Long năm 2013.
Đề tài nghiên cứu“Giải đoán tình hình lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long giai đoạn
năm 2013 bằng ảnh MODIS” đã đƣợc thực hiện với phƣơng pháp nghiên cứu là sử
dụng ảnh vệ tinh MODIS bằng việc tính toán các chỉ số EVI, LSWI và DVEL. Cùng
việc thực hiện các quá trình phân loại trên sự kết hợp giữa các chỉ số EVI, LSWI,
DVEL xác định vùng ngập lũ và không ngập. Qua đó phân loại không kiểm soát chuỗi
ảnh DVEL nghiên cứu tiến hành đƣa ra những phân tích, đánh giá cụ thể về không
gian cũng nhƣ thời gian ngập lũ của ĐBSCL năm 2013.
Kết quả đạt đƣợc thông qua việc theo dõi quá trình diễn tiến lũ theo thời gian qua đó
thành lập bản đồ ngập lũ từng giai đoạn và bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ở ĐBSCL
năm 2013. Kết quả Nghiên cứu cho thấy mối tƣơng quan của ảnh theo không gian,
thời gian với sự thay đổi của lũ có độ chính xác tƣơng đối cao dựa trên sự so sánh
tƣơng quan giữa diện tích ngập và mực nƣớc thực đo tại 2 trạm thủy văn Tân Châu và
Châu Đốc cho thấy có thể sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian MODIS - MOD09A1 để
theo dõi diễn tiến lũ ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long.

vii

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN .......................................................................................... I
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ................................................................. II
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO ..................................................................III
LỊCH SỬ CÁ NHÂN ................................................................................................... IV
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... V
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................... VI
TÓM LƢỢC ................................................................................................................ VII
MỤC LỤC .................................................................................................................. VIII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... X
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................... XI
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................... XII
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƢƠNG I: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ..........................................................................2
1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu ...................................................................................2
1.1.1 Vị trí địa lý ......................................................................................................2
1.1.2 Địa hình, địa vật .............................................................................................2
1.1.3 Khí hậu thủy văn .............................................................................................2
1.1.4 Đất đai ............................................................................................................3
1.1.5 Hiện trạng sử dụng đất ở đồng bằng sông Cửu Long.....................................3
1.2 Hiện trạng ngập lũ ở ĐBSCL giai đoạn 2000 đến 2012 ........................................4
1.2.1 Khái niệm lũ ....................................................................................................4
1.2.2

iện trạng ngập lũ ở đồng bằng Sông Cửu Long ..........................................4

1.2.3 Nguyên nhân gây ra lũ ở đồng bằng sông Cửu Long .....................................6
1.3 Giới thiệu tổng quan viễn thám .............................................................................7

1.3.1 Khái niệm ........................................................................................................7
1.3.2 Phân loại viễn thám.........................................................................................7
1.3.3 Nguyên lý hoạt động........................................................................................8
viii


1.3.4 Sự phản xạ của các sự vật ...............................................................................9
1.3.5 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật và nước ................................................10
1.3.6 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng ..........................................................11
1.4 Giới thiệu vệ tinh MODIS ...................................................................................13
1.4.1 Vệ tinh MODIS ..............................................................................................13
1.4.2 Ứng dụng ảnh MODIS trên thế giới và Việt Nam .........................................15
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP .................................................17
2.1 Phƣơng tiện ..........................................................................................................17
2.1.1 Vùng nhiên cứu .............................................................................................17
2.1.2 Dữ liệu nghiên cứu ........................................................................................17
2.1.3 Đối tượng và thời gian quan sát ...................................................................17
2.1.4 Thiết bị và phần mềm ...................................................................................17
2.2 Phƣơng pháp ........................................................................................................17
2.2.1 Thu thập số liệu .............................................................................................17
2.2.2 Xử lý ảnh viễn thám.......................................................................................18
2.2.5 iết

o

o ết quả ......................................................................................21

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN .......................................................................23
3.1. Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng ngập lũ ĐBSCL năm 2013 .......................23
3.1.1 Tạo ảnh EVI, LSWI, DVEL ...........................................................................23

3.1.2 Phân loại đối tượng dựa trên kết hợp các chỉ số EVI, LSWI, DVEL ............26
3.1.3. Kết quả thành lập bản đồ ngập lũ từng giai đoạn .......................................27
3.1.4. Kết quả thành lập bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ..................................30
3.2. Kết quả đánh giá độ tƣơng quan với dữ liệu quan trắc .......................................36
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................38
4.1 Kết luận ................................................................................................................38
4.2 Kiến nghị ..............................................................................................................38
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................39
PHỤ CHƢƠNG .............................................................................................................41
ix


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

DVEL

Difference Value between EVI and
LSWI

Khác biệt giữa EVI và LSWI

ĐBSCL

MeKong Delta

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐV

Đơn vị

ENVI

The Environment for Visualizing
Images

Môi trƣờng thể hiện ảnh

EVI

Enhanced Vegetation Index

FAO

Food and Agriculture Organization

Chỉ số nổi bật thực vật
Cơ quan Lƣơng Nông của
Liên Hiêp Quốc
Hecta

ha
LSWI
MODIS

Land Surface Water Index
Moderate-resolution Imaging
Spectroradiometer

NASA

National Auto Sport Association

NDVI

The Normalized Difference
Vegetation Index

SWIR

Region Of Interest
Systeme Pour l’ Observation De La
Terre
Short Wave Infrared

UTM

Universal Transverse Mercator

WGS-84

World Geodetic Systerm 84

SPOT

Chỉ số khác biệt thực vật
Nhà xuất bản

NXB
ROI

Chỉ số nƣớc bề mặt lớp phủ
Hệ thống quét ảnh đa phổ độ
phân giải trung bình
Cơ quan Hàng không vũ trụ
Mỹ

x

Vùng đại diện
Hệ thống giám sát mặt đất
Sống ngắn hồng ngoại
Hệ tọa độ chuyển đổi tổng hợp
của Mỹ
Hệ tọa độ thế giới xây dựng
năm 1984


DANH SÁCH BẢNG
Bảng
1.1

Tựa bảng
Các thông số kỹ thuật của vệ tinh MODIS

1.2

Một số kênh của bộ cảm MODIS và khả năng ứng dụng của nó

14

2.1

Các kênh phổ của ảnh MODIS đƣợc sử dụng trong nghiên cứu

18

3.2

Các kênh phổ của ảnh MODIS đƣợc sử dụng cho tính toán chỉ số
thực vật
Các kênh phổ của ảnh MODIS đƣợc sử dụng cho tính toán

3.3

Diện tích không ngập có che mây và không che mây ở ĐBSCL

3.4

Bảng Diện tích phân vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2013

3.1

xi

Trang
13

23
24
29
33


DANH SÁCH HÌNH
Tiêu đề

Hình

Trang

1.1

Bản đồ các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long

2

1.2

Đồ thị diễn tả một tiến trình lũ

4

1.3

Một số trận lũ lớn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long

5

1.4

Các giai đoạn cơ bản trong quá trình thu nhận, xử lý ảnh viễn thám

8

1.5

Đặc tính phản xạ phổ của một số đối tƣợng tự nhiên

9

1.6

Đặc tính phản xạ phổ của thực vật

10

1.7

Đặc tính hấp thụ của lá cây và của nƣớc

11

1.8

Đặc tính phản xạ phổ thổ nhƣỡng

11

1.9

Khả năng phản xạ phổ của đất phụ thuộc vào độ ẩm

12

2.1

Lƣu đồ các bƣớc thực hiện đề tài

22

3.1

Kết quả tạo ảnh EVI khu vực nghiên cứu (ngày 04/07/2013)

24

3.2

Kết quả tạo ảnh LSWI khu vực nghiên cứu (ngày 04/07/2013)

25

3.3

Kết quả tạo ảnh DVEL khu vực nghiên cứu (ngày 04/07/2013)

26

3.4

Kết quả phân loại đối tƣợng dựa trên kết hợp các chỉ số EVI, LSWI,
DVEL (ngày 04/07/2013)

27

3.5

Bản đồ ngập lũ từng giai đoạn ĐBSCL năm 2013 không che mây

28

3.6

Bản đồ ngập lũ từng giai đoạn ĐBSCL năm 2013 có che mây

28

3.7

Diện tích ngập lũ Đồng Bằng Sông Cửu Long năm 2013

30

3.8

Bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL năm 2013

31

3.9

Sự thay đổi giá trị DVEL phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL

32

3.10

Diện tích phân vùng chế độ ngập lũ ĐBSCL năm 2013

34

3.11

Bản đồ phân vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2013

35

3.12

Tƣơng quan giữa diện tích ngập không che mây ở ĐBSCL với số liệu
quan trắc tại 2 trạm thủy văn và Châu Đốc Tân Châu

36

3.13

Tƣơng quan giữa diện tích ngập có che mây ĐBSCL với số liệu quan
trắc tại 2 trạm thủy văn và Châu Đốc Tân Châu

37

xii


MỞ ĐẦU
Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển mạnh mẽ sâu sắc làm thay đổi hình thức và
nội dung mọi hoạt động kinh tế văn hoá và xã hội của loài ngƣời. Các quốc gia đang
tích cực áp dụng những tiến bộ của khoa học công nghệ đặc biệt là công nghệ viễn
thám nhằm phát huy lợi thế cạnh tranh, tạo ra những ứng dụng thiết thực trong đời
sống thực tiễn nhƣ: khai thác và quản lý tài nguyên, giám sát và bảo vệ môi trƣờng,
phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, tổ chức và quản lý lãnh thổ cũng nhƣ an ninh, quốc
phòng.
Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất nƣớc. Song hàng năm, vào mùa lũ sông
Mekong tràn về gây ngập lụt gần 2 triệu ha, kéo dài 4 - 6 tháng, ngập sâu khoảng 0,4 0,5 m (Võ Quốc Thành, 2013) đem lại không ít nguồn lợi cho ngƣời dân nhƣ: cung cấp
nguồn lợi thủy sản, bồi đấp phù sa, rữa phèn, rữa mặn làm tăng sản lƣợng nông
nghiệp. Bên cạnh đó, lũ cũng gây ra nhiều thiệt hại không nhỏ về ngƣời và tài sản. Đặc
biệt là cơn lũ lụt từ tháng 9 đến tháng 11 năm 2000 đƣợc gọi cơn lũ thế kỷ, cơn lũ này
đã làm gần 1000 ngƣời thiệt mạng và tổn thất về tài sản và mùa màng (Trần Tiễn
Khanh, 2001).
Trong những năm gần đây, lũ diễn biến ngày càng phức tạp tuy không lớn bằng năm
2000. Nhƣng cũng gây nên thiệt hại nghiêm trọng đến tài sản và tính mạng con ngƣời,
Đặc biệt là sụt giảm sản lƣợng nông nghiệp khi diễn tiến lũ tăng nhanh. Việc theo dõi
quá trình diễn tiến ngập lũ thay đổi theo không gian và thời gian ảnh hƣởng nhƣ thế
nào đến quá trình sản xuất nông nghiệp và cơ cấu mùa vụ ở vùng ĐBSCL khá quan

trọng. Xuất phát từ vấn đề trên, đề tài nghiên cứu: “Giải đoán tình hình lũ lụt ở đồng
bằng sông Cửu Long giai đoạn năm 2013 bằng ảnh MODIS” đã đƣợc thực hiện
nhằm mục đích sau:
- Theo dõi quá trình diễn tiến lũ theo thời gian ở đồng bằng sông Cửu Long năm
2013.
- xây dựng bản đồ hiện trạng ngập lũ và bản đồ phân vùng chế độ ngập lũ ở đồng bằng
sông Cửu Long năm 2013.

1


CHƢƠNG I: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu
1.1.1 Vị trí địa lý
ĐBSCL là một bộ phận của châu thổ sông Mêkông nằm trên lãnh thổ Việt Nam, trãi
dài từ 8030’- 11’ vĩ độ Bắc và từ 1040 - 1070 kinh độ Đông, phía Bắc giáp Campuchia
và thành phố Hồ Chí Minh, phía Nam và phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp
vịnh Thái Lan (Lê Sâm, 1996). ĐBSCL nằm trên địa hình tƣơng đối bằng phẳng,
mạng lƣới sông ngòi dày đặc rất thuận lợi cho giao thông đƣờng thủy.

(Nguồn: Lê Anh Tuấn, 2008)

Hình 1.1 Bản đồ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

1.1.2 Địa hình, địa vật
ĐBSCL có địa hình bằng phẳng và thấp với 80% diện tích của vùng có độ cao dƣới
2,5 m so với mực nƣớc biển với dải bờ biển dài 720 km (Nguyễn Đức Ngữ, 2009).
Vùng ĐBSCL đƣợc hình thành từ những trầm tích phù sa và bồi dần qua những thế
nguyên thay đổi theo mực nƣớc biển, qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những
dòng cát dọc theo bờ biển.

1.1.3 Khí hậu thủy văn
Theo Lê Anh Tuấn (2008), khí hậu vùng ĐBSCL mang tính nhiệt đới, nóng và ẩm,
chịu ảnh hƣởng của gió mùa khá toàn diện. Mỗi năm có 2 mùa chính là mùa mƣa và
mùa nắng. Nhiệt độ trung bình năm: của khu vực là 26 - 27 °C, biến thiên nhiệt độ
trung bình là 3 - 3,5 °C. Tổng nhiệt độ trung bình năm là 7.500 °C, tối đa khoảng
9.000 - 10.000 °C. Tổng bức xạ hàng năm là 140 - 150 Kcal/cm2/năm.

2


Vùng ĐBSCL có mạng lƣới sông khá phức tạp, trong đó chủ yếu là sông Cửu Long và
các chi lƣu của nó. Ở thƣợng nguồn trên Tân Châu (sông Tiền) và Châu Đốc (sông
Hậu). khi chảy vào đồng bằng, sông có bề rộng khoảng từ 60 m đến 300 m và dần dần
mở rộng khi chảy về dƣới hạ lƣu, bề rộng sông khoảng 2 km khi ra đến biển, đoạn lớn
nhất là cửa sông Hậu, bề rộng sông lên đến 18 km. Ra biển Đông, sông Tiền thoát
bằng 6 cửa: Tiểu, Đại, Ba Lai, Hàm Luông, Cổ Chiên và Cung Hầu, sông Hậu thoát ra
từ cửa: Định An và Trần Đề. Nhìn trên bản đồ có thể phân biệt mạng lƣới sông rạch tự
nhiên với dạng ngoằn nghèo khác với các kênh nhân tạo thẳng tắp. Hệ thống sông Cửu
Long đƣợc kể từ Tân Châu trên sông Tiền và Châu Đốc trên sông Hậu ra đến biển.
Hằng năm sông Cửu Long chuyển trên 500 tỷ m3 nƣớc ra đến biển với lƣu lƣợng bình
quân là 13.500 m3/s, trong 3/4 đƣa về trong mùa mƣa lũ kéo dài 5 tháng từ tháng 5 đến
tháng 10 hằng năm, 1/4 lƣợng nƣớc đƣa ra biển trong 7 tháng còn lại.
1.1.4 Đất đai
Theo Lê Anh Tuấn (2008), vùng ĐBSCL có thể chia ra 4 vùng chính:
Vùng phù sa ngọt: khoảng 1.5 triệu ha gồm các phần đất nằm dọc 2 bên sông Hậu bao
gồm một phần tỉnh An Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long, Đồng Tháp. Các vùng hữu ngạn
sông Hậu, nơi ven sông gồm các loại đất tƣơng đối nhẹ, dễ tiêu nƣớc ít phèn và tầng
hữu cơ khá sâu, còn các vùng đất xa sông gồm cácloại đất nặng, khó tiêu nƣớc, địa
hình thấp hơi phèn và lớp lớp hữu cơ gần mặt đất.
Các vùng đất bị nhiễm mặn: gần 0,8 triệu ha nằm dọc theo bờ biển, việc canh tác lúa

chủ yếu vào mùa mƣa, mùa khô đất nhiễm mặn khó trồng trọt, năng suất thấp. Các
vùng này chủ yếu ở Bến Tre, Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang và một số huyện ở Sóc
Trăng, Trà Vinh.
Vùng đất phèn: chiếm khoảng 1,6 triệu ha chủ yếu ở vùng Đồng Tháp Mƣời, Hà Tiên,
một phần Long Mỹ (Cần Thơ), Long An,… Ngoài ra, còn một số vùng đất vừa bị
nhiễm mặn vừa bị nhiễm phèn.
Vùng đất hữu cơ: khoảng 26 ngàn ha, có địa hình khá thấp, trũng. Đất đƣợc hình thành
bởi xác bả thực vật dạng bán phân rã và hình thành lớp than bùn nhƣ vùng U Minh (Cà
Mau).
1.1.5 Hiện trạng sử dụng đất ở đồng bằng sông Cửu Long
ĐBSCL có diện tích tự nhiên gần 4 triệu ha, trong đó đất nông nghiệp 2,6 triệu ha. Đất
lâm nghiệp 253.000 ha. Bãi bồi, ven sông, ven biển, đầm lầy 160.000 ha. Đây là vùng
đồng bằng lớn nhất nƣớc ta và là đồng bằng lớn của Đông Nam Á và Châu Á. ĐBSCL
cƣu thế phát triển một nền nông nghiệp theo hƣớng sinh thái đa dạng, phong phú về
3


lƣơng thực, cây ăn trái, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và cả nghề rừng (Trần Thanh
Cảnh, 2000).
1.2 Hiện trạng ngập lũ ở ĐBSCL giai đoạn 2000 đến 2012
1.2.1 Khái niệm lũ
Theo Lê Anh Tuấn (2004), lũ là một hiện tƣợng tự nhiên gần nhƣ xảy ra hằng năm lũ
do nƣớc sông dâng cao trong mùa mƣa. Số lƣợng nƣớc dâng cao xảy ra trên một con
sông ở mức tạo thành lũ có thể xảy ra một hoặc nhiều lần trong năm. Khi nƣớc sông
dâng lên cao, vƣợt khỏi bờ, chảy tràn vào các vùng trũng và gây ra ngập trên một diện
rộng trong một khoảng thời gian nào đó gọi là ngập lụt (hình 1.2).

(Lê Anh Tuấn, 2004)

Hình 1.2 Đồ thị diễn tả một tiến trình lũ

Theo Lê Anh Tuấn (2004), lũ đƣợc phân biệt thành các loại sau:
- Lũ nhỏ: là loại lũ có đỉnh lũ thấp hơn mức đỉnh lũ trung bình nhiều năm.
- Lũ vừa: là loại lũ có đỉnh lũ đạt mức đỉnh lũ nhiều năm.
- Lũ lớn: là loại lũ có đỉnh lũ cao hơn mức đỉnh lũ nhiều năm.
- Lũ đặc biệt lớn: là loại lũ cao đỉnh lũ cao hiếm thấy trong thời kỳ quan trắc.
- Lũ lịch sử: là loại lũ có đỉnh lũ cao nhất trong chuỗi số liệu quan trắc hoặc do điều
tra khảo sát đƣợc.
1.2.2

iện trạng ngập lũ ở đồng bằng Sông Cửu Long

Lũ lụt là thiên tai lớn nhất đe dọa nƣớc ta trong nhiều năm qua gây nhiều thiệt hại về
ngƣời và tài sản. Theo Trần Tiễn Khanh (2001), ở Miền Nam những năm gần đây đã
có những trận lũ lụt lớn chƣa từng thấy xảy ra tại vùng đồng bằng sông Cửu Long
(ĐBSCL). Đặc biệt là cơn lũ lụt từ tháng 9 đến tháng 11 năm 2000 đƣợc gọi cơn lũ thế
4


kỷ. Các cơn lũ bắt đầu khi nƣớc sông Cửu Long dâng cao làm ngập vùng Savannakhet
và Pakse ở miền Nam Lào rồi đến vùng Kratie ở miền Đông Campuchia. Nƣớc lũ từ
thƣợng lƣu theo sông Tiền và sông Hậu chảy vào nƣớc ta rồi thoát ra biển Đông. Mùa
lũ thƣờng kéo dài từ cuối tháng 6 cho đến cuối tháng 12 và đƣợc chia ra ba giai đoạn.
Trong giai đoạn 1, từ tháng 7 đến tháng 8, nƣớc lũ chảy vào các kênh và các mƣơng
rạch thiên nhiên vùng Đồng Tháp Mƣời và Tứ Giác Long Xuyên. Cao điểm lũ lụt xảy
ra trong giai đoạn 2 khi mực nƣớc sông Tiền ở Tân Châu cao hơn 4,2 m, và mực nƣớc
sông Hậu ở Châu Đốc cao hơn 3,5 m. Đây là những tiêu chuẩn của Ủy ban Quốc tế
Sông Mekong (MRC) dùng để định nghĩa mỗi khi ĐBSCL bị lụt. Giai đoạn 3 bắt đầu
từ tháng 10 khi mực nƣớc hạ thấp dần cho đến cuối tháng 12.
.

(Nguồn: )

Hình 1.3 Một số trận lũ lớn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long

Ngoài trận lũ năm 2000, lũ năm 2002 cũng thuộc loại đặc biệt lớn, sớm và hai đỉnh lũ
cao (Trần Nhƣ Hối, 2005). Ngay từ đầu tháng 7, lũ sớm và lớn đã tràn về tạo sức ép
lớn đến khu vực đầu nguồn vùng ĐBSCL. Nhất là cuối tháng 8 đầu tháng 10 lũ uy
hiệp liên tục, làm nên trận lũ hai đỉnh thuộc loại đặc biệt lớn và ít gập tại ĐBSCL.
Nƣớc lên rất nhanh vào đầu tháng 7 và giữa tháng 8 , lớn nhất tới 25 cm/ngày, thậm
chí có ngày lên tới 0,43 m tại Tân Châu vào đầu tháng 7.
Trong những năm gần đây, lũ thể xảy ra muộn hơn nhƣ năm 2011, và một số năm
không có lũ hay lũ rất nhỏ, chẳng hạn nhƣ 1998, 2012. Lũ đồng bằng lên và xuống
chậm, theo đúng bản chất của lũ lƣu vực. Nói chung, cƣờng suất lũ từ 2 - 3 cm đến 10
- 15 cm/ngày. Lũ đầu vụ có cƣờng suất lớn hơn lũ chính vụ. Trong thời gian qua, lũ
trên đồng bằng đang có những biến đổi khác với trƣớc đây, lũ lớn dƣờng nhƣ xuất hiện

5


ít hơn trong khí đó lũ vừa và nhỏ nhiều hơn (Viện Khoa học thủy lợi miền Nam,
2013).
1.2.3 Nguyên nhân gây ra lũ ở đồng bằng sông Cửu Long
Mƣa lớn và kéo dài (do bão lớn) là nguyên nhân chính gây ra lũ lụt, ngoài ra ở vùng
đồng bằng cửa sông tiếp giáp với biển, triều cƣờng là một nhân tố làm lũ lụt trầm trọng
hơn (theo Lê Anh Tuấn, 2004). Ngoài ra, còn một số yếu tố khác ảnh hƣởng đến khả
năng xuất hiện lũ lớn và bất thƣờng:
- Lƣu vực càng rộng thì nƣớc lũ lên chậm nhƣng cũng sẽ rút chậm, ngƣợc lại lƣu vực
hẹp và dài sẽ làm nƣớc lũ lên nhanh . một số trƣờng hợp sẽ hình thành lũ quét, lũ ống.
- Rừng bị tàn phá cũng là một trong các nguyên nhân gây nên lũ lụt và xói mòn đất.

- Hiện tƣợng Ẽl Nino (do sự nóng lên của vùng biển xích đạo vùng Nam Mỹ Thái
Bình dƣơng) và La Nina (do sự lạnh lên của của vùng biển xích đạo Ðông Thái Bình
dƣơng) đã gây ra hiện tƣợng lũ lụt và hạn hán trên nhiều vùng khác nhau.
- Nếu một hệ thống sông có nhiều con sông hợp thành thì khả năng tổ hợp thời điểm
- xuất hiện lũ đồng thời sẽ làm gia tăng mức độ nghiêm trọng của lũ.
Ảnh hƣởng của nạn phá rừng đối với lũ lụt đã và đang đuợc tranh luận trên khắp thế
giới. Theo Cơ quan Lƣơng Nông của Liên Hiêp Quốc (FAO), mức độ phá rừng cao
nhất xảy ra ở Á Châu từ 9,5% trong thập niên 1960 đến 11% trong thập niên 1980.
Theo Trần Tiễn Khanh (2001), dựa theo nghiên cứu của FAO, diện tích rừng đƣợc ƣớc
tính khoảng 37% trong hạ lƣu vực sông Cửu Long. Rừng vẫn chiếm hơn phân nửa
diện tích của Lào và Kampuchea, nơi cung cấp 60 - 75% lƣu lƣợng lũ của sông Cửu
Long tại Kratie, Kampuchea. Dữ kiện thủy học đo đƣợc tại Kratie từ năm 1924 đến
1986 cho thấy chu kỳ tái diển, lƣu lƣợng lũ cao nhất, và khối lƣợng lũ cao nhất của các
trận lụt lớn trong khoảng thời gian này đã không vƣợt qua các con số của các những
trận lụt lớn xảy ra trong thập niên 1930. Các cuộc nghiên cứu và điều tra ở Hoa Kỳ
cũng nhƣ nhiều nơi khác trên thế giới đã chứng minh rằng nguyên nhân hàng đầu của
lũ lụt là có quá nhiều mƣa xảy ra trong một số điều kiện thuận lợi, và việc phá rừng có
thể ảnh hƣởng quan trọng đối với những trận lũ lụt nhỏ trong các lƣu vực hạn hẹp.
Từ giữa thập niên 1980, các kinh hiện có đã đƣợc nới rộng. Một số lớn kinh chính và
một mạng lƣới kinh phụ đã đƣợc đào xuyên qua vùng Đồng Tháp Mƣời, Tứ Giác Long
Xuyên và các vùng khác trên khắp ĐBSCL với mục đích chính là thủy nông. Hệ thống
kinh này đã trở thành những lòng lạch thuận lợi cho nƣớc lũ từ Kampuchea chảy vào
Việt Nam sớm hơn, nhiều hơn và nhanh hơn. Đồng thời, một hệ thống đê đập ngăn
mặn đã đƣợc xây dựng ở cuối đƣờng thoát lũ ở hạ lƣu cùng với một hệ thống đƣờng
6


giao thông đƣợc nâng cao. Vì không đủ khả năng thoát lủ, hệ thống đê đập ngăn mặn
và đƣờng giao thông này đã làm cản trở nƣớc lũ trong vùng ĐBSCL thoát ra biển
Đông và vịnh Thái Lan. Hậu quả là mực nƣớc ngập trong vùng ĐBSCL ngày càng sâu

hơn và thời gian ngập ngày càng dài hơn.
1.3 Giới thiệu tổng quan viễn thám
Viễn thám là một nghành khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, có mục đích nghiên cứu
thông tin về một vật và một hiện tƣợng thông qua phân tích dữ liệu ảnh hàng không,
ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhệt và ảnh rada. Sự phát triển của khoa học viễn thám
đƣợc bắt đầu từ mục đích quân sự với việc nghiên cứu phim ảnh, đƣợc chụp từ lúc đầu
từ kinh khí cầu và sau đó là trên máy bay ở độ cao khác nhau.
Ngày nay, viễn thám ngoài việc tách lọc thông tin từ ảnh máy bay, còn áp dụng những
công nghệ hiện đại trong ghi nhận và xử lý thông tin ảnh số, thu đƣợc từ các bộ cảm
có độ phân giải khác nhau, đƣợc đặt trên vệ tinh thuộc vĩ đạo trái đất. Viễn thám đƣợc
ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau nhƣ quân sự, địa chất, địa lý, môi
trƣờng, khí tƣợng, thủy văn, thủy lợi, lâm nghiệp và nhiều nghành khoa học khác.
Dữ liệu ảnh viễn thám trong đó có ảnh đa phổ, siêu phổ và ảnh nhiệt dùng trong các
nghiên cứu khác nhau nhƣ: sử dụng đất, lớp phủ mặt đất, rừng, thực vật, khí hậu, nhiệt
độ trên mặt đất và mặt biển, đặt điểm khí quyển và tầng ozon,… dữ liệu ảnh rada sử
dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau nhƣ mục tiêu nghiên cứu quân sự, đo
vận tốc gió đo độ cao bay và độ cao của sống biển, nghiên cứu cấu trúc địa chất, sụt
lún đất, theo dõi lũ lụt,… ngoài ra còn nhiều nghiên cứu bề mặt của hành tinh khác
(Nguyễn Ngọc Thạch, 2005).
1.3.1 Khái niệm
Theo Võ Quang Minh (2010), Viễn thám là sự thu thập và phân tích thông tin về các
đối tƣợng, sự thu thập và phân tích này đƣợc thực hiện từ một khoảng cách không gian
không có sự tiếp xúc trực tiếp đến các vật thể.
1.3.2 Phân loại viễn thám
Theo Võ Quang Minh (2010), có hai hệ thống viễm thám đó là:
- Viễn thám chủ động: là hệ thống ghi lại năng lƣợng đƣợc bức xạ tự nhiên hay phản
xạ từ một số đối tƣợng.
- Viễn thám bị động: là hệ thống đƣợc cung cấp một năng lƣợng riêng cho nó và chiếu
trực tiếp vào đối tƣợng nhằm đo phần năng lƣợng trở về.

7


1.3.3 Nguyên lý hoạt động
Theo Lê Văn Trung (2006), quá trình thu nhận, xử lý và ứng dụng viễn thám có thể
chia thành các giai đoạn cơ bản sau (Hình 1.4)

(Nguồn: Lê ăn Trung 2006)

Hình 1.4 Các giai đoạn cơ bản trong quá trình thu nhận, xử lý ảnh viễn thám

Quá trình thu nhận, xử lý và ứng dụng viễn thám trong đó:
- A: năng lƣợng sóng điện từ đƣợc bức xạ từ nguồn cung cấp.
- B: năng lƣợng tƣơng tác với các phần tử trong khí quyển.
- C: khi đến mặt đất, năng lƣợng tác với bề mặt vật thể sau khi xuyên qua khí quyển.
- D: năng lƣợng phản xạ đƣợc tách và ghi nhận bởi bộ cảm biến.
- E: sau khi năng lƣợng đƣợc ghi nhận thì đƣợc truyền tải đến một trạm thu nhận và xử
lý.
- F: ảnh đƣợc giải đoán trực quan hoặc đƣợc phân loại bằng máy để tách
thông tin về đối tƣợng.
- G: ứng dụng ảnh viễn thám vào các lĩnh vực liên quan.
Hiện nay, có rất nhiều phƣơng pháp xử lý ảnh số đƣợc thực hiện trên các phần mềm
xử lý ảnh. Giải đoán tách lọc thông tin từ dữ liệu ảnh viễn thám đƣợc thực hiện trên
cách tiếp cận khác nhau có thể kể đến là:
- Đa phổ: sử dụng nghiên cứu vật từ nhiều kênh phổ trong dải phổ từ nhìn thấy đến
sóng rada.
- Đa nguồn dữ liệu: dữ liệu ảnh thu nhận từ các nguồn ở độ cao khác nhau nhƣ ảnh
chụp mặt đất, chụp trên kinh khí cầu, chụp từ máy bay, trực thăng và phản lực đến
các vệ tinh có ngƣời điều kiển hoặc tự động.
- Đa thời gian: dữ liệu thu nhận vào các thời điểm khác nhau.

8


- Đa độ phân giải: dữ liệu ảnh có độ phân giải khác nhau về không gian, phổ và thời
gian.
- Đa phƣơng pháp: xử lý ảnh bằng mắt và kỹ thuật số.
1.3.4 Sự phản xạ của các sự vật
Theo Nguyễn Khắc Thời (2011), đặc tính phản xạ phổ của các đối tƣợng tự nhiên là
hàm của nhiều yếu tố. Các đặc tính này phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng, môi
trƣờng khí quyển và bề mặt đối tƣợng cũng nhƣ bản thân các đối tƣợng.
Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lƣợng của nó sẽ tác động lên bề mặt trái đất và sẽ
xảy ra các hiện tƣợng sau:
- Phản xạ năng lƣợng.
- Hấp thụ năng lƣợng.
- Thấu quang năng lƣợng.
Năng lƣợng bức xạ sẽ chuyển đổi thành ba dạng khác nhau nhƣ trên. Giả sử coi năng
lƣợng ban đầu bức xạ là E thì khi chiếu xuống các đối tƣợng nó sẽ chuyển thành năng
O

lƣợng phản xạ Eρ, hấp thụ Eα và thấu quang E . Có thể mô tả quá trình trên theo công
T

thức:
E =Eρ+Eα+E
o

T

(Nguồn: Nguyễn Khắ Thời, 2011)

Hình 1.5 Đặc tính phản xạ phổ của một số đối tƣợng tự nhiên

1- Đƣờng đặc trƣng phản xạ phổ của thực vật.
2- Đƣờng đặc trƣng phản xạ phổ của đất khô.
3- Đƣờng đặc trƣng phản xạ phổ của nƣớc

9


1.3.5 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật và nước
Theo Nguyễn Khắc Thời (2011), khả năng phản xạ phổ của thực vật xanh thay đổi
theo độ dài bƣớc sóng. Trên đồ thị (Hình 1.6) thể hiện đƣờng đặc trƣng phản xạ
phổ thực vật xanh và các vùng phản xạ phổ chính.
Trong vùng sóng ánh sáng nhìn thấy các sắc tố của lá cây ảnh hƣởng đến đặc tính
phản xạ phổ của nó, đặc biệt là chất clorophin trong lá cây, ngoài ra còn một số chất
sắc tố khác cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phản xạ phổ của thực vật. Theo
đồ thị trên ta thấy sắc tố hấp thụ bức xạ vùng sóng ánh sáng nhìn thấy và ở vùng
cận hồng ngoại, do trong lá cây có nƣớc nên hấp thụ bức xạ vùng hồng ngoại.

(Nguồn: Nguyễn Khắ Thời, 2011)

Hình 1.6 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật.

Cũng từ đồ thị trên ta có thể thấy khả năng phản xạ phổ của lá xanh ở vùng sóng
ngắn và vùng ánh sáng đỏ là thấp. Hai vùng suy giảm khả năng phản xạ phổ này
tƣơng ứng với hai dải sóng bị clorophin hấp thụ. Ở hai dải sóng này, clorophin hấp
thụ phần lớn năng lƣợng chiếu tới, do vậy năng lƣợng phản xạ của lá cây không
lớn. Vùng sóng bị phản xạ mạnh nhất tƣơng ứng với sóng 0,54. tức là vùng sóng
ánh sáng lục. Do đó lá cây tƣơi đƣợc mắt ta cảm nhận có màu lục. Khi lá úa hoặc có
bệnh, hàm lƣợng clorophin trong lá giảm đi lúc đó khả năng phản xạ phổ cũng sẽ bị

thay đổi và lá cây sẽ có mầu vàng đỏ.
Tóm lại: Khả năng phản xạ phổ của mỗi loại thực vật là khác nhau và đặc tính chung
nhất về khả năng phản xạ phổ của thực vật là:
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại khả năng phản xạ phổ

khác biệt rõ rệt.
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy phần lớn năng lƣợng bị hấp thụ bởi clorophin có

trong lá cây, một phần nhỏ thấu qua lá còn lại bị phản xạ.
10


(Nguồn:Nguyễn Khắ Thời, 2011)

Hình 1.7 Đặc tính hấp thụ của lá cây và của nƣớc

Ở vùng hồng ngoại nhân tố ảnh hƣởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của lá là hàm
lƣợng nƣớc, ở vùng này khi độ ẩm trong lá cao, năng lƣợng hấp thụ là cực đại. Ảnh
hƣởng của các cấu trúc tế bào lá ở vùng hồng ngoại đối với khả năng phản xạ phổ
là không lớn bằng hàm lƣợng nƣớc trong lá (Theo Nguyễn Khắc Thời, 2011).
1.3.6 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Theo Nguyễn Khắc Thời (2011), đƣờng đặc trƣng phản xạ phổ của đa số thổ nhƣỡng
không phức tạp nhƣ của thực vật. (hình 1.8) thể hiện khả năng phản xạ phổ của ba loại
đất ở trạng thái khô. Đặc tính chung nhất của chúng là khả năng phản xạ phổ tăng theo
độ dài bƣớc sóng, đặc biệt là ở vùng cận hồng ngoại và hồng ngoại.

(Nguồn: Nguyễn Khắ Thời, 2011)

Hình 1.8 Đặc tính phản xạ phổ thổ nhƣỡng

Ở đây chỉ có năng lƣợng hấp thụ và năng lƣợng phản xạ, mà không có năng lƣợng
thấu quang. Tuy nhiên với các loại đất cát có thành phần cấu tạo, các chất hữu cơ và
vô cơ khác nhau, khả năng phản xạ phổ sẽ khác nhau. Tùy thuộc vào thành phần hợp
chất mà biên độ của đồ thị phản xạ phổ sẽ khác nhau. Các yếu tố chủ yếu ảnh hƣởng

11