SỬ DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ, BÃI BIỂN, CỬA SÔNG VÙNG BIỂN HẢI PHÒNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*************************

Phạm Huyền Trang

SỬ DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ, BÃI BIỂN,
CỬA SÔNG VÙNG BIỂN HẢI PHÒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
********************

Phạm Huyền Trang

SỬ DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ, BÃI BIỂN,
CỬA SÔNG VÙNG BIỂN HẢI PHÒNG
Chuyên ngành: Hải dƣơng học
Mã số: 8440228.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Đinh Văn Ƣu

Hà Nội - 2019


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. TS. Đinh Văn
Ƣu đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình cho học viên trong suốt quá trình thực hiện
luận văn thạc sĩ khoa học.
Đồng thời học viên cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, cán
bộ trong khoa Khí tƣợng Thủy văn và Hải dƣơng học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều điện thuận lợi cho học viên trong
suốt quá trình học tập cũng nhƣ hoàn thành luận văn này.
Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Nguyễn Văn Thảo, Viện Tài
nguyên và Môi trƣờng biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã
cung cấp tài liệu, nhiệt tình chỉ dẫn kỹ thuật xử lý dữ liệu viễn thám và góp ý chỉnh
sửa luận văn.
Cảm ơn đề tài KC.09.14/16-20 do GS.TS. Đinh Văn Ƣu chủ nhiệm và đề tài
VT-UD-02/17-20 đã hỗ trợ học viên hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn quan
tâm, động viên, giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2019

Phạm Huyền Trang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
0.1. Tính cấp thiết của đề tài luận văn .............................................................................. 1
0.2. Mục tiêu của luận văn ............................................................................................... 2

0.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 3
0.4. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................... 3
0.5. Những điểm mới của luận văn .................................................................................. 4
0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn................................................................................... 5
0.7. Cấu trúc của luận văn ................................................................................................ 5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................................. 6
1.1. Một số khái niệm....................................................................................................... 6
1.2. Vai trò của viễn thám giám sát biến động địa hình vùng bờ biển............................. 8
1.3. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu biến động đƣờng bờ ................ 10
1.3.1. Ngoài nƣớc ........................................................................................................... 10
1.3.2. Trong nƣớc ........................................................................................................... 11
1.3.3. Vùng nghiên cứu .................................................................................................. 12
1.3.4. Những tồn tại và hạn chế của nghiên cứu trƣớc .................................................. 13
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÀI LIỆU SỬ DỤNG................ 15
2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 15
2.1.1. Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp tài liệu .......................................................... 15
2.1.2. Phƣơng pháp viễn thám........................................................................................ 15
2.1.3. Phƣơng pháp GIS ................................................................................................. 24
2.2. Tài liệu sử dụng ....................................................................................................... 26
2.2.1. Tƣ liệu ảnh vệ tinh ............................................................................................... 26
2.2.2. Bản đồ địa hình .................................................................................................... 29


2.2.3. Tài liệu khác ......................................................................................................... 31
2.3. Quy trình xử lý dữ liệu ............................................................................................ 31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................................... 33
3.1. Phân tích biến động đƣờng bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng từ năm
1988 – 2018 .................................................................................................................... 33
3.1.1. Giai đoạn 1988 – 1993 ......................................................................................... 33
3.1.2. Giai đoạn 1993-1998 ............................................................................................ 34

3.1.3. Giai đoạn 1998 - 2003 .......................................................................................... 35
3.1.4. Giai đoạn 2003 - 2008 .......................................................................................... 36
3.1.5. Giai đoạn 2008 - 2013 .......................................................................................... 37
3.1.6. Giai đoạn 2013 - 2018 .......................................................................................... 38
3.2. Phân tích nguyên nhân gây biến động đƣờng bờ biển, cửa sông vùng biển Hải
Phòng.............................................................................................................................. 49
3.2.1. Giai đoạn 1988 – 1993 ......................................................................................... 49
3.2.2. Giai đoạn 1993 – 1998 ......................................................................................... 50
3.2.3. Giai đoạn 1998 – 2003 ......................................................................................... 50
3.2.4. Giai đoạn 2003 – 2008 ......................................................................................... 51
3.2.5. Giai đoạn 2008 – 2013 ......................................................................................... 52
3.2.6. Giai đoạn 2013 – 2018 ......................................................................................... 52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 60
A.

KẾT LUẬN .......................................................................................................... 60

B.

KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 62


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 0.1: Khu vực nghiên cứu – Vùng biển Hải Phòng ................................................. 4
Hình 0.2: Bản đồ hành chính Thành phố Hải Phòng ...................................................... 4
Hình 1.1. Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển đƣợc sử dụng [1] ........................... 7
Hình 2.1: Đƣờng bờ biển ngoài thực địa khu vực xói lở bờ biển ................................. 18
Hình 2.2: Đƣờng bờ biển cao trung bình trên ảnh vệ tinh tại khu vực xói lở (bờ phía

Nam xã Phù Long, Cát Bà, Hải Phòng) ......................................................................... 19
Hình 2.3: Đƣờng bờ biển cao trung bình trên ảnh vệ tinh tại khu vực cửa sông, bãi
triều thấp (khu vực Cửa Cấm, cửa Nam Triệu, Hải Phòng) .......................................... 20
Hình 2.4: Đƣờng bờ biển cao trung bình trên ảnh vệ tinh tại khu vực san lấp mặt
bằng (phƣờng Đông Hải 2, Hải An và đảo Cát Hải, Hải Phòng)................................... 20
Hình 2.5: Đƣờng bờ biển cao trung bình trên ảnh vệ tinh tại khu vực bãi cát biển ...... 21
Hình 2.6: Đƣờng bờ biển cao trung bình trên ảnh vệ tinh tại khu vực bờ đá vôi ......... 22
Hình 2.7: Các hệ sinh thái trên ảnh vệ tinh ................................................................... 23
Hình 2.8: Mô hình phân tích không gian trong GIS ..................................................... 26
Hình 2.9: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (20/11/1988) .......... 28
Hình 2.10: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (26/05/1993) ........ 28
Hình 2.11: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (29/09/1998) ........ 28
Hình 2.12: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (14/01/2003) ........ 28
Hình 2.13: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (11/11/2008) ........ 29
Hình 2.14: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI_TIRS
(27/12/2013) ................................................................................................................... 29
Hình 2.15: Khu vực Hải Phòng nhìn từ ảnh vệ tinh...................................................... 29
Hình 2.16: Bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1:50.000 lƣới chiếu VN2000 xuất bản năm
2001 bởi Tổng cục địa chính .......................................................................................... 30
Hình 2.17: Quy trình ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động đƣờng bờ
biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng .............................................................................. 32
Hình 3.1: Bản đồ biến động đƣờng bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1988 - 2018 ............ 33
Hình 3.2: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1988 - 1993 ................... 34
Hình 3.3: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1993 - 1998 ................... 35


Hình 3.4: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1998 - 2003 ................... 36
Hình 3.5: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 2003 - 2008 ................... 37
Hình 3.6: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 2008 – 2013 ................... 37
Hình 3.7: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 2013 - 2018 ................... 38

Hình 3.8: Bản đồ xói lở bồi tụ bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1988 – 2018 ................... 48
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 1988 – 1993........................... 49
Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 1993 - 1998 ........................... 50
Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 1998 - 2003 ........................... 51
Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 2003 – 2008........................... 51
Hình 3.13: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 2008 - 2013 ........................... 52
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện phần trăm ảnh hƣởng của các nguyên nhân gây biến
động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng giai đoạn 2013 - 2018 ........................... 53
Hình 3.15: Đảo Hoa Phƣợng, Vạn Hƣơng, Đồ Sơn, Hải Phòng ................................... 55
Hình 3.16: Khu du lịch quốc tế Đồi Rồng, Vạn Hƣơng, Đồ Sơn, Hải Phòng .............. 55
Hình 3.17: Đảo Cát Hải, Hải Phòng năm 2019 ............................................................. 56
Hình 3.18: Toàn cảnh Tổ hợp nhà máy sản xuất ô tô, xe máy điện Vinfast ................. 57


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Các ảnh Landsat đƣợc sử dụng ..................................................................... 27
Bảng 3.1: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 39
Bảng 3.2: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 40
Bảng 3.3: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 41
Bảng 3.4: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 42
Bảng 3.5: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 44
Bảng 3.6: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 45
Bảng 3.7: Xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển vùng biển Hải Phòng .................................... 46

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
GIS

Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý)

ENVI

Environment for visualizing images

Landsat

Land Satellite

SPOT

Hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất của Pháp

RADARSAT

Hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất của Canada

ENVISAT

Environmental Satellite

ALOS

Advanced Land Observation Satellite
Economic and Social Commission for Asia and the Pacific/ United

ESCAP/UNDP Nations Development Programme (Ủy ban kinh tế - xã hội châu Á
và Thái Bình Dƣơng/ Chƣơng trình Phát triển Liên hợp quốc.
TM

Thematic Mapper

CCT

Computer Compatible Tape (Băng từ tƣơng thích với máy tính)

USGS

United States Geological Survey (Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ)

ETM+

Enhanced Thematic Mapper

OLI

Operational Land Imager

TIRS

Thermal Infrared Sensor

UTM

Urchin Tracking Module

TIF

Tagged Image File Format

PAM

Chƣơng trình lƣơng thực thế giới

T.Ƣ

Trung ƣơng

TT

Thị trấn


MỞ ĐẦU
0.1.

Tính cấp thiết của đề tài luận văn
Bờ biển là nơi tiếp xúc trực tiếp giữa đất liền và biển cả, là nơi thƣờng xuyên

xảy ra mối tƣơng tác qua lại giữa các trạng thái của vật chất (bao gồm rắn, lỏng và
khí). Do vậy, bờ biển không phải là nơi ổn định lâu dài mà là một môi trƣờng rất
động. Nó thƣờng xuyên bị biến động (xói lở, bồi tụ) dƣới tác động của các các nhân
tố tự nhiên và các tác động của con ngƣời. Mặt khác, dải đất ven biển lại là nơi tập
trung nhiều dân cƣ, là nơi rất giàu có về tài nguyên và có tiềm năng kinh tế rất to
lớn. Bởi các lý do đó, biến động bờ biển đã trở thành một trong những vấn đề đƣợc
quan tâm rất rộng rãi. Đặc biệt là trong những năm gần đây, dƣới tác động của biến

đổi khí hậu và mực nƣớc biển dâng, biến động bờ biển ngày càng trở nên phức tạp,
hiện tƣợng xói lở bờ biển có xu hƣớng tăng cả về cƣờng độ lẫn phạm vi.
Hải Phòng là một thành phố có nền kinh tế năng động ở miền Bắc Việt Nam.
Hải Phòng có vị trí chiến lƣợc, là cửa ngõ ra biển kết nối với thế giới của cả miền
Bắc. Do vậy hệ thống cảng biển của thành phố đƣợc chú trọng đầu tƣ mở rộng từ rất
sớm. Vào những năm cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20, Hải Phòng đã đƣợc ngƣời
Pháp xây dựng nhƣ một trung tâm thƣơng mại, tài chính và đặc biệt nhất là cảng
biển có tiếng tăm của Thái Bình Dƣơng. Đầu thế kỷ XX, cảng Hải Phòng đã có mối
quan hệ gắn bó với nhiều cảng lớn ở Đông Nam Á, châu Á, châu Đại Dƣơng, Bắc
Mỹ, ven Ấn Độ Dƣơng, Địa Trung Hải, Đại Tây Dƣơng, biển Bắc Âu… Tuy nhiên,
trong những thập niên gần đây, hiện tƣợng sa bồi luồng vào cảng do nhiều nguyên
nhân khác nhau, chủ yếu liên quan đến các hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp của
con ngƣời nhƣ việc xây các hồ chứa thƣợng nguồn đã làm thay đổi cán cân cung
cấp nguồn trầm tích từ lục địa ra vùng ven bờ, gây ra biến động bồi/xói bờ biển, hay
việc đắp đập Đình Vũ, san lấp các vùng bãi triều để mở rộng quỹ đất cho xây dựng
các khu công nghiệp, cơ sở hạ tầng và đô thị cũng nhƣ việc quai đê xây đầm nuôi
trồng thủy sản,… đã làm cho cảng Hải Phòng mất đi vị trí hàng đầu của Việt Nam.
Nếu nhƣ trƣớc đây, luồng vào cảng Hải Phòng cho phép tàu trên vạn tấn cập bến thì
nay chỉ là tàu 5-7 nghìn tấn, mặc dù khối lƣợng nạo vét tăng lên nhiều. Không chỉ
sa bồi luồng lạch, xói lở bờ biển Hải Phòng cũng đang ngày càng trở nên nghiêm
1


trọng. Do vậy, nghiên cứu biến động bờ biển, cửa sông vùng biển Hải Phòng là một
nhu cầu thực tiễn cấp bách nhằm đánh giá hiện trạng, dự báo nguy cơ tiềm ẩn của
các tai biến, xói lở, bồi tụ có thể xảy ra trên khu vực để quản lý tốt hơn đới ven
biển, phát triển kinh tế, xã hội của thành phố một cách bền vững.
Cho đến nay đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về vấn đề xói lở, bồi
tụ đới ven biển Hải Phòng với rất nhiều các phƣơng pháp khác nhau bao gồm cả
phƣơng pháp GIS và viễn thám. Đây là phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm vƣợt trội với

diện tích phủ rộng, dữ liệu ảnh phong phú, thời gian chụp lặp lại tại một khu vực có
thể trong vài ngày, không tốn nhiều thời gian, công sức cũng nhƣ chi phí so với các
phƣơng pháp truyền thống nhƣ khảo sát thực địa, đo đạc các yếu tố thuỷ lực tại các
trạm thuỷ văn, hải văn,… Công nghệ viễn thám có thể đƣợc sử dụng hiệu quả để
xây dựng bản đồ hiện trạng đƣờng bờ. Trong luận văn này, tác giả cũng lựa chọn
phƣơng pháp GIS và viễn thám xây dựng bản đồ xói lở, bồi tụ đƣờng bờ, cửa sông
vùng biển Hải Phòng theo thời gian qua đó đánh giá biến động đƣờng bờ khu vực
nghiên cứu.
0.2.

Mục tiêu của luận văn
Để giải quyết vấn đề đặt ra nói trên, luận văn xác định mục tiêu chung là làm

rõ và đánh giá biến động đƣờng bờ biển khu vực Hải Phòng thông qua việc lập các
sơ đồ biến động đƣờng bờ theo thời gian. Từ đó đề xuất các giải pháp quản lý và
bảo vệ đới ven biển, phòng tránh và giảm thiểu tai biến xói lở - bồi tụ khu vực này.
Và luận văn sẽ đƣợc thực hiện theo các mục tiêu cụ thể dƣới đây:
- Tổng quan tình hình ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu biến động
đƣờng bờ, bãi biển, cửa sông (trong và ngoài nƣớc) nhằm cho thấy sự phù hợp của
việc ứng dụng công nghệ viễn thám để giải quyết vấn đề đặt ra.
- Sử dụng công nghệ viễn thám và GIS làm sáng tỏ biến động đƣờng bờ biển
Hải Phòng thông qua việc xây dựng các bản đồ biến động đƣờng bờ theo thời gian
từ năm 1988 đến năm 2018.
- Phân tích nguyên nhân gây ra biến động đƣờng bờ biển Hải Phòng giai
đoạn 1988 – 2018.
2


0.3.

Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc những mục tiêu trên, trong đề tài cần nghiên cứu các nội dung

sau:
+ Tổng quan về vấn đề nghiên cứu;
+ Thu thập, tiền xử lý ảnh vệ tinh Landsat khu vực nghiên cứu giai đoạn
1988 – 2018;
+ Nghiên cứu cơ sở khoa học, lựa chọn phƣơng pháp và thực hiện chiết tách
đƣờng bờ từ tƣ liệu ảnh vệ tinh đã thu thập;
+ Đánh giá biến động đƣờng bờ khu vực ven biển Hải Phòng giai đoạn 1988
– 2018 từ tƣ liệu ảnh vệ tinh Landsat;
+ Phân tích nguyên nhân gây ra biến động đƣờng bờ khu vực ven biển Hải
Phòng giai đoạn 1988 – 2018.
0.4. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi địa lý: Phạm vi khu vực nghiên cứu là vùng biển đƣợc giới hạn bởi
tọa độ:
Từ 20°35' đến 20°55' vĩ độ Bắc
Từ 106°35' đến 107°10' kinh độ Đông
- Đối tƣợng nghiên cứu: Đƣờng bờ biển và cửa sông khu vực nghiên cứu
- Vấn đề nghiên cứu: Sự bồi tụ, xói lở đƣờng bờ biển, biến động cửa sông
theo thời gian trên khu vực nghiên cứu.

3


Hình 0.1: Khu vực nghiên cứu – Vùng biển Hải Phòng

Hình 0.2: Bản đồ hành chính Thành phố Hải Phòng

0.5. Những điểm mới của luận văn

- Luận văn đã đƣa ra phƣơng pháp xác định đƣờng bờ biển trên ảnh vệ tinh,
thay thế phƣơng pháp xác định đƣờng bờ biển theo định nghĩa là ranh giới tiếp xúc
4


giữa biển và đất liền để giảm thiểu đƣợc ảnh hƣởng của thủy triều do khu vực chịu
ảnh hƣởng của dao động mực triều lớn, có bãi triều rộng và khá bằng phẳng.
- Luận văn cũng đã xác định đƣợc các khu vực bồi tụ, xói lở trọng yếu của
đới bờ biển Hải Phòng trong suốt 31 năm từ năm 1988 – 2018 và bƣớc đầu lý giải
đƣợc các nguyên nhân gây ra những biến động này.
0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Với các kết quả nghiên cứu thu đƣợc, luận văn có các ý nghĩa sau:
1-

Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu đã đƣa ra đƣợc phƣơng pháp xác định

đƣờng bờ biển cao trung bình nhiều năm trên dữ liệu viễn thám. Bƣớc đầu đánh giá
đƣợc xu thế biến động bờ biển Hải Phòng trong tƣơng lai từ việc phân tích biến
động bồi tụ - xói lở bờ biển trong 31 năm qua tài liệu viễn thám.
2-

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ cho công tác quy

hoạch các khu du lịch, các khu công nghiệp, cảng biển, khu nuôi trồng thủy sản, bảo
vệ và phát triển rừng ngập mặn, xây dựng những chính sách phát triển thành phố
bền vững.
0.7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc chia thành
3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chƣơng 2. Phƣơng pháp nghiên cứu và tài liệu sử dụng
Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu

5


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số khái niệm
- Đường bờ biển
Hiện nay, cả trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, một số khái niệm đƣợc sử
dụng trong nghiên cứu bờ biển còn đƣợc hiểu rất khác nhau giữa các nhà khoa học
cũng nhƣ các nhà quản lý. Do vậy, để rõ ràng hơn, một số khái niệm sử dụng trong
luận văn sẽ đƣợc trình bày dƣới đây.
Bờ biển (Coast) là một dải đất có chiều rộng không xác định mở rộng từ
đƣờng bờ vào sâu trong đất liền tới sự thay đổi đầu tiên về địa hình. Các vách, các
cồn cát tiền tiêu, hoặc đƣờng thực vật có mặt thƣờng xuyên. Trên các bờ có các
đảo/cồn chắn (barrier), một tổ hợp đầm phá sau barrier, bãi lầy, lạch triều cũng
đƣợc xem là một phần của bờ. Trên các vùng đồng bằng châu thổ (delta), ranh giới
về phía đất liền khó xác định hơn. Còn ranh giới về phía biển vƣơn tới vị trí mức
sóng bão - đó chính là đường bờ trong (coastline). Trên các đoạn bờ dốc đứng, thì
đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài (shoreline) có thể trùng nhau. Theo Bách khoa
Toàn thƣ về Địa lý Xô-Viết thì bờ biển là một dải hẹp gồm có cả bãi biển chạy dọc
theo đƣờng bờ có giới hạn về phía biển là đƣờng mực triều thiên văn thấp nhất. [1]
Đường bờ biển. Theo quan niệm chung, đƣờng bờ biển là ranh giới tiếp xúc
giữa biển và đất liền. Đƣờng này luôn dịch chuyển phụ thuộc vào dao động của
mực nƣớc biển theo các chu kỳ ngắn (triều khí tƣợng), chu kỳ dài (chu kỳ thiên
văn) hoặc không theo chu kỳ. Trong thực tế, ngƣời ta thƣờng lấy đƣờng bờ biển là
mực nƣớc triều trung bình nhiều năm, tuy nhiên đƣờng này cũng rất khó xác định,
do vậy trong nghiên cứu biến động đƣờng bờ biển, ngƣời ta xác định thêm các
đƣờng bờ khác, trong đó có 2 đƣờng bờ: đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài. [1]

Đường bờ trong (coastline) là ranh giới tác động cao nhất của sóng trong
năm (thƣờng là sóng bão) với đất liền; hoặc đơn giản hơn, là đƣờng ranh giới giữa
bờ và bãi, hoặc giữa đất và nƣớc. [1]
Đường bờ ngoài (shoreline) là đƣờng giao nhau giữa mặt nƣớc với bãi biển
nằm ở vị trí mực nƣớc cao trung bình. [1]
6


Trong luận văn này, đƣờng bờ biển trên ảnh vệ tinh đƣợc lựa chọn là đƣờng
trùng với đƣờng mực biển cao trung bình nhiều năm (0 lục đồ).

Hình 1.1. Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển đƣợc sử dụng [1]
- Biến động đường bờ biển
Biến động đƣờng bờ đó là sự thay đổi vị trí đƣờng bờ theo không gian và
thời gian. Có hai dạng biến đổi đƣờng bờ, một là quá trình tích tụ ứng với hiện
tƣợng đƣờng bờ lấn dần ra phía biển và hai là quá trình xói lở ứng với hiện tƣợng
đƣờng bờ lấn dần về phía lục địa.
Biến động bờ biển tự nhiên bao gồm hiện tƣợng xói lở bãi cũng nhƣ vùng đất
ven biển và tích tụ trầm tích để tạo ra một vùng đất mới là một hiện tƣợng tự nhiên
trong quá trình tiến hóa vùng bờ biển. Nó xảy ra sau những thay đổi về mực nƣớc
biển tƣơng đối, khí hậu và các nhân tố khác trên những quy mô thời gian - không
gian khác nhau từ các sự kiện theo thời gian địa chất đến các hiện tƣợng cực đoan
trong khoảng thời gian ngắn. Nó cũng có thể đƣợc làm tăng lên bởi các hoạt động
của con ngƣời hoặc là ngay tại bờ, hoặc trên các lƣu vực sông lân cận bờ biển.
Biến động địa hình bờ biển, đặc biệt là do xói lở bờ, có tác động rất lớn đến
các cộng đồng dân cƣ và các hệ sinh thái ven bờ trên toàn thế giới. Nghiên cứu biến
động địa hình bờ biển, thực chất, là nghiên cứu các quá trình địa mạo bờ nhằm tìm

7

ra những đặc điểm hình thái và động lực hiện nay, lịch sử tiến hóa trong quá khứ và
dự báo xu hƣớng phát triển của nó trong tƣơng lai. Cũng nhƣ trên đất liền, hoạt
động của các quá trình địa mạo ở bờ biển đƣợc biểu hiện cụ thể ở sự hình thành một
dạng địa hình nào đó (quá trình xây dựng - tích tụ) hoặc ở sự phá hủy một thành tạo
địa hình khác (quá trình phá hủy - xói lở) dƣới tác động của rất nhiều nhân tố động
lực khác nhau từ phía biển cũng nhƣ từ phía lục địa, cả các nhân tố tự nhiên cũng
nhƣ các tác động của con ngƣời. Xói lở và bồi tụ là hai mặt đối lập trong một quá
trình địa mạo gây nên tình trạng biến đổi hình thái bờ biển.
1.2. Vai trò của viễn thám giám sát biến động địa hình vùng bờ biển
Công nghệ viễn thám có những ƣu điểm vƣợt trội so với các phƣơng pháp
truyền thống khác trong nghiên cứu tài nguyên và môi trƣờng nói chung. Là công
cụ có hiệu quả cao trong giám sát tài nguyên môi trƣờng biển và hải đảo bởi thông
tin không gian rộng, đa thời gian, độ chính xác cao, đồng nhất thông tin và thời gian
xử lý nhanh. Các phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống khó thu thập đƣợc các
thông tin đồng thời về động lực biển, phân bố các hệ sinh thái biển, vị trí, hình
dáng, diện tích các đảo, công trình trên các hải đảo tại vùng xa bờ. Ngƣợc lại, với
dữ liệu viễn thám có thể thu thập đƣợc các thông tin này một cách hiệu quả.
Công nghệ viễn thám với việc thu ảnh liên tục trên vệ tinh, cung cấp chuỗi
các hình ảnh trực quan, khách quan, bao quát, chi tiết về bề mặt Trái đất trong thời
gian dài. Nhƣ vậy, với việc khai thác các thông tin từ ảnh viễn thám cho thấy, bức
tranh tổng quát về diễn biến biến động bờ sông, bờ biển trên khu vực các tỉnh ven
biển từ quá khứ cho tới hiện tại. Với độ phủ trùm của ảnh viễn thám lớn nên các
thông tin về biến động bờ sông, bờ biển thu chụp đƣợc là đồng nhất. Thông tin khai
thác đƣợc từ ảnh viễn thám không chỉ là biến động bờ sông, bờ biển mà cả là các
đối tƣợng liên quan nhƣ thông tin về kè, đê, đập, lớp phủ mặt đất… Phân tích các
thông tin về biến động đƣờng bờ sông, bờ biển trong quá khứ và hiện tại cũng nhƣ
các thông tin liên quan khác nhƣ việc xây các hồ chứa lớn trên các sông chính…
cho phép đánh giá đƣợc xu thế của biến động trong tƣơng lai. Thông tin về biến
động bờ sông, bờ biển trƣớc và sau khi áp dụng các giải pháp chống xói lở đƣờng

bờ có thể đánh giá đƣợc tác động của các giải pháp đến xói lở bờ sông, bờ biển.
8


Theo kết quả nghiên cứu của PGS.TS Phạm Huy Tiến [15], xói lở bờ biển ở
nƣớc ta có 3 nhóm nguyên nhân chính gồm: Nhóm nguyên nhân nội sinh (hoạt động
kiến tạo, cấu trúc địa chất); Nhóm nguyên nhân ngoại sinh (Sóng, dòng chảy,
bão,v.v.); Nhóm nguyên nhân do hoạt động của con ngƣời (công trình thủy lợi, khai
thác khoáng sản, chặt phá rừng,v.v.).
Đối với nguyên nhân nội sinh, viễn thám không trợ giúp đƣợc nhiều, tuy vậy,
với việc cung cấp hình ảnh trên diện rộng, viễn thám có thể trợ giúp trong phân tích
hình ảnh về cấu trúc địa chất. Với nguyên nhân ngoại sinh, viễn thám có thể cung
cấp hầu hết các thông tin này nhƣ các thông tin về trƣờng sóng nhƣ hƣớng sóng, độ
cao sóng, hƣớng dòng chảy, tốc độ dòng chảy, hàm lƣợng chất lơ lửng bề mặt nƣớc
biển. Đối với các nguyên nhân do hoạt động của con ngƣời, viễn thám cho phép
cung cấp các thông tin nhƣ hệ thống các công trình thủy lợi, hiện trạng sử dụng đất,
chặt phá rừng, các công trình xây dựng chống xói lở, v.v. Bên cạnh đó, với lợi thế
chụp ảnh liên tục, ảnh rộng viễn thám có thể cung cấp chuỗi thông tin phục về các
yếu tố liên quan đến xói lở bờ biển, cũng nhƣ diễn biến xói lở từ quá khứ đến hiện
tại. Thông tin này là hết sức hữu dụng trong nghiên cứu xói lở bờ biển. Dựa vào các
thông tin này có thể đánh giá nguyên nhân gây ra xói lở bờ biển, đánh giá hiệu quả
các giải pháp áp dụng chống xói lở. Hơn nữa, thông tin chuỗi thời gian về hiện
trạng xói lở còn giúp đƣa ra dự báo xói lở trong tƣơng lai. Nhƣ vậy, công nghệ viễn
thám là hết sức hữu hiệu trong trợ giúp giảm nhẹ và ứng phó với xói lở bờ biển.
Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực, việc ứng dụng công nghệ viễn thám
trong giám sát xói lở đƣờng bờ cũng có những mặt hạn chế, ví dụ nhƣ việc xác định
chính xác vị trí của đƣờng bờ trên ảnh vệ tinh. Nếu nhƣ cứ sử dụng khái niệm
đƣờng bờ biển là mực nƣớc triều trung bình nhiều năm thì việc ứng dụng viễn thám
để theo dõi là kém khả thi.
Hay là do đặc điểm khí hậu ở nƣớc ta là nƣớc có khí hậu nhiệt đới gió mùa

nên mây mù quanh năm. Điều này gây cản trở việc quan trắc xói lở bằng dữ liệu
viễn thám quang học. Ngoài ra, vệ tinh viễn thám chỉ có thể chụp với tần suất khá
hạn chế (một vệ tinh chỉ chụp lặp đƣợc trong 3 ngày là tối đa) nên việc cung cấp dữ
liệu là không thƣờng xuyên.
9


Nhƣng vẫn có thể nói, công nghệ viễn thám cung cấp bức tranh tổng thể về
xói lở bờ biển ở nƣớc ta. Chính vì vậy, đối với tình hình xói lở bờ biển ngày càng
nghiêm trọng nhƣ hiện nay, việc ứng dụng viễn thám trong giám sát biến động bờ
biển cần đƣợc triển khai rộng rãi.
1.3. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu biến động đƣờng bờ
1.3.1. Ngoài nƣớc
Trƣớc những năm 1970, nghiên cứu biến động địa hình vùng bờ biển đã
đƣợc thực hiện ở nhiều quốc gia nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Nhật Bản
và các nƣớc châu Âu. Phƣơng pháp nghiên cứu biến động địa hình vùng bờ biển
chủ yếu sử dụng các phƣơng pháp địa mạo truyền thống, đó là sử dụng các số liệu
quan trắc ở các trạm cố định, khảo sát đo đạc tại thực địa và kết hợp với xử lý ảnh
máy bay để tính toán chiều dài, tốc độ và diện tích bồi tụ - xói lở bờ biển, hƣớng di
chuyển của các cồn cát, bãi ngầm, v.v.. Vì vùng bờ biển chịu nhiều tác động từ nội
sinh, ngoại sinh và đặc biệt là các tác động từ hoạt động khai thác tài nguyên của
con ngƣời nên địa hình của vùng biến động khá nhanh, ít theo quy luật. Các tài liệu
về địa chất, địa hình và ảnh máy bay không đƣợc thƣờng xuyên cập nhật vì chi phí
lớn, điều này gây ảnh hƣởng lớn đến công tác nghiên cứu. Chính vì vậy, để cập nhật
những số liệu mới về địa hình vùng bờ biển phục vụ các nghiên cứu và quản lý tài
nguyên môi trƣờng cần phải thƣờng xuyên tổ chức khảo sát thực địa. Điều này
thƣờng gây tốn công sức, tài chính và thời gian. Đồng thời, kết quả nghiên cứu đƣa
ra thiếu tính đồng bộ nếu khu vực nghiên cứu có diện tích lớn và biến động nhanh
vì rất khó quan trắc đồng thời dẫn đến kết quả tính toán không đồng nhất và thiếu
tính thuyết phục. Từ 1970 đến nay việc các vệ tinh quan trắc tài nguyên môi trƣờng

trái đất lần lƣợt đƣợc phóng nhƣ Landsat, SPOT, RADASAT, ENVISAT, ALOS,
v.v đã cung cấp những dữ liệu viễn thám quan trọng trong nghiên cứu biến động địa
hình vùng bờ biển. Công nghệ viễn thám cho phép cung cấp cái nhìn khái quát và
toàn cầu của môi trƣờng biển và lục địa cả về không gian và thời gian. Ảnh vệ tinh
khi đƣợc kết hợp với dữ liệu mặt đất có thể lấp vào các phần trống quan trọng của
hệ thống cơ sở dữ liệu. Các thông tin thu nhận từ dữ liệu vệ tinh và đƣợc kết hợp
với GIS cung cấp nguồn thông tin với hiệu quả và nhanh hơn từ các nguồn truyền
10


thống. Cùng với sử dụng công nghệ viễn thám, GIS cung cấp và một công cụ tiềm
năng đáng lƣu ý cho quy hoạch và quản lý vùng bờ biển. Các ảnh vệ tinh đƣợc sử
dụng để giám sát biến động bồi tụ - xói lở bờ sông, bờ biển, các bãi cát ngầm, các
hệ sinh thái theo chu kỳ rất ngắn và trong mọi điều kiện thời tiết, đặc biệt có ý nghĩa
khi giám sát bằng dữ liệu vệ tinh có thể đạt đến tỷ lệ 1:5000 phục vụ đắc lực cho
thiết kế thi công các công trình kinh tế lớn. Thêm nữa, sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh
trong nghiên cứu biến đổi địa hình vùng bờ biển bởi dữ liệu đồng nhất về thời gian,
giá thành thấp, thời gian xử lý dữ liệu rút ngắn và độ chính xác khá cao.
Các nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám và công cụ GIS nghiên cứu biến
động địa hình tập trung vào các kiểu biến đổi cụ thể của địa hình nhƣ trƣợt lở đất,
xói lở - bồi tụ bờ sông, bờ biển, biến đổi hình thái địa hình sau thảm họa động đất
và núi lửa, sự di chuyển của các cồn cát ngầm, bãi ngầm vùng cửa sông ven biển.
Đã có nhiều nghiên cứu điển hình trên thế giới sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat,
SPOT, RADASAT, ENVISAT, AVNIR, IKONOS, ASTER, v.v. nghiên cứu biến
động địa hình vùng bờ biển tiêu biểu nhƣ nghiên cứu của Roland Doerffer, 1989;
Yiman Wang, 1995; Kevin White, 1999; Won, J.S, 1999; Xiaoge Zhu, 2001;
Chalabi, 2006; Alesheikh, 2007; W. Wu, 2007; Sergey Victorov, 2007 tiến hành tại
Mỹ, Trung Quốc, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Hàn Quốc, Malaysia, Thái Lan, v.v. Những
nghiên cứu trên đều đánh giá rất cao hiệu quả sử dụng tƣ liệu viễn thám kết hợp với
công cụ GIS trong giám sát biến động địa hình vùng bờ biển.

1.3.2. Trong nƣớc
Các nghiên cứu về bồi tụ - xói lở bờ biển sử dụng dữ liệu vệ tinh đã đƣợc các
Viện nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam nhƣ Viện Địa lý, Viện
Tài nguyên và Môi trƣờng biển, Viện địa chất và địa vật lý biển; Khoa Địa lý trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm Viễn thám, v.v, tiến hành từ những
năm 1990. Cho đến nay, công nghệ viễn thám và GIS đƣợc sử dụng rộng rãi để
nghiên cứu biến động địa hình bờ biển tại nhiều Viện nghiên cứu, trƣờng đại học,
trung tâm nghiên cứu, các cơ quan quản lý nhà nƣớc, v.v. Đã có nhiều nghiên cứu
về ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS đánh giá biến động địa hình vùng bờ biển
đƣợc công bố trên các tạp chí, kỷ yếu hội thảo và hội nghị trong và ngoài nƣớc, các
11


báo cáo tổng kết đề tài, dự án lƣu tại các Viện nghiên cứu, trung tâm nghiên cứu,
trƣờng đại học và các cơ quan quản lý nhà nƣớc. Một số nghiên cứu tiêu biểu nhƣ
nghiên cứu của Nguyễn Đức Cự (1996) đã sử dụng ảnh máy bay kết hợp với khảo
sát thực địa để kiểm kê, đánh giá biến động đất ngập nƣớc ven biển Bắc Bộ. Tô
Quang Thịnh (1996) ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ nhạy cảm ven
biển Việt Nam tỷ lệ 1:100000. Trần Văn Điện (2003) sử dụng các bản đồ địa hình
những năm 1930 và 1965 kết hợp với dữ liệu vệ tinh để đánh giá biến động bồi tụ
xói lở biển Bắc Bộ. Gần đây, Trần Thị Vân và Trịnh Thị Bình (2009) ứng dụng tƣ
liệu viễn thám đánh giá biến động đƣờng bờ khu vực châu thổ sông Mê Kông. Vũ
Thị Thu Thủy (2012) ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu tai biến xói
lở, bồi tụ đới ven biển Hải Phòng. Nguyễn Văn Thảo (2013) giám sát biến động bờ
biển châu thổ sông Hồng bằng tƣ liệu viễn thám. Vũ Văn Phái (2014) nghiên cứu
biến động đƣờng bờ biển các tỉnh Nam Bộ dƣới tác dụng của biến đổi khí hậu và
mực nƣớc biển dâng cũng sử dụng công nghệ viễn thám và GIS đánh giá biến động
đƣờng bờ biển. Các nghiên cứu trên đã khẳng định dữ liệu viễn thám là rất quan
trọng trong nghiên cứu thay đổi địa hình vùng bờ biển bởi tính không gian rộng,
chu kỳ lặp lại ngắn, thời gian xử lý dữ liệu nhanh và đảm bảo độ chính xác so với
phƣơng pháp truyền thống.

1.3.3. Vùng nghiên cứu
Với vị thế địa lý là cửa ngõ ở phía Biển Đông với thế giới, vùng biển Hải
Phòng đƣợc chú trọng nghiên cứu từ rất sớm. Tuy nhiên chỉ đến đầu những năm 80
của thế kỷ XX, những biến động về đƣờng bờ biển Hải Phòng mới bƣớc đầu đƣợc
đề cập tới. Các nghiên cứu điển hình có thể kể tới nhƣ là:
Năm 1982, công trình nghiên cứu về đặc điểm quá trình bồi tụ ở bờ biển Việt
Nam của Nguyễn Xuân Trƣờng ra đời cũng có nhắc đến hiện trạng xói lở - bồi tụ
vùng nghiên cứu.
Trong giai đoạn 1986 - 1989, đề tài “Sử dụng viễn thám để nghiên cứu đới
bờ và kiểm soát môi trƣờng” đƣợc thực hiện với sự hợp tác giữa Trung tâm Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia Việt Nam với ESCAP/UNDP.

12


Năm 2000, dự án độc lập cấp nhà nƣớc KHCN-5A “Nghiên cứu dự báo,
phòng chống sụt lở bờ biển Bắc Bộ từ Quảng Ninh tới Thanh Hóa” đƣợc Phân viện
Hải dƣơng học Hải Phòng tiến hành. Kết quả của dự án là tài liệu quan trọng làm cơ
sở cho những nghiên cứu xói lở - bồi tụ chi tiết hơn tại từng khu vực bờ biển Bắc
Bộ, đặc biệt là vùng ven bờ khu vực Hải Phòng do Nguyễn Anh Tú, Trần Đức
Thạnh thực hiện (12/2008).
Năm 1996, Phạm Văn Cự đã thực hiện thành lập bản đồ địa mạo vùng đồng
bằng sông Hồng trên cơ sở sử dụng kết hợp hệ thống xử lý ảnh số và hệ thông tin
địa lý.
Năm 1997, Phạm Quang Sơn công bố kết quả đề tài Sử dụng ảnh SPOT,
Landsat TM, Radarsat, bản đồ địa hình và các tƣ liệu khí tƣợng - thuỷ văn vào phân
tích quá trình phát triển vùng cửa sông Hồng trong thời gian từ 1965 - 1997”.
Năm 2003, Trần Văn Điện sử dụng các bản đồ địa hình những năm 1930 và
1965 kết hợp với dữ liệu vệ tinh để đánh giá biến động bồi tụ xói lở biển biển Bắc
Bộ.

Năm 2004, Phạm Quang Sơn đã thực hiện đề tài “Sử dụng thông tin viễn
thám trong nghiên cứu sự phát triển và biến động các vùng cửa sông ven biển đồng
bằng sông Hồng”.
Năm 2012, Vũ Thị Thu Thủy đã báo cáo kết quả nghiên cứu “Ứng dụng
công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu tai biến xói lở - bồi tụ đới ven biển Hải
Phòng”
1.3.4. Những tồn tại và hạn chế của nghiên cứu trƣớc
Hầu hết các nghiên cứu ứng dụng dữ liệu viễn thám đánh giá biến động bờ
biển đều xác định ranh giới giữa nƣớc và đất trên dữ liệu viễn thám là đƣờng bờ
biển. Các dữ liệu viễn thám thu ở các thời điểm khác thƣờng có đƣờng ranh giới
giữa đất và nƣớc khác nhau về vị trí phân bố, nguyên nhân gây ra là do hiện tƣợng
thủy triều. Tại những vùng bờ biển có dao động mực triều lớn, bãi triều rộng và khá
bằng phẳng, nếu coi ranh giới giữa đất và nƣớc lúc thu ảnh là đƣờng bờ biển thì khi
so sánh vị trí của chúng ở hai thời điểm khác nhau sẽ rất khác nhau. Điều này có
13


nghĩa là một khu vực thực ra bờ biển không biến động nhƣng do quan điểm về
đƣờng bờ nhƣ trên sẽ đánh giá có biến động, thậm chí là biến động mạnh. Ngƣợc lại
khu vực thực tế biến động thì đánh giá ít biến động hoặc không biến động. Nhƣ vậy,
khi ứng dụng tƣ liệu viễn thám nghiên cứu biến động bờ biển cần phải sử dụng một
khái niệm đƣờng bờ biển thống nhất, có nhƣ vậy mới tránh đƣợc những sai số.
Thêm nữa, khái niệm đƣờng bờ biển này phải có khả năng giải đoán đƣợc trên tƣ
liệu viễn thám.

14


CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÀI LIỆU SỬ DỤNG
2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.1.1. Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp tài liệu
Mục đích của phƣơng pháp này là để thu thập các thông tin liên quan đến cơ
sở lý thuyết của đề tài, các kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài đã đƣợc công bố.
Trong luận văn này, cùng với việc kế thừa một số tài liệu thứ cấp có liên quan tới
khu vực nghiên cứu nhƣ điều kiện tự nhiên, các hoạt động kinh tế - xã hội có tác
động tới sự biến động đƣờng bờ biển, cửa sông Hải Phòng, tác giả có tham khảo
thêm một số tài liệu, bài báo, nghiên cứu khoa học về ứng dụng công nghệ viễn
thám nghiên cứu xói lở, bồi tụ bờ biển tiêu biểu nhƣ các công bố, v.v (cả trong và
ngoài nƣớc).
2.1.2. Phƣơng pháp viễn thám
Viễn thám (Remote Sensing) đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu
nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng thông qua việc
phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện. Những phƣơng tiện này
không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc với hiện tƣợng đƣợc
nghiên cứu. Thực hiện đƣợc những công việc đó chính là thực hiện viễn thám - hay
hiểu đơn giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tƣợng hoặc một hiện tƣợng
mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng hoặc hiện tƣợng đó [2]. Sóng điện
từ đƣợc phản xạ hoặc phát xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc
tính của đối tƣợng. Ảnh viễn thám cung cấp thông tin về các vật thể tƣơng ứng với
năng lƣợng bức xạ ứng với từng bƣớc sóng đã xác định. Đo lƣờng và phân tích
năng lƣợng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu
ích về từng lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tƣơng tác giữa bức xạ điện từ và vật
thể [2]. Khi năng lƣợng chiếu sáng tại các bƣớc sóng khác nhau (mặt trời, trạm phát
sóng đặt trên máy bay, vệ tinh) tƣơng tác với mỗi một thực thể trên bề mặt trái đất
(đất, đá, nƣớc, thực vật, nhà, đƣờng phố, cát, bùn, v.v.) sẽ xuất hiện năng lƣợng
phản xạ hay còn gọi là phổ phản xạ có bƣớc sóng khác nhau tƣơng ứng của từng
thực thể. Thêm nữa, mỗi một thực thể trên mặt đất đều tự phát xạ tại một bƣớc sóng

15

nhất định. Ghi nhận phổ phản xạ hoặc phát xạ này bằng các đầu thu (bộ cảm biến)
đặt trên các vật mang nhƣ máy bay, kinh khí cầu, vệ tinh. Tín hiệu phổ phản xạ và
phát xạ thu đƣợc từ bộ cảm biến đƣợc truyền đến các trạm thu dƣới mặt đất để xử lý
để chuyển đổi định dạng dữ liệu thành dữ liệu viễn thám. Cơ sở để phân biệt sự
khác nhau về bản chất tự nhiên của các thực thể trên bề mặt trái đất thông qua dữ
liệu viễn thám là sự khác nhau về phổ phản xạ hoặc bức xạ của chúng đã đƣợc bộ
cảm thu nhận. Phân tích và xử lý dữ liệu viễn thám sẽ nhận biết đƣợc các dạng địa
hình và lớp phủ sinh vật của các hệ sinh thái (phân bố, độ phủ, sinh khối, v.v.) tại
một thời điểm nhất định. Bằng cách so sánh, đối chiếu sự phân bố các dạng địa hình
và lớp phủ sinh vật ở những thời điểm khác nhau sẽ xác định đƣợc sự biến đổi của
chúng. Kết hợp với những dữ liệu tại thực địa, kết quả xử lý dữ liệu viễn thám đã
định lƣợng chính xác biến đổi về hình thái, trắc lƣợng hình thái và nguồn gốc của
các dạng địa hình, diện tích phân bố, độ phủ và sinh khối của lớp phủ sinh vật trên
nền địa hình tại những thời điểm nhất định cũng nhƣ định lƣợng đƣợc sự biến đổi
của chúng theo thời gian [2].
Quá trình tách thông tin định tính cũng nhƣ định lƣợng từ ảnh viễn thám tạo
ra bản đồ chuyên đề dựa trên tri thức chuyên môn hoặc kinh nghiệm của ngƣời giải
đoán chính là quá trình giải đoán ảnh viễn thám. Có hai phƣơng pháp giải đoán ảnh
viễn thám đó là giải đoán bằng mắt và giải đoán ảnh bằng phƣơng pháp số hay nói
cách khác là xử lý số.
Giải đoán ảnh bằng mắt
Trong quá trình giải đoán ảnh bằng mắt, khi giải đoán một đối tƣợng cụ thể
ngƣời giải đoán cần nắm vững bản chất phản xạ phổ của đối tƣợng thể hiện trên tƣ
liệu ảnh đang xử lý. Những đặc trƣng cơ bản là: cấp độ sáng hoặc màu sắc, cấu trúc,
độ tƣơng phản, dấu hiệu mẫu, hình dáng và kích thƣớc.
Quá trình giải đoán dựa trên những bộ khóa giải đoán ảnh. Khóa giải đoán là
những bộ tài liệu thu thập những ảnh mẫu đặc trƣng cho các đối tƣợng khác nhau
kèm theo mô tả chi tiết về đối tƣợng đó. Khóa giải đoán ảnh thƣờng đƣợc xây dựng

16