Ứng dụng ảnh viễn thám đa thời kỳ nghiên cứu biến động lòng sông thượng lưu sông Sê San tỉnh Kon Tum

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

PHẠM THU THỦY

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM ĐA THỜI KỲ
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG THƢỢNG LƢU
SÔNG SÊ SAN TỈNH KON TUM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội – 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

PHẠM THU THỦY

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM ĐA THỜI KỲ
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG THƢỢNG
LƢU SÔNG SÊ SAN TỈNH KON TUM

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn khoa học:

1. TS. Phạm Việt Hòa
2. PGS.TS. Vũ Văn Tích

Hà Nội – 2013


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình cao học và luận văn thạc sĩ này, tôi đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ hết sức quý báu.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô công tác và giảng dạy tại
Khoa Sau đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền đạt các kiến thức cho chúng
tôi trong suốt thời gian học tập tại Khoa.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến 2 cán bộ hướng dẫn là TS. Phạm Việt Hòa
và PGS.TS Vũ Văn Tích đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn tôi
phương pháp nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ.
Đồng thời tôi xin cảm ơn tới các cán bộ làm việc tại phòng Công nghệ viễn
thám, GIS và GPS - Viện Công nghệ vũ trụ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã tận tình giúp đỡ và truyền đạt các kỹ thuật chuyên môn để tôi đạt
được các mục tiêu của luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn đề tài TN3/T16 và TN3/T20 thuộc chương trình
Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên đã hỗ
trợ kinh phí để tôi thực hiện luận văn này.
Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng
nghiệp, bạn bè luôn ủng hộ, động viên và khích lệ tôi trong quá trình thực
hiện luận văn.
Học viên: Phạm Thu Thủy


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ........................................................................ i
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................................... iii

MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Giới thiệu chung ..................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................... 2
3. Dự kiến những đóng góp của đề tài ........................................................................................ 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 3
5. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................................. 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG
DỤNG VIỄN THÁM TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG ................... 4
1.1. Đặc điểm tự nhiên .............................................................................................................. 4
1.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................................................ 4
1.1.2. Địa hình, địa mạo ............................................................................................................. 5
1.1.3. Địa chất, lớp phủ thực vật................................................................................................. 6
1.1.4. Đặc điểm khí hậu .............................................................................................................. 6
1.3.3. Chế độ thủy văn ................................................................................................................ 7
1.2. Đặc trƣng hình thái tự nhiên của các chi lƣu khu vực nghiên cứu ............................... 8
1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội................................................................................................... 9
1.3.1. Tổ chức hành chính .......................................................................................................... 9
1.3.2. Phân bố dân cư ................................................................................................................. 9
1.3.3. Kinh tế ............................................................................................................................ 10
1.4. Tổng quan về ứng dụng ảnh viễn thám trong nghiên cứu biến động lòng sông ........ 11
1.4.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế giới ................................................................................ 11
1.4.2. Tổng quan nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................................ 13
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 15
2.1. Cơ sở khoa học về viễn thám .......................................................................................... 15
2.1.1. Định nghĩa viễn thám ..................................................................................................... 15
2.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám .................................................................................... 15
2.1.3. Bản chất vật lý của các thông tin viễn thám ................................................................... 17
2.1.4. Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên ........................................................ 19
2.1.5. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên trên
ảnh viễn thám ........................................................................................................................... 23

2.2. Phƣơng pháp luận ........................................................................................................... 24
2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 25
2.3.1. Phương pháp chiết tách thông tin lòng sông từ ảnh viễn thám Landsat ......................... 25
2.3.2. Phương pháp đánh giá biến động sạt lở, bồi tụ của bờ sông .......................................... 30


2.3.3. Phương pháp tính toán biến động bằng so sánh sau phân loại ....................................... 33
2.3.4. Phương pháp phân loại ảnh viễn thám dựa trên thuật toán K-means ........................... 334
2.3.5. Đánh giá độ chính xác kết quả sau phân loại của các thời kỳ ...................................... 336
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................................. 38
3.1. Cơ sở dữ liệu nghiên cứu ................................................................................................ 38
3.2. Các kết quả nghiên cứu về biến động sạt lở, bồi tụ khu vực nghiên cứu ................... 42
3.2.1. Kết quả biến động sạt lở, bồi tụ của bờ sông tại khu vực sông Đăk Bla ........................ 42
3.2.2. Kết quả biến động sạt lở, bồi tụ của bờ sông tại khu vực sông Pô Kô ........................... 48
3.3. Tính toán sự biến động lớp phủ khu vực lòng sông cực đại ........................................ 54
3.3.1. Kết quả phân loại lớp phủ trên diện tích sông cực đại ................................................... 54
3.3.2. Kết quả biến động lớp phủ qua các giai đoạn................................................................. 58
3.4. Dự báo biến động trong tƣơng lai đoạn sông Pô Kô .................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DSAS

Digital shoreline analysis system

GIS

Geographic information system

ETM

Enhanced Thematic Mapper

MSS

Multi-Spectral Scanner

UTM

Universal Transverse Mercator

TM

Thematic Mapper

WGS

World Geodetic System

i


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1: Số liệu về độ ẩm, lượng mưa, số giờ nắng ở Kom Tum một số năm .............7
Bảng 1-2: Đặc trưng dòng chảy năm hệ thống sông Sê San ...........................................7
Bảng 2-1: Đặc trưng của ảnh Landsat ETM, TM .......................................................... 28

Bảng 2-2: Thống kê giá trị phổ ảnh trên các kênh ảnh..................................................29
Bảng 2-3: Thống kê giá trị phổ trên ảnh tỉ số (b5+b7)/b2 .............................................29
Bảng 3-1: Một số thông số chính của các dữ liệu ảnh nghiên cứu ................................ 39
Bảng 3-2: Diện tích các loại lớp phủ trên diện tích sông cực đại .................................54
Bảng 3-3: Ma trận biến động các loại lớp phủ giai đoạn 1990 - 2002 .......................... 60
Bảng 3-4: Ma trận biến động các loại lớp phủ giai đoạn 1990 - 2002 .......................... 60

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1-1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Kon Tum ...................................................................4
Hình 1-2: Mô hình không gian 3 chiều độ cao tỉnh Kon Tum ........................................5
Hình 1-3: Các lưu vực sông chính trên địa bàn tỉnh Kon Tum .......................................8
Hình 2-1: Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám ..............................................16
Hình 2-2: Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật ............................................................. 20
Hình 2-3: Biểu đồ về sự phản xạ và hấp thụ của nước ..................................................21
Hình 2-4: Khả năng phản xạ phổ của 3 loại thổ nhưỡng ...............................................22
Hình 2-5: Quy trình của phương pháp nghiên cứu biến động lòng sông ......................25
Hình 2-6: Phản xạ phổ của các đối tượng trên các kênh ảnh ...........................................27
Hình 2-7: (a) Ảnh Landsat 1990 (tổ hợp màu 432); (b) Ảnh tỉ số 1990 (b5+b7)/b2 ...28
Hình 2-8: Phân bố giá trị phổ ảnh trên ảnh tỉ số (b5+b7)/b2 của ảnh Landsat 1990 ....29
Hình 2-9: Ảnh tỉ số 1990 ............................................................................................... 30
Hình 2-10: Đối tượng nước được chiết tách từ ảnh tỉ số 1990 ......................................30
Hình 2-11: Mô tả về các đối tượng trong phương pháp của Theiler ............................. 31
Hình 2-12: Mô tả giao nhau giữa đường transect và đường bờ ....................................32
Hình 2-13: Transect giao với đường cơ sở tại cung nhọn .............................................32
Hình 2-14: Đường đệm baseline ...................................................................................32
Hình 2-15: Quy trình phương pháp tính biến động sau phân loại .................................33

Hình 2-16: Sơ đồ của thuật toán K-means ....................................................................34
Hình 3-1: Ảnh Landsat 30/12/1990 ...............................................................................38
Hình 3-2: Ảnh Landsat 22/02/2002 ...............................................................................38
Hình 3-3: Ảnh Landsat ngày 8/03/2013 ........................................................................38
Hình 3-4: Ảnh Landsat 03/01/2013 ...............................................................................38
Hình 3-5: Ảnh Landsat ngày 3/01/2013 ........................................................................40
Hình 3-6: Ảnh Landsat ngày 3/01/2013 đã được sửa lỗi ảnh sọc .................................40
Hình 3-7: Ảnh nghiên cứu được cắt theo ranh giới .......................................................41
Hình 3-8: Xây dựng transect để tính toán biến động đoạn sông Đăk Bla .....................42
Hình 3-9: Biểu đồ mức độ sạt lở, bồi tụ đoạn sông Đăk Bla giai đoạn 1990 - 2002 ....43
Hình 3-10: Biểu đồ tốc độ sạt lở, bồi tụ đoạn sông Đăk Bla giai đoạn 1990 - 2002 ....43
Hình 3-11: Biểu đồ mức độ sạt lở, bồi tụ đoạn sông Đăk Bla giai đoạn 2002 - 2013 ..44
Hình 3-12: Biểu đồ tốc độ sạt lở, bồi tụ ở đoạn sông Đăk Bla giai đoạn 2002 - 2013. 44
Hình 3-13: Sạt lở với mức độ mạnh và kéo dài trên sông Đăk Bla ............................... 45
Hình 3-14: Biểu đồ so sánh mức độ sạt lở, bồi tụ đoạn sông Đăk Bla.......................... 46
Hình 3-15: Biểu đồ so sánh tốc độ, sạt lở bồi tụ ở đoạn sông Đăk Bla ......................... 46
Hình 3-16: Khai thác đá, sỏi trên lòng sông Đakbla .....................................................47
Hình 3-17: Khai thác cát trên sông Đăk Bla .................................................................47
iii


Hình 3-18: Các transect được xây dựng trên đoạn sông Pô Kô ....................................48
Hình 3-19: Biểu đồ mức độ bồi tụ, sạt lở đoạn sông Pô Kô giai đoạn 1990 - 2002 .....49
Hình 3-20: Biểu đồ tốc độ bồi tụ, sạt lở đoạn sông Pô Kô giai đoạn 1990 - 2002........49
Hình 3-21: Biểu đồ mức độ bồi tụ, sạt lở đoạn sông Pô Kô giai đoạn 2002 - 2013 .....50
Hình 3-22: Biểu đồ tốc độ sạt lở, bồi tụ đoạn sông Pô Kô giai đoạn 2002– 2013 .......50
Hình 3-23: Biểu đồ so sánh mức độ sạt lở và bồi tụ đoạn sông Pô Kô ......................... 51
Hình 3-24: Biểu đồ so sánh tốc độ sạt lở và bồi tụ đoạn sông Pô Kô ........................... 51
Hình 3-25: Ảnh kv xã Krong nằm giữa hai hồ thủy điện lớn Yaly và Pleikrong .......52
Hình 3-26: Sạt lở lớn trên đoạn sông Pô Kô khu vực chảy qua xã Krong ....................53

Hình 3-27: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 1990 trên diện tích sông cực đại ..............55
Hình 3-28: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2002 trên diện tích sông cực đại ..............56
Hình 3-29: Bản đồ phân loại lớp phủ năm 2013 ........................................................... 57
Hình 3-30: Bản đồ biến động lớp phủ trên diện tích .....................................................58
Hình 3-31: Bản đồ biến động lớp phủ trên diện tích lòng sông ....................................59
Hình 3-32: Phương trình hồi quy khoảng cách từ một điểm .........................................62
Hình 3-33: Biểu đồ mức độ biến động đường bờ tại đoạn sông Pô Kô ........................63
Hình 3-34: Biểu đồ tốc độ biến động đường bờ tại đoạn sông Pô Kô .......................... 63

iv


MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu chung
Sự biến đổi các lòng sông thường xảy ra theo một quy mô thời gian địa chất
kéo dài hoặc do các tai biến nghiêm trọng ngắn hoặc dài hạn [12]. Những thay đổi
này chủ yếu có liên quan đến chế độ thủy văn, gió, bão, các quá trình địa mạo, sạt
lở, bồi tụ và các hoạt động của con người. Quá trình biến đổi lòng sông thường rất
phức tạp, mức độ biến đổi không cố định và thay đổi từ thời điểm này đến thời
điểm khác [15]. Phát hiện, đo lường và phân tích sự thay đổi lòng sông là nhiệm vụ
quan trọng trong giám sát môi trường, cung cấp thông tin cho việc quản lý và đưa
ra các chính sách và quy hoạch liên quan tới các lưu vực sông [34]. Theo Zhang
(2010), việc nhận thức được hệ sinh thái ven sông bị ảnh hưởng tiêu cực bởi quá
trình biến động lòng sông sẽ làm gia tăng nhiều nỗ lực để đánh giá, quản lý và hạn
chế áp lực lên khu vực ven sông [36]. Tuy nhiên, đối với những lưu vực sông lớn
hoặc thuộc các khu vực đồi núi hiểm trở, vùng sâu, vùng xa những thông tin về sự
biến đổi lòng sông thường khan hiếm do khó tiếp cận và do sự tốn kém của công
tác điều tra thực địa [14].
Biến đổi khí hậu với các hiện tượng thời tiết cực đoan ở tỉnh Kon Tum nói
chung và khu vực thượng lưu sông Sê San rói riêng, cùng với việc quy hoạch xây

dựng một loạt hệ thống hồ thủy điện trên lưu vực sông làm biến đổi hệ sinh thái
ven sông, đây cũng là nguyên nhân trực tiếp hoặc gián tiếp làm gia tăng phạm vi,
quy mô và cường độ của hiện tượng biến đổi lòng sông ở khu vực. Ngược lại, chính
hậu quả biến động các lòng sông lại là tác nhân tiềm ẩn của nhiều sự cố môi trường
hoặc gia tăng các tai biến tự nhiên do biến đổi khí hậu. Việc nghiên cứu để hiểu rõ
và đánh giá xu thế biến động lòng sông Sê San sẽ giúp giảm thiểu những thiệt hại
có thể tác động tới cộng đồng dân cư khu vực ven sông.
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thám và hệ thông tin
địa lý (GIS) giúp cung cấp một cái nhìn khái quát, nhanh chóng, chính xác và hiệu
quả về các đối tượng trên bề mặt trái đất, điều mà khó có công nghệ nào khác có
thể đánh giá một cách đầy đủ và ít tốn kém hơn [14]. Do đó, công nghệ viễn thám
ngày càng được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Công nghệ viễn thám
1


được ứng dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như thành lập các bản đồ
hiện trạng tài nguyên môi trường, phân tích sự biến động lòng sông, đường bờ biển,
theo dõi, giám sát hiện tượng ngập úng do bão lũ, cháy rừng, giám sát độ nhiễm
mặn vùng đất ven biển, biến động rừng ngập mặn… Công nghệ này cũng thích hợp
trong nghiên cứu các khu vực khó tiếp cận hoặc có sự biến đổi liên tục [17].
Trong thời gian qua, các nhà nghiên cứu biến đổi địa chất, thủy văn, hải
dương học đã phát triển một số công cụ đánh giá để vẽ bản đồ biến đổi địa chất sử
dụng ảnh viễn thám hàng không, tuy nhiên, còn ít nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh
[23]. Mặc dù việc sử dụng ảnh hàng không rất hiệu quả nhưng mức độ lặp lại thông
tin ảnh không cao (phụ thuộc vào thời gian bay chụp), giới hạn giám sát không gian
nhỏ và chi phí cao cũng là một hạn chế lớn. Hơn nữa, miền phổ ảnh hàng không
thường ở mức thấp nhất và có thể tạo sai số lớn khi xử lý số liệu [10], [11]. Cách
tiếp cận này có nhiều ưu điểm: không tốn thời gian, chi phí thấp, độ bao quát lớn,
độ lặp lại thông tin cao [14]. Sử dụng công nghệ viễn thám kết hợp GIS cho phép
tạo ra một giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu và phân tích biến động hiệu quả, đóng

vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ ra quyết định nhanh trên phạm vi rộng với giá
thành thấp so với các phương pháp truyền thống. Hạn chế cơ bản của ảnh vệ tinh là
độ phân giải không gian thấp khi so sánh với ảnh hàng không.
Tiếp cận vấn đề trên, có thể khẳng định rằng việc chọn lựa đề tài: “Ứng dụng
ảnh viễn thám đa thời kỳ nghiên cứu biến động lòng sông thượng lưu sông Sê San
tỉnh Kon Tum” là xuất phát từ yêu cầu thực tế, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác lập được sơ đồ sự biến động lòng sông thông qua phân tích ảnh viễn
thám đa phổ độ phân giải trung bình một số giai đoạn cho hai chi lưu Đăk Bla và
Pô Kô thuộc thượng lưu sông Sê San, tỉnh Kon Tum.
- Xác định mức độ biến động lòng sông trong quá khứ qua đánh giá mức độ
và tốc bộ bồi tụ, sạt lở của hai bên bờ sông.
- Xác định sự biến động lớp phủ tại khu vực lòng sông.
- Dự đoán xu hướng và mức độ biến động lòng sông trong tương lai dựa trên
cơ sở dữ liệu biến động lòng sông trong quá khứ.
2


3. Dự kiến những đóng góp của đề tài
Về mặt khoa học, đề tài đánh giá khả năng sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh và GIS
trong nghiên cứu biến động lòng sông trong quá khứ. Kết quả về mức độ biến động
lòng sông trong quá khứ là cơ sở so sánh với các phương pháp truyền thống khác
để tìm ra giải pháp tối ưu nhất.
Về mặt thực tiễn, các kết quả nghiên cứu giai đoạn 1990 - 2002, 2002 - 2013
góp phần chỉ ra vị trí, quy mô và xu hướng biến động lòng sông, đây sẽ là một tài
liệu hữu ích cho công tác quy hoạch phát triển của vùng. Việc nghiên cứu tạo ra các
số liệu thống kê, tỷ lệ thay đổi và xu hướng biến động lòng sông là cơ sở để dự
đoán những thay đổi trong tương lai của khu vực thượng lưu sông.
Ngoài ra, luận văn còn đóng góp một phần vào việc thực hiện nghiên cứu
cho đề tài TN3/T16 và TN3/T20 thuộc chương trình Khoa học và Công nghệ phục

vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Sự biến động lòng sông vùng thượng lưu sông
Sê San qua ảnh viễn thám đa thời kỳ.
- Phạm vi nghiên cứu: Chi lưu Đăk Bla và chi lưu Pô Kô thuộc thượng lưu
sông Sê San, tỉnh Kon Tum.
5. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm có phần Mở đầu, 3 Chương nội dung, phần Kết luận, 9 bảng
dữ liệu và 43 hình.

3


CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG KHU VỰC
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG
1.1. Đặc điểm tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Sông Sê San là chi lưu lớn của sông Mê Kông bắt nguồn từ Bắc và Trung
Tây Nguyên của Việt Nam, sông chảy sang lãnh thổ Campuchia và nhập vào hệ
thống sông Serepok. Sông Sê San có lưu vực rộng 17.000 km2, tổng chiều dài sông
chính là 237 km, diện tích lưu vực là 11.450 km² [3].

Hình 1-1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Kon Tum
(nguồn: Sở TN&MT tỉnh Kon Tum)
Trên lãnh thổ Việt Nam, phần thượng lưu của sông Sê San gồm chi lưu Pô
Kô (phía hữu ngạn) và Đăk Bla (phía tả ngạn) nằm hầu hết trên địa phận tỉnh Kon
Tum khu vực Tây Nguyên (hình 1-1). Diện tích tự nhiên của Kon Tum là 9.676,5
km2 ( chiếm 17,13% diện tích vùng Tây Nguyên, 3,1% diện tích cả nước) [3]. Kon
4

Tum có giới hạn lãnh thổ từ 107020’15’’ đến 108032’30’’ kinh độ Đông, từ
130055’15’’ đến 15027’15” vĩ độ Bắc. Phía Bắc của tỉnh giáp tỉnh Quảng Nam,
phía Nam giáp tỉnh Gia Lai, phía Đông giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp hai
nước Lào và Campuchia, độ cao trung bình của toàn tỉnh so với mặt nước biển là
500 m.
1.1.2. Địa hình, địa mạo
Kon Tum nằm ở phía Tây dãy Trường sơn, địa hình dốc, thấp dần từ Bắc
xuống Nam và từ Đông sang Tây. Khu vực phía Bắc của tỉnh có độ cao trung bình
là 1.800  1.200 m, nơi đây có đỉnh Ngọc Linh cao nhất Miền Nam (2.596 m) và là
nơi bắt nguồn của hầu hết sông suối trong vùng như Sông Tranh, Sông Cái, sông Sê
San, Sông Ba.
Chú dẫn
651 - 900 m
900 – 1.100 m
1.100 – 1.300 m
1.300 – 1.500 m
1.500 – 1.700 m
1.700 – 1.900 m
1.900 – 2.598 m

Hình 1-2: Mô hình không gian 3 chiều độ cao tỉnh Kon Tum
Địa hình của tỉnh Kon Tum khá đa dạng gồm vùng đồi núi, cao nguyên và
thung lũng xen kẽ nhau. Trong đó:
- Địa hình đồi, núi: Chiếm khoảng 2/5 diện tích toàn tỉnh, bao gồm những
ngọn núi lớn (ngọn Bon San (1.939 m); ngọn Ngọc Kring (2.066 m)) và những núi
liền dải có độ dốc lớn, địa hình núi cao liền dải phân bố chủ yếu ở phía Bắc - Tây
Bắc, mặt địa hình bị phân cắt hiểm trở, tạo thành các thung lũng h p, khe, suối. Địa
hình đồi tập trung chủ yếu ở huyện Sa Thầy có dạng nghiêng về phía Tây và thấp

dần về phía Tây Nam, xen giữa vùng đồi là dãy núi Chưmomray.
- Địa hình cao nguyên: Kon Tum có cao nguyên Konplong nằm giữa dãy
An Khê và dãy Ngọc Linh có độ cao 1.100 - 1.300 m, đây là cao nguyên nhỏ, chạy
theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.
5


- Địa hình thung lũng: Nằm dọc theo sông Pô Kô đi về phía Nam của tỉnh là
dạng thung lũng lòng máng thuộc huyện Sa Thầy, dọc theo thung lũng có những
đồi lượn sóng như Đăk Uy, Đăk Hà và có nhiều chỗ bề mặt bằng phẳng như vùng
thành phố Kon Tum, các thung lũng này được hình thành giữa những dãy núi kéo
dài về phía Đông chạy dọc biên giới Việt Nam – Campuchia.
1.1.3. Địa chất, lớp phủ thực vật
Qua tổng quan các công trình công bố trong khu vực, cho phép khái quát về
hai nội dung trên như sau:
Nền địa chất khu vực nghiên cứu được đặc trưng bằng hai lớp bao gồm: Lớp
đá móng là các đá kết tinh; lớp phủ trầm tích, chủ yếu là các đá bở rời là sản phẩm
phong hóa và bồi tích của lòng sông. Các thành tạo này phân bố chủ yếu hai bên bờ
sông Pô Kô, ngược lại, hai bên bờ sông Đăk Bla chủ yếu là các thành tạo đá gốc
ngoại trừ vùng hạ lưu trước đập.
Thảm thực vật ở khu vực nghiên cứu được phân bổ theo độ cao. Phần sườn
thung lũng, thảm thực vật là cây bụi, rừng bị chặt phá với diện tích lớn, không còn
rừng nguyên sinh, đa số đá móng kết lộ ra, không để cây cối phát triển. Trong khi
đó, ở khu vực lòng sông, thảm thực chủ yếu là cây nông nghiệp và cây bụi.
1.1.4. Đặc điểm khí hậu
Đặc điểm khí hậu trong khu vực có nghĩa quan trọng không chỉ luận giải về
chất lượng ảnh viễn thám mà còn là cơ sở để luận giải về biến động lòng liên quan
đến chu kỳ thời thiết ở khu vực.
Khu vực nghiên cứu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, nhiệt
độ trung bình năm dao động từ 22 đến 230C, biên độ nhiệt độ dao động trong ngày

từ 8 đến 90C. Kon Tum có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa chủ yếu bắt đầu từ tháng 4 đến
tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau. Hàng năm, lượng mưa trung
bình toàn tỉnh khoảng 2.121 mm, lượng mưa năm cao nhất 2.260 mm, năm thấp
nhất 1.234 mm, tháng có lượng mưa cao nhất là tháng 8, hướng gió chủ yếu của
mùa khô là Đông Bắc, hướng gió chủ yếu của mùa mưa là Tây Nam, độ ẩm trung
bình hàng năm của tỉnh Kon Tum dao động trong khoảng 78 - 87%, độ ẩm không
khí tháng cao nhất vào tháng 8 và tháng 9 (khoảng 90%), thấp nhất vào tháng 3

6


(khoảng 66%). Những thông tin về độ ẩm, lượng mưa, số giờ nắng ở Kon Tum qua
một số năm được giới thiệu ở bảng 1-1 dưới đây:
Bảng 1-1: Số liệu về độ ẩm, lƣợng mƣa, số giờ nắng ở Kom Tum một số năm [3]
Stt

Hạng mục

Đơn
vị

2000

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

1

Nhiệt độ

o

C

22,9

23,4

23,6

23,6

23,3

23,6

24,9

23,9

2

Độ ẩm

%

82,4

79,0

79,3

77,0

78,7

79,8

75,3

75,5

3

Lượng mưa

mm

2.311

1.925

2.156

1.781

1.648

2.173

1.528

2.520

4

Số giờ nắng

giờ

2.043

2.257

2.520

2.288

2.290

2.370

2.560

2.285

Ở Kon Tum, thời tiết nắng nóng của mùa khô (đặc biệt vào cuối mùa)
thường làm hạn chế và gây thiếu nước, còn vào tháng 7, 8, lượng mưa tập trung với
cường độ cao nên thường xẩy ra lũ lụt làm ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng, sản xuất
và đời sống dân sinh trên địa bàn, đặc biệt, làm thay đổi hình thái các lòng sông.
1.3.3. Chế độ thủy văn
Giống như chế độ khí hậu, chế độ thủy văn ở Kon Tum cũng chia là hai mùa
rõ rệt: mùa lũ thường bắt đầu từ tháng 7 và kết thúc trong tháng 11 hàng năm, mùa
cạn kéo dài từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau. Mặc dù thời gian mùa lũ thường ngắn
hơn mùa cạn nhưng lượng dòng chảy mua lũ ở tỉnh lại chiếm đa số (khoảng 70 –
75% trong hơn 10 tỷ m3 mà các sông chuyên chở hàng năm). Trung bình mỗi năm
trên các sông suối ở Kon Tum có khoảng từ 4 – 6 trận lũ, một phần ba trong đó là
lũ trung bình đến lũ lớn. Mùa cạn, lượng dòng chảy trong 3 tháng kiệt nhất chỉ
chiếm từ 3 – 5% lượng dòng chảy năm gây ra tình trạng thiếu nước trong mùa khô.
Các đặc trưng dòng chảy năm hệ thống sông Sê San được trình bày ở bảng 1-2 dưới
đây:
Bảng 1-2: Đặc trƣng dòng chảy năm hệ thống sông Sê San [1]
Stt
1
2
3
4
5
6

Tuyến sông
Sông Đăk Bla
Sông Pô Kô
Sông Sê San
Sa Bình
YaLy
Sông Đăk Cấm

Diện tích lƣu
vực (km2)

Mo
(l/s/km2)

Qo (m3/s)

Wo (109m3)

3.050
3.530
11.450
6.732
7.659
154

32,3
35,7
35,6
35,6

35,6
23,2

98,5
126
408
240
273
3,6

3,11
3,97
12,9
7,56
8,61
0,11

7


Trong từng năm, dòng chảy phân làm 2 mùa rõ rệt. Trên lưu vực sông Pô
Kô, mùa lũ bắt đầu từ tháng 7 và kết thúc vào tháng 10. Trên lưu vực sông Đăk Bla
mùa lũ muộn hơn, thường bắt đầu vào tháng 8 và có thể kéo dài đến tháng 11.
1.2. Đặc trƣng hình thái tự nhiên của các chi lƣu khu vực nghiên cứu
Qua phân tích bản đồ địa hình gắn với hệ thống sông trong khu vực nghiên
cứu, có thể đưa ra một số kết luận sơ bộ sau về đặc điểm địa hình, địa mạo và hình
thái hai chi lưu Đăk Bla và Pô Kô thuộc thượng lưu sông Sê San:

Hình 1-3: Các lƣu vực sông chính trên địa bàn tỉnh Kon Tum [8]
- Sông Đăk Bla: là nhánh trái của sông Sê san, bắt nguồn từ dãy núi Ngọc

Krinh, khu vực được đặc trưng bằng địa hình ít phân dị. Độ cao đầu nguồn sông là
1.650 m, và tại vị trí hợp lưu vào Sê San, có độ cao là 1.100 m. Sông tương đối trẻ
và thường đi với động lực dòng lớn do đặc điểm của địa hình đồi núi h p ở phần
thượng lưu của sông. Do chảy trên vùng núi cao nên ở đoạn thượng lưu sông tương
đối thẳng, trong lòng h p, dòng chảy theo hướng từ bắc xuống nam, có chiều dài
khoảng 74 km và độ dốc 1,7%. Từ trung lưu tới đoạn hợp lưu với sông Pô Kô, sông
chảy theo hướng tây trên cao nguyên cổ Kon Tum, địa hình thoải, lòng sông uốn
khúc, nhiều ghềnh và thung lũng. Thung lũng có nhiều lòng cũ và bãi bồi, mang nét
điển hình của sông đồng bằng, độ dốc khoảng 1,3%, tiết diện sông hình chữ U,
động lực dòng giảm. Hình thái sông uốn khúc do dòng nước bị phá hủy theo chiều
ngang. Đổ vào sông Đăk Bla có 18 nhánh sông suối chính, có độ dài đa số từ 10 –
70 km. Mật độ lưới sông Đăk Bla là 0,49 km/km2 với hệ số uốn khúc 2,03;

8


- Sông Pô Kô: bắt nguồn từ phía nam của khối núi Ngọc linh, có diện tích
lưu vực khoảng 3.530 km2, chiều dài 121 km, chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam.
Đoạn thượng nguồn sông Sê san dài khoảng 21 km có đặc điểm scủa ông miền núi
chảy trong các thung lũng h p dạng hình chữ V với độ dốc khoảng 3,3%. Đoạn
trung lưu có độ dốc thoải hơn (khoảng 1,8%), chiều dài 100 km. Ngược lại, với
sông Đăk Bla, lưu vực sông nằm ở trung tâm của thung lũng, từ thượng lưu đến hạ
lưu không có thay đổi nhiều về độ cao, động lực dòng vừa phải. Địa hình lưu vực
sông có thể chia thành 4 dạng: Địa hình vùng núi cao, địa hình núi cao vừa, địa
hình cao nguyên, vùng trũng – đồng bằng. Độ rộng của sông ít thay đổi từ thượng
lưu xuống hạ lưu.
1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội
1.3.1. Tổ chức hành chính
Tỉnh Kon Tum là đơn vị hành chính loại II, toàn tỉnh hiện có 8 huyện, 1
thành phố, 97 xã, phường, thị trấn, trong đó, có 10 xã biên giới giáp Lào và

Campuchia với chiều dài biên giới là 280,7 km. Tỉnh Kon Tum có 19 phường, thị
trấn, xã thuộc khu vực I, 32 thị trấn, xã thuộc khu vực II, 46 xã thuộc khu vực III;
có 51 xã và 36 thôn đặc biệt khó khăn thuộc xã khu vực II được hưởng chương
trình 135 - giai đoạn II; có 8 xã và 40 thôn, làng trọng điểm đặc biệt khó khăn [7].
1.3.2. Phân bố dân cƣ
Kon Tum là tỉnh có dân số trẻ. Dân số toàn tỉnh đến năm 2011 là 453.206
người, mật độ dân số trung bình 47 người/km2 thấp nhất vùng Tây Nguyên. Dân số
đô thị là 150.385 người, tỷ lệ đô thị hóa đạt 34,5% cao hơn so với tỷ lệ đô thị hóa
trung bình của cả nước (khoảng 30,0%). Kon Tum có 25 dân tộc cùng sinh sống,
trong đó, dân tộc thiểu số chiếm trên 53%, có 6 dân tộc ít người sinh sống lâu đời
bao gồm: Xơ Đăng, Ba Na, Giẻ Triêng, Gia Rai, Brâu và Rơ Măm. Sau ngày thống
nhất đất nước (năm 1975), một số dân tộc thiểu số ở các tỉnh khác đến sinh sống
tạo cho thành phần dân tộc trong Tỉnh ngày càng đa dạng.
Qua nghiên cứu tổng quan và khảo sát thực địa, lưu vực sông Đăk Bla hầu
như không có hoạt động kinh tế xã hội (trừ khu vực chạy qua thành phố Kon Tum).
Trong khi đó, ở khu vực sông Pô Kô các hoạt động kinh tế xã hội dày đặc nhưng
phân bố không đồng đều ở các khu vực thượng lưu và hạ lưu.
9


1.3.3. Kinh tế
Tốc độ tăng trưởng kinh tế của Kon Tum trong những năm trở lại đây liên
tục đạt mức tăng trưởng khá cao và ổn định. Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm
bình quân của tỉnh (GDP) từ 11%/năm trong giai đoạn 2001 - 2005 tăng lên
14,7%/năm trong giai đoạn 2006 - 2009, cao hơn gấp 2 lần so với tốc độ tăng
trưởng bình quân của cả nước (7%) và cao hơn so với một số tỉnh khác trong khu
vực kinh tế Tây Nguyên như Gia Lai (13,9%), Đắk Lắk (13,1%) và Lâm Đồng
(13,7%) [6].
Mặc dù có sự gia tăng liên tục về quy mô, nhưng tốc độ tăng trưởng GDP
của Kon Tum trong giai đoạn 2001 - 2009 có diễn phức tạp. Sau 3 năm tăng trưởng

liên tục (từ 12,39%/năm 2003 giảm xuống 10,5%/năm và 8,8%/năm tương ứng
trong các năm 2004 và 2005), tốc độ tăng trưởng GDP giảm nhanh trong hai năm
2004 và 2005. Ngoài ra, những ảnh hưởng gián tiếp của cuộc khủng hoảng kinh tế
toàn cầu và ảnh hưởng trực tiếp từ cơn bão số 9 năm 2009 là nguyên nhân khiến
tăng trưởng kinh tế của tỉnh có sự suy giảm nh từ 15,2%/năm 2008 giảm xuống
13,4%/năm 2009.
Cùng với tăng trưởng kinh tế, thu nhập bình quân đầu người của Kon Tum
cũng đã có sự cải thiện đáng kể (từ 3,2 triệu đồng/năm năm 2001 tăng lên 4,8 triệu
đồng/năm năm 2005 và 11,2 triệu đồng/năm năm 2009) với tốc độ tăng bình quân
trong cả hai giai đoạn 2001 - 2005 và 2006 - 2009 lần lượt là 7,6%/năm và
11,4%/năm. Tuy nhiên, những con số này vẫn còn ở mức rất thấp so với bình quân
chung của cả nước (GDP bình quân đầu người của cả nước là 19,1 triệu đồng/năm
2009 - cao hơn gấp 1,7 lần so Kon Tum). Kon Tum vẫn là một trong những tỉnh
nghèo nhất của cả nước (tỷ lệ nghèo chung của Kon Tum năm 2009 là 19% trong
khi đó con số này của cả nước là 12%).
Sự thay đổi cơ cấu kinh tế của tỉnh Kon Tum đang có những chuyển biến
tích cực song vẫn theo hướng nông nghiệp - dịch vụ - công nghiệp. Trong giai đoạn
2001 - 2005, khu vực nông nghiệp giữ vai trò quan trọng nhất đối với tăng trưởng
của tỉnh, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ phần trăm đóng góp vào tăng trưởng chung từ
ngành nông nghiệp luôn cao hơn so với các ngành còn lại; sang giai đoạn 2006 2009, đánh dấu sự tăng trưởng mạnh của khu vực công nghiệp và dịch vụ với tốc
10


độ tăng trưởng bình quân năm lần lượt là 34,6%/năm và 19,64%/năm. Đáng chú ý
là ngành công nghiệp với tốc độ tăng trưởng bình quân cao gấp 2 lần so với giai
đoạn trước và cao hơn nhiều so với tốc độ tăng trưởng GDP bình quân của tỉnh [2].
1.4. Tổng quan về ứng dụng ảnh viễn thám trong nghiên cứu biến động lòng sông
1.4.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế giới
Việc sử dụng công nghệ viễn thám để nghiên cứu biến động lòng sông đã
được tiến hành ở một số khu vực trên thế giới với các mục tiêu khác nhau. Đây là

cơ sở để tiếp tục kế thừa các nghiên cứu này để ứng dụng vào thực tiễn nghiên cứu
ở Việt Nam. Một số các nghiên cứu tiêu biểu trên thế giới có thể kể đến như:
Năm 2011, Zhengyi Yao và các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về sự xói
lở và bồi tụ bờ sông tại Ningxia - miền trung Mông Cổ thuộc thượng nguồn sông
Hoàng Hà [37]. Nghiên cứu dựa trên bản đồ địa hình năm 1958 và năm 1967 thu
được từ ảnh chụp hàng không, dữ liệu nghiên cứu thực địa, các ảnh vệ tinh năm
1977, 1990, 2000 và 2008. Trong nghiên cứu này, tác giả đã phát triển một chuỗi
dữ liệu tham chiếu địa lý sử dụng kết hợp bản đồ địa chất được số hóa dựa trên dữ
liệu thực và các ảnh Landsat TM, các polygon mô tả về xói lở và bồi tụ bờ sông
được tạo ra bằng cách so sánh cách đường bờ biến động qua 6 giai đoạn trong
khoảng thời gian từ năm 1958 đến năm 2008. Các đường polygon được sử dụng để
mô tả các biến động trong lịch sử của các vị trí bồi tụ và sạt lở lòng sông đồng thời
xây dựng các đặc trưng quy luật biến đổi của các tham số. Kết quả nghiên cứu xác
định khu vực xói lở của bờ sông bằng việc so sánh những thay đổi tuần tự của vị trí
bờ sông trong những năm đã qua.
Năm 2012, Sainath P.Aher và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu phát hiện sự
sạt lở, biến động lòng sông Pravara, Ấn Độ [29]. Nghiên cứu này sử dụng phương
pháp điều tra thực địa, thảo luận, kết hợp với thu thập bản đồ về địa hình, ảnh vệ
tinh trên Google và dữ liệu SRTM. Dựa vào bản đồ địa hình tỉ lệ 1:500.000 của 2
năm 1974 và 1975, lòng sông của thời kỳ này được tách ra và lấy mốc thời gian cơ
sở là năm 1974. Đồng thời, thông tin lòng sông năm 2009 được số hóa bằng tay từ
ảnh vệ tinh trên Google. Với dữ liệu lòng sông thu được của 2 năm trên, kết hợp
với kết quả nghiên cứu thực địa, tác giả đã xây dựng bản đồ dịch chuyển đường bờ
sông qua hai giai đoạn bằng phương pháp chồng xếp dữ liệu và đánh giá các điểm
11


nóng biến động. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, bờ sông Pravara bị xói mòn về cả
2 bên, trong đó, bờ bên trái có khoảng cách dịch chuyển lớn nhất là 91,3m, bờ bên
phải có khoảng cách dịch chuyển lớn nhất là 132m. Ngoài ra, nghiên cứu còn chỉ ra

10 vùng nguy cơ cao, được xác định là những khu vực có mức độ mất đất và xói
mòn cao. Việc xác định các điểm nóng còn được xác minh thông qua điều tra tại
thực địa và chụp ảnh mẫu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra hoạt động của con người như:
khai thác cát, canh tác nông nghiệp, thay đổi cơ cấu cây trồng khu vực ven sông
cũng làm xói mòn bờ sông.
Cũng trong năm 2012, tác giả Archana Sarkar và cộng sự đã sử dụng các dữ
liệu ảnh viễn thám thu được trên hệ thống vệ tinh viễn thám của Ấn Độ (IRS) bao
gồm: Ảnh LISS-I, LISS-III các năm 1990 và 2008, đồng thời, sử dụng bản đồ địa
hình tỉ lệ 1:250.000 và ảnh vệ tinh Landsat ETM để nghiên cứu biến động lòng
sông Bramaputra - một trong những dòng sông có lưu lượng phù sa lớn nhất thế
giới và thường xuyên bị xói lở dẫn tới thay đổi vị trí lòng dẫn và đường dẫn [9].
Nghiên cứu này nhằm mục đích lượng hóa khối lượng sạt lở và bồi tụ thực tế dọc
bờ sông Brahmaputra - Ấn Độ. Trong khoảng thời gian 18 năm từ 1990 đến 2008,
toàn bộ chiều dài dòng sông tại Asam tính từ thượng nguồn ở Dibrugarh tới thị trấn
Dhubri gần biên giới Bangladesh với tổng khoảng cách là 620 km đã được nghiên
cứu bằng phương pháp kết hợp viễn thám và GIS. Cơ cấu thay đổi dòng chảy của
sông Brahmaputra đã được lập thành sơ đồ cho các năm 1990 và 2008 sử dụng ảnh
vệ tinh IRS 1A LIS-I và ảnh vệ tinh IRS P6 LISS-III. Phân tích dữ liệu vệ tinh đã
cho thấy không chỉ các thông tin về cơ cấu biến đổi dòng chảy do các tác động liên
tiếp mà còn chỉ ra nhiều yết tố quan trọng đối với sự thay đổi địa chất lòng sông
như tính chất thủy văn, sự ổn định và bất ổn định của bồi tụ bờ sông và sự thay đổi
của dòng chảy chính. Kết quả nghiên cứu đã cung cấp những thông tin mới và đáng
tin cậy cho việc xây dựng và quy hoạch hệ thống thủy lợi và biện pháp hạn chế xói
lở trên khu vực sông phía Đông Bắc Ấn Độ. Phần mềm xử lý ảnh ERDAS Imagine
9.3 được dùng để xử lý ảnh vệ tinh. Các đường bờ sông đã được xác định nhờ sử
dụng ảnh tỉ lệ NDWI và ghép ảnh hai thời kỳ 1990 và 2008. Trong khi các dòng
chảy nông được coi là một phần của dòng sông, các phần bồi tụ đất cát cả mới và
cũ trên bờ sông đặt ra một vài thách thức trong việc giải đoán thông tin lòng sông.
12

Một số dải đất và cát nằm tương đối xa dòng chảy nhưng lại thể hiện bằng mảng
màu tối trên ảnh vệ tinh cho thấy độ ẩm cao. Mặt khác, một số dải đất rất gần với
đường nước lại cho thấy ảnh sáng màu và dấu hiệu của độ ẩm thấp. Tỉ lệ NDWI
được dùng để phi tuyến hóa các khu vực đất cát có độ ẩm cao. Nghiên cứu đã chỉ
ra rằng, các khu vực mới bồi tụ đất có độ ẩm cao hơn so với các khu vực khác ở
bờ sông.
1.4.2. Tổng quan nghiên cứu ở Việt Nam
Tuy công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam phát triển muộn hơn nhiều so
với thế giới nhưng nước ta cũng đã đạt được một số kết quả nghiên cứu nhất định.
Ở Việt Nam, đánh giá biến động lòng sông, đường bờ ứng dụng phương pháp viễn
thám và GIS chủ yếu tập trung thực hiện ở các khu vực cửa sông đổ ra biển, đường
bờ biển (Hội An, Bình Thuận...), chưa có nhiều các nghiên cứu về biến động đường
bờ ở các hệ thống sông nằm sâu trong lục địa. Một số nghiên cứu về biến động lòng
sông, đường bờ ở Việt Nam có thể kể đến như:
Năm 2004, từ các ảnh vệ tinh Spot (1987), Landsat (1999) và bản đồ địa
hình tỷ lệ 1:50.000 (tái bản năm 1978 trên cơ sở bản đồ tin tức năm 1966 được
thành lập từ máy bay) và các số liệu khảo sát đo đạc các năm 2002 – 2003, nhóm
tác giả Đặng Văn Bào và cộng sự đã tiến hành chồng ghép thông tin sau khi đã đưa
các dữ liệu về cùng một lưới chiếu UTM. Các kết quả tính toán đã chỉ ra biến động
hình thái của lòng sông Hồng trong thời gian 22 năm và kết luận rằng sông Hồng
hiện tại đang có xu hướng xói lở bờ phải và dịch chuyển dần về phía Nam và Đông
Nam. Từ hiện trạng lòng dẫn sông Hồng qua các thời kỳ, tác giả đã xây dựng bản
đồ biến động ngang lòng sông. Kết quả thu nhận được của nghiên cứu là cơ sở dự
đoán khả năng xói lở do hoạt động dòng chảy sông ngòi [5].
Năm 2005, để đánh giá biến động bờ biển khu vực cửa sông Thu Bồn bằng
công nghệ viễn thám và GIS, tác giả Đặng Đình Đoan và cộng sự đã công bố kết
quả nghiên cứu sử dụng phương pháp giải đoán thông tin từ nguồn tư liệu là ảnh vệ
tinh các năm 1965, 1981, 1988, 1996 để so sánh sự biến đổi của hệ thống sông qua
các thời kỳ khác nhau. Kết quả của nghiên cứu này đã chỉ ra trên đoạn bờ biển giữa

huyện Điện Bàn và thị xã Hội An (đoạn bờ biển phía Bắc cửa Đại tới chân các cồn
cát cao) xảy ra hiện tượng xói lở liên tục trong thời gian dài. Có những thời điểm,
13


hiện tượng xói lở cồn cát đã cắt đỉnh cồn và cắt đứt tuyến đường giao thông ven
biển kề gần cửa sông. Song song với hiện tượng xói chân cồn cát ven biển phía Bắc
cửa Đại là hiện tượng dịch chuyển bãi bồi ngầm trước cửa sông, bãi bồi ngầm đã
hình thành khoảng trước năm 1965 sau đó dịch chuyển dần về phía Nam. Bên cạnh
đó, phần bờ biển ở phía Nam cửa Đại liên tục bị biến động cùng với sự dịch chuyển
của roi cát bồi ngầm trước cửa sông [4].
Năm 2011, bằng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat TM các năm 1989, 1996, 2001,
2002, 2004 với độ phân giải 10m, tác giả Phạm Phương Nam đã sử dụng phương
pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường lập bản đồ biến động đường bờ, sai số trong
quá trình số hóa lớp dữ liệu đường bờ ước tính là ± 30m. Kết quả của nghiên cứu
trên tính ra được sự biến động đường bờ của 4 đoạn khác nhau dựa trên sự so sánh
về sự bồi tụ và xâm thực giữa giai đoạn năm 1989 – 1996 so với giai đoạn 1996 2004 (các đoạn đường bờ được phân chia theo mức độ biến động) và cho thấy quá
trình bồi tụ và xâm thực thể hiện rất rõ vai trò của sông và triều. Dự báo nhiều năm
tới, phần bờ biển vùng cửa sông Cổ Chiên tiếp tục lấn mạnh ra biển trong khi đó
các cù lao nhỏ sẽ tiếp tục được bồi tụ theo xu hướng nhập chung với cù lao Long
Hòa thành một cù lao lớn. Tuy nhiên, với thời gian nghiên cứu biến động đường bờ
từ năm 1989 đến 2004, với sai số ± 30m như trên, những phân tích và đánh giá sự
biến động đường bờ sẽ chỉ có giá trị định lượng đối với những khu vực có mức độ
biến động mạnh đến rất mạnh (≥ 4m/năm). Với những khu vực đường bờ ít biến
động, những phân tích và đánh giá chỉ mang tính định tính.

14


CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Cơ sở khoa học về viễn thám
Trong việc đánh giá biến động lòng sông sử dụng công nghệ viễn thám để
thống nhất về phương pháp sử dụng, các khái niệm, nguyên lý cơ bản và các đặc
trưng về viễn thám sau đây cần được trình bày.
2.1.1. Định nghĩa viễn thám
Viễn thám được định nghĩa như một khoa học nghiên cứu các phương pháp
thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng mà không có những tiếp
xúc trực tiếp với đối tượng [28].
Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của phương pháp chụp
ảnh và thu nhận thông tin của các đối tượng trên mặt đất. Những bức ảnh đầu tiên
chụp từ máy bay đã được Wilbur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocelli,
Italia [30], từ đó đến nay, các quốc gia có tiềm lực đã không ngừng chế tạo thiết bị
và đào tạo nguồn nhân lực phục vụ công tác thu thập, xử lí và giải đoán ảnh hàng
không và ảnh vệ tinh, từ đó đã mở ra giai đoạn mới trong việc ứng dụng ảnh viễn
thám vào mục đích dân sự. Các nghiên cứu chế tạo các lớp cảm quang nhạy với
bức xạ cận hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tán xạ và
mù của khí quyển. Những thành tựu đạt được trong những năm đầu thế kỷ 20 đã
góp phần quan trọng vào việc áp dụng ảnh hàng không và tiếp đó là ảnh vệ tinh
trong quy hoạch môi trường và giám sát việc phát triển kinh tế.
2.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Viễn thám được thực hiện dựa trên việc thu nhận thông tin vật thể từ quá
trình xác định nguồn năng lượng sóng điện từ phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể.
Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông
tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng. Ảnh viễn thám cung cấp thông tin về các vật
thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định. Đo
lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám cho phép
chiết tách các thông tin hữu ích về các lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác
giữa bức xạ điện từ và vật thể.

15

Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được
gọi là bộ cảm. Bộ cảm có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét. Phương tiện
mang các bộ cảm được gọi là vật mang (máy bay, khinh khí cầu, tàu con thoi hoặc
vệ tinh…). Sơ đồ nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám được mô tả ở hình 2-1 dưới đây:

Hình 2-1: Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời,
năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được bộ cảm đặt
trên vật mang thu nhận. Thông tin về năng lượng phản xạ của các vật thể được ảnh
viễn thám thu nhận và xử lý tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh dựa
trên kinh nghiệm của con người.
Năng lượng của sóng điện từ khi lan truyền qua môi trường khí quyển sẽ bị
các phân tử khí hấp thụ dưới các hình thức khác nhau tuỳ thuộc vào từng bước sóng
cụ thể. Năng lượng sóng điện từ ứng với bước sóng 0,5µm có ưu thế cho việc thu
nhận ảnh viễn thám. Bức xạ nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại bước sóng
10µm trong vùng cửa sổ khí quyển. Sóng vô tuyến cao tần với bước sóng lớn hơn
1mm cũng rất ít bị khí quyển hấp thụ. Do đó, ảnh viễn thám nhận được thường dựa
vào sự đo lường năng lượng phản xạ (ảnh quang học) và vùng sóng siêu cao tần
(ảnh radar).
16