GIS với Viễn Thám (RS) vào trong ngập úng

1. Công nghệ GIS

Hệ thông tin địa lý (HTTĐL)- Geographical information system ( GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và con người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý. (Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994).

Một định nghĩa khác có tính chất giải thích, hỗ trợ là: “HTTĐL là một hệ thống máy tính có chức năng lưu trữ và liên kết các dữ liệu địa lý với các đặc tính của bản đồ dạng đồ họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn về việc xử lý thông tin, hiển thị thông tin và cho ra các sản phẩm bản đồ, các kết quả xử lý cùng các mô hình”

Công nghệ GIS: Là một loại hệ thông tin kiểu mới (New Information System) được xây dựng trên nền tảng công nghệ máy tính và công nghệ bản đồ. Từ các thông tin vị trí địa lý  của đối tượng (dữ liệu không gian) và thông tin thuộc tính được lưu trữ (dữ liệu thuộc tính) ta có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và các báo cáo để cung cấp một sự nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thông tin vị trí có hiệu quả. Khả năng của một hệ GIS tối thiểu giải quyết được 5 vấn đề chính sau:

- Vị trí: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã vị trí hoặc toạ độ.

- Điều kiện: thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp thông tin các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra ở một địa điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra.

- Chiều hướng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các dữ liệu trong một vùng lãnh thổ nghiên cứu theo thời gian.

- Kiểu mẫu: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.

- Mô hình hoá: cung cấp và xác định những gì xảy ra nếu có sự thay đổi dữ liệu hay nói cách khác xác định xu thế phát triển của các đối tượng. Ngoài thông tin địa lý, hệ thống cần phải có thêm thông tin về các quy luật hoặc nguồn thông tin thống kê.

Trên thế giới hệ GIS đầu tiên ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 60 thế kỷ XX và ngày càng phát triển mạnh mẽ trên nền tảng của các tiến bộ công nghệ máy tính, khoa học đồ hoạ máy tính, phân tích dữ liệu không gian và ngành quản trị dữ liệu. Từ khi ra đời, ứng dụng GIS ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Hệ GIS đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong công tác quản lý tài nguyên ở Canada với tên gọi là  “Canada Geographic Information System” bao gồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật hoang đã. Từ những năm 80 trở lại đây, công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vọt về chất, trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định. Ở các nước tiên tiến, bằng công nghệ GIS người ta xây dựng các hệ thống thông tin giám sát tài nguyên quốc gia, nghiên cứu sự phát triển bền vững trên lãnh thổ, giám sát môi trường sinh thái, nghiên cứu tác động, hậu quả sự va chạm các thiên thạch với trái đất, giám sát, dự báo mùa màng, nghiên cứu các luồng di dân, các hiện tượng gây phát sinh căng thẳng trong xã hội, sự biến động của rừng, bờ biển, luồng sông, quá trình vận động và hậu quả của thiên tai như động đất, sụt lở đất, núi lửa, băng trôi, bão, lũ lụt, hạn hán v.v... 

Song song với sự thâm nhập của công nghệ GIS vào các lĩnh vực khác nhau, phần mềm GIS đang hướng tới đưa công nghệ GIS thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu Hypermedia (phương tiện cao cấp), tích hợp với công nghệ hệ chuyên gia, một ngành trong khoa học công nghệ trí tuệ nhân tạo, để đưa giá trị ứng dụng của nó lên một tầm cao hơn - ứng dụng vào công tác dự báo và hỗ trợ ra quyết định.

2.  GIS kết hợp với Viễn Thám vào đánh giá ngập úng

Công nghệ GIS và công nghệ Viễn thám là hai công nghệ hiện đại, có ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực môi trường, kinh tế, xã hội… Hai công nghệ này cho kết quả thu thập và đánh giá một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả. Việc kết hợp hai công nghệ này với nhau mang lại hiệu quả rất cao, công nghệ Viễn thám cung cấp tư liệu đầu vào cho hệ thống GIS phân tích và đánh giá. Đặc biệt hai công nghệ này được kết hợp ứng dụng rất nhiều vào trong tai biến môi trường.

2.1. Ở Việt Nam

Với sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của công nghệ thông tin, GIS và Viễn thám, việc xử lý thông tin và tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm đánh giá mức độ ngập lụt đã thực sự trở thành vấn đề cấp thiết ở Việt Nam nhiều năm qua. Các đề tài, dự án đã thực hiện trong nước như:

Đề tài 1: " Điều tra nghiên cứu và cảnh báo ngập lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sông Miền Trung" do Viện Khí tượng Thủy văn thực hiện năm 1999 -2002.

Phương pháp thực hiện: Sử dụng số liệu đo thực địa và điều tra bổ sung sau đó sử dụng mô hình DEM để xây dựng bản đồ ngập.

Đề tài 2: " Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh ngập lụt ở các tỉnh Miền Trung"" do Viện Địa lý, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia thực hiện năm 2000 -2004.

Phương pháp thực hiện: Sử dụng số liệu đo thực địa và điều tra bổ sung.

Đề tài 3: " Nghiên cứu xây dựng tập bản đồ ngập lụt tỉnh Thừa Thiên – Huế " do Viện Địa lý, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia thực hiện năm 1999-2001.

Phương pháp thực hiện: Sử dụng số liệu đo thực địa và điều tra bổ sung.

Đề tài 4: " Xây dựng bản đồ phân vùng ngập lụt và phương án cảnh báo nguy cơ ngập lụt hạ lưu sông Hương, sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế" do Đài Khí tượng Thủy văn Khu vực Trung Trung Bộ thực hiện năm 1999-2001.

Phương pháp thực hiện: Sử dụng số liệu đo thực địa và điều tra bổ sung có kết hợp với mô DEM để lập bản đồ ngập lụt.

2.2. Trên thế giới

Trên thế giới việc kết hợp GIS với Viễn thám vào trong lĩnh vực đánh giá ngập lụt từ rất sớm, và nó đã đạt được kết quả rất lớn. Một số nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới:

Ø Bangladesh đã xây dựng thành công hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng mô hình thuỷ văn và thuỷ lực MIKE-11 (của Đan Mạch) dưới sự trợ giúp của UNDP/WMO kết hợp với sử dụng tư liệu viễn thám GMS, NOAA-12 và  NOAA-14. Hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt này được áp dụng cho vùng lãnh thổ rộng 82000 km², trên đoạn dài 7270 km sông, 195 nhánh, sử dụng 30 trạm giám sát.

Ø Trung quốc đã xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng tư liệu viễn thám FY-II, OLR, GPCP, ERS-II, SSM/I.

Ø Ấn Độ bắt đầu xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt từ năm 1959 cho lưu vực sông Hằng. Hiện nay ở ấn độ có 145 trung tâm dự báo, 500 trạm khí tượng, 350 trạm thuỷ văn phục vụ cho vùng lưu vực rộng 240000 km², sử dụng khả năng thông tin của các tư liệu ảnh vệ tinh IRS, TM Landsat-5, ERS, Radarsat.

Ø Một số nước thuộc Châu Phi sử dụng mô hình thuỷ văn FEWS NET kết hợp với hệ thống thông tin địa lý GIS để xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt cho 5600 vùng hạ lưu với sự trợ giúp xây dựng của tổ chức  USGS/EROS.

Nhìn chung, cách thức tiếp cận và thực hiện của các đề tài trong nước chủ yếu dựa trên cơ sở của phương pháp truyền thống là sử dụng số liệu thực đo và điều tra thực địa bổ sung rồi kết hợp với mô hình số độ cao để chiết tách vết lũ. Các kết quả thu được hầu hết chỉ là bản đồ ngập lụt, bản đồ hiện trạng lũ ở các chu kỳ khác nhau, chưa có những số liệu chi tiết về vùng ngập và đánh giá nhanh những ảnh hưởng và thiệt hại mà lũ lụt gây ra. Còn những đề tài ở nước ngoài đã ứng dụng công nghệ viễn thám để nghiên cứu rất nhiều, song chủ yếu tập trung vào xây dựng các mô hình thủy văn, thủy lực để giám sát và cảnh báo ngập lụt mà cũng chưa đưa ra số liệu cụ thể và những đánh giá nhanh về tình trạng ngập lụt.

Hãy like nếu bài viết có ích →

Kết bạn với gisgpsrs trên Facebook để nhận bài viết mới nóng hổi