HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011

302

THEO DÕI DIỄN TIẾN LŨ LƯU VỰC SÔNG MEKONG
LÀM CƠ SỞ DỰ BÁO LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
SỬ DỤNG ẢNH VIỄN THÁM MODIS
(MONITORING THE PROGRESS OF FLOOD IN THE MEKONG RIVER BASIN AS A
BASIS FOR FLOOD FORECASTING IN MEKONG DELTA)

Phan Thanh Nhàn, Võ Quang Minh
Bộ môn Tài nguyên đất đai, Đại học Cần Thơ
Email:
;

Abstract: This study used MODIS satellite image (MOD09) for monitoring the progress of flood
in Mekong River Basin and testing the flood forecasting method for the Mekong Delta in flooding
stage of 2011. The results showed that (80% reliability): MODIS image can be used to monitor
the progress of flood in large areas of the Mekong River Basin. There was a close relationship
between enhanced vegetation index EVI, land surface water index LSWI with growth status of
plants and surface water of the flood. Risk flood maps during the flood season of the study area
were established as the basis for developing the flood forecasting method applied to the Mekong
Delta. With accuracy about 91%, this flood forecast method weekly opened a new direction for
researching about environmental disasters using the resource of satellite image at low cost.
Therefore, it should use these images for monitoring the process, forecasting flood capability and
other related fields in combination with other types of vegetation indices.
Keywords: MODIS, EVI, LSWI, flood, Mekong River Basin, Mekong delta.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Những năm gần đây do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, đã có nhiều trận lũ lớn xảy ra
tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) mà phần lớn nguyên nhân là do lũ thượng

ảnh MODIS.
2.1.3. Bản đồ số độ cao DEM của khu vực nghiên cứu
Mô hình số độ cao DEM khu vực hạ lưu sông MeKong thu thập từ Trung Tâm Phân
tích dữ liệu trái đất ERSDAC của Nhật ( dùng để đánh
giá hướng dòng chảy của các hệ thống sông trên những dạng địa hình của khu vực nghiên
cứu. Mô hình được tính toán trên cơ sở các chỉ số về cao độ, độ dốc và hướng dòng chảy của
nước để định hướng dòng chảy của các sông.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thành lập bản đồ ngập lũ
Sử dụng phương pháp của Sakamoto
et al.,
(2007) đề nghị cho đánh giá lũ. Nếu giá trị
EVI ≥ 0,2 được coi như điểm ảnh đục che phủ bởi mây và sẽ được gỡ bỏ khỏi ảnh.
(Thenkabail
et al.,
2005; Xiao
et al,
,2006). Theo Xiao
et al.
(2005, 2006), nếu EVI > 0,3 đối
tượng được phân loại là pixel không lũ. Nếu EVI ≤ 0,05 và LSWI nhỏ hơn hoặc bằng 0, điểm
ảnh sẽ được xác định là pixel nước liên quan.
Chỉ số không Mây: EVI, LSWI, DVEL
N
gập suốt >120 ngày
Pixel lũ Sông, hồ, biển
SAI
Ảnh MOD09 phản xạ 8 ngày
HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011

304
Sau đó cần phân loại nơi nào là pixel lũ hoặc hỗn hợp hoặc các đối tượng ngập nước dài
hạn. Nếu pixel liên quan đến nước có EVI < 0,1, được coi là pixel lũ. Nếu EVI > 0,1 nhưng <
0,3, pixel liên quan đến nước được xác định là điểm ảnh hỗn hợp. Những khu vực ngập nước
liên tục được tách ra từ các pixel lũ và hỗn hợp. Các pixel liên quan đến nước có thời gian
ngập lũ > 120 ngày sẽ được phân loại là đối tượng ngập nước dài hạn.
2.2.2. Phương pháp dự báo diễn biến ngập lũ

và 2011. Kết quả so sánh diện tích ngập nước ở các năm cho thấy được xu thế diễn biến ngập
lũ làm cơ sở cho việc xác định các thời điểm bắt đầu có sự gia tăng một cách đột ngột (lũ xuất
hiện) về diện tích ngập, tăng đến mức tối đa (lũ đạt đỉnh) và thời điểm bắt đầu giảm (lũ rút).
k
1
Kết quả giải đoán lũ vùng hạ lưu sông MeKong tuần 1
DT ngập lũ x DT có nguy cơ ngập
Diện tích n
g
ậ
p
lũ dự báo cho tu
ầ
n 2
+
Ki
ể
m chứn
g
Hình 2: Phương pháp dự báo khả năng ngập lũ khu vực ĐBSCL
Dữ liệu KTTV
Kết quả giải đoán lũ vùng hạ lưu sông MeKong tuần 2
DT ngập lũ
Diện tích ngập lũ dự báo cho tuần 3
+
Kiểm chứng
Dữ li
ệ
u KTTV
Kết quả giải đoán lũ vùng hạ lưu sông MeKong tuần 3

Kết quả giải đoán cho thấy vào thời gian từ 20/7/2009 lũ đã tiến về các tỉnh đầu nguồn
ĐBSCL. Diễn biến cùng thời điểm đối với năm 2010 là ngày 21/8 và năm 2011 là ngày 05/8.
Sau ngày 05/8/2011 lũ bắt đầu tăng nhanh do ảnh hưởng của mưa, bão ở Trung và Hạ lưu kết
hợp với triều cường sông MeKong. Lũ 2009 đạt đỉnh lũ trong giai đoạn nửa đầu tháng 10, đối
với năm 2010 thời điểm này vào khoảng cuối tháng 10 đến đầu tháng 11. Lũ năm 2011 tăng
nhanh và đạt đỉnh vào khoảng cuối tháng 10. Lũ 2009 và 2010 bắt đầu rút vào khoảng tuần
cuối tháng 11 hoặc đầu tháng 12 đến nữa cuối tháng 12 lũ rút hết hoàn toàn.
3.1.2. Sự thay đổi diện tích ngập nước vùng hạ lưu sông MeKong
Nhìn chung lũ các năm có diễ
n biến khá giống nhau, diện tích mặt nước khoảng 10.000
km
2
, tương đối ổn định trong mùa khô và bắt đầu có nhiều biến đổi từ đầu tháng 7, tuy nhiên
về mức độ ngập có sự khác biệt nhất định giữa các năm. Nếu như mùa lũ năm 2010 có dấu
hiệu giảm so với năm 2009 thì lũ năm 2011 có phần tăng lên bằng hoặc hơn năm 2009. Tại
ĐBSCL, lũ năm 2009 bắt đầu vào khoảng 20/7/2009 và đến đầu tháng 12/2009 thì rút dần,
tổ
ng diện tích ngập vào mùa lũ từ đầu tháng 7 đến hết tháng 12 ước đạt 460.254km
2
, đối với
năm 2010 vào khoảng trên 317.053 km
2
trong khi năm 2011 đạt 248.643 km
2
tính từ đầu mùa
lũ đến cuối tháng 9 của năm và tăng dần đến cuối tháng 10.
2009
2010
201
21/


Hình 4: Biến đổi diện tích ngập nước vùng hạ lưu và một số tỉnh ĐBSCL qua các năm

3.1.3. So sánh kết quả giải đoán với số liệu quan trắc
Có sự tương quan khá tốt giữa mực nước thực đo tại trạm Tân Châu và Châu Đốc so với
diện tích ngập cùng thời điểm tại khu vực tỉnh An Giang. Kết quả kiểm chứng cho hệ số R
2

các năm lần lượt là 0,84 và 0,84 (năm 2009), R
2
=0,87 và R
2
=0,84 (năm 2010) và R
2
=0,95 và
R
2
=0,94 (năm 2011). Với hệ số R
2
khá cao chứng tỏ rằng hai giá trị này tỉ lệ thuận với nhau,
khi mực nước sông càng tăng cao thì diện tích ngập nước cũng sẽ tăng và ngược lại. Điều này
càng có ý nghĩa trong việc đánh giá độ sâu ngập thông qua diện tích ngập nước của khu vực
nghiên cứu tại một thời điểm nhất định.
3.1.4. Ngày bắt đầu, ngày kết thúc và thời gian ngập xuyên suốt của lũ

Ngày
bắt đầu
ngập lũ
Ngày
kết thúc
ngập lũ
Ngập lũ
xuyên
suốt
HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011

308
Hình 7: So sánh kết quả giải đoán từ hai ảnh MODIS và SPOT khu vực An Giang
(ngày 04/12/2010)
3.1.5. So sánh kết quả giải đoán ảnh MODIS với ảnh SPOT
Kết quả giải đoán ảnh MODIS cần phải được kiểm chứng với kết quả giải đoán từ ảnh
SPOT độ phân giải cao. Nghiên cứu chọn hai ảnh đại diện thuộc khu vực hai tỉnh An Giang
(ngày 04/12/2010) và Đồng Tháp (ngày 04/12/2009) để làm cơ sở đối chiếu với ảnh MODIS.
Kết quả kiểm chứng ảnh chụp khu vực tỉnh An Giang được thể hiện ở các hình 7.

Vùng không ngập ở hai ảnh SPOT và MODIS Vùng ngập lũ chỉ có ở SPOT

Vùng ngập lũ chung ở hai ảnh

Vùng ngập lũ chỉ có ở MODIS HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011

309

Hình 8: Tương quan và sai lệch giữa diện tích dự báo và diện tích thực tế

4. KẾT LUẬN
Từ kết quả trên cho thấy khả năng ứng dụng ảnh viễn thám MODIS (MOD09) trong
theo dõi diến tiến lũ vùng lưu vực sông MeKong là khá tốt. Có mối liên hệ giữa đặc điểm ảnh
đến sự phân bố không gian và thời gian ngập lũ vùng hạ lưu sông MeKong. Với độ chính xác
của kết quả giải đoán khá cao cho thấy khả năng có thể ứng dụng ảnh MOD09 rộng rãi cho
việc giám sát, theo dõi diễn tiến, dự báo lũ trong một khoảng thời gian dài và liên tiếp nhau
cho một khu vực có phạm vi rộng lớn như quốc gia, vùng lãnh thổ. Với độ chính xác khoảng
91%, phương pháp dự báo có thể được áp dụng cho dự báo khả năng diễn biến ngập của lũ
khu vực ĐBSCL với giới hạn khả năng dự báo về thời gian là một tuần.
Với nguồn ảnh MODIS không tốn nhiều chi phí như hiện nay cùng với việc hoàn thiện
dần phương pháp dự báo thì đây có thể xem là một giải pháp hiệu quả trong theo dõi và dự
báo, lũ lụt, thiên tai.

Tài liệu tham khảo

EOS. (2006), NASA earth observing system data gateway, from