BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NGẬP LỤT TỈNH TRÀ VINH
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

TRẦN VĂN HẢI

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NGẬP LỤT TỈNH TRÀ VINH

TRẦN VĂN HẢI
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
MÃ SỐ: 1598030060

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. PHẠM THỊ HOA
2. PGS. TS. TRẦN DUY KIỀU

HÀ NỘI, NĂM 2017


thực hiện và hoàn thành luận văn cao học.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Trắc địa bản đồ và
trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy, đóng góp ý
kiến, tạo điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận văn của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Dịch vụ viễn thám và địa tin học Cục Viễn thám Quốc gia cùng các anh chị đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá
trình thu thập số liệu và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp và người thân đã làm chỗ
dựa tinh thần vững chắc cho tôi học tập và công tác.


44

MỤC LỤC
LỜI

CAM

ĐOAN…………………………………………………..…..ii

LỜI

ƠN……………………………………………………….....iii

CẢM
MỤC

LỤC…………………………………………………………...…iv DANH MỤC CÁC CHỮ
VIẾT

TẮT…………………………………..vi

1.1.2. Nghiên cứu trong nước ............................................................... 7
1.2. Vấn đề nghiên cứu của đề tài ...........................................................
10
1.2.1. Cơ sở khoa học thành lập bản đồ ngập lụt ................................
10
1.2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................ 17
1.2.3. Nội dung nghiên cứu................................................................. 17
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN
THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NGẬP LỤT ....................... 18
2.1. Khái quát chung về viễn thám ......................................................... 18
2.1.1. Khái niệm và nguyên lý cơ bản về viễn thám........................... 18
2.1.2. Phương pháp xử lý thông tin viễn thám.................................... 21
2.1.3. Một số phương pháp phân loại ảnh đa phổ...............................
24
2.1.4. Tư liệu sử dụng trong viễn thám ............................................... 33
2.1.5. Ứng dụng của viễn thám ........................................................... 35
2.2. Khái quát chung về hệ thông tn địa lý (GIS) .....................................
36
2.2.1. Khái niệm và cấu trúc của GIS ................................................. 36
2.2.2. Các chức năng cơ bản của GIS .............................................. 40


55

2.2.3. Ứng dụng của hệ thông tin địa lý (GIS).................................... 43
2.3. Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh .......................................................
45


66


77

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Vi ết tắ t
ĐBSCL
DEM (Digital Evaluation Model)

Vi ết đầy đủ
Đồng bằng sông Cửu Long
Mô hình số độ cao

GIS (Geographic Informaton System)
CPU (Central Processing Unit)

Hệ thông tn địa lý
Bộ xử lý trung tâm

GEODBMS

Cơ sở dữ liệu không gian

HQTCSDL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu R

(Red)

Kênh đỏ


40
Hình 2.10: Sự tương quan giữa GIS và các hệ thông tin khác ................... 43
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh ...................... 46
Hình 2.12: Quy trình công nghệ xây dựng CSDL nền địa lý (GIS) ...... 50
Hình 2.13: Quy trình ứng dụng GIS và viễn thám thành lập bản đồ ngập
lụt......................................................................................................................... 50
Hình 3.1: Ảnh ASAR sau khi định chuẩn ................................................... 57
Hình 3.2: Ảnh ASAR sau khi được lọc theo phương pháp lọc Lee ........... 58
Hình 3.3: Hiện trạng ngập tại thời điểm lũ ngày 28/08/2008 ..................... 59
Hình 3.4: Ảnh Landsat TM 7 – độ phân giải 75m – chụp năm 2008 ......... 66
Hình 3.5: Bản đồ nền địa lý tỷ lệ 1:250 000 tỉnh Trà Vinh ........................ 67
Hình 3.6: DEM55_1_1 tỉnh Trà Vinh ......................................................... 69
Hình 3.7: Cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ ngập lụt tỉnh Trà Vinh ................ 70
Hình 3.8: Bản đồ ngập lụt tỉnh Trà Vinh (Microstation) ............................ 70
Hình 3.9: Bản đồ ngập lụt tỉnh Trà Vinh (ArcGIS) .................................... 71


99

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Trần Văn Hải.
Lớp: CH1TĐ

Khóa: 01

Cán bộ hướng dẫn 1: TS. Phạm Thị Hoa
Cán bộ hướng dẫn 2: PGS.TS. Trần Duy Kiều
Tên đề tài: Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám thành lập bản đồ ngập
lụt tỉnh Trà Vinh.
1. Mở đầu

- Xử lý ảnh viễn thám bằng phần mền ENVI;
- Xây dựng bản đồ ngập lụt tỉnh Trà Vinh dựa trên kết quả phân loại ảnh,
xử lý ảnh; chồng ghép giữa bản đồ nền địa lý, mô hình số độ cao;
- Xác định ranh giới và tính toán diện tích vùng bị ngập lụt của các huyện
thuộc tỉnh Trà Vinh.
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Qua phân tch, đánh giá các công trình nghiên cứu liên quan, luận văn đã
thống kê lại các phương pháp chủ yếu để thành lập bản đồ ngập lụt, bao gồm:
- Phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa:
Bằng phương pháp trắc địa có thể đo độ sâu ngập lụt, đánh dấu các
điểm đã bị ngập lụt thông qua các dấu vết của các trận ngập lụt đã xẩy ra để lại,
từ đó khoanh vùng ngập lụt trên bản đồ địa hình và từ đó thành lập ra bản đồ
chuyên đề về ngập lụt. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi tốn nhiều công sức,
kinh phí và thời gian. Do vậy không hiệu quả.
- Phương pháp nghiên cứu cơ chế và tiến trình lũ thông qua các mô
hình dự báo lũ dưới góc nhìn của thủy văn học:
Phương pháp này dựa vào quy luật chuyển động của nước trong sông và
vào quy luật tập trung nước của lưu vực từng nhánh sông và phân phối nó dọc
theo để tnh toán và dự báo. Các mô hình và phương pháp thủy văn có ưu điểm
cho kết quả tnh toán tương đối chính xác về các thông số ngập lụt dọc theo các
tuyến đất canh tác nhạy cảm với lũ, các công trình dân sinh có nguy cơ bị phá
hỏng bởi lũ, đồng thời cho phép đưa ra nhiều kịch bản dự báo khác nhau. Tuy
nhiên, để tnh toán cần nhiều các tham số đầu vào và địa hình bị khái quát đi
nhiều.
- Phương pháp dựa trên quan điểm địa mạo:
Các nhà Địa mạo học trên cơ sở nghiên cứu lũ lụt xác định phạm vi ảnh
hưởng của chúng, những đặc điểm của chúng đã diễn ra, dự báo mức độ
tác động và những thiệt mà chúng gây ra trong tương lai.




Bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 250 000

Bình đồ ảnh vệ tnh tỷ lệ 1 : 250 000

Tăng cường
chất lượng ảnh
Nắn chỉnh ảnh
Chiết tách vùng
ngập nước

Bản đồ ngập lụt

Hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 250 000 theo ảnh SPOT 4

Mô hình số độ

Kết quả hiện chỉnh bản đồ
Biên tập, trình bày kết quả hiện chỉnh bản đồ
Bản đồ nền địa lý tỷ lệ 1 : 250 000


13
13

4. Thực nghiệm ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập
bản đồ ngập lụt tỉnh Trà Vinh
4.1. Phạm vi nghiên cứu
Vị trí địa lý của phạm vi nghiên cứu giới hạn từ 9°31'46" đến 10°4'5" vĩ
độ Bắc và từ 105°57'16" đến 106°36'04" kinh độ Đông.

Tên
huyện

Diện tích
ngập (ha)

Tên huyện

Diện tích
ngập (ha)

Càng Long

1842

Trà Cú

6432

Cầu Kè

1547

Thành phố Trà Vinh

0

Châu Thành

3263

nắn về hệ tọa độ VN-2000, xây dựng được bình đồ ảnh và bản đồ nền địa lý
khu vực nghiên cứu.
- Xử dụng phần mềm xử lý ảnh Envi để chiết tách ra các khu vực ngập
lụt tại thời điểm ảnh ENVISAT ASAR được chụp vào ngày 28/8/2008.
- Sự tch hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS đã giúp ta dễ dàng đưa
ra được bản đồ hiện trạng ngập lụt với độ chính xác cao. Khóa giải đoán tốn ít
thời gian, công sức và kinh phí hơn nhiều so với các phương pháp
truyền thống trước đây. Công nghệ xử lý ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ
ngập lụt đã đưa ra các kết quả mà bằng phương pháp truyền thống không
làm được. Do diễn biến quá trình mưa lũ xảy ra nhanh, trên diện rộng tại các
tỉnh ĐBSCL, các phương tiện quan trắc theo dõi rất khó khăn thì ảnh viễn
thám là tư liệu không gian có thể cung cấp thông tin về hiện trạng lũ trên
diện rộng.
- Từ bản đồ hiện trạng ngập lụt sẽ xác định được diện tích các vùng
ngập lụt. Tập chung chủ yếu ở một số huyện giáp biển, có địa hình thấp
(huyện


16
16

Càng Long là 1842 ha, huyện Cầu Kè là 1547 ha, huyện Châu Thành là 3263
ha, huyện Tiểu Cần là 9552 ha, huyện Trà Cú là 6432 ha).
6. Kiến nghị
- Để giám sát nhanh và nghiên cứu lũ cần sử dụng loạt ảnh Radar đa
thời gian.
Cần kết hợp dự báo lũ với lập trình thu ảnh của Trạm thu ảnh vệ tinh
thuộc dự án Giám sát Tài nguyên thiên và Môi trường của Bộ Tài nguyên và
Môi trường để có thể thu được ảnh ngay tại thời điểm "nhạy cảm" của lũ.
- Cần kết hợp với các mô hình thủy văn, thủy lực nhằm tnh ra cao trình

usually happens, easily monitor and assess the damage caused by floods, the
study “Application of GIS technology and remote sensing to establish the flood
map in Tra Vinh province.” were performed.
Goals of study:
- Establishing the flood map in Tra Vinh Province
- Determination of boudary and calculaton of flooded area of
districts in Tra Vinh province
To archieve those goals, the main research topics inlcuded:


xviii
18

- Application of GIS technology and remote sensing to establish
the flood map in Tra Vinh province procedure;
- Remote sensing image processing by ENVI;
- Generation of flood map in Tra Vinh province based on image
classification, image processing, layer stacking including: DEM, geographic
background map;
- Determination of boudary and calculaton of flooded area of
districts in Tra Vinh province
2. Overview of research situation
By analysing and assessingrelated studies, the thesis has analyzed
main methodologies to establish the flood map, consist of:
- Method of on-site measurement
The geodetc method can be used to measure flooded depths, marking
points that have been flooded through traces of floods that have occurred,
thereby zoning flooded areas on topographic maps and generate a thematic
map on flooding. However, this method requires a lot of effort, money and
tme. So it is not effective.



xx

3. Application of GIS technology and remote sensing to establish the flood map procedure
Remote sensing imagery

SPOT Imagery in digital format
ENVISAT ASAR Imagrey
Generation imagery map

Insert data

Topographic map , scale 1:2 50 000

Enhanced imagery

Image correction

Revise topographic map at scale 1: 250 000 by using S POT Imagery

Result of revising map

DEM
E

Flooded area extracting

Flood map