Viễn thám và GIS trong dự báo ngập lụt

Thảo luận trong 'GIS và Viễn thám ứng dụng' bắt đầu bởi vuminhtuan, 22/10/11.

  1. vuminhtuan

    vuminhtuan Administrator Thành viên BQT

    Tham gia ngày:
    20/10/11
    Bài viết:
    1,307
    Đã được thích:
    39
    Điểm thành tích:
    48
    Giới tính:
    Nam
    Nơi ở:
    Tp. HCM
    Trong nghiên cứu này, mô hình số độ cao (DEM) được nội suy từ bản đồ địa hình có đường đẳng cao là 20m. Toàn bộ lưu vực sông được chia thành các lưu vực phụ sau đó mô hình hóa thủy văn.

    Mức độ ngập lụt được dự báo bằng mô hình SCS TR-55 (Soil Conservation Service Technical Release 55). Công việc tính dòng chảy tràn dựa trên phương pháp Runoff Curve Number, một phuơng pháp dựa trên hiện trạng sử dụng đất của khu vực nghiên cứu.

    Bản đồ hiện trạng sử dụng đất được thành lập từ ảnh vệ tinh SPOT-XS và dữ liệu về lượng mưa được sử dụng làm dữ liệu để tính toán.

    1. Giới thiệu

    Lưu vực sông Klang thuộc khu vực bờ biển phía Tây của bán đảo Peninsular Malaysia. Hầu hết diện tích của lưu vực đã bị đô thị hoá và vẫn đang tiếp tục đô thị hoá với tốc độ cao trong đó bao gồm cả thủ đô Kuala Lumpur. Việc đô thị hoá nhanh có thể là nguyên nhân gia tăng quá trình lắng cặn và ô nhiễm. Đã có nhiều dự án di dân được thực hiện, khi mà vấn đề lũ lụt vấn đang là một loại thiên tai tự nhiên đe doạ tới khu vực này

    Lũ lụt là một trong những mối hiểm hoạ tự nhiên phổ biến và là nguyên nhân mất hàng tỷ đô la mỗi năm. Việc chuyển đổi sử dụng đất từ đất nông nghiệp sang đất đô thị có thể nguyên nhân chính. Theo JICA (1989), có hai yếu tố tự nhiên gây lũ lụt tại vùng này là bão gió mùa và bão có kèm mưa to. Nghiên cứu rõ nét nhất là hiện tượng khi có bão kèm mưa rất to thường hay xảy ra lũ quét. Chính vì đặc tính của lũ quét, xảy ra trong khu vực nhỏ và thời gian ngắn (3-5 giờ), nên việc nghiên cứu dự báo là rất quan trọng và việc xác định loại hình của lũ dẽ dàng hơn xác định phạm vi chịu ảnh hưởng của lũ.

    Viễn thám và GIS được sử dụng rộng rãi, đặc biệt nhất là trong đánh giá các vấn đề liên quan đến thiên tai vì đây là nhu cầu để xác định phạm vi và thông tin chi tiết về khu vực, diện tích bị ảnh hưởng từ thiên tai cũng như các hoạt động cứu trợ, khôi phục. Thông tin viễn thám rất phù hợp các biện pháp thông thường trong việc tiếp cận, điều tra khu vực đang bị lũ lụt.

    Bài viết này sẽ thảo luận về việc sử dụng DEM và ảnh vệ tinh SPOT làm thông số cơ sở cho mô hình thuỷ văn SCS TR-55) làm dự báo lũ thông qua 4 điểm đo trên sông.

    2. Mô hình số độ cao

    Mô hình số độ cao DEM được tạo lập từ bản đồ địa hình 1:50 000, khoảng cao đều 20 mét theo 2 bước. Bước 1 là chuyển đổi bản đồ địa hình từ dạng đường sang dạng điểm độ cao. Bước thứ 2 là nội suy địa hình theo phương pháp TIN (triangulated irregular network).

    Thông tin được chiết xuất bằng 2 cách, bằng phân tích định tính hoặc định lượng trên dữ liệu số độ cao. Tù mô hình số độ cao có thể tạo các hướng nhìn khác nhau, phân tích độ dốc, địa hình, thuỷ văn và mô phỏng lũ.

    3. Lưu vực

    Với mục đích mô hình hoá thuỷ học thì việc chia lưu vực là cần thiết. Theo Mc Cuen, (1998), ranh giới của một lưu vực được định nghĩa là tập hợp của tất cả các điểm thu nước chạy về 1 cửa song và nước sẽ chạy theo hướng có độ dốc lớn nhất. Trong phương pháp này DEM được sử dụng thay thế các đường đẳng cao.

    Những điều kiện cần của phương pháp Graphical Peak Discharge là khu vực nghiên cứu được chia thành những lưu vực nhỏ đồng nhất.

    4. Phân tích dữ liệu Viễn thám

    Ảnh vệ tinh SPOT-XS được nắn chỉnh bằng thuật toán đa thức với 20 điểm khống chế. Sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định ảnh để phân loại hiện trạng sử dụng đất trong khu vực có 4 trạm đo. Khu vực thử nghiệm được giới hạn bằng bản đồ địa hình (1991) khu vực Kuala Lumpur. Khu vực đồng nhất được xác định tại 4 điểm đo là tất cả khu vực đô thị.

    5. Mô hình hoá thuỷ văn

    Mô hình SCS TR55 (USDA, 1986) làm đơn giản hoá việc đánh giá khả năng tiêu thoát và dòng chảy tràn trong một lưu vực nhỏ. Chúng được nhấn mạnh đối với khu vực đô thị và những lưu vực đang đô thị hoá.

    Có hai phương pháp được sử dụng trong mô hình này là:
    Phương pháp số đường cong tiêu thoát
    Phương pháp dòng chảy tràn. Xem chi tiết công thức tại Đăng kí hoặc đăng nhập để xem link

    6. Thảo luận

    Qua phân tích sơ bộ bằng mô hình TR55 cho thấy đây là mô hình dự báo ngập lụt có thể áp dụng được trong lưu vực thành thị như Kuala Lumpur, Malaysia. Việc sử dụng DEM để phân loại các khu vực đồng nhất rất dễ dàng bởi hầu hết các phần mềm GIS. Sự thay đổi sử dụng đất có thể dễ dàng ghi nhận bởi ảnh vệ tinh.

    Mô hình thuỷ văn được sử dụng trong bài viết này dựa trên hệ thống phân loại đất của Mỹ và khả năng thích hợp khi ứng dụng vào Malaysia vẫn còn chưa chắc chắn. Cần đầu tư cho nghiên cứu để làm cơ sở lý luận và thực tiến trong các tình huống thực tế.

    Có thể thấy việc tích hợp Viễn thám và GIS có triển vọng rất cao trong việc dự đoán ngập lụt. Trong quản lý thiên tai chúng có thể chỉ ra các khu vực bị ảnh hưởng và sẽ dễ dàng hành động để giảm thiệt hại cho cộng đồng.
    Source: VIDA GIS​
     
    Tags:

Chia sẻ trang này

Share
Đang tải...