Đặt vấn đề

Việc điều tra và quản lý bãi bồi ven biển đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành tại Thông tư số 02/2015/TT-BTNMT, ngày ngày 27 tháng 01 năm 2015. Thông tư này quy định về quản lý, SDĐ bãi bồi ven sông, đất bãi bồi ven biển, đất có mặt nước ven biển được sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối. Để quản lý và SDĐ bãi bồi ven biển, điều quan trọng là lập hồ sơ quản lý, trong đó có nhiệm vụ phải thống kê, kiểm kê, đo đạc để xác định diện tích bãi bồi ven biển và lập báo cáo kiểm kê hàng năm và tổng kiểm kê 5 năm. Do đó, trong công tác kiểm kê bãi bồi ven biển thì việc đầu tiên là phải xác định được các loại đất và diện tích của chúng.

Theo Kế hoạch số 02/KH-BTNMT ngày 16/9/2014 của Bộ TN&MT về việc Thực hiện kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng SDĐ năm 2014 theo Chỉ thị số 21/CT-TTg ngày 01 tháng 8 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ; trong đó có nội dung yêu cầu thực hiện Kiểm kê đất bãi bồi ven biển tại 215 xã thuộc 13 tỉnh ven biển có đất bãi bồi. Diện tích bãi bồi ven biển được xác định trong Kế hoạch nêu trên là phần diện tích đất nằm giữa đường bờ biển và đường mép nước biển; Kế hoạch nói trên cũng đã nêu rõ yêu cầu xác định “đường mép nước biển” để kiểm kê đất bãi bồi và diện tích đất bãi bồi ven biển. Trong kiểm kê đất đai, đường mép nước biển được xác định là đường mép nước biển triều kiệt trung bình trong nhiều năm; trường hợp chưa xác định được đường mép nước biển triều kiệt trung bình trong nhiều năm thì xác định theo đường mép nước biển triều kiệt tại thời điểm kiểm kê (Điều 12, Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT ngày 02/6/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường). Như vậy, trong kiểm kê đất bãi bồi ven biển, việc xác định diện tích được dựa trên đường mép nước triều xuống thấp tại thời điểm kiểm kê.

Thủy triều vùng biển từ Móng Cái đến Hà Tĩnh thuộc chế độ nhật triều thuần nhất (điển hình là khu vực Quảng Ninh), biên độ triều 3-4 m, mực nước lên nhanh có thể tới 0,7 m/giờ. Biên độ và tính nhật triều giảm từ Bắc vào Nam. Thủy triều vùng biển phía Nam khá phức tạp. Từ Quảng Nam đến Hàm Tân chế độ thủy triều chủ yếu là nhật triều không đều. Từ Quy Nhơn đến Nha Trang hàng tháng số ngày nhật triều chiếm khoảng 18-22 ngày. Từ Bắc vào Nam tính chất nhật triều yếu dần. Biên độ triều khoảng 1,5-2 m. Từ bắc Vũng Tàu đến mũi Cà Mau có chế độ bán nhật triều không đều. Biên độ triều khoảng 3-4 m. Có thể khẳng định rằng hiện nay chưa có phương pháp nào xác định đường mép nước biển đảm bảo độ chính xác và đạt hiệu quả kinh tế cao. Hiện tại có hai phương pháp xác định đường triều kiệt, đó là phương pháp tính toán nội suy theo ngấn triều thấp nhất của Vladimiarơski (gọi là phương pháp nội nghiệp) và phương pháp đo đạc ngoại nghiệp (gọi là phương pháp ngoại nghiệp). Cả hai phương pháp này đều gặp rất nhiều khó khăn trong thực hiện:

Đối với phương pháp nội nghiệp

Phương pháp này phụ thuộc rất lớn vào độ chính xác của mô hình số độ địa hình đáy biển và giải ven bờ, tuy nhiên đối với các vùng bãi bồi ven biển, yếu tố định hình luôn thay đổi dưới tác động của sự bồi tụ, xói lở đường bờ, do đó đường mép nước triều kiệt tại các vùng này không phải là một đường cố định. Mặt khác, phương pháp này thiếu cơ sở thực tiễn để kiểm tra độ chính xác;

Đối với phương pháp ngoại nghiệp

Phương pháp này rất khó thực hiện và rất tốn kém. Do địa hình ven biển đi lại khó khăn, do sự thay đổi thường xuyên và hàng giờ của độ cao thủy triều, nên việc xác định đường mép nước biển bằng công nghệ đo đạc truyền thống và đo đạc bằng công nghệ GPS là rất khó khăn và nhiều khu vực không thể thực hiện được, ví dụ như các bãi triều với độ dày của lớp bùn từ 1 đến 1.5 m không thể tiến hành đo đạc trực tiếp.

Để giải quyết khó khăn trên, ảnh viễn thám chụp từ vệ tinh đã cho thấy hiệu quả trong công tác kiểm kê bãi bồi ven biển do khả năng chụp ảnh trên diện rộng, có thể xác định được đường mép nước tức thời tại thời điểm chụp, làm cơ sở đo vẽ và xác định diện tích. Tuy vậy, ảnh viễn thám chụp từ vệ tinh đang được sử dụng phổ biến hiện nay như LANDSAT, SPOT, ALOS, QuickBird cũng cho thấy những hạn chế nhất định trong việc xác định đường mép nước biển do thời điểm chụp ảnh (thường từ 10h-11h) có thể không trùng với thời điểm thủy triều xuống mức thấp nhất trong ngày hoặc trong năm. Ngoài ra, trong phạm vi cả vùng biển Việt Nam, mực nước triều cường và triều kiệt ở mỗi vùng là rất khác nhau trong ngày. Có những vùng biển, chế độ thủy triều xảy ra không những chỉ có nhật triều mà còn cả bán nhật triều. Vì vậy, ảnh vệ tinh trong trường hợp này được dùng để xác định các loại đất theo quy định.

Trong khi đó ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV) có thể được ứng dụng trong việc xác định đường triều kiệt hàng ngày, theo tháng hoặc theo năm một cách chủ động theo lịch thủy triều do Tổng cục biển và Hải đảo Việt Nam cung cấp. Mặt khác sử dụng máy bay không người lái và mô hình bay có điều khiển có thể chủ động về thời gian bay chụp, ít phụ thuộc vào điều kiện mây do trần bay thấp (có thể dao động từ hàng chục mét đến hàng kilomet); độ phân giải mặt đất rất cao (2,5 m, 1 m, 0,5 m và tới 0,03 m); và chi phí bay chụp rẻ hơn rất nhiều nếu so với máy bay chụp ảnh hàng không và đo đạc thực địa. Mặt khác, với công nghệ mới, việc xử lý ảnh chụp từ máy bay không người lái và thiết bị bay có điều khiển được thực hiện trên một quy trình khép kín cho phép thành lập bình đồ ảnh không sử dụng điểm khống chế đạt độ chính xác khoảng 1 m. Tuy vậy, ảnh chụp từ máy bay không người lái cũng có hạn chế là khó khăn trong việc chụp phủ kín ảnh trên một diện tích lớn trong một thời gian ngắn. Nên trong trường hợp này, thiết bị bay không người lái chỉ được dùng để bay chụp theo tuyến, dọc theo đường mép nước biển để nghi nhận hình ảnh của chúng. Việc nghi nhận được đường mép nước biển sẽ cho phép thống kê được diện tích đất bãi bồi ven biển.

Do đặc thù địa hình là khu vực cửa sông, ven biển đi lại rất khó khăn, bản đồ địa chính và các tư liệu về bãi bồi hiện nay hầu như không có. Để giải quyết khó khăn trên, cần nghiên cứu đưa ra giải pháp khả thi nhất dựa trên sự kết hợp của nhiều công nghệ hiện có nhằm xác định đường mép nước biển đảm bảo độ chính xác tốt nhất và đạt hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện hiện nay. Việc sử dụng kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ mô hình bay không người lái hứa hẹn sẽ góp phần nâng cao độ chính xác cũng như hiệu quả kinh tế của công tác kiểm kê đất bãi bồi ven biển.

Quy trình công nghệ công nghệ sử dụng kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong công tác kiểm kê đất bãi bồi ven biển

Hình 1: Quy trình công nghệ kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong công tác kiểm kê đất bãi bồi ven biển

Từ kết quả nghiên cứu và thực tiễn thực nghiệm sử dụng kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong kiểm kê đất bãi bồi ven biển tại khu vực cửa Đáy, nhóm nghiên cứu đã đề xuất được quy trình công nghệ kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong công tác kiểm kê đất bãi bồi ven biển như sau:

Thực nghiệm kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong xác định đường mép nước biển và kiểm kê đất bãi bồi ven biển ở khu vực Cửa Đáy.

Tác động và lợi ích mang lại:

Đưa ra được cơ sở khoa học và thực tiễn về khả năng ứng dụng ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái trong việc xác định đường mép nước biển; về khả năng sử dụng kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp thiết bị bay không người lái trong kiểm kê đất bãi bồi ven biển. Góp phần ứng dụng công nghệ mới trong lĩnh vực quản lý đất đai, quản lý biển và hải đảo ở nước ta.

Cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm xây dựng quy định kỹ thuật kiểm kê diện tích bãi bồi ven biển bằng ảnh viễn viễn thám kết hợp ảnh chụp từ mô hình bay có điều khiển.

Đóng góp cơ sở khoa học và thực tiễn trong việc sử dụng kết hợp ảnh viễn thám và ảnh chụp từ máy bay không người lái trong việc kiểm kê đất bãi bồi ven biển; là cơ sở khoa học, thực tiễn để các bộ, ban ngành, các địa phương quản lý lãnh thổ hiệu quả nhằm bảo đảm nguồn tài nguyên đất, tài nguyên nước và BVMT trong tương lai.

Việc sử dụng kết hợp ảnh viễn thám chụp từ vệ tinh, kết hợp với ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái, một mặt sẽ chủ động và khả thi về mặt công nghệ trong việc xác định đường mép nước biển dựa theo lịch triều, mặt khác công nghệ này khi triển khai trên thực tiễn sẽ có giá thành thấp hơn, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với phương pháp đo đạc thực địa.

Công nghệ viễn thám được ứng dụng sâu rộng trong công tác quản lý đất đai, biển đảo sẽ là một sự thay đổi lớn về mặt công nghệ mang tính tích cực, giúp cho việc quản lý nhà nước trong lĩnh vực này tốt hơn, góp phần vào công cuộc phát triển KT-XH một cách bền vững, trên cơ sở phát triển kinh tế nhưng phải gắn với BVMT.

Tải liệu tham khảo

1. Chỉ thị số 21/CT-TTg ngày 01 tháng 8 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ về Kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng SDĐ năm 2014.

2. Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT ban hành ngày 02 tháng 6 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về Quy định về thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng SDĐ.

3. Kế hoạch số 02/KH-BTNMT ngày 16 tháng 9 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc Thực hiện kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng SDĐ năm 2014.

4. Quyết định số 15/2005/QĐ-BTNMT ngày 13 tháng 12 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000, 1/25.000 và 1/50.000 bằng công nghệ ảnh số.

5. Quyết định số 17/2005/QĐ-BTNMT ngày 21 tháng 12 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2.000, 1/5.000 bằng công nghệ ảnh số.

6. Quyết định số 2495/QĐ-BTNMT ngày 28 tháng 10 năm 2016 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc Công bố danh mục các điểm có giá trị đặc trưng mực nước triều của vùng ven biển việt nam và ban hành hướng dẫn kỹ thuật xác định đường mực nước triều cao trung bình nhiều năm, đường mép nước biển thấp nhất trung bình trong nhiều năm vùng ven biển Việt Nam.

7. Trung tâm Hải văn, Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam, Bảng Thủy triều 2018, Vol. 1, 2, 3, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.

8. Agisoft User Manuals, tại trang web http:// www.agisoft.com/downloads/user-manuals/

9. Pix4d Support, tại trang web https://support. pix4d.com/

10. Drone Mapper UAS Systems and Photogrammetric Image Processing, tại trang web https://dronemapper.com/uas_photogrammetry_processing/

ThS. LÊ HỒNG SƠN, ThS. TRỊNH VIỆT NGA, ThS. VŨ VĂN PHONG

Cục Viễn thám quốc gia

ThS. NGUYỄN ĐỨC HÙNG

Trường Đại học Mỏ - Địa chất