Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

GIẢI ĐOÁN BÃI NGẬP TRIỀU BẰNG ẢNH SENTINEL-2,
ÁP DỤNG CHO KHU VỰC CỬA TIÊN CHÂU, TỈNH PHÚ YÊN
1

Trần Thanh Tùng1, Dường Cơng Điển2
Khoa Cơng trình - Trường Đại học Thủy lợi, email:
2
Viện Cơ học - Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam

MỞ ĐẦU

Dữ liệu địa hình đáy biển vùng ven bờ nói
chung, và khu vực cửa sơng nói riêng có vai
trị hết sức quan trọng trong quản lý và khai
thác vùng cửa sông phục vụ các ngành kinh
tế như vận tải thủy, ni trồng thủy sản, thốt
lũ và mơi trường. Các biến động địa hình đáy
biển ven bờ khu vực cửa sơng cịn là các dữ
liệu quan trọng để nghiên cứu quy luật biến
động của cửa sông và đề xuất giải pháp chỉnh
trị, ổn định cửa sông.
Bài báo này sẽ trình bày phương pháp giải
đốn địa hình đáy biển ven bờ, đặc biệt là các
bãi ngập triều tại khu vực cửa Tiên Châu, tỉnh
Phú Yên sử dụng ảnh vệ tinh đa phổ Sentinel-2
có độ phân giải 10 m. Các kết quả giải đoán bãi
ngập triều khu vực cửa Tiên Châu được kiểm
tra bằng các số liệu khảo sát địa hình được thực
hiện cùng thời kỳ, được tiến thành trong khuôn

khổ đề tài [1]. So sánh kết quả giải đốn với số
liệu khảo sát địa hình đáy biển cho thấy
phương pháp này cho kết quả giải đoán rất tốt
và có khả năng ứng dụng để giải đốn các bãi
ngập triều ở các cửa sông nước ta.
Cửa Tiên Châu nằm ở cửa sơng Cái (đoạn
hạ lưu sơng Kỳ Lộ), phía nam vịnh Xuân Đài
thuộc, xã An Ninh Đông, huyện Tuy An, tỉnh
Phú Yên. Bên trong cửa Tiên Châu là cảng cá
và khu neo đậu tránh trú bão cho hơn 400 tàu
thuyền của các xã An Ninh Tây, xã An Ninh
Đông, huyện Tuy An và các địa phương khác
thuộc tỉnh Phú Yên. Cửa Tiên Châu và và
khu vực cảng cá thường xuyên bị bồi lấp, gây
nhiều khó khăn cho tàu thuyền ra vào cảng,
ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của đội
tàu đánh bắt thủy sản của huyện Tuy An và
vùng lân cận.

Đối tượng nghiên cứu trong bài báo là các
bãi ngập triều ở khu vực cửa Tiên Châu,
thuộc xã An Ninh Đông, huyện Tuy An, tỉnh
Phú Yên bao gồm doi cát bồi ở phía bắc cửa
Tiên Châu và các bãi ngập triều ở khu vực
ngoài cửa trong giai đoạn từ tháng 5 năm
2019 đến tháng 7 năm 2020.
Kết quả giải đốn địa hình đáy biển ven bờ
sẽ cung cấp tư liệu quan trọng để phân tích
biến động theo mùa của doi cát phía bắc cửa
Tiên Châu và các bãi ngập triều phía ngồi

cửa phục vụ đánh giá quy luật diễn biến và đề
xuất giải pháp chỉnh trị cửa Tiên Châu.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Địa hình các bãi bồi vùng cửa sơng thường
được đo đạc bằng phương pháp khảo sát
truyền thống, đo sâu bằng các máy hồi âm
đơn tia hoặc đa tia kết hợp với hệ thống định
vị DGPS hoặc bằng công nghệ bay quét chụp
ảnh số Lidar (Airborne Lidar Bathymetry)
vào thời điểm triều kiệt, quang mây nhằm
tăng cường tối đa khả năng thu nhận tín hiệu
đo độ cao địa hình. Khảo sát địa hình bằng
phương pháp truyền thống có ưu điểm là độ
chính xác cao nhưng hạn chế bởi tốc độ khảo
sát, chi phí đắt và rất khó đo đạc tại những
vùng nước nơng có địa hình phức tạp, nhiều
vật cản, thuyền đo khó tiếp cận.
Phương pháp khảo sát bằng cơng nghệ bay
quét chụp ảnh số Lidar phụ hợp với vùng
khảo sát rộng, độ chính xác vừa phải và
quang mây. Đặc biệt là phù hợp những khu
vực ven bờ hoặc khu vực cửa sơng có độ đục
nhỏ, nước trong nhưng khó tiếp cận, đo đạc
được bằng thiết bị đo sâu hồi âm. Tuy nhiên

540


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8


phương pháp này khá đắt và chỉ phù hợp khi
cần đo đạc cho một vùng rộng và thường do
các cơ quan khảo sát địa hình của nhà nước
thực hiện vì liên quan tới an ninh, quốc
phịng khi tiến hành bay qt chụp ảnh số.
Giải đốn địa hình đáy biển cho vùng nước
nông ven bờ từ ảnh vệ tinh đa phổ có độ phân
giải cao đang được phát triển mạnh trong thời
gian gần đây, khi nguồn ảnh vệ tinh đa phổ có
độ phân giải cao miễn phí như LANDSAT,
IKONOS, SENTINEL ngày càng nhiều. Mặc
dù địa hình đáy biển giải đốn từ cơng nghệ
này chưa đạt tới độ chính xác cao như phương
pháp đo đạc truyền thống bằng thiết bị đo sâu
hồi âm nhưng nó có ưu điểm là chi phí rẻ, độ
chính xác vừa phải, có thể tiến hành cho phạm
vi rộng và phù hợp cho vùng nước nơng, có
địa hình phức tạp, mà thuyền đo khó tiếp cận.
Phương pháp giải đoán
Cơ sở khoa học của phương pháp giải đoán
địa hình đáy biển từ ảnh vệ tinh đa thời gian có
độ phân giải cao đã được nghiên cứu bởi nhiều
tác giả trên thế giới. Stumpf và các cộng sự [2]
đã phát triển phương pháp giải đoán độ sâu
đáy biển dựa trên tỉ lệ biến đổi tín hiệu theo
hàm logarit của các dải tần ánh sáng. Nghiên
cứu của Stumpf chỉ ra rằng các bước sóng ánh
sáng của mặt trời khi đi vào nước sẽ bị hấp thụ
bởi cột nước và sự hấp thụ này tuân theo hàm

logarit. Thuật toán giải đoán độ sâu đáy biển
sử dụng sự suy giảm tín hiệu phản xạ của hai
dải tần số ánh sáng nhìn thấy là màu xanh
dương (blue) và màu xanh lá (green) để xác
định độ sâu đáy biển cho khu vực ven bờ theo
quan hệ tuyến tính như ở cơng thức (1). Đối
với mơi trường nước hồn tồn trong suốt, độ
sâu giải đốn lên đến 25 m. Trong điều kiện
nước trong, độ sâu giải đoán lên tới 15-20 m,
rất phù hợp với đặc điểm của vùng nước biển
ven bờ ở khu vực miền Trung nước ta. Cơng
thức giải đốn độ sâu đáy biển như sau
ln  nRi 
 m0
(1)
z  m1
ln nR j





Trong đó z là độ sâu đáy biển (m); Ri và Rj
tương ứng là tín hiệu phản xạ của màu xanh

dương và xanh lá cây; m1 và m0 là các hệ số
được xác định thông qua các số liệu quan trắc
với m0 hệ số ứng tại độ sâu nước bằng 0.
Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu
Nghiên cứu đã tiến hành thu thập các tài

liệu có liên quan tới khu vực nghiên cứu, bao
gồm: ảnh vệ tinh Sentinel-2, mực nước triều
và độ sâu đáy biển khu vực cần giải đoán.
Các dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong
nghiên cứu là ảnh Sentinel-2 có độ phân giải
10 m được thu thập từ trang web Copernicus
Open Access Hub [3]. Chu kỳ quay của cặp 2
vệ tinh này là 10 ngày, hai vệ tinh xuất phát
cách nhau 5 ngày, do đó trên một vị trí sau
chu kỳ 5 ngày có một ảnh qt. Dữ liệu ảnh
quét trên 12 dải tần số, đối với các dải tần,
đỏ, xanh lá, xanh dương và cận hồng ngoại
có độ phân giải là 10 m. Hệ tọa độ sử dụng
trong ảnh là UTM hệ chiếu WGS1984.
Dữ liệu mực nước triều là các số liệu quan
trắc mực nước giờ tại cảng Tiên Châu giai
đoạn từ tháng 5/2019 đến tháng 7/2020 được
sử dụng để phân tích và hiệu chỉnh đường bờ
và bãi bồi [1].
Dữ liệu độ sâu đáy biển được trích xuất từ
bình đồ khảo sát địa hình khu vực cửa Tiên
Châu, tỷ lệ 1/5000, đồng mức 1 m được đo
đạc vào tháng 10 năm 2019 trong khuôn khổ
đề tài [4].
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Các bước giải đoán độ sâu đáy biển từ
ảnh vệ tinh
Trình tự giải đốn độ sâu địa hình đáy biển
từ ảnh vệ tinh được tóm tắt như sau:

- Thu thập các ảnh vệ tinh Sentinel-2
- Hiệu chỉnh giá trị ảnh và tăng cường chất
lượng ảnh (tiền xử lý ảnh)
- Xác định ranh giới đất và nước theo các
chỉ số NDWI và mNDWI
- Hiệu chỉnh đường bờ theo mực nước triều
- Đọc và xử lý tín hiệu phản xạ Blue và
Green, xác định hệ số m1 và m0 từ bộ số liệu
khảo sát địa hình đo đạc cùng thời điểm
- Kiểm tra độ sâu đo đạc và độ sâu giải
đoán từ ảnh vệ tinh

541


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

Kết quả giải đốn

Hình 3. So sánh độ sâu đo đạc và độ sâu
giải đốn, tháng 10/2019
Hình 1. Tương quan độ sâu và tỉ lệ suy giảm
tính hiệu, tháng 10/2019
Kết quả giải đốn địa hình đáy biển ven bờ
từ ảnh vệ tinh Sentinel 2 cho khu vực cửa Tiên
Châu được trình bày tại hình 1 và hình 2.
Tương quan giữa độ sâu và tỷ lệ suy giảm tín
hiệu của ảnh vệ tinh chụp tháng 10/2019 trình
bày tại hình 1 cho thấy hệ số tương quan giữa
độ sâu và tỷ lệ suy giảm tín hiệu khá tốt. Từ

tương quan này, xác định được hệ số m0 và m1.
Sau đi xác định được các tham số trên, chúng
tơi đã giải đốn ra địa hình đáy biển ven bờ,
trình bày tại hình 2. Kết quả giải đoán thể hiện
khá rõ bãi ngập triều ở khu vực phía ngồi cửa
Tiên Châu. Sau đó các tác giả đã tiến hành so
sánh giữa độ sâu đáy biển dọc theo các track
đo sâu (hình 2), đo đạc tháng 10/2019 trong đề
tài [4] với độ sâu giải đoán từ ảnh vệ tinh. Kết
quả so sánh cho thấy độ sâu giải đoán khá phù
hợp với độ sâu đo đạc (hình 3).

Hình 2. Kết quả giải đốn địa hình đáy biển
ven bờ khu vực cửa Tiên Châu, T10/2019

KẾT LUẬN

Dữ liệu địa hình đáy biển vùng cửa sơng
có vai trị hết sức quan trọng trong quản lý và
khai thác vùng cửa sông, ven biển cũng như
nghiên cứu quy luật biến động vùng cửa
sơng. Nghiên cứu trình bày phương pháp giải
đốn địa hình đáy biển ven bờ, áp dụng cho
cửa Tiên Châu, tỉnh Phú Yên sử dụng ảnh vệ
tinh đa phổ Sentinel 2, độ phân giải 10 m.
Kết quả giải đoán địa hình đáy biển ven bờ
khu vực cửa Tiên Châu, huyện Tuy An tỉnh
Phú Yên khá phù hợp với số liệu đo đạc địa
hình đáy biển tháng 10 năm 2019 cho thấy đây
là phương pháp có khả năng ứng dụng để giải

đốn địa hình đáy biển ven bờ nói chung và các
bãi ngập triều nói riêng ở các cửa sơng nước ta.
LỜI CÁM ƠN

Nghiên cứu này được thực hiện trong
khuôn khổ Đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp
chỉnh trị chống sa bồi luồng tàu cho các cảng
cá và khu neo đậu tàu thuyền tỉnh Phú Yên và
vùng lân cận, áp dụng cho cửa Tiên Châu”,
mã số ĐTĐLCN.33/18.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] T. T. Tung and nnk. 2020. "Báo cáo chuyên
đề phân tích quy luật diễn biến cửa Tiên
Châu”. Đề tài KHCN cấp Nhà nước mã số
ĐTĐLCN.33/18," Đại học Thủy lợi, Hà Nội.
[2] R. P. Stumpf, K. Holderied and M. Sinclair.
2003."Determination of water depth with
high-resolution satellite imagery over
variable bottom types," Limnology and
Oceanography Vol. 48, pp. 547-556.
[3] "Copernicus Masters Website," 1 May
2019. [Online]. Available:
/>[4] T. T. Tùng and nnk. 2019. "Báo cáo khảo sát
địa hình khu vực cửa Tiên Châu. Đề tài
KHCN
cấp
Nhà
nước,
mã
số

ĐTĐLCN.33/18," Đại học Thủy lợi, Hà Nội.

542