Trên cơ sở nghiên cứu, xây dựng thành
công bộ cơ sở dữ liệu tổng hợp và áp dụng các công nghệ tiên tiến trên
thế giới, đề tài đã cho ra đời các sản phẩm chính sau:
Hệ thống phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển từ tư liệu viễn thám siêu cao tần
Hệ thống phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển từ tư liệu viễn thám siêu cao tần là một sản phẩm quan trọng của đề tài. Mỗi một chức năng được xây dựng thành các phần mềm riêng biệt. Sau khi được kiểm nghiệm, các phần mềm rời rạc này được tích hợp lại thành một hệ thống phần mềm thống nhất được đặt tên là OilDetect với phiên bản đầu tiên 1.0. Tất cả các modul được lập trình bằng ngôn ngữ FORTRAN 90 và Visual C++ 6.0.
Hệ thống phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển từ tư liệu viễn thám siêu cao tần
Hệ thống phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển từ tư liệu viễn thám siêu cao tần là một sản phẩm quan trọng của đề tài. Mỗi một chức năng được xây dựng thành các phần mềm riêng biệt. Sau khi được kiểm nghiệm, các phần mềm rời rạc này được tích hợp lại thành một hệ thống phần mềm thống nhất được đặt tên là OilDetect với phiên bản đầu tiên 1.0. Tất cả các modul được lập trình bằng ngôn ngữ FORTRAN 90 và Visual C++ 6.0.
Hệ thống phần mềm được tổ chức thành
hai phần chính với hai bước thực hiện. Bước 1 bao gồm các công việc
xử lý từ tư liệu ảnh đầu vào ở dạng 16 bit, chuẩn hóa dữ liệu, loại
bỏ vùng đất liền, lọc nhiễu, chuyển về tư liệu ảnh ở dạng 8 bit, phân
ngưỡng phân loại sơ bộ vùng tối trên ảnh đã chuẩn hóa. Kết quả đầu ra
của bước 1 sẽ cho ảnh đã chuẩn hóa ở dạng 8 bit và ảnh phân loại vùng
tối. Từ các kết quả của bước 1, các modul trong bước 2 bắt đầu với
danh mục lựa chọn các vết dầu cùng các giá trị ngưỡng. Các vết
dầu sau khi được lựa chọn sẽ được vector hoá và lưu dưới khuôn dạng
Shapefile.
Mô hình dự báo lan truyền ô nhiễm dầu trên biển
Hiện nay, trên thế giới sử dụng rộng rãi nhiều loại mô hình tính toán và lan truyền dầu, tuy nhiên vấn đề đặt ra là lựa chọn mô hình nào phù hợp với thực trạng nhu cầu nước ta và có khả năng tích hợp với hệ thống mô hình dự báo biển. Qua tính toán thử nghiệm một số kịch bản, mô hình MIKE được đánh giá là phù hợp, đáp ứng nhiều tiêu chí để tính lan truyền ô nhiễm dầu cho vùng biển Đông và biển Việt Nam. Từ bộ thông số mô hình đã lựa chọn, đề tài tiến hành tính toán, dự báo cho 4 kịch bản. Các nguồn dầu tính toán được lấy từ kết quả phân tích các ảnh vệ tinh. Sau khi tính toán dầu theo các kịch bản, đề tài sử dụng các công cụ bản đồ MapInfo, và các phần mềm đồ họa khác thể hiện tiến trình của vệt dầu trên bản đồ Biển Đông. Bản đồ tổng thể chỉ rõ hướng đi của vệt dầu trong mỗi tháng, qua đó có cách nhìn toàn diện các tác động lên vệt dầu. Các bản đồ chi tiết cũng cho thông tin về khả năng vệt dầu sẽ di chuyển theo thời gian dưới tác động của điều kiện khí tượng hải văn trong tháng đó. Thông qua việc phân tích các kịch bản, cơ chế lan truyền và biến đổi dầu trên biển Đông và biển Việt Nam sẽ được sáng tỏ.
Xây dựng thử nghiệm hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển
Mô hình quan trắc ô nhiễm dầu bằng viễn thám siêu cao tần cho Việt Nam - Oil Spill Monitoring by Microwave Remote Sensing – OSMMIRS được đề xuất với các mục tiêu chính là phát hiện kịp thời các vết dầu loang trên biển Việt Nam và biển Đông; phân loại các vết dầu và dự báo khả năng gây ô nhiễm; thông báo đến các cơ quan liên quan qua hệ thống mạng máy tính, các phương tiện thông tin liên lạc khác như fax, email, phone..., các thông tin về tình hình ô nhiễm dầu tại các vùng trọng yếu. Các hợp phần của hệ thống bao gồm: thu nhận tư liệu viễn thám siêu cao tần vệ tinh; xử lý nhận dạng vết dầu; hệ thống cảnh báo sớm.
Về cơ bản tư liệu siêu cao tần sẽ là tư liệu chủ đạo nhưng các tư liệu quang học trong một số trường hợp cũng có thể cung cấp thông tin hữu ích cho việc quan trắc vết dầu trên biển. Các thông tin bổ trợ như trường nhiệt độ mặt biển, trường sóng, dòng chảy được lấy từ các nguồn trên thế giới thông qua mạng Internet. Tư liệu siêu cao tần sau khi nhận được từ trạm thu sẽ được xử lý đưa về các mức chuẩn và được truyền qua đường truyền tốc độ cao ở mức tương đương nhau. Tư liệu được chuyển về Trung tâm phân tích tư liệu SAR. Trung tâm này là một đơn vị kỹ thuật quan trọng, có thể là một trung tâm kỹ thuật độc lập nằm trong một viện nghiên cứu nào đó hoặc trực thuộc cơ quan chức năng nhà nước trong lĩnh vực quản lý giám sát thiên tai hay cứu hộ cứu nạn.... Tại đây các tư liệu siêu cao tần sẽ được phân tích để tìm kiếm các dấu hiệu về ô nhiễm dầu trên biển. Việc phân tích các vết dầu trên biển sẽ được hỗ trợ bởi các thông tin bổ trợ từ CSDL như các thông tin về địa hình ven biển, khí tượng hải văn biển, giao thông hàng hải biển cũng như các thông tin về tình hình khai thác và chế biến dầu khí.
Đối với mỗi cảnh SAR sau khi phân tích sẽ có một báo cáo về ô nhiễm dầu được thiết lập. Tuỳ theo mức độ nguy hiểm và tác hại mà vết dầu có thể gây ra cho môi trường mà có thể phát tín hiệu cảnh báo. Trong trường hợp ô nhiễm là loại nhỏ thì các thông báo, báo cáo được đưa lên trang web đồng thời thông báo cho các địa phương, tuy vậy lại không có biện pháp ứng phó khẩn cấp được đặt ra. Trong trường hợp các sự cố ô nhiễm dầu nghiêm trọng thì hệ thống cảnh báo sớm sẽ được kích hoạt. Các cơ quan chức năng nhà nước ứng phó sự cố tràn dầu sẽ quyết định các biện pháp cần thiết triển khai tiếp theo, tiến hành tính toán dự báo lan truyền các vết dầu trên biển và cảnh báo cho các địa phương có nguy cơ bị ảnh hưởng để sớm triển khai các biện pháp ứng phó cần thiết trên.
Mô hình dự báo lan truyền ô nhiễm dầu trên biển
Hiện nay, trên thế giới sử dụng rộng rãi nhiều loại mô hình tính toán và lan truyền dầu, tuy nhiên vấn đề đặt ra là lựa chọn mô hình nào phù hợp với thực trạng nhu cầu nước ta và có khả năng tích hợp với hệ thống mô hình dự báo biển. Qua tính toán thử nghiệm một số kịch bản, mô hình MIKE được đánh giá là phù hợp, đáp ứng nhiều tiêu chí để tính lan truyền ô nhiễm dầu cho vùng biển Đông và biển Việt Nam. Từ bộ thông số mô hình đã lựa chọn, đề tài tiến hành tính toán, dự báo cho 4 kịch bản. Các nguồn dầu tính toán được lấy từ kết quả phân tích các ảnh vệ tinh. Sau khi tính toán dầu theo các kịch bản, đề tài sử dụng các công cụ bản đồ MapInfo, và các phần mềm đồ họa khác thể hiện tiến trình của vệt dầu trên bản đồ Biển Đông. Bản đồ tổng thể chỉ rõ hướng đi của vệt dầu trong mỗi tháng, qua đó có cách nhìn toàn diện các tác động lên vệt dầu. Các bản đồ chi tiết cũng cho thông tin về khả năng vệt dầu sẽ di chuyển theo thời gian dưới tác động của điều kiện khí tượng hải văn trong tháng đó. Thông qua việc phân tích các kịch bản, cơ chế lan truyền và biến đổi dầu trên biển Đông và biển Việt Nam sẽ được sáng tỏ.
Xây dựng thử nghiệm hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển
Mô hình quan trắc ô nhiễm dầu bằng viễn thám siêu cao tần cho Việt Nam - Oil Spill Monitoring by Microwave Remote Sensing – OSMMIRS được đề xuất với các mục tiêu chính là phát hiện kịp thời các vết dầu loang trên biển Việt Nam và biển Đông; phân loại các vết dầu và dự báo khả năng gây ô nhiễm; thông báo đến các cơ quan liên quan qua hệ thống mạng máy tính, các phương tiện thông tin liên lạc khác như fax, email, phone..., các thông tin về tình hình ô nhiễm dầu tại các vùng trọng yếu. Các hợp phần của hệ thống bao gồm: thu nhận tư liệu viễn thám siêu cao tần vệ tinh; xử lý nhận dạng vết dầu; hệ thống cảnh báo sớm.
Về cơ bản tư liệu siêu cao tần sẽ là tư liệu chủ đạo nhưng các tư liệu quang học trong một số trường hợp cũng có thể cung cấp thông tin hữu ích cho việc quan trắc vết dầu trên biển. Các thông tin bổ trợ như trường nhiệt độ mặt biển, trường sóng, dòng chảy được lấy từ các nguồn trên thế giới thông qua mạng Internet. Tư liệu siêu cao tần sau khi nhận được từ trạm thu sẽ được xử lý đưa về các mức chuẩn và được truyền qua đường truyền tốc độ cao ở mức tương đương nhau. Tư liệu được chuyển về Trung tâm phân tích tư liệu SAR. Trung tâm này là một đơn vị kỹ thuật quan trọng, có thể là một trung tâm kỹ thuật độc lập nằm trong một viện nghiên cứu nào đó hoặc trực thuộc cơ quan chức năng nhà nước trong lĩnh vực quản lý giám sát thiên tai hay cứu hộ cứu nạn.... Tại đây các tư liệu siêu cao tần sẽ được phân tích để tìm kiếm các dấu hiệu về ô nhiễm dầu trên biển. Việc phân tích các vết dầu trên biển sẽ được hỗ trợ bởi các thông tin bổ trợ từ CSDL như các thông tin về địa hình ven biển, khí tượng hải văn biển, giao thông hàng hải biển cũng như các thông tin về tình hình khai thác và chế biến dầu khí.
Đối với mỗi cảnh SAR sau khi phân tích sẽ có một báo cáo về ô nhiễm dầu được thiết lập. Tuỳ theo mức độ nguy hiểm và tác hại mà vết dầu có thể gây ra cho môi trường mà có thể phát tín hiệu cảnh báo. Trong trường hợp ô nhiễm là loại nhỏ thì các thông báo, báo cáo được đưa lên trang web đồng thời thông báo cho các địa phương, tuy vậy lại không có biện pháp ứng phó khẩn cấp được đặt ra. Trong trường hợp các sự cố ô nhiễm dầu nghiêm trọng thì hệ thống cảnh báo sớm sẽ được kích hoạt. Các cơ quan chức năng nhà nước ứng phó sự cố tràn dầu sẽ quyết định các biện pháp cần thiết triển khai tiếp theo, tiến hành tính toán dự báo lan truyền các vết dầu trên biển và cảnh báo cho các địa phương có nguy cơ bị ảnh hưởng để sớm triển khai các biện pháp ứng phó cần thiết trên.
Mô hình hệ thống quan trắc ô nhiễm dầu trên biển bằng công nghệ viễn thám áp dụng cho Việt Nam
Cơ sở khoa học của hệ thống công nghệ
cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển mà đề tài nghiên cứu phù hợp với điều
kiện cơ sở hạ tầng và chính sách của Việt Nam. Nếu các quy trình công
nghệ được phát triển trong đề tài được đầu tư hoàn thiện thì có thể mang
ứng dụng rộng rãi không chỉ trong nước mà còn ở nhiều quốc gia khác có
nguy cơ về ô nhiễm dầu trên biển.
Nguồn tin: PGS. TS. Nguyễn Đình Dương, Viện Địa lý
Theo Minh Tâm-vast.ac.vn
Theo Minh Tâm-vast.ac.vn
0 nhận xét:
Post a Comment