Phương pháp hiệu chỉnh ảnh hưởng của thủy triều lên vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh không rõ giờ chụp

KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 33
BÀI BÁO KHOA H
C 
PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY TRIỀU 
LÊN VỊ TRÍ ĐƯỜNG BỜ TRÍCH XUẤT TỪ ẢNH KHÔNG RÕ GIỜ CHỤP 
Võ Công Hoang1, Hitoshi Tanaka2 
Tóm tắt: Thực tế dễ dàng nhận ra trong nhiều nghiên cứu rằng, vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh 
hàng không hay vệ tinh không rõ giờ chụp không được hiệu chỉnh ảnh hưởng của thủy triều. Nghiên 
cứu này giới thiệu các phương pháp nhằm xác định thời gian chụp của ảnh dựa vào góc phương vị 
mặt trời và độ dài bóng nắng của các vật thể thẳng đứng trên bề mặt đất phẳng. Giờ chụp ảnh được 
xác định từ góc phương vị mặt trời có sai số nhỏ hơn nhiều so với sai số từ độ dài bóng nắng. Sai 
số này có thể chấp nhận được cho mục đích hiệu chỉnh ảnh hưởng của thủy triều lên đường bờ. Các 
phương pháp xác định thời gian chụp ảnh này cũng đã được thử nghiệm thành công cho các ảnh vệ 
tinh không rõ giờ chụp khu vực bờ biển Sendai, Nhật Bản. 
Từ khóa: Hiệu chỉnh ảnh hưởng của triều, góc phương vị mặt trời, góc thiên đỉnh mặt trời, vị trí 
đường bờ, Google Earth Pro, thời gian chụp ảnh 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ1 
Thủy triều là hiện tượng mực nước biển dao 
động (dâng lên, hạ xuống) theo chu kỳ do lực 
hấp dẫn giữa mặt trăng (phần lớn) và mặt trời 
(không đáng kể) với trái đất gây ra. Hai chế độ 
triều phổ biến nhất là nhật triều và bán nhật 
triều. Nhật triều là trong một chu kỳ triều 
(khoảng 24 giờ 50 phút) có một lần triều lên và 
một lần triều xuống. Trong khi đó, bán nhật 
triều có là 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống 
trong một chu kỳ triều. Do tác động của thủy 
triều nên mực nước biển thay đổi liên tục theo 
độ lớn triều. Trong đó độ lớn triều là hiệu giữa 
độ cao nước lớn và độ cao nước ròng kế tiếp. 
Trong các nghiên cứu về diễn biến hình thái 
cửa sông, bờ biển thì các số liệu đo đạc như 
sóng, địa hình đáy, vị trí đường bờ (gọi tắt là 
đường bờ), v.v., đóng vai trò rất quan trọng và 
gần như phải có. Trong đó, số liệu đường bờ có 
vai trò rất quan trọng trong việc chỉ ra diễn biến 
hình thái cả trong chu kỳ ngắn hạn và dài hạn. 
Hơn thế nữa, vai trò của nó càng quan trọng hơn 
khi thực hiện nghiên cứu ở các nước đang phát 
1Bộ môn Kỹ thuật Công trình, Đại học Thủy lợi – Cơ sở 2 
 e-mail: hoangvc@tlu.edu.vn 
2Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Tohoku 6-6-06 Aoba, 
Sendai 980-8579, Nhật Bản 
triển. Là nơi mà các dạng số liệu khác rất hạn 
chế hoặc không có do kinh phí khảo sát, đo đạc 
lớn. Có nhiều cách để có được số liệu đường bờ, 
có thể trích xuất từ ảnh vệ tinh, ảnh hàng không, 
ảnh camera quan trắc liên tục, trích xuất từ số 
liệu GPS hay kể cả đo đạc bằng các thiết bị đo 
đạc, khảo sát thông dụng. Do sự biến động của 
mực nước biển dưới tác động của thủy triều, 
sóng, v.v., một chỉ dấu đường bờ được chọn để 
đại diện cho đường bờ “đúng”. Boak và Turner, 
2005 đã tổng hợp hai nhóm chỉ dấu đường bờ 
được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu 
đã thực hiện trên thế giới. Nhóm 1 bao gồm các 
chỉ dấu đường bờ liên quan đến các đặc trưng 
của biển như đường mực triều cao, đường 
ướt/khô. Trong khi đó, Nhóm 2 bao hàm các chỉ 
dấu liên quan đến mốc tọa độ triều. Chúng được 
xác định tại vị trí giao nhau giữa đặc trưng bờ 
biển với các thông số thủy triều của một khu 
vực cụ thể như là mực triều trung bình cao, mực 
triều trung bình. Trong thực tế, đường ướt/khô, 
là đường đại diện cho đường mực nước tràn lên 
cao nhất dọc theo bờ biển trong chu kỳ triều gần 
nhất, được sử dụng phổ biến như là một chỉ dấu 
đường bờ. Nó có thể được nhận thấy trong ảnh 
hàng không, ảnh vệ tinh, v.v, kể cả ở dạng màu 
và dạng trắng đen (Crowell và nnk, 1991; 
Leatherman, 2003). Sau khi được trích xuất từ 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 34
các ảnh đã hiệu chỉnh về cùng hệ trục tọa độ thì 
vị trí đường bờ được hiệu chỉnh (loại bỏ) ảnh 
hưởng của thủy triều để đảm bảo các số liệu 
đường bờ theo thời gian có cùng một mốc tọa 
độ triều. Mức độ hiệu chỉnh ảnh hưởng của triều 
nhiều hay ít phục thuộc vào độ lớn triều và độ 
dốc bờ biển. Mức độ hiệu chỉnh nhỏ và lớn nhất 
có thể từ vài mét đến vài chục mét theo hướng 
vuông góc với bờ (Chen và Chang, 2009; Hoang 
và nnk, 2014). 
Tuy nhiên, trong rất nhiều trường hợp các 
ảnh vệ tinh, ảnh hàng không, hay ảnh camera 
quan trắc (gọi chung là ảnh) được chụp từ rất 
lâu, hoặc thu thập từ các nguồn mở, hay 
không rõ nguồn gốc (Google Earth Pro, 
Geospatial Information Authority of Japan 
(GSI – Japan), v.v.) chỉ có ngày chụp mà 
không có giờ chụp cụ thể. Cho nên, việc hiệu 
chỉnh ảnh hưởng của thủy triều lên số liệu 
đường bờ trích xuất từ các dạng ảnh này là 
không thể (Adityawan và Tanaka, 2013, 
Hoang và nnk, 2015, Noshi và nnk, 2015). 
Điều này có thể gây ra sai số lớn cho bộ số 
liệu đường bờ, qua đó tạo ra thử thách lớn 
cho các nghiên cứu mà biên độ biến đổi vị trí 
đường bờ ở đó nhỏ. 
Thông thường, các ảnh vệ tinh, hàng 
không, v.v., được sử dụng trong các nghiên 
cứu về diễn biến hình thái bờ biển được chụp 
trong điều kiện thời tiết tốt. Chúng bao hàm 
một khu vực rộng lớn trên mặt đất gồm 
đường bờ, các vật thẳng đứng như tòa nhà, 
trụ điện, cây cối, v.v. Các vật thẳng đứng này 
chiếu bóng xuống mặt đất khi trời có nắng. 
Đến nay, đã có rất nhiều nghiên cứu trong 
lĩnh vực thiên văn học chỉ ra mối liên hệ giữa 
thời gian và góc phương vị mặt trời (solar 
azimuth angle, xem chi tiết trong Mục 2.1 và 
2.2), cũng như giữa thời gian thực và độ dài 
bóng nắng của vật thẳng đứng trên mặt đất 
(Iqbal, 1983; Hartmann, 1994, Reda và 
Andreas, 2004). 
Tổng hợp các vấn đề được thảo luận ở trên, 
nghiên cứu này đặt mục tiêu là giới thiệu các 
phương pháp hiệu chỉnh ảnh hưởng của thủy 
triều lên vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh không 
rõ giờ chụp từ vị trí mặt trời và ảnh hàng không. 
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Nghiên cứu này đặt mục tiêu xác định giờ 
chụp của ảnh từ góc phương vị mặt trời và bóng 
nắng của vật thể thẳng đứng trên mặt đất thông 
qua góc thiên đỉnh mặt trời (solar zenith angle). 
Một khi đã xác định được thời gian chụp của ảnh 
thì việc hiệu chỉnh ảnh hưởng của thủy triều lên 
vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh có thể được thực 
hiện dễ dàng. Góc hợp giữa phương chính bắc và 
đường bóng nắng của vật thẳng đứng và độ dài 
của đường bóng nắng được xác định từ ảnh sau 
khi đã được hiệu chỉnh. Vị trí mặt trời (góc 
phương vị và thiên đỉnh) trong ngày ảnh được 
chụp cũng được tính toán. Sau khi so sánh góc và 
độ dài của vật thể đo được từ ảnh với kết quả góc 
và độ dài tính toán ở trên chúng ta có thể xác 
định được giờ chụp của ảnh. 
Trái đất tự quay quanh nó và quay quanh mặt 
trời theo một quỹ đạo ổn định là 1 đường elipse 
mà mặt trời là 1 tiêu điểm. Các chuyển động này 
tạo ra ngày, đêm, mùa và năm. Thời gian ban 
ngày tại một điểm trên trái đất có thể được xác 
định từ vị trí của mặt trời. Thuật toán dùng để 
tính toán vị trí mặt trời đã được đề xuất trong các 
nghiên cứu tính toán về vị trí mặt trời. Đáng chú 
ý trong đó là các nghiên cứu Iqbal, 1983; 
Hartmann, 1994. Tuy nhiên, các thuật toán này 
chỉ hợp lệ trong một khoảng thời gian nhất định 
hoặc có sai số lớn hơn ±0.010°. Do vậy, Reda và 
Andreas, 2004 đã đưa ra thuật toán đơn giản, chi 
tiết mà qua đó có thể xác định vị trí mặt trời (góc 
phương vị và thiên đỉnh) với sai số nhỏ 
(±0.0003°). Sau đây, một số nội dung cơ bản của 
hai phương pháp xác định thời gian ảnh được 
chụp dựa trên thuật toán vừa được nhắc đến sẽ 
được lần lượt được trình bày và trích dẫn (chi tiết 
hơn có thể xem trong nghiên cứu đã đề cập ở 
trên). 
2.1 Phương pháp 1 - Xác định thời gian 
ảnh được chụp từ góc phương vị mặt trời, 
Góc phương vị mặt trời, , là góc hợp giữa 
phương chính bắc và đường thẳng vuông góc 
với đường thẳng liên kết giữa vị trí quan sát (vị 
trí vật thể thẳng đứng trong ảnh cần xác định 
giờ chụp) trên trái đất và mặt trời (Hình 1). Góc 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 35
này được tính toán và xác định theo hướng đông 
(cùng chiều kim đồng hồ) từ phương chính bắc 
theo như Công thức (1). 
(1) 
trong đó, t là góc giờ cục bộ trong hệ toạ độ bề 
mặt trái đất (topocentric local hour angle). 
Hình 1. Hình bán cầu thể hiện góc phương vị và 
góc thiên đỉnh mặt trời 
Quá trình tính toán cụ thể đại lượng này được 
trình bày trong Reda và Andreas, 2004; là vĩ 
độ địa lý của vị trí quan sát (đơn vị là radian), 
dương hoặc âm nếu lần lượt nằm ở phía bắc 
hoặc phía nam bán cầu; δ là góc nghiên mặt trời 
hay còn được gọi là thiên độ, xích vĩ độ (solar 
declination angle), là góc hợp bởi đường thẳng 
nối giữa tâm của mặt trời và tâm trái đất với mặt 
phẳng xích đạo. 
Thực tế, góc nghiêng mặt trời thay đổi hằng 
ngày và trong mọi khoảnh khắc. Đại lượng này 
được tính toán gần đúng thông qua khai triển 
chuỗi Fourier như Công thức (2), 
 (2) 
trong đó, dn là số thứ tự của ngày trong năm, từ 
0 là ngày 1/1 đến 364 là ngày 31/12 
(3) 
a và b là các hằng số được cho trong Bảng 
1. Các bước tính toán chi tiết của góc nghiêng 
mặt trời được trình bày trong Iqbal, 1983. 
Bảng 1. Các giá trị của a và b 
n an bn 
0 0.006918 - 
1 −0.399912 0.070257 
2 −0.006758 0.000907 
3 −0.002697 0.001480 
Từ Công thức (1), sự thay đổi của góc 
phương vị mặt trời trong một ngày (ban ngày) 
tại một vị trí nhất định trên trái đất có thể được 
xác định. Do vậy, khi so sánh giá trị góc phương 
vị đo được trên ảnh đã hiệu chỉnh với bảng giá 
trị góc phương vị vừa tính toán được ta có thể 
xác định được thời gian chụp của tấm ảnh. 
 2.2 Phương pháp 2 - Xác định thời gian 
ảnh được chụp từ độ dài bóng nắng của vật 
thể thẳng đứng trên mặt đất phẳng (thông 
qua góc thiên đỉnh mặt trời, ) 
Góc thiên đỉnh mặt trời, , là góc hợp bởi 
thiên vị cục bộ (local zenith) và đường thẳng nối 
giữa vị trí quan sát và mặt trời (Hình 1). Đại 
lượng này là góc bù của góc cao độ mặt trời 
(solar altitude angle) và biến thiên trong phạm 
vi từ 0 đến . Góc thiên đỉnh được xác định 
thông qua Công thức (4), 
 (4) 
trong đó, e là góc cao độ mặt trời, đơn vị là 
radian và được xác định bằng Công thức (5), 
(5) 
Độ dài bóng nắng của một vật thể thẳng đứng 
lên bề mặt đất phẳng, L, có thể được xác định từ 
Công thức (6), 
(6) 
trong đó, H là độ cao của vật thể thẳng đứng 
tính từ mặt đất phẳng. 
Từ Công thức (6), độ dài bóng nắng thay đổi 
trong một ngày (ban ngày) của một vật thể 
thẳng đứng trên bờ mặt đất phẳng có thể tính 
được. Khi đó, tiến hành so sánh độ dài của 
bóng nắng đo được trên ảnh đã hiệu chỉnh với 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 36
kết quả vừa tìm được, ta có thể xác định được 
thời gian chụp của tấm ảnh. 
3. KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ THU 
THẬP SỐ LIỆU 
Khu vực cửa sông Nanakita, bờ biển Sendai, 
tỉnh Miyagi, Nhật Bản (Hình 2) được chọn là 
khu vực nghiên cứu. Ảnh vệ tinh khu vực này 
được tải về từ Google Earth Pro. Có 15 ảnh rõ 
nét chụp trong giai đoạn từ năm 2002 đến nay 
được thu thập. Ngày chụp của mỗi ảnh được 
hiển thị nhưng giờ chụp cụ thể trong ngày đó 
lại không có. 
 Hình 2. Bản đồ khu vực nghiên cứu Hình 3. Ảnh hàng không sau khi đã được 
 hiệu chỉnh (chụp ngày 6/3/2011 
Ngoài ra, khu vực này cũng được chụp ảnh 
hàng không từ 1 đến 2 tháng một lần từ năm 
1990 đến nay. Các ảnh hàng không này có 
ngày, giờ chụp rất chi tiết nên sẽ là nguồn số 
liệu hữu ích để kiểm chứng kết quả tính toán 
khi áp dụng Phương pháp 1 và 2 đã trình bày 
ở trên. Đây cũng là lý do chính khu vực này 
được chọn làm khu vực nghiên cứu. Các ảnh 
thu thập được bao hàm hai tòa nhà thuộc nhà 
máy xử lý nước thải Minami Gamo. Độ cao 
lần lượt của hai tòa nhà 1 (bên trái) và 2 (bên 
phải) là 13,7 m và 20,45 m. 
Ảnh hàng không được chụp theo các thời 
điểm khác nhau từ máy bay nên cần được hiệu 
chỉnh về cùng một hệ trục tọa độ địa lý. Mặc 
dù các ảnh vệ tinh tải về từ Google Earth Pro 
đã được hiệu chỉnh, tuy nhiên giữa các ảnh 
vẫn có độ sai lệch nhất định. Do vây, chúng 
một lần nữa được hiểu chỉnh về cùng hệ tọa 
độ địa lý với ảnh hàng không. Các bước, kỹ 
thuật và thông tin chi tiết về quá trình hiệu 
chỉnh ảnh được trình bày trong Moore, 2000. 
Số liệu triều tại trạm Cảng Sendai được thu 
thập từ website của NOWPHAS-Japan và 
được sử dụng trong quá trình hiệu chỉnh triều 
trong nghiên cứu này. Mực nước trung bình 
tại trạm này là T.P. +0,9 m (Mốc tọa độ 
Tokyo). Độ lớn triều của khu vực nghiên cứu 
là 1,6 m với mực nước triều thấp và cao lần 
lượt là 0.00 m và +1,60 m. Độ dốc bờ biển là 
0,11. Giá trị này được sử dụng như là độ dốc 
của toàn bộ bờ biển khu vực nghiên cứu. 
6/3/2011 (a) 
 12 /3/ 2011 (b) 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 37
Hình 4. Cách đo đạc góc phương vị và độ dài bóng nắng 
trên ảnh hàng không và ảnh vệ tinh đã được hiệu chỉnh 
Ảnh hàng không và ảnh vệ tinh được hiệu 
chỉnh về cùng hệ tọa độ toàn cầu WGS84 (World 
Geodetic System 1984) thông qua một nhóm các 
điểm kiểm soát cố định (ground control point) và 
các phép chuyển vị. Một đường thẳng song song 
với hướng đường bờ biển và hợp với phương 
chính bắc một góc 210° theo hướng cùng chiều 
kim đồng hồ được chọn làm đường cơ sở cho quá 
trình xác định vị trí đường bờ. Vị trí đường bờ 
được mặc định là vị trí đường ướt/khô. Đường 
này được trích xuất từ ảnh đã được hiệu chỉnh 
dựa trên sự khác nhau về cường độ màu khác 
nhau giữa phía ướt và phía khô. Thông tin chi tiết 
liên quan đến vấn đề này có thể tìm hiểu thêm 
trong các nghiên cứu Boak và Turner, 2005 và 
Moore, 2000. 
Góc phương vị và độ dài bóng nắng của hai 
tòa nhà được đo đạc từ các ảnh đã được hiệu 
chỉnh. Hình 3 thể hiện một ảnh hàng không của 
khu vực nghiên cứu sau khi đã được chỉnh. Trong 
đó, vị trí của hai tòa nhà được đánh dấu bằng các 
hình chữ nhật màu đỏ. Hình 4 thể hiện một số 
ảnh hàng không và vệ tinh của khu vực nghiên 
cứu sau khi đã được hiệu chỉnh được dùng để đo 
đạc góc phương vị và độ dài bóng nắng. 
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
4.1 Thời gian chụp của ảnh hàng không và 
ảnh vệ tinh 
Thời gian chụp ảnh thực tế và tính toán của 
các ảnh thể hiện trong Hình 4 được trình bày 
trong Bảng 2. Thời gian chụp tính toán của một 
ảnh là trung bình thời gian chụp xác định thông 
qua hai tòa nhà trong ảnh. Trong một số trường 
hợp, thời gian chụp chỉ có thể được xác định từ 
một trong hai tòa nhà do góc phương vị hoặc độ 
dài bóng nắng bị khuất hoặc không rõ ràng. Sơ 
đồ mô tả cách xác định góc phương vị và độ dài 
bóng nắng được thể hiện trong Hình 4(a). Sự sai 
khác giữa thời gian chụp ảnh thực tế và thời gian 
chụp ảnh tính toán được đặt là ∆t và được thể 
hiện trong Hình 5. Theo các kết quả đó, sự sai 
khác lớn nhất khi xác định từ Phương pháp 1 và 
2 lần là 7 phút và 30 phút. Như vậy, sai số khi 
xác định giờ chụp bằng Phương pháp 2 lớn hơn 
rất nhiều so với Phương pháp 1. Sai số lớn đó có 
thể đến từ nhiều nguyên nhân khách quan như 
mặt đất không bằng phẳng, hay do sai số xác 
(h) 
6/4/2011 
7 /9/2012 
1 /5/2015 
(c) 7 /9/2011 (d) 
4/7/ 2012 (e) (f) 
2/7/2014 (g) 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 38
định độ dài bóng nắng trong ảnh đã hiệu chỉnh 
lớn. Hình 6 thể hiện mực nước tại trạm cảng 
Sendai trong thời điểm chụp của các ảnh. 
(7) 
(8) 
Theo đó, rất nhiều ảnh được chụp vào thời 
điểm mực nước biển rất thấp hoặc rất cao. Điều 
này có thể dẫn tới sai số lớn của vị trí đường bờ 
trích xuất từ ảnh nếu không thực hiện việc hiệu 
chỉnh ảnh hưởng của thủy triều. Nhằm làm rõ 
hơn về sai khác lớn nhất của mực nước biển do 
sai số trong việc xác định thời gian chụp ảnh 
gây ra, một hàm như trong Công thức (7) được 
sử dụng để mô tả sự vận động của thủy triều. 
Hàm này đã được đơn giản hóa từ hàm lý thuyết 
mô tả vận động của thủy triều (Công thức 8). 
trong đó, c là biên độ triều; σ là tần số góc 
triều; 
 là độ lệch pha. Trên cơ sở Công thức 
(7), mối quan hệ giữa sai khác mực nước, ∆y, do 
sai số thời gian khi xác định thời gian chụp ảnh 
gây ra, ∆t, được thể hiện theo Công thức (9), 
 (9) 
Bảng 2. Thời gian chụp thực và tính toán của các ảnh 
Ảnh 
(Hình) 
Thời gian chụp 
(UTC+9.00) Osaka, Sapporo, Tokyo 
Thực tế Tính toán (Đơn vị: Phút) Ghi chú Phương pháp 1 Phương pháp 2 
Hình 4a 9:53 9:53 10:00 (+7) Hàng không 
Hình 4b Không xác định 13:50 Không xác định Vệ tinh (Google Earth Pro) 
Hình 4c Không xác định 14:32 Không xác định Hàng không (GSI-Japan) 
Hình 4d 14:25 14:30 (+5) 14:15 (−10) Hàng không 
Hình 4e 14:10 14:07 (−3) 14:11 (+1) Hàng không 
Hình 4f 11:20 11:20 11:55 (+35) Hàng không 
Hình 4g 14:22 14:21 (−1) 14:11 (−11) Hàng không 
Hình 4h 14:00 13:59 (−1) 14:23 (+23) Hàng không 
1/2011 7/2011 1/2012 7/2012 1/2013 7/2013 1/2014 7/2014 1/2015 7/2015 1/2016
-20
-10
0
10
20
30
Thoi gian
∆t
(M
in
.
)
- Phuong phap 1
- Phuong phap 2
Hình 5. Sai số giữa thời gian chụp ảnh thực tế và thời gian chụp tính toán từ hai phương pháp 
(∆t =thời gian chụp tính toán-thời gian chụp thực tế) 
Thoi gian
z 
(m
)
1/2011 7/2011 1/2012 7/2012 1/2013 7/2013 1/2014 7/2014 1/2015 7/2015 1/2016-1
-0.5
0
0.5
1
 - Thuy trieu - Hang khong - Ve tinh (Google)
Hình 6. Thời gian chụp tính toán (ảnh vệ tinh) và thực tế (ảnh hàng không và mực nước biển tính 
toán tại trạm Cảng Sendai (T.P., mốc cao độ Tokyo) 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 39
Một ví dụ minh họa khi khu vực biển có bán 
nhật triều với độ lớn 1,5 m (c=0,75 m), thì sai 
khác mực nước lớn nhất tương ứng với 7 phút 
sai số thời gian chụp ảnh như đề cập ở trên là 
∆ymax = 5 cm. Do đó, sai số mực nước triều 
trong trường hợp này có thể được bỏ qua. 
Từ các kết quả trình bày ở trên, có thể khẳng 
định rằng phương pháp xác định thời gian chụp 
ảnh từ góc phương vị (Phương pháp 1) có độ 
chính xác cao và cao hơn phương pháp xác định 
thông qua độ dài bóng nắng (Phương pháp 2). 
Hơn nữa, sai số của Phương pháp 1 có thể chấp 
nhận được cho mục đích hiệu chỉnh ảnh hưởng 
triều lên vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh. 
4.2 Hiệu chỉnh ảnh hưởng triều lên bộ số 
liệu đường bờ trích xuất từ ảnh vệ tinh 
Ảnh vệ tinh tải về từ Google Earth Pro, hay 
ảnh hàng không thu thập từ GSI Japan hoặc từ 
các nguồn mở khác mà giờ chụp cụ thể không 
có thì có thể được xác định thông qua hai 
phương pháp đã trình bày ở trên. Thời gian chụp 
của các ảnh vệ tinh trong nghiên cứu này được 
xác định thông qua Phương pháp 1. Sau khi có 
được thời gian chụp của từng ảnh thì quá trình 
hiệu chỉnh ảnh hưởng triều lên bộ số liệu đường 
bờ cũng sẽ được thực hiện. Mức độ hiệu chỉnh 
vị trí đường bờ là tích giữa độ chênh lệch mực 
nước tại thời điểm chụp ảnh và mực nước biển 
trung bình và độ dốc bờ biển (0,11). Hình 7 thể 
hiện sự thay đổi vị trí đường bờ theo thời gian 
tại một mặt cắt ngang trong hai trường hợp có 
và không có hiệu chỉnh triều. Kết quả cho thấy 
mức độ hiệu hiệu chỉnh vị trí đường bờ lớn nhất 
là 9,1 m. Ngoài các sai số trong quá trình 
hiệu chỉnh ảnh, quá trình trích xuất vị trí 
đường bờ thì số liệu đường bờ sẽ có sai số 
lớn hơn rất nhiều nếu không được hiệu chỉnh 
ảnh hưởng triều. 
Thoi gian
y 
(m
)
1/2011 7/2011 1/2012 7/2012 1/2013 7/2013 1/2014 7/2014
150
160
170
180
190 - Hieu chinh trieu
- Khong hieu chinh trieu
Hình 7. Diễn biến theo thời gian của vị trí đường bờ trích xuất từ ảnh vệ tinh 
trong hai trường hợp không hiệu chỉnh và hiệu chỉnh ảnh hưởng triều 
5. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu này đã giới thiệu các phương 
pháp xác định thời gian chụp của ảnh để thực 
hiện việc hiệu chỉnh ảnh hưởng triều lên số liệu 
đường bờ trích xuất từ ảnh không rõ giờ chụp. 
Các phương pháp này rất hữu ích cho các ảnh 
thu thập từ Google Earth Pro, GSI Japan và các 
nguồn mở khác. Thời gian chụp của ảnh có thể 
được xác định từ góc phương vị mặt trời 
(Phương pháp 1) và độ dài bóng nắng của vật 
thể thẳng đứng trên mặt đất phẳng thông qua 
góc thiên đỉnh mặt trời (Phương pháp 2). Thời 
gian chụp ảnh xác định từ Phương pháp 1 có độ 
chính xác cao hơn rất nhiều so với Phương pháp 
2. Sai số khi xác định thời gian chụp ảnh có thể 
bỏ qua cho mục đích hiệu chỉnh ảnh hưởng của 
triều lên vị trí đường bờ. 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 40
TÀI LỆU THAM KHẢO 
Adityawan, M. B., Tanaka, H. (2013). Shoreline changes at Sendai Port due to the Great North 
East Japan, Tsunami of 2011. Proceedings of the 7th International Conference on Coastal 
Dynamics, 63–72. 
Boak, E. H., Turner, I. L. (2005). Shoreline definition and detection: A review. Journal of Coastal 
Research, 21, 688–703. 
Crowell, M., Leatherman, S. P., Buckley, M. K. (1991). Historical shoreline change: Error analysis 
and mapping accuracy. Journal of Coastal Research, 7, 839–852. 
Chen, W. W., Chang, H. K. (2009). Estimation of shoreline position and change from satellite 
images considering tidal variation. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 84, 54–60. 
Hartmann, L. D. (1994). Global physical climatology. Academic Press: New York, 411p. 
Hoang, V. C., Tanaka, H., Mitobe, Y. (2014). Analysis of shoreline behavior on Sendai coast before 
and after the 2011 tsunami. Proceedings of the 34th International Conference on Coastal 
Engineering. 
Hoang, V. C., Thanh, T. M., Viet, N. T., Tanaka, H. (2015). Shoreline change at the Da Rang River 
Mouth, Vietnam. Proceedings of the 5th International Conference on Estuaries and Coasts, 312-
318. 
Iqbal, M. (1982). An introduction to solar radiation, 1st ed.; Academic Press: New York, 390p. 
Leatherman, S. P. (2003). Shoreline change mapping and management along the U.S. east coast. 
Journal of Coastal Research, 38, 5-13. 
Moore, L. J. (2000). Shoreline mapping techniques. Journal of Coastal Research, 16, 111-124. 
Noshi, Y., Uda, T., Kobayashi, A., Miyahara, S. (2015). Beach changes observed in Phan Rang 
City in southeast Vietnam. Proceedings of the 8th International Conference on Asian and Pacific 
coasts, 163-170. 
Reda, I., Andreas, A. (2004). Solar position algorithm for solar radiation applications. Solar 
Energy, 76, 577–589. 
Abstract: 
METHOD FOR CORRECTING TIDAL EFFECT ON SHORELINE POSITION 
EXTRACTED FROM UNKNOWN CAPTURE TIME IMAGE 
It is inevitable to find in studies that shoreline position extracted from unknown capture time aerial 
photograph or satellite image was not corrected to tidal effect. In this study, an approach is 
introduced that can estimate the capture time of image from the solar azimuth angle and the length 
of shadow of a vertical object on the horizontal surface on the earth. The capture time of the aerial 
photograph estimated from solar azimuth angle has a much smaller deviation than the one 
estimated from the length of the shadow. This error is acceptable for tidal correction purposes. The 
approach was also utilized to estimate the capture time of a set of satellite images on Sendai coast. 
Therefore, the tidal correction was implemented for shoreline positions extracted from those 
images. 
Keywords: tidal correction; solar azimuth angle; solar zenith angle; shoreline position; Google 
Earth Pro; image capture time 
Ngày nhận bài: 15/12/2017 
Ngày chấp nhận đăng: 03/3/2018