Ảnh quan sát (ảnh ortho) được dựng lại từ các khung ảnh bằng phương pháp điểm thẳng hàng (collinearity equation) và biến đổi phối cảnh (perspective transform). Để kiểm chứng độ chính xác của phương pháp, thí nghiệm được tiến hành tại vùng có thể quan sát được trước khi áp dụng lên mặt sông. Phương pháp optical flow (dòng chảy quang học) được sử dụng để tính toán vận tốc sóng trên bề mặt sông. Kết quả cho thấy vector vận tốc sóng trùng với sóng do tàu bè qua lại và sóng nhỏ do các hiện tượng tự nhiên. Nghiên cứu ban đầu của thí nghiệm cho thấy mặc dù phương tiện di chuyển qua lại tạo ra nhiều sóng nhưng các sóng này có biên độ dao động nhỏ và thời gian kết thúc nhanh.

Sạt lở ven sông tại các nhánh sông lớn có nhiều tàu bè qua lại đang là vấn đề nghiêm trọng hiện nay tại đồng bằng sông Cửu Long. Đồng bằng sông Cửu Long có một diện tích mặt nước lớn với nhiều con sông có diện tích mặt cắt rất rộng, khi diện tích mặt cắt của con sông đạt một mức độ nào đó, các đặc điểm cơ học của mặt sông cũng tương tự như mặt biển. Hiện nay, các phương pháp đo lường tiêu chuẩn là thả trực tiếp phao đo (bouy) lên mặt nước để thu thập số liệu. Mặc dù phương pháp này cho kết quả chính xác, việc tốn thời gian và nguồn lực lắp đặt thiết bị cũng là trở ngại trong quá trình tính toán đo đạc. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về sự thay đổi tại các bờ sông, bờ biển chủ yếu được tiến hành trên ảnh viễn thám GIS hoặc Google Earth. Nghiên cứu về sự phân bố các chất lơ lửng trên sông Hồng bằng ảnh vệ tinh đã được thực hiện (Nguyen et al., 2016). Các nhà nghiên cứu cũng chú ý đến việc thay đổi hình thái sông (Điệp và ctv., 2019; Thành và ctv., 2019) dựa trên ảnh từ phần mềm Google Earth hoặc ảnh vệ tinh LANDSAT. Các nghiên cứu này có nhược điểm chỉ có thể nghiên cứu trên các nhánh sông lớn có thể quan sát tốt từ vệ tinh với một độ sai số chấp nhận được, tuy nhiên nếu các phương pháp này áp dụng lên những nhánh sông nhỏ hơn, kết quả có thể xuất hiện sai số lớn.

Hiện nay, ứng dụng máy bay không người lái (unmanned aerial vehicle - UAV) vào trong lĩnh vực trắc địa bản đồ mang lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm thời gian và công sức rất nhiều lần so với công nghệ truyền thống. Phương pháp này cho phép người nghiên cứu có thể quan sát đường biển dọc theo đường bờ, từ đó có thể tính toán được độ sâu của khu vực rất gần bờ biển (Sun et al., 2019). Ngoài ra thiết bị bay cũng giúp đánh giá các đặc điểm thủy triều, sóng từ xa bờ ảnh hưởng đến đường bờ biển (Matsuba & Sato., 2018; Luu et. al., 2020). Tuy nhiên, tại Việt Nam, vì lý do an ninh quốc gia nên việc áp dụng các thiết bị bay cần thời gian.

Trong lĩnh vực cảm nhận hình ảnh (image sensing), vận tốc sóng trên ảnh vệ tinh hoặc trên các phim từ máy ảnh thường được tính bằng phương pháp tương quan chéo (cross-correlation) và phương pháp vận tốc của từng phần tử điểm (particle image velocimetry - PIV) (Dalrymple et al., 1998). Phương pháp tương quan chéo cho kết quả trung bình của khung hình và không thể hiện được vận tốc cụ thể của từng điểm ảnh. Trong khi đó, phương pháp PIV lại phải chọn từng điểm ảnh thủ công trên từng khung hình. Derian and Almar (2017) chỉ ra rằng phương pháp optical flow (dòng chảy quang học) cho kết quả tốt hơn, do phương pháp này biểu diễn được vận tốc của từng pixel ảnh một cách tự động và trực quan hơn.

Hiện nay, các ứng dụng thu thập hình ảnh bằng máy bay không người lái hoặc máy ảnh chỉ tập trung chủ yếu tại các đường bờ biển. Các khu vực sông lớn, thu thập hình ảnh vẫn dựa trên ảnh vệ tinh. Tuy nhiên, độ sai lệch của ảnh vệ tinh là lớn và có thể không có đủ dữ liệu cho vùng sông nhỏ cần quan sát. Vì vậy, phương pháp đo đạc vận tốc trên bề mặt sông bằng máy ảnh cố định vị trí (land-based camera) được trình bày trong nghiên cứu. Khúc sông được chọn có mật độ tàu bè qua lại cao, do đó sóng tồn tại trên mặt sông có vận tốc và hướng ngẫu nhiên. Máy ảnh được bố trí với các góc nghiêng khác nhau để thu thập dữ liệu. Ảnh nghiêng cho diện tích quan sát tốt hơn ảnh ortho, tuy nhiên phép đo bằng ảnh nghiêng lại không cho kết quả chính xác. Vì vậy, phần phương pháp trình bày một phương pháp dựng ảnh ortho từ ảnh nghiêng. Vận tốc trên bề mặt được đo bằng phương pháp dòng chảy quang học trên ảnh dựng lại. Mục tiêu của nghiêng cứu này nhằm trình bày một phương pháp đánh giá vận tốc sóng trên bề mặt sông cũng như mối tương quan giữa vận tốc tự nhiên và vận tốc do tàu bè di chuyển. Độ lớn của vận tốc cũng là cơ sở để đo những thành phần khác của sóng như độ dài sóng và vận tốc dòng chảy.

nqhuy