Khảo sát độ chính xác xác định nhiệt độ bề mặt bằng ảnh vệ tinh landsat khu vực hà nội

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT BẰNG ẢNH VỆ TINH LANDSAT KHU VỰC HÀ NỘI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ TRẦN THỊ HUẾ HÀ NỘI, NĂM 2017 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii THÔNG TIN LUẬN VĂN vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU .4 1.1 Khái quát nhiệt độ bề mặt đất 1.1.1 Khái niệm nhiệt độ bề mặt đất 1.1.2 Cán cân nhiệt mặt đất 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất 1.2 Khái quát viễn thám ảnh vệ tinh Landsat 1.2.1 Giới thiệu viễn thám .8 1.2.2 Giới thiệu chung liệu ảnh vệ tinh Landsat 11 1.2.3 Khả ứng dụng viễn thám nghiên cứu xác định nhiệt độ bề mặt đất từ liệu ảnh vệ tinh Landsat .15 1.3 Tình hình nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất ảnh vệ tinh Landsat giới Việt Nam 18 1.3.1 Thế giới 19 1.3.2 Việt Nam 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT TỪ ẢNH VỆ TINH LANDSAT 23 2.1 Cơ sở khoa học xác định nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat 23 2.1.1 Cơ sở lý thuyết xác định nhiệt độ bề mặt 23 2.1.2 Phương pháp tính tốn xác định nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat 26 2.2 Đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat 35 iv 2.3 Quy trình xác định nhiệt độ bề mặt đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat .37 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT TỪ ẢNH VỆ TINH LANDSAT TẠI KHU VỰC HÀ NỘI 38 3.1 Khu vực nghiên cứu 38 3.1.1 Vị trí địa lý 38 3.1.2 Đặc điểm tự nhiên 39 3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 41 3.2 Tư liệu sử dụng 43 3.3 Thực nghiệm xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội 44 3.3.1 Tiền xử lý ảnh vệ tinh Landsat 45 3.3.2 Xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội .46 3.3.3 Thành lập đồ nhiệt độ bề mặt thành phố Hà Nội 48 3.4 Đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ TIẾNG ANH Ý NGHĨA VIẾT TẮT LST GIS NĐBM Nhiệt độ bề mặt CSDL Cơ sở liệu TM Thematic Mapper MSS Multispectral Scanner 10 11 Land surface temperature Nhiệt độ bề mặt đất Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý Enhanced Thematic Bộ cảm đồ chuyên đề Bộ cảm quang học Mapper Plus Bộ cảm đồ chuyên đề nâng cao OLI Operational Land Imager Bộ thu nhận ảnh mặt đất TIRS Thermal Infrared Sensor Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt UHI Urban Heat Island Đảo nhiệt đô thị Normalized Difference Chỉ số thực vật ETM+ NDVI Vegetation Index vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hiệu nhiệt độ đất sườn dốc hướng Nam hướng Bắc độ sâu 10cm vào tháng ( dốc nghiêng 20 – 22 độ) Bảng 1.2 Các hệ vệ tinh Landsat 12 Bảng 1.3 Một số thông số kênh phổ ảnh vệ tinh Landsat 13 Bảng 1.4 Ứng dụng kênh phổ ảnh Landsat 14 Bảng 2.1 Giá trị ML , AL ảnh Landsat 26 Bảng 2.2 Các giá trị tầm nhìn ban đầu FLAASH .31 Bảng 2.3 Giá trị K1, K2 ảnh hồng ngoại nhiệt Landsat 34 Bảng 2.4 Giá trị số .35 Bảng 3.1 Thống kê cảnh ảnh sử dụng để tính LST 44 Bảng 3.2 Số liệu nhiệt độ đo trạm quan trắc khí tượng tính thơng qua ảnh vệ tinh Landsat .50 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất tồn cầu tháng 2/2017 Hình 1.2 Nguyên lý viễn thám Hình 1.3 Thống kê ứng dụng ảnh viễn thám 10 Hình 1.4 Vệ tinh Landsat 12 Hình 1.5 Các đám cháy phát tồn cầu (màu đỏ) từ tháng năm 1996 tháng năm 2010 17 Hình 1.6 Khu vực hình thành đảo nhiệt Casablanca 20 Hình 1.7 Bản đồ nhiệt Nakuru-Kenya 1989-2016 20 Hình 2.1 Đặc điểm phát xạ nhiệt vật chất 23 Hình 2.2 Cửa số khí vùng phát xạ nhiệt .25 Hình 2.3 Giao diện hiệu chỉnh khí FLAASH 29 Hình 2.4 Giá trị tính tốn nước nhiệt độ bề mặt từ mơ hình khí MODTRAN 30 Hình 2.5 Lựa chọn mơ hình MODTRAN dựa vào kinh độ vĩ độ/dựa vào mùa năm .30 Hình 2.6 Quy trình xác định nhiệt độ bề mặt đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt từ tư liệu ảnh vệ tinh Landsat 37 Hình 3.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 38 Hình 3.2 Cắt ảnh khu vực thành phố Hà Nội theo ranh giới 45 Hình 3.3 Hiệu chỉnh ảnh hưởng khí 45 Hình 3.4 Chỉ số thực vật NDVI khu vực thành phố Hà Nội 46 Hình 3.5 Độ phát xạ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội 47 Hình 3.6 Bản đồ nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội 48 Hình 3.7 Mối tương quan kết nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh so với nhiệt độ đo trạm khí tượng khu vực Hà Nội 51 viii THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ tên học viên: Trần Thị Huế Lớp: CH1TĐ Khóa: Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Thành Tên đề tài: Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh Landsat khu vực Hà Nội Luận văn trình bày kết nghiên cứu đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt cho khu vực Hà Nội dựa liệu ảnh vệ tinh Landsat Kết tính tốn đối sánh với số liệu đo thực tế trạm quan trắc khí tượng để chứng minh tính ưu việt phương pháp điều kiện thực tế Kết nghiên cứu đóng góp hướng tiếp cận giải cho vấn đề xác định yếu tố khí tượng liên quan đến q trình nhiệt, dùng hỗ trợ cho tốn mơi trường, biến đổi khí hậu, hay q trình thị hóa mạnh mẽ diễn MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Nhiệt độ bề mặt đất coi nhiệt độ lớp nằm bề mặt đất khí quyển, trì thành phần đến xạ Mặt trời, xạ sóng dài, thành phần thoát xạ hồng ngoại từ mặt đất, thông lượng nhiệt nhiệt ẩn, thông lượng nhiệt vào mặt đất Nhiệt độ bề mặt đất thông số quan trọng nghiên cứu trạng môi trường, đặc biệt với môi trường đô thị Nhiệt độ bề mặt đất tham số quan trọng việc đặc trưng hóa trao đổi lượng bề mặt đất khí Chính thế, nhiệt độ bề mặt sử dụng nhiều nghiên cứu khí hậu, khí quyển, thủy văn, sinh địa hóa nghiên cứu biến động mơi trường, địa chất Thành phố Hà Nội đô thị phát triển bậc Việt Nam Sự phát triển kinh tế – xã hội gia tăng dân số không ngừng tác động lớn đến biến đổi khí hậu, rõ nét tăng lên nhiệt độ bề mặt đô thị so với vùng lân cận, hình thành nên “đảo nhiệt” (heat island) lớp biên khí bên thành phố, đồng thời ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt sản xuất người dân Viễn thám nhiệt thể tốt khả thám sát trường nhiệt độ Nguồn liệu viễn thám lý tưởng kết hợp với số liệu nhiệt độ trạm quan trắc khí tượng, thơng qua phương pháp khác để thành lập đồ nhiệt độ bề mặt đất, thiết lập mối quan hệ nhiệt độ bề mặt với thay đổi trạng lớp phủ, nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất để theo dõi hỏa hoạn, cháy rừng, … Do đó, cơng tác đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt đất quan trọng để kiểm tra tính đắn kết Chính lý nêu trên, chọn đề tài “Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh Landsat khu vực Hà Nội” 2 Mục tiêu đề tài: Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực Hà Nội tư liệu ảnh vệ tinh Landsat Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nhiệt độ bề mặt đối tượng trích xuất từ ảnh vệ tinh có kênh nhiệt với độ phân giải trung bình từ 60m-120m - Phạm vi nghiên cứu: khu vực Hà Nội Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thu thập, phân tích hệ thống hóa thơng tin: Thu thập số liệu, tài liệu chun mơn, đề tài khoa học có liên quan cơng bố, phân tích tài liệu kết nghiên cứu, hệ thống hóa thơng tin chọn lọc thành có liên quan đến đề tài; - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Thu thập, lấy mẫu, chụp ảnh, giải đốn, mơ tả yếu tố liên quan đến nhiệt độ bề mặt thành phố Hà Nội; - Phương pháp viễn thám: Dùng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat thu thập, xử lý thành lập đồ nhiệt, tính tốn nhiệt độ bề mặt đất ; - Phương pháp GIS: Thành lập đồ nhiệt phát xạ bề mặt thành phố Hà Nội, chồng xếp phân lớp thông tin nhiệt độ… ; - Phương pháp thống kê: Thống kê số liệu nhiệt độ bề mặt đất Hà Nội; - Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến góp ý giáo viên hướng dẫn, nhà khoa học vấn đề nội dung luận văn Nội dung nghiên cứu: - Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu nhiệt độ bề mặt, thành lập đồ nhiệt nước quốc tế - Tổng quan sở khoa học công nghệ viễn thám việc xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội - Nghiên cứu đặc điểm điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt độ bề mặt thành phố Hà Nội - Tính tốn nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat cho khu vực thành phố Hà Nội - Ứng dụng công nghệ GIS điều tra, khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt ảnh Landsat thành phố Hà Nội trạm đo khu vực Ý nghĩa khoa học thực tiễn Luận văn “Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh Landsat khu vực Hà Nội” nghiên cứu có tính ứng dụng cơng nghệ khoa học cao, nghiên cứu cách hệ thống sở lý thuyết khả ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat công tác xác định nhiệt độ bề mặt thành lập đồ nhiệt độ bề mặt đất Nghiên cứu chứng minh việc áp dụng công nghệ viễn thám GIS quản lý tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch đô thị đắn, có tính hiệu cao phù hợp với thực tiễn Kết nghiên cứu luận văn sở để theo dõi biến động khí hậu Hà Nội, tư liệu hữu ích cho việc quản lý mơi trường, giám sát tài nguyên thiên nhiên quy hoạch đô thị Cấu trúc luận văn Luận văn có cấu trúc sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu Chương 2: Cơ sở khoa học ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu nhiệt độ bề mặt Chương 3: Thực nghiệm khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực Hà Nội Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo 43 2,8 tỷ USD (tăng 2,6 lần so với năm 2015) Tổng vốn đầu tư xã hội ước thực đạt 277,95 nghìn tỷ đồng, tăng 10% so với năm 2015  Giáo dục – đào tạo Từ nhiều kỷ, vị kinh đô giúp Thăng Long – Hà Nội trở thành trung tâm giáo dục Việt Nam Năm 2009, Hà Nội có 677 trường tiểu học, 581 trường trung học sở 186 trường trung học phổ thông với 27.552 lớp học, 982.579 học sinh Là hai trung tâm giáo dục đại học lớn quốc gia, địa bàn Hà Nội có 50 trường đại học nhiều cao đẳng, đạo tạo hầu hết ngành nghề quan trọng Năm 2007, thành phố có 606.207 sinh viên, Hà Tây tập trung 29.435 sinh viên Nhiều trường đại học như: Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Y Hà Nội, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội,Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội trường đào tạo đa ngành chuyên ngành hàng đầu Việt Nam [29] 3.2 Tư liệu sử dụng Để tính tốn nhiệt độ xạ bề mặt thành phố Hà Nội, đề tài sử dụng sản phẩm ảnh Landsat Các thông số kỹ thuật sản phẩm ảnh vệ tinh Landsat sau: - Loại sản phẩm: xử lý mức 1T nghĩa cải biến dạng chênh cao địa hình - Định dạng: GeoTIFF - Phép chiếu đồ: UTM - Hệ tọa độ: WGS 84 - Định hướng: theo hướng Bắc đồ 44 - Kích thước Pixel: 15m/30m/100m tương ứng ảnh Đen trắng /Đa phổ/Nhiệt - Độ xác: với cảm OLI đạt sai số 12m theo tiêu chuẩn CE, có độ tin cậy 90% với cảm TIRS đạt sai số 41m theo tiêu chuẩn CE, có độ tin cậy 90% - Dữ liệu ảnh: độ phân giải phổ 16 bit, tải dạng file nén có định dạng tar.gz Landsat thu nhận xấp xỉ 400 cảnh/ngày, nhiều 250 cảnh/ngày so với Landsat So với Landsat 7, Landsat có độ rộng dải chụp, độ phân giải ảnh chu kỳ lặp lại 16 ngày Luận văn sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat tải từ website: https://landsatlook.usgs.gov tệp ranh giới thành phố Hà Nội Trong phạm vi thời gian nghiên cứu, học viên sử dụng liệu ảnh vào năm 2017 Các cảnh ảnh sử dụng luận văn thống kê bảng 3.1 đây: Bảng 3.1 Thống kê cảnh ảnh sử dụng để tính LST STT Tên ảnh Ngày chụp Giờ chụp Độ che phủ (VN) mây (%) LC081270452017155LGN00 04/06/2017 10:22:46 6% LC081270462017155LGN00 04/06/2017 10:23:10 10% 3.3 Thực nghiệm xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội Đề tài nghiên cứu sử dụng phần mềm ENVI 5.2 để tính tốn giá trị xạ, hiệu chỉnh ảnh hưởng đỉnh khí quyển, phản xạ phổ bề mặt, số NDVI, độ phát xạ, nhiệt độ độ sáng, nhiệt độ bề mặt phần mềm ArcGIS 10.2 để trình bày đồ nhiệt độ bề mặt đất khu vực thành phố Hà Nội 45 3.3.1 Tiền xử lý ảnh vệ tinh Landsat Hình 3.2 Cắt ảnh khu vực thành phố Hà Nội theo ranh giới Hình 3.3 Hiệu chỉnh ảnh hưởng khí 46 3.3.2 Xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội  Chỉ số thực vật (NDVI) Hình 3.4 Chỉ số thực vật NDVI khu vực thành phố Hà Nội Chỉ số NDVI nhận giá trị khoảng [-1;1] NDVI < 0.0 đại diện cho thủy hệ, NDVI khoảng [0;0.2] tương ứng với khu vực đất trống Trong trường hợp NDVI khoảng từ [0.2;0.5] khu vực chứa đối tượng hỗn hợp bụi, đồng cỏ, xanh rải rác nơi có thảm thực vật thưa thớt NDVI > 0.5 khu vực coi phủ kín thực vật xạ điện từ không tới bề mặt đất Như vậy, qua ảnh ta thấy khu vực nghiên cứu đối tượng (thủy hệ, thực vật ) chiếm phần lớn khu vực hỗn hợp gồm nhiều đối tượng khác 47  Độ phát xạ 𝛆 Hình 3.5 Độ phát xạ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội Độ phát xạ có liên quan đến tình trạng lớp phủ mặt đất tỷ lệ thuận với sinh khối thực vật Phân tích độ phát xạ đối tượng lớp phủ bề mặt cho thấy khu vực có thực vật thường có giá trị cao, đặc biệt khu vực có mật độ thực vật dày ( công viên, rừng tự nhiên, rừng trồng), độ phát xạ thường đạt 0.97 Mặt nước, sông, hồ có giá trị khoảng 0.930.95, tùy thuộc vào hàm lượng chất diệp lục nước Khu vực dân cư, thị, đất trống đối tượng có giá trị độ phát xạ thấp, giá trị trung bình vào khoảng (0.90-0.91), thường phản ánh cấu trúc bê tông, đường nhựa gạch Giá trị độ phát xạ đất nông nghiệp khoảng từ 0.92-0.94 phản ánh bề mặt hỗn hợp thực vật, đất nước 48 3.3.3 Thành lập đồ nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội Hình 3.6 Bản đồ nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội 49 Phân tích từ đồ cho thấy phân bố theo màu cuả nhiệt độ bề mặt khu vực khác Các khu dân cư, khu công nghiệp nơi có nhiệt độ bề mặt cao nhất, khu vực đất trống, cịn nơi có thực vật che phủ mặt nước có nhiệt độ bề mặt thấp Nhiệt độ bề mặt khoảng 30-35o C tập trung chủ yếu khu thị, nơi có đơng khu dân cư, xanh mật độ xanh thưa thớt hay khu vực đất trống Nhiệt độ bề mặt cao thành phố Hà Nội phân bố cách cục quận nội thành Hà Nội Sự chênh lệch vào thời điểm nghiên cứu lên đến 20oC – số lớn Điều lý giải lượng xanh quận nội thành ngày khu xây dựng, khu dân cư mọc lên nhiều Bê tơng hóa khu thị làm tăng nguy hấp thụ nhiệt mặt đất, khiến lớp khơng khí gần mặt đất trở nên nóng nung nóng mặt đất lâu Đây nguyên nhân làm cho nhiệt độ bề mặt khu vực nội thành tăng cao so với khu vực xung quanh Những khu vực có nhiệt độ thấp tập trung khu vực xanh, đồng cỏ, đất nơng nghiệp vùng có thực vật phong phú Thấp 20oC khu vực rừng quốc gia nơi có đất núi rừng Đây kết việc làm phân tán lượng mặt trời hấp thụ nhiệt thực vật qua trình nước từ Khu vực mặt nước ao hồ, sơng suối có nhiệt độ thấp Đây tác dụng điều hòa nước 3.4 Đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội Tại trạm khí tượng quốc gia, số đo nhiệt độ khơng khí đo lần/ngày vào 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19 22 Trong đó, số đo nhiệt độ mặt đất đo lần/ngày vào 1, 7, 13 19, khơng có số đo lúc 50 10g sáng vào bay vệ tinh Landsat qua vị trí Việt Nam Đây hạn chế trạm quan trắc mặt đất công tác xác định nhiệt độ bề mặt Vì vậy, việc đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bước cần thiết để kiểm tra tính đắn kết Trong nghiên cứu thực đánh giá sai số kết trích xuất nhiệt độ bề mặt từ tư liệu viễn thám số đo nhiệt độ khơng khí (do khơng có số đo nhiệt độ bề mặt đất) theo số liệu từ năm trạm đo: trạm Láng, trạm Ba Vì, trạm Sơn Tây, trạm Hà Đơng, trạm Hồi Đức vào ngày 04/06/2017 Bảng 3.2 Số liệu nhiệt độ đo trạm quan trắc khí tượng tính thơng qua ảnh vệ tinh Landsat Nhiệt độ Tọa độ STT Tên trạm Láng Ba Vì Sơn Tây Hà Đông Địa danh Láng Thượng, Đống Đa Tản Lĩnh, Ba Vì Quang Trung, TX Sơn Tây Ba La, đo X Y lúc 10h (m) (m) (độ C) Nhiệt độ tính thơng qua ảnh vệ tinh Landsat (độ C) 583126.6 2326045.0 31.8 34.1 536348.5 2334361.7 26.0 26.7 551918.6 2336985.8 26.3 28.8 577965.6 2318641.2 28.5 30.2 577913.6 2329709.2 25.1 27.6 Hà Đơng Hồi TT Nhổn, Đức Hồi Đức 51 Độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực thành phố Hà Nội tính theo cơng thức thể mục 2.3:  Sai số trung bình 𝜃=  Sai số trung phương [|𝑇𝑡í𝑛ℎ − 𝑇đ𝑜|] 𝑚 = ±√ [∆2 ] =1.94 (oC) =± 2.05 (oC) (3.1) (3.2)  Phân tích hồi quy Mơ hình hồi quy tuyến tính ứng dụng để xem xét mối tương quan kết nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh (biến Y) so với nhiệt độ đo trạm khí tượng khu vực Hà Nội (biến X) Phương trình hồi quy tuyến tính thể sau: Y=1.0398X + 0.8434 Hình 3.7 Mối tương quan kết nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh so với nhiệt độ đo trạm khí tượng khu vực Hà Nội Kết phương trình hồi quy tuyến tính phù hợp với tập liệu lên đến 93% (R2 = 0.93) Khảo sát năm trạm quan trắc khí tượng khu vực Hà Nội vào thời điểm cho ta thấy nhiệt độ bề mặt tồn thành 52 phố có xu hướng tăng dần từ ngoại thành (trạm Ba Vì, trạm Hoài Đức) nội thành (trạm Láng) Kết nhiệt độ bề mặt cho ta thấy số đo nhiệt độ từ ảnh vệ tinh cao số đo trạm khí tượng Điều giải thích bề mặt đất đốt nóng trực tiếp từ xạ mặt trời, khơng khí lại khơng bị đốt nóng trực tiếp lại chịu tác động gió lớp phủ bề mặt đất Vì vậy, nhiệt độ khơng khí ln có giá trị thấp Đây minh chứng cho thấy hạn chế quan trắc trạm đo mặt đất viễn thám giải pháp tối ưu hỗ trợ công tác giám sát nhiệt cho khu vực, đặc biệt mặt không gian 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua nghiên cứu cở sở lý thuyết thực nghiệm, ta rút số kết luận sau: - Xác định nhiệt độ bề mặt từ vệ tinh đáng tin cậy, dùng hỗ trợ cho tốn mơi trường biến đổi khí hậu, điều kiện lưới trạm đo mặt đất thiếu - Kết luận văn ước tính giá trị LST với độ lệch so với số đo thực tế 20 C với quy trình tính tốn đơn giản giải pháp tối ưu điều kiện thực tế Việt Nam - Phương pháp tính tốn nhiệt độ mặt đất qua liệu ảnh Landsat khả thi, nhanh chóng Với đặc trưng độ phủ trùm rộng, khả phân giải phổ tốt, độ phân giải không gian đa dạng cung cấp miễn phí, ảnh Landsat chứng tỏ nhiều điểm mạnh công tác nghiên cứu môi trường nói chung, nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất nói riêng cho khu vực nghiên cứu thành phố Hà Nội - Những kết nghiên cứu ban đầu nhiệt độ bề mặt đất liệu ảnh Landsat sở tài liệu hữu ích cho nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất, hình thành “đảo nhiệt” thị, hỗ trợ cho tốn mơi trường, biến đổi khí hậu hay q trình thị hóa mạnh mẽ diễn thành phố Hà Nội Kiến nghị - Cần đặt nhiều trạm quan trắc giá trị nhiệt độ bề mặt diện rộng khu vực nghiên cứu vào thời điểm thu nhận ảnh để có sở đánh giá độ xác kết thu - Vệ tinh Landsat cung cấp nguồn liệu ảnh phong phú, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu Tuy nhiên việc sử dụng ảnh Landsat 54 nhiều hạn chế Trong thời gian tới cần cập nhật nhiều liệu ảnh vệ tinh Landsat để thay ảnh Landsat gặp khó khăn với lỗi sọc ảnh sensor mang lại - Cần thử nghiệm khu vực khác với nguồn liệu vệ tinh khác để khẳng định tính đắn phương pháp 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jiang, Z., Wei, X., & Jiang, H (2011), Monitoring the land surface temperature using MODIS data in Zhejiang of China, In Proceeding of 19th International Conference on Geoinformatics, Shanghai, China, 2426th June 2011 Nguyễn Thị Bích Ngọc (2013), Mối quan hệ thị q trình thị hóa, nhiệt độ thị lớp phủ thực vật TP Hà Nội, Đại học Quốc Gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Truyền (2009), Bài giảng khí tượng nơng nghiệp, Trường Đại học Nông – Lâm Huế, Dự án hợp tác Việt Nam – Hà Lan Food and Agriculture Organization of the United Nations, Minutes of the Meeting between Representatives of U.S Federal Geographic Data Committee, Earth Cover Working Group and Vegetation Subcommittee and Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO: Soil resources, management and conservation service Đặng Thị Hồng Thủy, Giáo trình Khí tượng nơng nghiệp, NXB trường ĐH Quốc gia HN Vũ Thanh Hằng, Chu Thị Thu Hường, Giáo trình Khí tượng đại cương, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Nguyễn Trọng Tuyển (2001), Bài giảng Trắc địa ảnh viễn thám, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên, Phạm Thị Thương Huyền (2013), Cơ sở Viễn Thám, Giáo trình đại học, Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Luke Howard (1833), The climate of London, deduced from meteorological observation, vol 10 Jusuf, SK., Wong, NH, Hagen, E Anggoro, R and Yan, H (2007), The Influence of land use on the urban heat island in Singapore, Habitat International Journal 56 11 Hassan Rhinane, Atika Hilali, Hicham Bahi, Aziza Berrada (2012), Contribution of Landsat TM Data for the Detection of Urban Heat Islands Areas Case of Casablanca, Journal of Geographic Information System 12 Udhi C Nugroho and Dede Dirgahayu Domiri (2015), Identification of land surface temperature distribution of geothermal area in Ungaran mount by using landsat imagary, International Journal of Remote Sensing and Earth Sciences vol.12 13 Kimuku, C and Ngigi, M (2017), Study of Urban Heat Island Trends to Aid in Urban Planning in Nakuru County-Kenya, Journal of Geographic Information System 14 Nguyễn Xuân Lâm (1999), Công nghệ viễn thám ứng dụng địa đồ, Trung tâm Viễn thám – Tổng cục địa 15 Trần Thị Ân, Nguyễn Thị Diệu, Trương Phước Minh (2011), Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất thành phố Đà Nẵng từ liệu ảnh vệ tinh Landsat ETM+, Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc 16 Trịnh Lê Hùng (2013), Nghiên cứu phân bố nhiệt độ bề mặt liệu ảnh đa phổ landsat, Tạp chí khoa học Trái đất 17 Tran Thi Van, Ha Duong Xuan Bao (2008), A study on urban development through land surface temperature by using remote sensing: in case of Ho Chi Minh City, VNU Journal of Science, Earth Sciences 18 Trần Thị Vân, Hoàng Thái Lan, Lê Văn Trung (2008), Nghiên cứu xác định nhiệt độ bề mặt đô thị phương pháp viễn thám nhiệt, Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ, chun san Kỹ thuật – Công nghệ, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, tập 12 19 Huỳnh Thị Thu Hương, Trương Chí Quang, Trần Thanh Dân, Ứng dụng ảnh Modis theo dõi thay đổi nhiệt độ bề mặt đất tình hình khơ cạn vùng đồng sơng Cửu Long, Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ 20 Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2013), Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt tư liệu ảnh MODIS phục vụ cảnh báo hạn hán khu vực Tây Nguyên, Đại học Khoa Học Tự Nhiên 57 21 Nguyễn Ngọc Thạch, Nguyễn Đình Hoè, Trần Văn Thụy, ng Đình Khanh Lại Vĩnh Cẩm (1997), Viễn thám nghiên cứu tài nguyên môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 22 Lê Văn Trung, Nguyễn Thanh Minh (2007), Trích lọc giá trị nhiệt bề mặt (LST) từ ảnh vệ tinh Landsat ETM+, Đặc san "Viễn thám Địa tin học" Trung tâm Viễn thám –Bộ Tài nguyên Môi trường 23 Trần Thị Vân (2006), Ứng dụng viễn thám nhiệt khảo sát đặc trưng nhiệt độ bề mặt đô thị với phân bố kiểu thảm phủ TP Hồ Chí Minh, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, đặc san Môi trường Tài nguyên, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, ISSN1859-0128 24 Trần Thị Vân (2008), Đơ thị hóa chất lượng mơi trường đô thị từ Viễn Thám Mặt Không Thấm: Trường hợp Thành phố Hồ Chí Minh, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, chuyên san Khoa học Trái Đất Môi trường, NXB Đại học Quốc gia TPHCM 25 Matthew, M W et al (2003), Atmospheric correction of spectral imagery: evaluation of theFLAASH algorithm with AVIRIS data, Algorithms andTechnologies for Multispectral, Hyperspectraland Ultraspectral Imagery IX, SPIE, Orlando, FL, USA 26 Van de Griend A.A., Owen M (1993), On the relationship between thermal emissivity and the normalized difference vegetation index for natural surface, International journal of remote sensing 14 27 Valor E., Caselles V (1996), Mapping land surface emissivity from NDVI Application to European African and South American areas, Remote sensing of Environment 28 Tổng điều tra dân số nhà Việt Nam năm 2009, Ban đạo Tổng điều tra dân số nhà Trung ương (2010) 29 Tổng cục Thống kê Việt Nam (http://www.gso.gov.vn) ... kết Chính lý nêu trên, tơi chọn đề tài ? ?Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt ảnh vệ tinh Landsat khu vực Hà Nội? ?? 2 Mục tiêu đề tài: Khảo sát độ xác xác định nhiệt độ bề mặt khu vực Hà Nội. .. đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt từ tư liệu ảnh vệ tinh Landsat 38 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT TỪ ẢNH VỆ TINH LANDSAT TẠI KHU VỰC HÀ NỘI 3.1 Khu v... đánh giá độ xác xác định nhiệt độ bề mặt từ liệu ảnh vệ tinh Landsat .37 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT TỪ ẢNH VỆ TINH LANDSAT TẠI KHU VỰC HÀ NỘI