(Luận văn) sử dụng tư liệu viễn thám để xây dựng bản đồ phân cấp chất lượng không khí tại thành phố sơn la, tỉnh sơn la giai đoạn 2017 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN HÙNG lu an SỬ DỤNG TƢ LIỆU VIỄN THÁM ĐỂ XÂY DỰNG va n BẢN ĐỒ PHÂN CẤP CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ GIAI ĐOẠN 2017 - 2019 p ie gh tn to TẠI THÀNH PHỐ SƠN LA, TỈNH SƠN LA nl w d oa CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG u nf va an lu MÃ NGÀNH: 8440301 ll LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG oi m z at nh NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: z PGS.TS NGUYỄN HẢI HÒA m co l gm @ an Lu n va Hà Nội, 2019 ac th si i CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Nguyễn Hải Hịa, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hữu Nghĩa, Chu Thị Kỳ Anh (2019), Sử dụng ảnh Landsat xây dựng đồ chất lượng khơng khí thành phố Sơn La giai đoạn 2017- 2019 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp Số 5:69-80 Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hải Hòa, Nguyễn Hữu Nghĩa (2019), Sử dụng ảnh Landsat xây dựng đồ nhiệt độ bề mặt đất khu vực thành phố Sơn La giai đoạn 2015- 2019 Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp Số lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hải Hịa tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng sau lu an Đại học, thầy cô giáo, nhà khoa học Trường Đại học Lâm nghiệp; n va công chức, viên chức lao động Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Sơn La, tn to Uỷ ban nhân dân thành phố Sơn La, Trung tâm Quan trắc tài nguyên môi ie gh trường Sơn La tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài p hoàn thành luận văn nl w Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp oa tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến d khích tơi hồn thành luận văn./ va an lu ll u nf Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2019 oi m z at nh z Nguyễn Văn Hùng m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ viii ĐẶT VẤN ĐỀ lu Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU an 1.1 Tổng quan ô nhiễm không khí va n 1.1.1 Ơ nhiễm khơng khí bụi to ie gh tn 1.1.2 Ơ nhiễm khơng khí tiếng ồn 1.1.3 Các khí nhiễm khác p 1.2 Tổng quan công nghệ viễn thám GIS nl w 1.2.1 Một số khái niệm d oa 1.2.2 Tầm quan trọng tích hợp cơng nghệ viễn thám GIS an lu quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường u nf va 1.2.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS nghiên cứu ll nhiễm khơng khí m oi Chƣơng MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ z at nh PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 z 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 12 gm @ 2.1.1 Mục tiêu chung 12 l 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 12 m co 2.2 Đối tượng nghiên cứu 12 an Lu 2.3 Phạm vi nghiên cứu 12 2.4 Nội dung nghiên cứu 13 n va ac th si iv 2.4.1 Nghiên cứu thực trạng môi trường không khí thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La 13 2.4.2 Nghiên cứu xây dựng đồ chất lượng không khí qua năm nghiên cứu 13 2.4.3 Nghiên cứu xây dựng đồ nhiệt độ bề mặt đất qua năm nghiên cứu 13 2.4.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu công tác quản lý chất lượng khơng khí khu vực nghiên cứu 13 2.5 Dữ liệu sử dụng 14 lu 2.6 Phương pháp nghiên cứu 14 an n va 2.6.1 Phương pháp kế thừa số liệu thứ cấp 14 tn to 2.6.2 Phương pháp so sánh 14 2.6.4 Phương pháp xây dựng đồ giá trị nhiệt độ bề mặt đất 19 p ie gh 2.6.3 Phương pháp xây dựng đồ chất lượng khơng khí theo API 15 w Chƣơng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI THÀNH PHỐ oa nl SƠN LA, TỈNH SƠN LA 23 d 3.1 Vị trí địa lý kinh tế 23 lu va an 3.1.1 Vị trí địa lý địa hình 23 u nf 3.1.2 Vị trí kinh tế thành phố Sơn La 24 ll 3.2 Tài nguyên thiên nhiên thành phố Sơn La 24 m oi 3.2.1 Khí hậu thủy văn 24 z at nh 3.2.2 Đất đai thổ nhưỡng 25 z 3.2.3 Tài nguyên nước thủy 26 gm @ 3.2.4 Tài nguyên rừng đất rừng 27 l 3.2.5 Tài nguyên khoáng sản 27 m co 3.2.6 Tài nguyên du lịch 28 an Lu 3.3 Dân số, dân cư nguồn nhân lực 28 3.3.1 Dân số 28 n va ac th si v 3.3.2 Đặc điểm dân cư 28 3.3.3 Nguồn nhân lực 29 3.4 Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 29 3.4.1 Kinh tế 29 3.4.2 Văn hóa - xã hội 31 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 4.1 Thực trạng chất lượng mơi trường khơng khí 34 4.1.1 Thực trạng chất lượng mơi trường khơng khí thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 34 lu 4.1.2 Diễn biến chất lượng mơi trường khơng khí theo đợt quan an n va trắc 43 ảnh vệ tinh 58 4.2.1 Xây dựng đồ chất lượng khơng khí từ ảnh vệ tinh 58 p ie gh tn to 4.2 Xây dựng đồ chất lượng khơng khí thành phố Sơn La từ liệu w 4.2.2 Đánh giá độ tin cậy chất lượng khơng khí từ ảnh vệ tinh 61 oa nl 4.3 Xây dựng đồ nhiệt độ bề mặt đất từ liệu ảnh vệ tinh 66 d 4.3.1 Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất từ ảnh vệ tinh 66 lu va an 4.3.2 Đánh giá độ tin cậy giá trị nhiệt độ bề mặt đất từ ảnh vệ tinh 69 u nf 4.4 Giải pháp cải thiện chất lượng mơi trường khơng khí khu vực nghiên ll cứu 72 m oi 4.4.1 Nhóm giải pháp cho vùng bị nhiễm khơng khí 72 z at nh 4.4.2 Nhóm giải pháp thể chế, sách 74 z 4.4.3 Nhóm giải pháp cơng nghệ, kỹ thuật 75 gm @ KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 77 m co PHỤ LỤC l TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 an Lu n va ac th si vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Dữ liệu ảnh viễn thám sử dụng nghiên cứu 14 Bảng 2.2 Thang chia mức độ ô nhiễm không khí 18 Bảng 4.1 Vị trí điểm quan trắc địa bàn thành phố 36 Bảng 4.2 Kết phân tích tiêu Tổng bụi lơ lửng (TSP) điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017-2019 38 Bảng 4.3 Kết phân tích tiêu Sulfur dioxide (SO2) điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 44 Bảng 4.4 Kết phân tích tiêu NO2 mơi trường khơng khí lu điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 48 an n va Bảng 4.5 Kết phân tích tiêu Carbon monoxit (CO) mơi trường tn to khơng khí điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn gh 2017 - 2019 52 p ie Bảng 4.6 Kết phân tích tiêu nhiệt độ mơi trường khơng khí w điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 55 oa nl Bảng 4.7 Sự sai khác giá trị API ảnh Landsat so với kết quan trắc 62 d Bảng 4.8 Giá trị thống kê nhiệt độ bề mặt từ ảnh viễn thám Landsat 69 lu va an Bảng 4.9 Kết so sánh giá trị nhiệt độ bề mặt từ quan trắc với u nf liệu viễn thám 70 ll Bảng 4.10 Mô hình tương quan gi giá trị nhiệt độ bề mặt với phủ qua m oi số thực vật 72 z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu 23 Hình 4.1 Chất lượng khơng khí thành phố Sơn La theo ảnh Landsat ngày 23/03/2017 58 Hình 4.2 Chất lượng khơng khí thành phố Sơn La theo ảnh Landsat ngày 10/03/2018 59 Hình 4.3 Chất lượng khơng khí thành phố Sơn La theo ảnh Landsat ngày 29/03/2019 60 Hình 4.4 Giá trị nhiệt độ bề mặt từ Landsat ngày 18/03/2015 66 lu an Hình 4.5 Giá trị nhiệt độ bề mặt từ Landsat ngày 07/05/2016 67 n va Hình 4.6 Giá trị nhiệt độ bề mặt từ Landsat ngày 29/03/2017 67 tn to Hình 4.7: Giá trị nhiệt độ bề mặt từ Landsat ngày 20/03/2018 68 p ie gh Hình 4.8 Giá trị nhiệt độ bề mặt từ Landsat ngày 29/03/2019 68 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Sơ đồ 2.1 Phương pháp xây dựng đồ chất lượng khơng khí 16 Sơ đồ 2.2 Các bước xây dựng đồ phân bố nhiệt độ bề mặt theo liệu Landsat 19 Biểu đồ 4.1 Tổng lượng bụi lơ lửng (TSP) điểm quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017- 2019 40 Biểu đồ 4.2 Hàm lượng tổng bụi lơ lửng (TSP) không khí thành phố Sơn La năm 2017 41 Biểu đồ 4.3 Hàm lượng bụi lơ lửng (TSP) không khí thành phố Sơn La lu an năm 2018 42 n va Biểu đồ 4.4 Hàm lượng tổng bụi lơ lửng (TSP) khơng khí thành phố tn to Sơn La năm 2019 43 ie gh Biểu đồ 4.5 Sulfur dioxide (SO2) môi trường khơng khí điểm p quan trắc địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 46 w Biểu đồ 4.6 Hàm lượng NO2 mơi trường khơng khí điểm quan oa nl trắc thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 50 d Biểu đồ 4.7 Nhiệt độ môi trường không khí điểm quan trắc lu ll u nf va an địa bàn thành phố Sơn La giai đoạn 2017 - 2019 57 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT lu Air pollution index AQI Air Quality Index ETM+ Enhanced Thematic Mapper Plus GIS Geographic information system NDVI Normalised Difference Vegetation Index NIR Near Infrared PM(10; 2,5; 1) Particulate matter (10; 2,5; 1) SWIR Short- wave Infrared TM Thematic Mapper TSP Total Suspended Particles TVI Transformed Vegetation Index VI Vegetation Index an API n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 72 Bảng 4.10 Mơ hình tƣơng quan gi giá trị nhiệt độ bề mặt với phủ qua số thực vật R2 TT Mơ hình n R Pvalue Tbề mặt = 23,408 - 67,64*NDVI - 83,03*EVI 120 0,649 0,627 |t|) (Intercept) 23.2934 0.5141 45.305 < 2e-16 *** NDVI 8.6748 2.421 0.0182 * EVI 20.9999 17.7517 23.0281 0.771 0.4435 Pv -46.3102 9.2839 -4.988 4.69e-06 *** Signif codes: „***‟ 0.001 „**‟ 0.01 „*‟ 0.05 „.‟ 0.1 „ ‟ Residual standard error: 1.347 on 120 degrees of freedom Multiple R-squared: 0.5065, Adjusted R-squared: 0.4841 lu F-statistic: 22.58 on and 120 DF, p-value: 3.57e-10 an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Phụ lục 02: Một số hình ảnh quan trắc ngồi thực địa Ngã tƣ thắng Ngã tƣ xe khách Ngã tƣ cầu trắng lu Bến xe Sơn La an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu m Đồi khau oi Khu hành cơng z at nh z m co l gm @ an Lu Cầu trắng n va Cổng bệnh viện đa khoa tỉnh ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si