LỜI CAM ĐOAN3MỤC LỤC4DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT6DANH MỤC CÁC BẢNG7DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ8LỜI CẢM ƠN9MỞ ĐẦU101. Tính cấp thiết của đề tài102. Mục tiêu và nhiệm vụ của đồ án113. Giới hạn phạm vi khu vực nghiên cứu.124. Cấu trúc đồ án13CHƯƠNG I14TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT TRONG TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT141.1. Giới thiệu về viễn thám và dữ liệu ảnh viễn thám141.1.1. Giới thiệu về viễn thám141.1.2. Dữ liệu ảnh viễn thám141.2. Khái niệm về nhiệt độ mặt đất151.3. Giới thiệu chung về dữ liệu ảnh Landsat161.3.1. Đặc trưng của ảnh Landsat161.3.2. Ứng dụng của ảnh Landsat201.4. Cơ sở ứng dụng dữ liệu ảnh Landsat trong tính toán nhiệt độ bề mặt đất231.4.1. Cơ sở lý thuyết tính toán nhiệt độ bề mặt231.4.2. Tính toán chỉ số nhiệt độ bề mặt đất tự ảnh Landsat261.5. Các phương pháp nghiên cứu29CHƯƠNG II31CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT NÓI CHUNG VÀ CỦA TỈNH LÂM ĐỒNG NÓI RIÊNG312.1. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất312.1.1. Cán cân nhiệt của mặt đất312.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất322.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất của tỉnh Lâm Đồng352.2.1. Các nhân tố tự nhiên352.2.2. Các hoạt động kinh tế xã hội44CHƯƠNG III46TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT CHO KHU VỰC TỈNH LÂM ĐỒNG BẰNG TƯ LIỆU ẢNH LANDSAT463.1. Cơ sở dữ liệu463.2. Tính toán nhiệt độ bề mặt đất của tỉnh Lâm Đồng từ dữ liệu ảnh Landsat473.2.1. Tính toán nhiệt độ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng473.2.2. Lọc mây và phân lớp nhiệt độ523.3. Kết quả tính toán nhiệt độ bề mặt đất58KẾT LUẬN66
MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ - Mô tả LST : Land surface temperature - Nhiệt độ bề mặt đất NĐBM : Nhiệt độ bề mặt DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Th.S Nguyễn Thị Quỳnh Trang, cô tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Nhờ có giúp đỡ cô, em thấy học hỏi nhiều sau đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô thuộc phòng Công nghệ Viễn thám, GIS GPS, Viện Công nghệ Vũ trụ, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam Các thầy cô bảo tận tình, giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Sau đồ án tốt nghiệp, em học hỏi nhiều điều kinh nghiệm nghiên cứu, làm việc Em xin chân thành cảm ơn đề tài TN3/T16 thuộc chương trình Khoa học Công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên giúp em thực đồ án Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Trắc địa-Bản đồ trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian học tập nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ, động viên khích lệ chia sẻ em trình thực đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày 14 tháng năm 2015 Sinh viên thực Trần Minh Trâm MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lâm Đồng nằm phía Nam Tây Nguyên, có đất bazan màu mỡ chiếm diện tích lớn, thời tiết ôn hòa mát mẻ quanh năm với hai mùa: mùa khô mùa mưa Tuy nhiên nay, vùng đất phải đối mặt với khó khăn biến đổi khí hậu gây ra.Trong mùa khô, ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc nên lượng mưa Lâm Đồng ít, chiếm 10-15% lượng mưa năm, có thời điểm 2-3 tháng mưa nên Lâm Đồng nơi có tình trạng hạn hán thiếu nước trầm trọng nước Tuy nhiên, mùa mưa chịu ảnh hưởng gió mùa Tây Nam nên lượng mưa mùa chiếm 85-90% lượng mưa năm, có năm mưa lớn kéo dài gây nên lũ lụt, lũ quét Nhiệt độ bề mặt Trái đất tạo cân lượng Mặt trời bề mặt Trái đất Nhiệt độ bề mặt (NĐBM) tham số quan trọng việc đặc trưng hóa trao đổi lượng bề mặt đất khí Vì thế, NĐBM sử dụng cho nhiều nghiên cứu khí hậu, thủy văn, khí quyển, sinh địa hóa nghiên cứu biến động địa chất, môi trường NĐBM bị ảnh hưởng mạnh mẽ độ phát xạ bề mặt, hiệu ứng khí loại hình lớp phủ loại hình sử dụng đất Hiện nay, Trái Đất ngày nóng lên, cân trao đổi lượng bề mặt Trái Đất môi trường xung quanh làm nhiệt độ khí tăng lên, kéo theo nhiều hậu trực tiếp gián tiếp, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt sản xuất người Đối với phương pháp nghiên cứu truyền thống, việc tính toán nhiệt độ bề mặt đất dựa vào liệu quan trắc thời tiết trạm khí tượng riêng biệt, mà trung bình tỉnh thành có từ đến vài ba trạm, từ nội suy vùng lân cận Số liệu đo từ phương pháp truyền thống có ưu điểm độ phân giải thời gian cao ghi chép thời gian dài, không đảm bảo độ phân giải không gian số điểm đo thưa thớt, đảm bảo liệu chi tiết xác để theo dõi thay đổi NĐBM đất khu vực rộng lớn Trong đó, liệu viễn thám có khả cung cấp liệu cách đồng thường xuyên phản xạ phát xạ bề mặt đất với độ phân giải không gian từ thấp đến cao Hiện nay, liệu viễn thám nhiệt, phân tích chi tiết thay đổi NĐBM khu vực rộng lớn mà không bị hạn chế số điểm đo trạm khí tượng phương pháp đo đạc truyền thống Nguồn liệu viễn thám lý tưởng kết hợp với số liệu quan trắc thời tiết trạm khí tượng để thiết lập mối liên kết NĐBM thay đổi trạng lớp phủ trạng sử dụng đất Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đất làm sở theo dõi biến động môi trường, lớp phủ Đồng thời, đồ nhiệt tư liệu quan trọng để đưa dự đoán khô hạn, làm sở cho việc quy hoạch, sử dụng đất, sử dụng tài nguyên cách hợp lí Xuất phát từ lý nêu trên, em lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu ứng dụng ảnh Landsat việc tính toán nhiệt độ bề mặt đất” cho khu vực tỉnh Lâm Đồng Mục tiêu nhiệm vụ đồ án Mục tiêu đồ án nghiên cứu đặc tính kĩ thuật ảnh Landsat, từ tính toán nhiệt độ bề mặt đất, phục vụ cho việc thành lập đồ nhiệt cho khu vực tỉnh Lâm Đồng Để thực mục tiêu đồ án thực nhiệm vụ nội dung sau: - Thu thập tư liệu: Ảnh viễn thám, đồ chuyên đề nguồn tài liệu tham khảo khác -Tổng quan sở khoa học công nghệ viễn thám việc tính toán nhiệt độ bề mặt khu vực tỉnh Lâm Đồng -Nghiên cứu đặc điểm điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt độ bề mặt đất khu vực tỉnh Lâm Đồng -Tính toán nhiệt độ bề mặt đất từ liệu ảnh vệ tinh Landsat cho khu vực tỉnh Lâm Đồng Giới hạn phạm vi khu vực nghiên cứu Lâm Đồng thuộc phía Nam Tây Nguyên, có tọa độ địa lý từ 11˚12’-12˚15’ vĩ độ Bắc 107˚45’ kinh độ Đông Phía đông giáp với tỉnh Khánh Hoà Ninh Thuận, phía tây giáp Đắk Nông, phía tây nam giáp tỉnh Đồng Nai Bình Phước, phía nam đông nam gáp tỉnh Bình Thuận, giáp tỉnh Đắc Lắc phía Bắc (hình 1) [4] Hình 1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu Lâm Đồng năm tỉnh thuộc vùng Tây Nguyên, đồng thời tiếp giáp với vùng kinh tế trọng điểm phía nam Lâm Đồng tỉnh Tây Nguyên đường biên giới quốc tế Tỉnh lỵ thành phố Đà Lạt nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh 300 km hướng Bắc, đồng thời cách cảng biển Nha Trang 210 km hướng Tây Cấu trúc đồ án Ngoài phần Mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo đồ án bao gồm chương, cụ thể sau: Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu ứng dụng ảnh Landsat tính toán nhiệt độ bề mặt đất Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất nói chung tỉnh Lâm Đồng nói riêng Chương 3: Tính toán nhiệt độ bề mặt đất cho khu vực tỉnh Lâm Đồng từ liệu ảnh Landsat CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT TRONG TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT 1.1 Giới thiệu viễn thám liệu ảnh viễn thám 1.1.1 Giới thiệu viễn thám Viễn thám (Remote sensing – tiếng Anh) hiểu khoa học nghệ thuật để thu nhận thông tin đối tượng, khu vực tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận phương tiện Những phương tiện tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực với tượng nghiên cứu Thực công việc thực viễn thám - hay hiểu đơn giản: Viễn Thám thăm dò từ xa đối tượng mà tiếp xúc trực tiếp với đối tượng Mặc dù có nhiều định nghĩa khác viễn thám, định nghĩa có nét chung, nhấn mạnh: “viễn thám khoa học thu nhận từ xa thông tin đối tượng, tượng trái đất” Nguyên lý viễn thám đặc trưng phản xạ hay xạ đối tượng tự nhiên tương ứng với dải phổ khác Kết việc giải đoán lớp thông tin phụ thuộc nhiều vào hiểu biết mối tương quan đặc trưng phản xạ phổ với chất, trạng thái đối tượng tự nhiên Những thông tin đặc trưng phản xạ phổ đối tượng tự nhiên cho phép nhà chuyên môn chọn kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin đối tượng nghiên cứu, đồng thời sở để phân tích nghiên cứu tính chất đối tượng 1.1.2 Dữ liệu ảnh viễn thám Ảnh viễn thám (vệ tinh máy bay) hình ảnh thu chụp từ khoảng cách (độ cao) dải sóng khác nhau, thiết bị khác Ảnh số dạng tư liệu ảnh ghi nhận thông tin viễn thám dạng số, thường lưu media điện từ băng từ, đĩa quay từ Hình ảnh thu chia thành nhiều phần tử nhỏ, phần tử gọi pixel Mỗi pixel tương ứng với đơn vị không gian bao phủ bề mặt trái đất Độ rộng bao phủ mặt đất pixel từ vài mét đến hàng km tùy theo loại cảm gọi độ phân giải ảnh Vị trí pixel xác định theo tọa độ hàng cột ảnh tính từ góc bên trái Tùy theo hệ thống quét ảnh mà kích thước hình ảnh (diện tích quét mặt đất).Ví dụ, với hệ thống Landsat MSS 185 x 185km, với hệ thống SPOT 65 x 65km, ảnh NOAA 2400 x 2400km… 1.2 Khái niệm nhiệt độ mặt đất Nhiệt độ bề mặt đất (Land surface temperature - LST) định nghĩa nhiệt độ bề mặt trung bình xạ khu vực Nhiệt độ bề mặt số vật lý trình cân lượng bề mặt trái đất, yếu tố bản, định tượng nhiệt mặt đất Nó kết tổng hợp tương tác trao đổi lượng khí mặt đất, cân xạ nhiệt mặt trời với thông lượng khí – mặt đất quy mô khu vực toàn cầu Nhiệt độ bề mặt thị quan trọng cân lượng bề mặt Trái đất hiệu ứng nhà kính Thông số định nhiệt độ không khí bề mặt đất xạ sóng dài mặt đất khí quyển, ảnh hưởng tới tượng khác mặt đất, lượng giáng thủy xạ bề mặt phản xạ (Albedo) Ngoài ra, ảnh hưởng đến phân vùng lượng mặt đất, thông lượng nhiệt bề mặt thông lượng nhiệt ngầm Nhiệt độ bề mặt đất có mối liên hệ chặt chẽ với trình biến đổi môi trường đất, đồng thời phản ánh thay đổi thực vật Ví dụ, điều kiện khô hạn, nhiệt độ tăng cao số phản ánh thiếu nước thực vật (Mcvicar T R Jupp D.L.B 1998) Nhiệt độ không khí bề mặt đất thường khác đáng kể so với nhiệt độ bề mặt đất thực tế Sự khác biệt này, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết loại lớp phủ Mặc dù có mối quan hệ chặt chẽ nhiệt độ không khí nhiệt độ bề mặt đất.Nhiệt độ bề mặt đất khác với nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí thường không biến đổi theo không gian nhiệt độ bề mặt đất nên đo dễ dàng hơn, điều hữu ích việc nghiên cứu mối quan hệ nhiệt độ 10 Hình 3.7: Dữ liệu ảnh ban đầu dùng để lọc mây Trước lọc mây sinh viên tiến hành cắt ảnh nhằm giảm dung lượng ảnh, để trình lọc mây thực hiên nhanh chóng thuận tiện Sinh viên sử dụng file vector ranh giới tỉnh Lâm Đồng để cắt ảnh phần mềm ENVI (hình 3.8) Hình 3.8: Ảnh sau cắt theo ranh giới 49 Ta xác định giá trị độ xám mây bóng mây tool Density Slice phần mềm ENVI Những giá trị độ xám mây bóng mây thường không thay đổi Những giá trị xác định Defined Density Sline Ranges (hình 3.9) Hình 3.9: Xác định giá trị Data mây bóng mây Lựa chọn khoảng giá trị vừa tìm hộp thoại Output Ranges to EVFs… (hình 3.10) Sau load liệu xong, ta xuất file sang định dạng “.shp” tool Export Layers to Shapfile phần mềm ENVI (hình 3.11) 50 Hình 3.10: Giá trị mây bóng mây Hình 3.11: Hộp thoại Available Vectors List Output EVF Layers to Shapfile 51 Trên ảnh khu vực bị mây che phủ không tiến hành tính nhiệt độ Từ file ranh giới tỉnh Lâm Đồng file lọc mây làm từ bước ta tiến hành xóa bỏ mây tool Erase Analysis phần mềm ArcGis Sau load liệu xong ta có shapefile ranh giới tỉnh Lâm Đồng với vùng mây bị loại bỏ (hình 3.12) Từ shapefile ta dùng tool Clip (Data Management) phần mềm ArcGIS để cắt file ảnh tính nhiệt độ trước Kết thu ảnh nhiệt với vùng mây bị loại bỏ (hình 3.13) Hình 3.12: Ranh giới tỉnh Lâm Đồng bị xóa bỏ mây 52 Hình 3.13: Ảnh Lâm Đồng xóa bỏ mây b Phân ngưỡng nhiệt độ cho đồ nhiệt tỉnh Lâm Đồng Để tiến hành phân ngưỡng nhiệt độ cho kết tính toán nhiệt độ, sinh viên sử dụng tool Reclassify phần mềm ArcGIS để chia nhiệt độ thành khoảng: nhỏ 15oC; 15-20oC; 20-25oC; 25-30oC lớn 30oC Dưới đồ nhiệt độ xạ bề mặt tỉnh Lâm Đồng sau phân ngưỡng (hình 3.14) Những khu vực bị mây che phủ có màu trắng ảnh 53 Hình 3.14: Ảnh nhiệt sau phân lớp 3.3 Kết tính toán nhiệt độ xạ bề mặt đất Kết tính toán nhiệt độ xạ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng năm 2013, 2014 2015 thể qua: - Mùa khô năm 2015 (tổ hợp tháng từ 2/2015 đến 4/2015) - Mùa khô năm 2014 (tổ hợp tháng từ 1/2014 đến 3/2014) mùa mưa năm 2014 (vào tháng 6/2014) - Mùa khô năm 2013 (vào tháng 12/2013) mùa mưa năm 2013 (tổ hợp tháng tháng 5/2013 10/2013) Dưới kết tính toán nhiệt độ xạ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng mùa khô mùa mưa 2013, mùa khô mùa mưa 2014, mùa khô năm 2015: 54 Hình 3.15: Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng vào mùa khô tổ hợp tháng từ 2/2015 đến 4/2015 55 Mùa khô 2013 Mùa mưa 2013 Mùa khô 2014 56 Mùa mưa 2014 Mùa khô 2015 Hình 3.16: Kết tính toán nhiệt độ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng cho mùa khô 2013, mùa mưa 2013, mùa khô 2014, mùa mưa2014 mùa khô 2015 (từ xuống dưới) 57 Từ kết tính toán nhiệt độ xạ bề mắt đất tỉnh Lâm Đồng thể qua đồ nhiệt ta thấy rằng: mùa khô ba năm 2013, 2014 2015 nhiệt độ bề mặt đất cao vào khoảng 20-30oC, tập trung vào huyện Lâm Hà, Đức Trọng phần Tây Bắc huyện Di Linh Riêng năm 2013, mùa khô nhiệt độ chủ yếu từ 15-2oC Nguyên nhân ảnh thu nhận vào thời điểm tháng 12, vào đầu mùa khô nên nhiệt độ thấp Còn mùa mưa ba năm 2013, 2014 2015 có nhiệt độ bề mặt đất rơi vào quãng 15-25 oC, nhiệt độ cao khoảng 20-25 oC, tập trung vào huyện Lâm Hà, Đức Trọng Ở khu vực có độ cao lớn huyện Lạc Dương, thành phố Đà lạt, huyện Cát Tiên nhiệt độ thấp hơn, phù hợp với quy luật đai cao Nhìn vào kết tính toán nhiệt độ xạ bề mặt tỉnh Lâm Đồng qua năm ta nhận xét thấy: - Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất hai mùa khô năm 2014 2015, thời điểm mùa khô nên nhiệt độ bề mặt đất rơi vào quãng từ 20-30 oC Các huyện Lâm Hà, huyện Đức Trọng, huyện Bảo Lâm khu vực có nhiệt độ bề mặt đất cao nhất, vào khoảng 25-30 oC, chiếm khoảng 39% diện tích đất Lâm Đồng Ngoài ra, phía Tây Nam huyện Lâm Hà phía Bắc huyện Di Linh nhiệt độ lên tới 30oC Cùng với đó, huyện có vườn quốc gia huyện Lạc Dương, Cát Tiên có nhiệt độ thấp huyện lại lớp thực phủ dày khu vực khiến nhiệt độ bề mặt thấp - Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất hai mùa mưa năm 2013 2014, thời điểm đầu cuối mùa mưa nên nhiệt độ bề mặt đất rơi vào quãng 15-25 Trong mùa mưa năm 2014, nhiệt độ khoảng từ 15-20 oC chiếm 57% diện tích đất Lâm Đồng Còn mùa mưa năm 2013, nhiệt độ khoảng từ 20-25 oC, chiếm 56% diện tích đất Lâm Đồng Những khu vực có nhiệt độ cao huyện Lâm Hà, huyện Bảo Lộc Khu vực phía Bắc phía Nam Lâm Đồng vùng núi cao cao nguyên nhiệt độ thấp quy luật đai cao - Riêng mùa khô năm 2013, nhiệt độ bề mặt đất thấp hẳn so với hai mùa khô năm 2014 2015, chủ yếu mức từ 15 đến 25 độ C Các huyện Lâm Hà, 58 huyện Đức Trọng khu vực có nhiệt độ cao vào khoảng 20-25 oC, lại khoảng 56% diện tích đất Lâm Đồng quãng nhiệt độ 15-20 oC Những khu vực phía Bắc phía Nam Lâm Đồng có địa hình núi cao cao nguyên nên nhiệt độ thấp quy luật đai cao Cùng với đó, huyện có vườn quốc gia huyện Lạc Dương, Cát Tiên có nhiệt độ thấp huyện lại lớp thực phủ dày khu vực khiến nhiệt độ bề mặt thấp Nguyên nhân khác biệt đồ nhiệt độ bề mặt đất Lâm Đồng mùa khô tháng 12, thời điểm đầu mùa khô nên nhiệt độ bề mặt đất thấp Ngoài ra, ảnh thu nhận vào thời điểm vừa xảy trận mưa lớn toàn tỉnh làm cho nhiệt độ bề mặt đất giảm đáng kể Dưới biểu đồ diện tích đất Lâm Đồng mùa khô mùa mưa ba năm 2013, 2014 2015 nhiệt độ lớn 30oC Hình 3.17: Biểu đồ diện tích đất Lâm Đồng nhiệt độ lớn 30oC năm Nhìn vào biểu đồ ta thấy: diện tích đất với ngưỡng nhiệt độ 30 oC mùa khô 2015 tăng lên gấp đôi so với mùa khô năm 2014 Điều chứng tỏ, mùa khô năm 2015, diện tích đất Lâm Đồng phải đối mặt với nguy khô hạn cao, với huyện nằm phía Đông, Đông Bắc tỉnh Lâm Đồng có nhiệt độ cao mà lượng mưa lại thấp huyện Lạc Dương, Đơn Dương Trong năm 2013, diện tích đất có nhiệt độ lớn 30 oC ít, ảnh thu nhận vào thời điểm vừa xảy trận mưa lớn toàn tỉnh Lâm Đồng, nên nhiệt độ giảm mạnh Trên thực tế, vào đầu tháng năm 2015, khô hạn Lâm Đồng vào thời kì cao điểm, ngày gay gắt Toàn tỉnh Lâm Đồng có 152.000ha cà phê loại Trong đó, diện tích tập trung chủ yếu huyện Di Linh, Lâm Hà, Bảo 59 Lâm, Đức Trọng, Đam Rông thành phố Bảo Lộc Đa phần địa phương nằm danh sách dự báo có khả xảy hạn hán cao thời gian tới Tính đến ngày 2.4.2015, Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn tỉnh Lâm Đồng cho biết toàn tỉnh có 60.000 cà phê bị ảnh hưởng hạn hán, có nơi bị trắng giảm suất khô hạn kéo dài Theo Chi cục Thủy lợi tỉnh Lâm Đồng, mực nước sông suối tự nhiên, khe lạch nhỏ đến cuối tháng 3.2015 hầu hết khô cạn; mực nước số hồ thủy lợi lớn địa bàn tỉnh xuống thấp kỳ từ 0,8 m - m Vì thấy kết tính toán từ ảnh nhiệt độ bề mặt phù hợp với thực tế khô hạn tỉnh Lâm Đồng 60 KẾT LUẬN Những kết nghiên cứu cho thấy phương pháp tính toán nhiệt độ xạ bề 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 xạ bề mặt đất nói riêng cho khu vực nghiên cứu tỉnh Lâm Đồng Nhiệt độ bề mặt đất LST tính từ ảnh Landsat 8, độ phân giải 100m cho thấy cách tổng quan nhiệt độ bề mặt phạm vi tỉnh Lâm Đồng, phương pháp đo khí tượng truyền thống không đáp ứng Các đồ LST mùa khô mùa mưa ba năm 2013, 2014 2015 cho ta thấy phần trung tâm tỉnh Lâm Đồng khu vực có nhiệt độ bề mặt đất cao nhất, huyện Lâm Hà, Đức Trọng Những khu vực có độ cao lớn phía bắc Lâm Đồng huyện Lạc Dương, Đơn Dương nhiệt độ thấp chịu ảnh hưởng quy luật đai cao Những huyện có vườn quốc gia huyện Lạc Dương, Cát Tiên có nhiệt độ thấp huyện lại lớp thực phủ dày khu vực khiến nhiệt độ bề mặt thấp Trong mùa khô nhiệt độ phổ biến vào khoảng 25-30, mùa mưa nhiệt độ phổ biến vào khoảng 15-25 Từ thấy kết nhiệt độ bề mặt tính toán từ ảnh Landsat có độ tin cậy xác định, áp dụng thực tiễn nghiên cứu khoa học Lâm Đồng vùng núi cao có diện tích rừng lại tương đối lớn Bên cạnh đó, vùng kinh tế động với mũi nhọn sản phẩm từ nông nghiệp (lúa, ngô, hoa, rau củ…), công nghiệp lâu năm (cà phê, chè, điều…) hoạt động du lịch phát triển mạnh Tuy nhiên, năm gần đây, Lâm Đồng liên tục khu vực chịu khô hạn thiếu nước trầm trọng, đặc biệt huyện Di Linh, Lâm Hà, Bảo Lâm, Đức Trọng, điều ảnh hưởng lớn đến phát triển suất loại công nghiệp, hoạt động du lịch Từ thực tiễn nói trên, nghiên cứu nhiệt độ bề 61 mặt đất cần thiết cho công tác ứng phó, quy hoạch sử dụng đất hợp lý Lâm Đồng Những kết nghiên cứu ban đầu nhiệt độ bề mặt đất liệu ảnh Landsat sở tài liệu quan trọng cho nghiên cứu thay đổi nhiệt độ bề mặt đất nạn phá rừng, biến đổi khí hậu hay trình đô thị hóa Lâm Đồng 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Viết Lành (2004), Giáo trình Khí tượng đại cương, Trường Đại học TN&MT Hà Nội Đặng Thị Hồng Thủy (2003), Giáo trình Khí tượng nông nghiệp, trường Đại học Quốc gia Hà Nội Tỉnh Lâm Đồng Bản đồ hành chính, truy cập ngày 5/2015, trang web http://lamdong.gov.vn/VI-VN/HOME/Pages/ban-do-hanh-chinh.aspx Tỉnh Lâm Đồng Điều kiện tự nhiên, truy cập ngày 5/2015, trang web http://lamdong.gov.vn/VIVN/HOME/ABOUT/Pages/dieu_kien_tu_nhien.aspx Tổng Cục Thống kê Việt Nam (2011), Đơn vị hành chính, Đất đai Khí hậu Niên giám thống kê 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 63 [...]...không khí và dữ liệu nhiệt độ bề mặt đất thu nhận từ dữ liệu vệ tinh Do độ nhạy của nhiệt độ bề mặt đất với độ ẩm đất và lớp phủ thực vật, nên nó là thành phần quan trọng trong rất nhiều ứng dụng nghiên cứu về khí hậu, thuỷ văn, sinh thái học và sinh địa hoá [6] Với bề mặt đất trống, LST chính là nhiệt độ mặt đất Với thảm thực vật dày, LST có thể được xem như là nhiệt độ bề mặt tán của thực vật và... đất, lớp phủ mặt đất và loại hình sử dụng đất cũng có vai trò lớn trong việc làm biến đổi nhiệt độ của bề mặt đất [1] * Nhiệt dung thể tích của đất Nhiệt dung thể tích của đất là nhiệt lượng cần thiết chi 1 đất tăng lên hay giảm đi một độ Nhiệt độ của bề mặt đất phụ thuộc vào nhiệt dung thể tích của đất Đất có nhiệt dung càng lớn thì biến thiên nhiệt độ đất sẽ càng nhỏ Do sự khác biệt giữa nhiệt dung... Bên cạnh đó, nhiệt độ bề mặt đất còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: - Màu sắc của bề mặt đất: bề mặt đất có màu sắc càng tối thì thi sẽ càng hấp thụ được nhiều nhiệt, nên nhiệt độ của nó sẽ biến thiên càng nhanh và ngược lại - Đặc tính của bề mặt đất: trên bề mặt đất có lớp phủ thực vật, nhiệt độ sẽ biến chậm hơn so với trên bề mặt đất không có lớp phủ thực vật - Hình dạng của bề mặt đất (hay địa... quan đến nhiệt độ bề mặt đất ở khu vực nghiên cứu - Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích và đánh giá tài liệu: tổng hợp, phân tích các tài liệu, số liệu thu thập được, làm cơ sở so sánh, đối chứng với các kết quả tính toán nhiệt độ bề mặt đất để làm rõ xu hướng biến đổi của nhiệt độ bề mặt đất theo không gian và thời gian, từ đó thành lập bản đồ nhiệt độ bề mặt đất của khu vực nghiên cứu - Phương... mặt đất Quá trình này khiến mặt đất tỏa nhiệt 2.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất Thực tế, tuy năng lượng bức xạ trên một vùng rộng là như nhau, song nhiệt độ đất trên từng loại bề mặt đất trong vùng đó lại khác nhau Điều này phụ thuộc vào khả năng hấp thụ nhiệt của từng loại đất khác nhau Không chỉ có màu sắc, hình dạng, đặc tính của bề mặt đất, mà nhiệt dung, độ dẫn nhiệt của đất, ... phụ thuộc vào lượng nước và lượng không khí chứa trong đất: - Độ dẫn nhiệt của không khí là = 0,0005 cal/cm.giây .độ - Độ dẫn nhiệt của nước là = 0,0005 cal/cm.giây .độ Từ đó cho thấy rằng đất càng ẩm thì độ dẫn nhiệt của đất càng lớn Khi đó, lượng nhiệt trên bề mặt đất sẽ truyền xuống các lớp đất dưới sâu nhanh hơn, nên đối với đất ẩm thì nhiệt độ bề mặt đất sẽ biến thiên chậm hơn là so với đất khô và... đất càng giảm Như vậy đất ẩm sẽ nóng lên và lạnh đi chậm hơn đất khô và ngược lại * Độ dẫn nhiệt của đất Độ dẫn nhiệt của đất là khả năng dẫn nhiệt từ lớp đất nóng nhiều hơn sang lớp đất nóng ít hơn Nó có giá trị bằng lượng nhiệt đi qua một thiết diện (1cm) trong một giây làm cho nhiệt độ giảm đi một độ trên 1cm Độ dẫn nhiệt của đất càng lớn thì nhiệt độ của nó biến thiên càng ít Độ dẫn nhiệt của đất. .. nó là nhiệt độ trung bình của tán thực vật, thân cây và lớp đất nằm dưới thảm thực vật Với độ phân giải không gian khác nhau của các loại dữ liệu viễn thám, nhiệt độ bề mặt đất trong viễn thám có thể được định nghĩa là nhiệt độ bề mặt trung bình của mặt đất trên quy mô mỗi pixel là một hỗn hợp trộn lẫn giữa các loại lớp phủ khác nhau tại thời điểm chụp ảnh Nhiệt độ bề mặt đất (LST) được tính toán trên... lượng và bốc hơi trên bề mặt đất Các sản phẩm tính toán từ nhiệt độ bề mặt đất được sử dụng để hỗ trợ các nghiên cứu về thay đổi bề mặt đất như quá trình đô thị hóa, sa mạc hóa và nạn phá rừng 1.3 Giới thiệu chung về dữ liệu ảnh Landsat 1.3.1 Đặc trưng của ảnh Landsat Vệ tinh Landsat là vệ tinh viễn thám tài nguyên đầu tiên được phóng lên quỹ đạo năm 1972, cho đến nay đã có 8 thế hệ vệ tinh Landsat đã được... sử dụng được) Hiện nay, vệ tinh Landsat có độ phủ chụp tương đối lớn nhằm mở rộng khả năng tiếp cận với nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat nhằm phục vụ các mục đích theo dõi và giám sát tài nguyên, môi trường Hình 1.2: Độ phủ chụp của vệ tinh Landsat trên quy mô toàn cầu Nguồn: nature.com 1.4 Cơ sở ứng dụng dữ liệu ảnh Landsat trong tính toán nhiệt độ bề mặt đất 1.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán nhiệt độ ... liệu nghiên cứu ứng dụng ảnh Landsat tính toán nhiệt độ bề mặt đất Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất nói chung tỉnh Lâm Đồng nói riêng Chương 3: Tính toán nhiệt độ bề mặt đất. .. nhiệt độ bề mặt đất .Nhiệt độ bề mặt đất khác với nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí thường không biến đổi theo không gian nhiệt độ bề mặt đất nên đo dễ dàng hơn, điều hữu ích việc nghiên cứu. .. quan hệ nhiệt độ 10 không khí liệu nhiệt độ bề mặt đất thu nhận từ liệu vệ tinh Do độ nhạy nhiệt độ bề mặt đất với độ ẩm đất lớp phủ thực vật, nên thành phần quan trọng nhiều ứng dụng nghiên cứu