Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 (Luận văn thạc sĩ)

Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẶNG NGUYỆT ANH HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 ĐẶNG NGUYỆT ANH CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRỊNH LÊ HÙNG PGS.TS LÊ THỊ TRINH HÀ NỘI, NĂM 2018 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: PGS.TS Trịnh Lê Hùng Cán hướng dẫn phụ: PGS.TS Lê Thị Trinh Cán chấm phản biện 1: TS Nguyễn Văn Nam Cán chấm phản biện 2: PGS.TS Lưu Thế Anh Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 01 tháng 10 năm 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Kết nghiên cứu luận văn đóng góp riêng dựa số liệu thu thập, kết nghiên cứu kế thừa cơng trình khoa học khác trích dẫn theo quy định Nếu luận văn có chép từ cơng trình khoa học khác, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Học viên Đặng Nguyệt Anh iii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận quan tâm, giúp đỡ nhiều cá nhân quan đơn vị Nay luận văn hồn thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới: PGS.TS Trịnh Lê Hùng, người tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi, ý kiến đóng góp sâu sắc để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ cảm ơn trân trọng tới PGS.TS Lê Thị Trinh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn hỗ trợ đề tài cấp Bộ Tài nguyên Môi trường “Nghiên cứu đặc điểm phân bố, lịch sử tích lũy mơt số kim loại nặng, hợp chất hữu khó phân hủy trầm tích đánh giá rủi ro mơi trường khu vực hạ lưu sông Đáy”, mã số TNMT 2017.04.09 cho nội dung nghiên cứu thực nghiêm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội… nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình hồn thành luận văn Xin cảm ơn TS Trịnh Thị Thắm giảng viên khoa Môi trường, nhóm bạn sinh viên Phạm Thị Linh Chi, Nguyễn Thị Như Quỳnh, Nguyễn Thu Thảo, lớp ĐH4QM hỗ trợ q trình thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, cán bộ, đồng nghiệp bạn bè tạo điều kiện tốt mặt cho tơi suốt q trình thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng để thực luận văn cách hoàn chỉnh nhất, song thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện iv Một lần xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Học viên năm 2018 Đặng Nguyệt Anh v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Error! Bookmark not defined DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỜ THỊ ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận văn Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.2 Tổng quan công nghệ viễn thám 18 1.2.1 Công nghệ viễn thám 18 1.2.2 Khả ứng dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu chất lượng nước 20 1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 26 1.4 Đặc điểm tư liệu ảnh vệ tinh Sentinel – 41 1.5 Tổng kết chương 43 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 45 2.2 Phương pháp nghiên cứu 45 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 46 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 48 2.2.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích chất lượng nước 48 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng thông số chất lượng nước từ liệu viễn thám 54 vi 2.3 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Sentinel-2 phục vụ xác định hàm lượng TSS 58 2.3.1 Tiền xử lý ảnh 58 2.3.2 Xác định phổ phản xạ bề mặt 59 2.3.3 Xác định hàm hồi quy thể mối quan hệ phổ phản xạ mặt nước hàm lượng TSS 62 2.4 Tổng kết chương 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 Đặc điểm tư liệu sử dụng nghiên cứu 63 3.1.1 Tư liệu viễn thám 63 3.1.2 Số liệu quan trắc 67 3.2 Xây dựng hàm quan hệ chất lượng nước phổ phản xạ ảnh vệ tinh Sentinel-2 70 3.3 Thành lập đồ trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 từ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2A 75 3.4 Đánh giá trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 79 3.4.1 Đánh giá chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy theo kết quan trắc thực tế 79 3.4.2 Theo đồ trạng chiết xuất từ ảnh viễn thám 83 3.4.3 So sánh kết hai phương pháp 84 3.6 Tổng kết chương 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH TỔ HỢP MÀU ẢNH VỆ TINH Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 2: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH THU THẬP Error! Bookmark not defined viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT GIS : Hệ thống thông tin địa lý WQI : Chỉ số chất lượng nước mặt GPS : Hệ thống định vị toàn cầu NSMI : Chỉ số chất rắn lơ lửng COD : Nhu cầu oxy hóa học BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa DO : Oxy hịa tan TSS : Tổng chất rắn lơ lửng BVTV : Bảo vệ thực vật RS : Viễn thám LVS : Lưu vực sông KQ : Khí TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia Việt Nam ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các cảm viễn thám sử dụng phổ biến đánh giá chất lượng nước 22 Bảng 1.2: Đặc điểm số cảm siêu phổ sử dụng đánh giá chất lượng nước [8] 24 Bảng 1.3: Đặc điểm kênh phổ ảnh vệ tinh Sentinel-2A 42 Bảng 2.1: Phương pháp bảo quản mẫu 49 Bảng 2.2: Các phương pháp đo nhanh trường 50 Bảng 2.3: Các phương pháp pháp phân tích phịng thí nghiệm 50 Bảng 2.4: Vị trí lấy mẫu ký hiệu mẫu 52 Bảng 3.1: Bảng kết phân tích chất lượng nước điểm lấy mẫu sông Đáy (ngày 09/04/2018) 68 Bảng 3.2: Giá trị phản xạ phổ kênh ảnh vị trí tương ứng 70 Bảng 3.3: Kết xác định hàm hồi quy phản xạ phổ kênh 2, 3, 4, ảnh vệ tinh Sentinel-2A hàm lượng thông số chất lượng nước 73 Bảng 3.4: So sánh kết xác định hàm lượng TSS từ ảnh vệ tinh Sentinel-2 ngày 09/4/2018 75 ... NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 ĐẶNG NGUYỆT ANH CHUYÊN NGÀNH:... Sentinel-2A 75 3.4 Đánh giá trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 79 3.4.1 Đánh giá chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy theo kết quan trắc thực tế... 3.2 Xây dựng hàm quan hệ chất lượng nước phổ phản xạ ảnh vệ tinh Sentinel-2 70 3.3 Thành lập đồ trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 từ liệu ảnh vệ tinh