NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS ĐỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT LƠ LỬNG Ở HỒ TRỊ AN

LỜI CẢM ƠN Bản đồ án thực môn Kỹ thuật Môi trường môn Trắc địa – Bản đồ (Học viện Kỹ thuật Quân sự) Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS.TS Trịnh Lê Hùng, Bộ môn Trắc địa – Bản đồ, Học viện Kỹ thuật Quân hướng dẫn tận tình chu đáo, ln động viên, khuyến khích tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡem thời gian thực đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, thầy giáo Khoa Hóa Lý kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ em suốt trình học tập, tạo điều kiện tốt để em thực đồ án Và cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè quan tâm động viên trình học tập thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Sinh viên NGUYỄN TUẤN ANH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu BOD Tiếng Anh Tiếng Việt Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan TSS Total suspended solid Tổng chất rắn lơ lửng GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu NIR Near Infrared Reflectance Dải sóng cận hồng ngoại SPM ERTS Hàm lượng chất lơ lửng Earth Resource Technology Kỹ thuật vệ tinhcông nghệ tài Sattellite nguyên trái đất Bộ tài nguyên môi trường BTNMT MSS ETMEnhace Đa phổ Thematic Mapper Bộ cảm d TCCP GIS Tiểu chuẩn cho phép Geographical Information Hệ thống thông tin địa lý System DANH MỤC B Bảng 1.1 Một số đặc trưng hệ thống sơng Việt Nam Bảng 1.2 Các hồ chứa thủy lợi, thủy điện quan trọng .7 Bảng 1.3 Tổng lượng nước thải thải lượng chất ô nhiễm 13 Bảng 1.4 Các cảm viễn thám sử dụng phổ biến đánh giá chất lượng nước 19 Bảng 1.5 Một số thông số kênh phổ ảnh Landsat TM .38 Bảng 1.6 Thông số kênh phổ ảnh Landsat ETM+ Landsat-7 .38 Bảng 1.7 Ứng dụng kênh phổ ảnh Landsat TM, ETM+ 39 YBảng 2.1 Độ thấu quang nước phụ thuộc bước sóng…………… ………………… 46 Bảng 2.2 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với kênh ảnh 47 Bảng 2.3 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với kênh ảnh 48 Bảng 2.4 Giá trị ESUNλ đối với kênh phổ ảnh Landsat ETM+ 49 YBảng 3.1 Số liệu đo đạc hàm lượng TSS vị trí lấy mẫu hờ Trị An………… ……….61 Bảng 3.2 Giá trị phản xạ phổ ảnh vệ tinh quang học Landsat 63 DANH MỤC H Hình 1.1 Bản đờ ranh giới lưu vực sông nước ta Hình 1.2 Tỉ lệ phân bố tài nguyên nước mặt Việt Nam theo lưu vực sông Hình 1.3 Tỉ lệ giữa vùng về tổng lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 12 Hình 1.4 Ơ nhiễm nước mặt hờ Hà Nội (ng̀n: internet) 12 Hình 1.5 Ơ nhiễm nước mặt làng nghề Sơn Đờng (Hồi Đức, Hà Nội) .15 Hình 1.6 Cơ chế hoạt động hệ thống viễn thám .18 Hình 1.7 Mơ tả chức GIS 23 Hình 1.8 Nội suy IDW 25 Hình 1.9 Nội suy Spline 26 Hình 1.10 Nội suy Kriging .26 Hình 1.11 Mơ tả giá trị Kriging 27 Hình 1.12 Nội suy Trend 27 Hình 1.13 Nội suy Natural Neighbor .28 Hình 1.14 Kết xác định hàm lượng chất lơ lửng (SPM) vùng Gironde (Pháp) ảnh SPOT HRV (a, 14-06-1996) Landsat ETM+ (b, 04-03-2000) 30 Hình 1.15 Phân bố hàm lượng SPM khu vực German Bight từ ảnh vệ tinh SPOT .30 Hình 1.16 Kết xác định hàm lượng chất lơ lửng (SS) nước mặt hồ Buyukcekmece (Thổ Nhĩ Kỳ) từ dữ liệu ảnh vệ tinh IKONOS .32 Hình 1.17 Bản đồ phân bố trạm quan trắc chất lượng nước 34 Hình 1.18 Bản đồ phân bố hàm lượng chất ô nhiễm BOD COD 35 Hình 19 Sơ đờ phân bố hàm lượng chlorophyll-a nước Hồ Tây 36 YHình 2.1 Đặc trưng phản xạ phở nước số đối tượng khác(ng̀n Internet) 43 Hình 2.2 Đối tượng nước tương phản rõ rệt với đất liền kênh cận hồng ngoại ảnh vệ tinh Landsat ETM+ hồ Trị An năm 2010 44 Hình 2.3 Tở hợp màu RGB=MIR:NIR:RED ảnh Landsat TM năm 2009 44 Hình 2.4 Phản xạ phở nước nước đục .45 Hình 2.5 Phản xạ phở nước chứa hàm lượng chất lơ lửng khác 45 Hình 2.6 Ảnh hưởng hàm lượng chlorophyll-a đến phản xạ phổ nước 46 Hình 2.7 Sơ đờ quy trình xác định hàm lượng chất lơ lửng 53 YHình 3.1 Ảnh Landsat ETM+ khu vực hồ Trị An 12/02/2010 tổ hợp màu tự nhiên 58 Hình 3.2 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 1) 59 Hình 3.3 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hờ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 2) 60 Hình 3.4 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 3) 60 Hình 3.5 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 4) 61 Hình 3.6 Kết hời quy bội tuyến tính nhằm xác định hàm lượng TSS 64 Hình 3.7 Ví dụ xác định hàm lượng TSS sử dụng cơng cụ mơ hình hóa 65 Hình 3.8 Kết xác định hàm lượng TSS theo công thức 3.1 .65 Hình 3.9 Kết xác định hàm lượng TSS cho khu vực hồ Trị An 66 Hình 3.10 Kết đánh giá phân bố hàm lượng TSS 67 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tài nguyên nước mặt Việt Nam 1.2 Hiện trạng ô nhiễm nước mặt nguồn gây ô nhiễm 1.2.1 Hiện trạng ô nhiễm nước mặt 1.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm nước mặt .11 1.2.2.1 Ô nhiễm nước thảisinh hoạt 11 1.2.2.2 Ô nhiễm nước thải công nghiệp .12 1.2.2.3 Ô nhiễm nước thải y tế .14 1.2.2.4 Ơ nhiễm nước thải nơng nghiệp, làng nghề 15 1.3 Hiện trạng ô nhiễm Hồ Trị An 15 1.4 Tổng quan công nghệ viễn thám GIS .16 1.4.1 Tổng quan công nghệ viễn thám .16 1.4.2 Tổng quan công nghệ GIS 21 1.4.2.1 Một số khái niệm 21 1.4.2.2 Phương pháp ứng dụng công nghệ GIS nghiên cứu chất lượng nước 24 1.5 Đánh giá tình hình nghiên cứu giới 28 1.5.1 Tình hình giới 28 1.5.2 Tình hình nước .32 1.6 Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 36 1.7 Tổng kết chương .39 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG DỮ LIỆU VIỄN THÁM TRONG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT LƠ LỬNG 40 2.1 Các thông số chất lượng nước .40 2.2 Đặc trưng phản xạ phổ nước 41 2.3 Phương pháp xác định phổ phản xạ bề mặt từ ảnh vệ tinh Landsat 46 2.3.1 Chuyển giá trị số ảnh sang giá trị xạ phổ 46 2.3.2 Xác định giá trị phản xạ phổ ảnh Landsat TM, ETM+ .47 2.4 Phương pháp xác định hàm lượng chất lơ lửng từ dữ liệu viễn thám 48 2.5 Quy trình xác định hàm lương chất lơ lửng từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 51 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT LƠ LỬNG TRONG NƯỚC MẶT HỒ TRỊ AN TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC LANDSAT .54 3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 54 3.2 Đặc điểm dữ liệu sử dụng đồ án 57 3.2.1 Dữ liệu viễn thám 57 3.2.1 Số liệu quan trắc 60 3.3 Đặc điểm phần mềm ERDAS Imagine 61 3.4 Xây dựng hàm hồi quy giữa phản xạ phổ mặt nước hàm lượng chất lơ lửng 62 3.4.1 Xây dựng hàm hồi quy 62 3.4.2 Xác định hàm lượng TSS 63 3.5 Thành lập đồ phân bố hàm lượng chất lơ lửng nước mặt hồ Trị An .65 3.6 Tổng kết chương 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .68 Kết luận 68 Kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề Tài nguyên nước thành phần chủ yếu môi trường, yếu tố đặc biệt quan trọng bảo đảm thực thành công chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia Trong thời gian vừa qua, phát triển mạnh mẽ kinh tế đất nước dẫn đến nguồn tài nguyên thiên nhiên quý quan trọng này phải đối mặt với nguy ô nhiễm cạn kiệt, đặc biệt tài nguyên nước mặt Hồ Trị An hồ nước nhân tạo nằm sông Đồng Nai, thuộc huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai, Việt Nam Hồ nơi trữ nước để cung cấp cho nhà máy thủy điện Trị An Hồ có dung tích tồn phần 2,765 tỷ m3, dung tích hữu ích 2,547 tỷ m3 diện tích mặt hồ 323 km3 Hồ cung cấp nước cho Nhà máy thủy điện Trị An công suất 400 MW với sản lượng điện hàng năm 1,7 tỷ kWh, ngồi hồ cung cấp nước phục vụ hoạt động kinh tế - xã hội cho toàn khu vực Tuy nhiên những năm gần tình trạng nhiễm nước hồ ngày tăng, đe dọa nghiêm trọng đến khả cấp nước sơng ngày tăng, đe dọa nghiêm trọng đến khả cấp thoát nước phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội Ngày có nhiều giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước hồ đưa ban hành văn pháp luật kèm theo chế tài hợp lý, thành lập Ủy ban Bảo vệ Môi trường Lưu vực sông hồ, áp dụng công cụ kinh tế thu phí nước thải, lập quỹ Bảo vệ tài nguyên…Thiết nghĩ, việc tạo công cụ hỗ trợ cho quản lý môi trường dựa hệ thống thông tin địa lý cấp cao, tạo môi trường giao tiếp gần gũi, giúp cộng đồng dễ dàng tiếp cận theo dõi chất lượng môi trường, tăng mức độ xã hội hóa cơng tác bảo vệ mơi trường theo chủ trương Nhà nước cần thiết Trước đây, Việt Nam nhiều nước giới, để đánh giá mức độ ô nhiễm nước mặt thường dựa vào việc phân tích thơng số chất lượng nước riêng biệt, sau so sánh giá trị từng thơng số với giá trị giới hạn quy định tiêu chuẩn/ quy chuẩn nước quốc tế Tuy nhiên, cách làm có nhiều hạn chế việc đánh giá từng thông số riêng rẽ khơng nói lên diễn biến chất lượng tổng qt nước mặt Phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt dựa thông số chất lượng nước trạm quan trắc có nhiều ưu điểm, nhiên phương pháp có nhược điểm khơng thể thực với khu vực có quy mơ lớn tốn nhiều thời gian, chi phí thực tế tiến hành quan trắc với mật độ dày đặc Những nhược điểm khắc phục kết hợp với công nghệ GIS viễn thám Với ưu điểm diện tích phủ trùm rộng, thời gian cập nhật ngắn viễn thám kết hợp với khả xử lý, phân tích dữ liệu GIS, công nghệ viễn thám GIS áp dụng hiệu nhiều quốc gia giới đánh giá chất lượng nước mặt Chính vậy, đề tài đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám GIS xác định hàm lượng chất lơ lửng nước mặt, thử nghiệm cho khu vực hồ Trị An” xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, cung cấp thông tin giúp nhà quản lý đưa biện pháp kịp thời giám sát sử dụng bền vững tài nguyên nước mặt Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu khả ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá chất lượng môi trường nước mặt, thử nghiệm cho khu vực hồ Trị An Nội dung nghiên cứu - Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Cơ sở khoa học phương pháp ứng dụng tư liệu viễn thám GIS đánh giá chất lượng nước mặt - Thu thập xử lý ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao - Thực nghiệm xác định hàm lượng số thông số chất lượng nước khu vực Hồ Trị An từ tư liệu ảnh vệ tinh - Thành lập đồ phân bố hàm lượng số thông số chất lượng nước mặt khu vực Hồ Trị An Các kết nghiên cứu gần cho thấy, quanh khu vực lòng hồ số lần có mưa nhỏ tăng, đồng thời với gia tăng tượng có liên quan như: sương, sương mù, mây thấp v v Độ ẩm tương đối khơng khí mùa khô cao trước từ - 4%, nhiệt độ tối thấp cao thời kỳ chưa có hồ từ 0,3 - 1,50C v.v Ngồi những lợi ích nêu trên, hồ chứa Trị An điều tiết nước mùa khô, đẩy lùi mặn phía hạ lưu xa hơn, tạo hội tốt cho việc tăng vụ xã ven sông thuộc huyện Long Thành Do hồ nằm nơi có độ cao 40 - 50 m so với mặt biển lại vào vị trí thuận lợi, cách thành phố Hồ Chí Minh 65 km, hồ có nhiều đảo nhỏ, mặt nước rộng v.v điều kiện tốt cho ngành du lịch phát triển 3.2 Đặc điểm liệu sử dụng đồ án 3.2.1 Dữ liệu viễn thám Tư liệu viễn thám sử dụng luận án cảnh ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao Landsat ETM+ (path/row 124/052) chụp ngày 12-02-210 Ảnh sau ghép từ kênh riêng biệt cắt theo khu vực nghiên cứu ( Hình 3.1) Hình 3.1 Ảnh Landsat ETM+ khu vực hồ Trị An 12/02/2010 tổ hợp màu tự nhiên 56 Để xác định hàm lượng thông số chất lượng nước, luận án sử dụng kênh đa phổ (kênh – đỏ, kênh – xanh lục, kênh – xanh lam, kênh – cận hồng ngoại) Từ hình 3.2 đến 3.5, nhận thấy, kênh xanh lam (kênh 1) xanh lục (kênh 2), nước có phản xạ phổ tương đối cao, vậy khó phân biệt ranh giới hồ Trị An với đất liền xung quanh Ở kênh đỏ (kênh 3), phản xạ phổ nước đạt thấp, vậy nước có màu tối phân biệt rõ nét với đất liền (hình 3.4) Ở kênh cận hồng ngoại, nước hấp thụ hầu hết lượng xạ điện từ, vậy lượng phản xạ thấp, nước có màu gần đen phân biệt rõ ràng với đất liền (hình 3.5) Hình 3.2 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 1) 57 Hình 3.3 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hờ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 2) Hình 3.4 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 3) 58 Hình 3.5 Ảnh vệ tinh quang học Landsat khu vực hồ Trị An ngày 10/2/1012 (kênh 4) 3.2.1 Số liệu quan trắc Trong đồ án sử dụng số liệu đo đạc hàm lượng TSS 10 vị trí lấy mẫu hồ Trị An Các số liệu quan trắc thu thập vào quý năm 2010, thời gian chụp ảnh vệ tinh Landsat ETM+ Bảng 3.1 Số liệu đo đạc hàm lượng TSS vị trí lấy mẫu hờ Trị An STT 10 Tọa độ X Tọa độ Y 717648 1228550 719594 723011 727485 748181 733177 743573 748594 747569 748171 1231074 1228743 1230652 1232685 1231787 1240202 1239270 1238988 1236524 Band 0.122 Band 0.093 Band 0.058 Band 0.054 TSS 0.122 0.125 0.125 0.122 0.127 0.131 0.134 0.133 0.141 0.089 0.089 0.096 0.094 0.094 0.105 0.117 0.117 0.13 0.055 0.062 0.065 0.065 0.06 0.07 0.089 0.089 0.106 0.05 0.054 0.056 0.058 0.049 0.059 0.054 0.047 0.061 3 13 13 23 3.3 Đặc điểm phần mềm ERDAS Imagine ERDAS Imagine phần mềm xử lý ảnh thương mại công ty Leica Geosystem, sử dụng rộng rãi giới Việt Nam xử lý ảnh viễn thám ERDAS IMAGINE dẫn đầu thị trường công nghệ xử lý ảnh không 59 gian viễn thám nhờ ưu vượt trội tốc độ tính tự động tồn quy trình xử lý dữ liệu dựa mơ hình khơng gian độc đáo Hình 3.6 Giao diện phần mềm ERDAS Imagine 2014 Bộ sản phẩm ERDAS IMAGINE bao gồm: IMAGINE Essentials: Một phần mềm mạnh, giá thấp chứa công cụ hiển thị vẽ đồ ảnh cho phép nhiều loại dữ liệu địa lý khác tích hợp với ảnh tổ chức cách nhanh chóng IMAGINE Essentials cung cấp cơng cụ cho nắn ảnh, phân tích ảnh, hiển thị tạo đồ ảnh IMAGINE Advantage: Bộ cơng cụ xử lý ảnh hồn thiện IMAGINE Essentials việc thêm vào công cụ xử lý ảnh làm đồ xác IMAGINE Advantage bao gồm đầy đủ công cụ phân tích dữ liệu ảnh ghép ảnh, nội suy mặt, giải đoán ảnh cao cấp nắn ảnh trực giao IMAGINE Professional: Phần mềm xử lý ảnh đầy đủ nhất, IMAGINE Professional bao gồm cơng cụ phân tích ảnh phức tạp, phân tích ảnh radar phân loại ảnh cao cấp Nó bao gồm cơng cụ mơ hình hố dữ liệu khơng gian, cơng cụ cho phân tích dữ liệu địa lý 60 3.4 Xây dựng hàm hồi quy phản xạ phổ mặt nước hàm lượng chất lơ lửng 3.4.1 Xây dựng hàm hồi quy Trong đồ án, để xây dựng hàm hồi quy, tác giả sử dụng phản xạ phổ kênh ảnh vệ tinh quang học Landsat bao gồm kênh (xanh lam), kênh (xanh lục), kênh (cận hồng ngoại) kênh (đỏ) Giá trị phản xạ phổ kênh ảnh vệ tinh quang học Landsat trình bày bảng sau: Bảng 3.2 Giá trị phản xạ phổ ảnh vệ tinh quang học Landsat STT TSS 10 2 3 13 13 23 Kênh 0.122 0.122 0.125 0.125 0.122 0.127 0.131 0.134 0.133 0.141 Giá trị phản xạ phổ Kênh Kênh 0.093 0.058 0.089 0.055 0.089 0.062 0.096 0.065 0.094 0.065 0.094 0.06 0.105 0.07 0.117 0.089 0.117 0.089 0.13 0.106 Kênh 0.054 0.05 0.054 0.056 0.058 0.049 0.059 0.054 0.047 0.061 Để phân tích hồi quy, đồ án sử dụng công cụ Data Analysis phần mềm Microsoft Excel 2007 Kết xác định hàm hồi quy bội tuyến tính giữa phản xạ phổ kênh đa phổ ảnh vệ tinh quang học Landsat hàm lượng thông số chất lượng nước điểm đo thể hình 3.5: 61 Hình 3.7 Kết hời quy bội tuyến tính nhằm xác định hàm lượng TSS Nghiên cứu lựa chọn thông số TSS với giá trị sai số chuẩn 1,57 mg/L, hàm lượng TSS nước mặt lưu vực Hồ Trị An xác định với độ xác đảm bảo theo phương trình tuyến tính sau: TSS (mg/l) = 418.433B1 + 128,558B2 + 142,524B3 + 131,491B4 – 76,887 Ở B1, B2, B3, B4, giá trị phản xạ phổ kênh 2, 3, ảnh vệ tinh quang học Landsat ngày 12/2/2010 3.4.2 Xác định hàm lượng TSS Sau xây dựng hàm hồi quy thể mối quan hệ giữa phổ phản xạ mặt nước hàm lượng chất lơ lửng hồ Trị An, đồ án tiến hành xác định hàm lượng TSS cho khu vực nghiên cứu Hàm lượng TSS xác định dựa cơng cụ mơ hình hóa Modeler phần mềm ERDAS Imagine 2014 62 Hình 3.8 Ví dụ xác định hàm lượng TSS sử dụng cơng cụ mơ hình hóa phần mềm ERDAS Imagine Kết xác định hàm lượng TSS cho khu vực nghiên cứu thể hình 3.6 Hình 3.9 Kết xác định hàm lượng TSS theo công thức 3.1 63 Để tính tốn hàm lượng TSS cho riêng khu vực hồ Trị An cần tách ranh giới hồ với đất liền xung quanh Để tách ranh giới nước – đất liền, ảnh tỉ lệ kênh 2/kênh ảnh Landsat sử dụng ảnh tỉ lệ này, nước có giá trị lớn đất liền có giá trị nhỏ Điều giải thích nước có khả phản xạ phổ giảm dần theo chiều dài bước sóng, thực vật đất có phản xạ phổ kênh (cận hồng ngoại) lớn nhiều so với kênh (xanh lục) Kết xác định hàm lượng TSS hồ Trị An sau tách phần đất liền thể hình 3.10 Hình 3.10 Kết xác định hàm lượng TSS cho khu vực hồ Trị An sau tách ranh giới nước – đất liền 3.5 Thành lập đồ phân bố hàm lượng chất lơ lửng nước mặt hồ Trị An Sau tính tốn hàm lượng thơng số TSS, tiến hành tách riêng khu vực phân bố hàm lượng chất lơ lửng nước mặt hồ Trị An để đánh giá phân bố hàm lượng TSS 64 Quá trình thực tiến hành phần mềm ArcGIS 10.1 Kết xây dựng đồ phân bố hàm lượng TSS nước mặt hồ Trị An trình bày hình đây: Hình 3.6 Kết đánh giá phân bố hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh quang học Landsat 65 Nhìn vào đồ phân bố hàm lượng TSS hồ Trị An ta thấy hàm lượng TSS giữa hồ chạy dài xuống khu vực phía Bắc – mg/l, cho thấy mức độ phân bố hàm lượng TSS mức an toàn tiếp giáp với khu vực rừng phòng hộ mật độ dân số khơng nhiều Ở khu vực phía Nam Tây Nam hồ Trị An tiếp giáp với nhiều khu dân cư có mức độ sinh hoạt cao, hoạt động buôn bán thường xuyên xảy lượng rác thải bừa bãi mà không kịp thời xử lý nên dẫn đến mức độ nhiễm dần tăng cao vàcó nhánh sông nhỏ chảy nên hàm lượng TSS tăng dần giao động từ 12 – 18 mg/l, đặc biệt khu vực Nam hàm lượng TSS lên tới 20 – 22 mg/l cao 22 mg/l Ở khu vực phía Đơng mức độ phân bố hàm lượng TSS tăng từ 10 – 16 mg/l ven hồ Trị An đặc biệt tăng cao khu vực Đông Bắc hàm lượng TSS lên tới 20 – 22 mg/l 3.6 Tổng kết chương Hồ Trị An những hồ nhân tạo lớn khu vực phía Nam nước ta, cung cấp lượng nước quan trọng phục vụ sinh hoạt hoạt động sản xuất nông nghiệp Trong thời gian qua, tác động hoạt động người, chất lượng nước mặt hồ Trị An có những diễn biến phức tạp Hàm lượng số thông số chất lượng nước có dấu hiệu vượt mức độ cho phép so với quy chuẩn chất lượng nước mặt nước ta Trong chương 3, dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat ETM+ chụp ngày 12 – 02 – 2010 kết lấy mẫu chất lượng nước 10 điểm đo thời điểm sử dụng để xây dựng hàm hồi quy thể mối quan hệ giữa phổ phản xạ mặt nước hàm lượng TSS Từ hàm hồi quy xây dựng được, đồ án tiến hành xác định hàm lượng TSS cho toàn khu vực nghiên cứu thành lập đồ phân bố hàm lượng TSS 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình nghiên cứu, đồ án xây dựng hàm hồi quy thể mối quan hệ giữa phổ phản xạ mặt nước hàm lượng chất lơ lửng, thực nghiệm xây dựng đồ phân bố hàm lượng TSS khu vực hồ Trị An từ ảnh vệ tinh Landsat ETM+ Từ những kết đạt đồ án rút kết luận sau: Dữ liệu ảnh vệ tinh quang học độ phân giải trung bình Landsat sử dụng hiệu nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước mặt Kết nhận cho thấy, sử dụng kênh đa phổ ảnh vệ tinh Landsat ETM+ xác định hàm hồi quy giữa giá trị phản xạ phổ hàm lượng TSS điểm đo cho độ xác cao Giá trị hệ số R2 hàm hồi quy đạt 0.9, thể mối quan hệ chặt chẽ giữa phản xạ phổ thu từ ảnh vệ tinh hàm lượng thông số chất lượng nước Phân tích kết nhận cho thấy, nước mặt khu vực hồ Trị An có hàm lượng chất lơ lửng cao khu vực phía Bắc đoạn sơng, suối chảy vào hồ Trong đó, khu vực giưa hồ đoạn tiếp giáp với đất rừng, hàm lượng TSS thấp đáng kể Kết nhận nghiên cứu cung cấp thông tin khách quan nhanh chóng, giúp nhà quản lý đưa biện pháp kịp thời theo dõi, giám sát sử dụng bền vững nguồn tài nguyên nước mặt Kiến nghị  Trong khuôn khổ đồ án, hạn chế dữ liệu nên tác giả sử dụng dữ liệu lấy mẫu chất lượng nước 10 điểm đo Do vậy, kết xác định hàm lượng TSS khu vực hồ Trị An những hạn chế định Hướng nghiên cứu cần sử dụng nhiều cảnh ảnh vệ tinh, đặc biệt ảnh vệ tinh độ phân giải cao dữ liệu TSS nhiều vị trí lấy mẫu nhằm nâng cao độ xác xác định hàm lượng TSS từ ảnh vệ tinh 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2012) Báo cáo môi trường quốc gia, phần Môi trường nước mặt Bộ Tài nguyên Môi trường (2015).Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng môi trường nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT) Cục Viễn thám quốc gia (2011) Sử dụng công nghệ viễn thám GIS xây dựng sở dữ liệu thành lập đồ diễn biến vùng ô nhiễm nguồn nước thải từ khu công nghiệp, thị nhằm đưa cảnh báo vùng có nguy ô nhiễm thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc, Dự án nghiên cứu khoa học Nguyễn Thị Thu Hà, Bùi Đình Cảnh, Nguyễn Thiên Phương Thảo, Bùi Thị Nhị (2016) Thử nghiệm mơ hình hóa phân bố không gian hàm lượng chlorophyll-a số trạng thái phú dưỡng nước Hồ Tây sử dụng ảnh Sentinel-2A,Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường 32, 2S, trang 121-130 Nguyễn Quốc Phi, Phí Trường Thành, Nguyễn Thị Ánh Nguyệt (2014) Ứng dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu chất lượng nước khu vực ven biển Cửa Đáy,Tạp chí Các khoa học Trái đất, tập 36 Lê Minh Sơn (2008) Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh để xác định nhiệt độ hàm lượng chlorophyll bề mặt nước biển, Đề tài Nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Bộ Tài nguyên Môi trường Tiếng Anh Chavez P.S (1996) Image-based atmospheric corrections – revisited and improved.» Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 62(9), 1025-1036 Chen Z., J D Hanson, P J Curran (1991) The form of the relationship between suspended sediment concentration and spectral reflectance: its implications for the use of Daedalus 1268 data,International Journal of Remote Sensing 12(1), 215-222 Doxaran D., Castaing P., Lavender S.J (2006) Monitoring the maximum turbidity zone and detecting fine – scale turbidity features in the Gironde estuary using high spatial resolution satellite sensor (Spot HVR, LANDSAT ETM+) data, International Journal of Remote Sensing 27(11), 2303-2321 68 10 Doxaran D., Froidefond J.M., Lavender S.J., Castaing P (2002) Spectral signature of highly turbid waters application with SPOT data to quantify suspended particulate matter concentrations, Remote Sensing of Environment 81, 149-161 11 Doxaran D., J M Froidefond, P Castaing, M Babin (2009) Dynamics of the turbidity maximum zone in a macrotidal estuary (the Gironde, France): Observations from field and MODIS satellite data, Estuarine, Coastal and Shelf Science 81(3), 321-332 12 Gholizadeh M.H., Melesse A.M., Reddi L (2016) A comprehensive review on water quality parameters estimation using remote sensing techniques, Sensors, 16, 2-43 13 Mobley C.(1989) A numerical model for computation of radiance distributions in natural waters, Limnology and Oceanography 34(8), 1473-1483 14 Mobley C (1999) Estimation of the remote-sensing reflectance from above-surface measurements, Applied Optics38, 7442-7455 15 Nguyen Thi Thu Ha, Koike K (2011) Integrating satellite imagery and geostatistics of point samples for monitoring spatio-temporal changes of total suspended solids in bay waters: application to Tien Yen Bay (Northern Vietnam), Frontiers of Earth Science 5(3), 305-316 16 Ritchie J C., C M Cooper, F R Schiebe (1990) The relationship of MSS and TM digital data with suspended sediments, chlorophyll, and temperature in Moon Lake, Mississippi, Remote Sensing of Environment 33, 137-148 17 Wuiqi He, Shan Chen, Xuehua Liu, Jining Chen (2008) Water quality monitoring in slightly – polluted body through remote sensing – a case study in Guanting Reservoir Beijing, China,Front Environment Engin China 1, 1-11 18 Wang J.J., Xi Lu, Soo Chin Liew, Yue Zhou (2009) Retrieval of suspended sediment concentrations in large turbid rivers using LANDSAT ETM+: an example from the Yangtze river, China,Earth Surface Processes and Landforms, 34, 1082-1092 19 Xing Ping Wen, Xiao Feng Yang (2010) Monitoring of Water quality using remote sensing data mining,Knowledge-oriented Applications in Data mining, 135-146 20 Ha N T T., Koike K (2011) Integrating satellite imagery and geostatistics of point samples for monitoring spatio-temporal changes of total suspended solids in bay waters: 69 application to Tien Yen Bay (Northern Vietnam), Frontiers of Earth Science (2011), 305-316 70 ... pháp xác định hàm lượng chất lơ lửng từ dữ liệu viễn thám 48 2.5 Quy trình xác định hàm lương chất lơ lửng từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 51 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT... nghệ viễn thám GIS .16 1.4.1 Tổng quan công nghệ viễn thám .16 1.4.2 Tổng quan công nghệ GIS 21 1.4.2.1 Một số khái niệm 21 1.4.2.2 Phương pháp ứng dụng công nghệ GIS. .. Chính vậy, đề tài đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám GIS xác định hàm lượng chất lơ lửng nước mặt, thử nghiệm cho khu vực hồ Trị An xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, cung cấp