Thành lập bản đồ nhiệt bề mặt đất (lst) khu vực thành phố hồ chí minh từ ảnh viễn thám 1

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN THANH MINH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NHIỆT BỀ MẶT ĐẤT (LST) KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TỪ ẢNH VIỄN THÁM Chuyên ngành: Xử lý số liệu định vị đồ kỹ thuật tin học Mã ngành: 2.16.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2006 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: ……………………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên; học hàm; học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: …………………………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên; học hàm; học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: …………………………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên; học hàm; học vị chữ ký) Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 200 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 200 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phái: Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Chuyên ngành: MSHV: I- TÊN ĐỀ TÀI: II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi Quyết định giao đề tài): IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị đồng nghiệp phòng Địa Tin học - Viễn thám, Phân viện Vật lý thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi giúp hoàn thành luận văn cao học Với tất lòng thành kính, xin bày tỏ lòng biết ơn Quý Thầy, Cô môn Địa Tin học, Khoa Kỹ thuật Xây dựng tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn suốt trình học Tôi xin đặc biệt cảm ơn TS Lê Văn Trung, TS Hồ Đình Duẩn, NCS Lâm Đạo Nguyên, ThS.Phạm Bách Việt hướng dẫn, động viên chân thành từ buổi đầu thực đề tài góp ý trình hoàn thiện nội dung luận văn Tôi xin cảm ơn chị Trần Thị Vân, viện Môi Trường – Tài Nguyên; chị Lê Thị Xuân Lan, Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ giúp việc thu thập số liệu đo đạc quan trắc Và cuối cùng, không nhắc đến, xin bày tỏ đến Bố Mẹ, Anh Chị Em gia đình kính trọng lòng biết ơn sâu sắc Học viên Cao học Nguyễn Thanh Minh TÓM TẮT Trong năm gần đây, kỹ thuật viễn thám sử dụng rộng rãi nhiều lónh vực xem phương pháp hữu hiệu việc xây dựng cập nhật liệu GIS Việt Nam Tuy nhiên, việc nghiên cứu trích lọc giá trị nhiệt bề mặt đất từ kênh hồng ngoại nhiệt liệu ảnh viễn thám hạn chế giai đoạn phát triển khởi đầu, đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh Hai phương pháp tính giá trị nhiệt bề mặt đất (Land Surface Temperature, LST) là: (1) Phương pháp kênh tham chiếu (Reference Channel Method, REF) (2) Phương pháp chuẩn hóa giá trị phát xạ (Emissivity Normalization Method, NOR) sử dụng để lập đồ nhiệt bề mặt đất cho khu vực thành phố Hồ Chí Minh dựa hai loại ảnh Landsat7 ETM+ ASTER Các kết tính giá trị nhiệt bề mặt đất so sánh đối chiếu với số liệu đo thực thu từ trạm quan trắc khí tượng nhằm đánh giá độ xác mức độ tin cậy phương pháp Các kết thu được sử dụng kết hợp với liệu khác nhằm tìm giải pháp khắc phục vấn đề đảo nhiệt vùng đô thị hóa ABSTRACT In recent years, remote sensing technology is used popularly in many fields and it is considered as an efficient method in creating and updating GIS data in Viet Nam However, studies to extract land surface temperature (LST) from infrared channels of satellite imageries are limited and still at an initial step, especially in Ho Chi Minh city This thesis introduces the experimental results in applying two methods: Reference Channel Method (REF) and Emissivity Normalization Method (NOR) from Landsat7 ETM+ and ASTER imageries to create the LST map for Ho Chi Minh city The results are compared to monitored data of the meteorological stations to evaluate accuracy as well as reliability for each method The results show that the outcome can be used with other data for finding solutions to urban heat island problems MỤC LỤC PHẦN I CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỞ ÑAÀU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Ý nghóa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nghiên cứu nước 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 2.3 Những vấn đề nghiên cứu tồn PHẦN II CHƯƠNG 3: 3.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CƠ SỞ VIỄN THÁM Một số khái niệm 3.1.1 Viễn thám gì? 3.1.2 Bức xạ điện từ 3.2 Phaân loại viễn thám theo bước sóng 10 CHƯƠNG 4: 4.1 DỮ LIỆU VỆ TINH 13 Dữ lieäu Landsat 13 4.1.1 Đặc tính liệu 13 4.1.2 Các cấp sản phẩm liệu 16 4.2 Dữ liệu ASTER 18 4.2.1 Đặc tính liệu 18 4.2.2 Các cấp sản phẩm liệu 20 CHƯƠNG 5: 5.1 CỞ SỞ KHOA HỌC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ LST 25 Hiệu chỉnh xạ vệ tinh Landsat7 ETM+ 25 5.1.1 Trước phóng (pre-launch) 25 5.1.2 Sau phoùng (post-launch) 26 5.2 Hiệu chỉnh xạ vệ tinh ASTER 32 5.2.1 Trước phóng (pre-launch) 33 5.2.2 Sau phoùng (post-launch) 33 5.3 Các thuật toán tính giá trị LST 36 5.3.1 Thuật toán REF .37 5.3.2 Thuật toán NOR 38 PHẦN III THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NHIỆT BỀ MẶT ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TỪ ẢNH VỆ TINH 39 CHƯƠNG 6: PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NHIỆT BỀ MẶT ĐẤT (LST) 40 6.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 40 6.2 Hoaït động khí tượng bề mặt khu vực 41 6.3 Hướng tiếp cận giải pháp 43 6.4 Phương pháp quy trình thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) 44 CHƯƠNG 7: 7.1 KẾT QUẢ 50 Bản đồ LST lập từ liệu Landsat 50 7.1.1 Theo phương pháp REF 53 7.1.2 Theo phương pháp NOR 57 7.2 Bản đồ LST lập từ liệu ASTER 61 7.2.1 Theo phương pháp REF 63 7.2.2 Theo phương pháp NOR 63 CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 65 8.1 Đối với liệu ảnh Landsat7 ETM+ 65 8.2 Đối với liệu ảnh ASTER 69 PHẦN IV CHƯƠNG 9: KẾT LUẬN 71 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 71 9.1 Kết luaän 71 9.2 Đóng góp đề taøi 72 9.3 Hướng mở đề tài 73 9.4 Kiến nghị 73 CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHUÏ LUÏC 80 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT GIS (Geographic Information Science): Khoa học thông tin địa lý LST (Land Surface Temperature): Nhiệt độ bề mặt đất REF (Reference Channel Method): Phương pháp kênh tham chiếu NOR (Emissivity Normalization Method): Phương pháp chuẩn hóa giá trị phát xạ ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus): Bộ cảm biến ETM+ vệ tinh Landsat7 Mỹ ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer):Bộ cảm biến ASTER vệ tinh Terra ENVI (The Environment for Visualizing Images): Phần mềm xử lý ảnh viễn thám NDVI (Normalized Difference Vegetation Index): Chỉ số phân biệt thực vật ERSDAC (Earth Remote Sensing Data Analysis Center): Trung tâm phân tích liệu viễn thám Trái đất, Nhật Bản 10 VNIR (Visible and Near Infrared Radiometer): Dải phổ nhìn thấy hồng ngoại gần 11 NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration): Vệ tinh khí tượng Mỹ 12 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer): Bộ cảm biến MODIS vệ tinh Terra Aqua 13 MSS (Multispectral Scanner): Bộ cảm biến MSS vệ tinh Landsat 1, 2, 3, 4, Mỹ 14 TM (Thematic Mapper): Bộ cảm biến TM vệ tinh Landsat 4, Mỹ Luận văn Thạc só HVTH: Nguyễn Thanh Minh 67 Bảng 8.1: Khoảng giá trị LST tương ứng với giá trị số phát xạ ε ảnh Landsat7 ETM+ thu nhận vào ngày 18/01/2004 STT Phương pháp REF Trường hợp Giá trị LST Giá trị LST max ε = 0.96 220C 340C ε = 0.97 220C 330C ε = 0.98 210C 330C Tổng hợp ε= 0.96, ε= 0.97 ε = 0.98 210C 340C ε = 0.96 230C 340C ε = 0.97 220C 330C ε = 0.98 210C 320C Tổng hợp ε= 0.96, ε= 0.97 ε = 0.98 210C 340C Phương pháp NOR Bảng 8.2: Tổng hợp độ sai lệch kết xử lý thu từ liệu ảnh Landsat7 ETM+ thu nhận vào ngày 18/01/2004 Giá trị Giá trị STT Trường hợp LST thu Vị trí quan trắc đo quan trắc Phương pháp REF Độ sai lệch ε = 0.96 290C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 1.10C ε = 0.97 290C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 1.10C ε = 0.98 280C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 2.10C 290C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 1.10C Tổng hợp ε= 0.96, ε= 0.97 ε = 0.98 Phương pháp NOR ε = 0.96 300C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 0.10C ε = 0.97 290C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 1.10C ε = 0.98 280C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 2.10C Tổng hợp ε= 0.96, ε= 0.97 ε = 0.98 300C Trạm Tân Sơn Hòa 30.10C 0.10C Giá trị LST thu vào lúc 10:02:27 AM, giá trị đo quan trắc vào lúc 10:00:00 AM Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 68 HDTH: Lê Văn Trung Dựa vào bảng 8.2, nhận xét độ sai lệch hai phương pháp trường hợp ε = 0.98 cao, 2.10C, với giá trị số phát xạ ε = 0.98 khuyến cáo nên áp dụng để trích lọc giá trị nhiệt bề mặt khu vực mặt nước sông, suối, ao, hồ, đặc biệt khu vực bề mặt nước biển [1], vị trí trạm quan trắc lại thuộc khu vực tập trung dân cư, không thuộc khu vực mặt nước Trong trường hợp ε = 0.97, độ sai lệch hai phương pháp 1.10C Tuy nhiên trường hợp ε = 0.96 trường hợp tổng hợp, độ sai lệch phương pháp NOR bé nhiều, 0.10C, so với 1.10C phương pháp REF Điều phần khẳng định phương pháp NOR tốt việc xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt LST, khẳng định hoàn toàn phù hợp với kết luận nghiên cứu “Evaluation of Six Methods for Extracting Relative Emissivity Spectral from Thermal Infrared Images”, tập thể tác giả Z Li, F Becker, M.P Stoll and Z Wan đăng tạp trí Remote Sensing Environment, Vol.69, năm 1999 Mặt khác, xét đến tính hợp lý giá trị phát xạ pixel, phương pháp NOR đưa giả thuyết hợp lý cho pixel khác kênh ảnh có giá trị phát xạ khác so với giá trị phát xạ số cho tất pixel kênh ảnh phương pháp REF Tính hợp lý lần lại khẳng định thông qua việc đánh giá độ sai lệch giá trị nhiệt bề mặt đất thu tương ứng phương pháp so với giá trị đo đạc quan trắc trạm Tân Sơn Hòa, thành phố Hồ Chí Minh Với kết thu nghiên cứu với đánh giá so sánh cụ thể trên, khẳng định rằng: phương pháp NOR nên sử dụng nghiên cứu nhiệt bề mặt đất, nghiên cứu phát xạ bề mặt đất Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 8.2 69 HVTH: Nguyễn Thanh Minh Đối với liệu ảnh ASTER Tương tự liệu Landsat7 ETM+, việc xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt từ liệu ảnh ASTER thu nhận vào ngày 30/10/2003, thành lập hai đồ LST khu vực thành phố Hồ Chí Minh tương ứng với hai phương pháp xử lý REF NOR Khoảng giá trị nhiệt bề mặt thu từ việc xử lý trích lọc theo hai phương pháp nằm khoảng từ 170C đến 340C Ở khu vực nội thành tập trung đông đúc dân cư, khu công nghiệp quận, huyện ngoại thành nhiệt độ bề mặt đất cao (từ 290C đến 340C) so với khu vực lân cận xung quanh (từ 210C đến 280C, có nơi cục nhiệt độ khoảng 170C đến 200C) Các kết thu từ hai phương pháp REF NOR chồng phủ lên đồ NDVI (cũng xử lý từ liệu ASTER thu nhận vào ngày 30/10/2003), hình 8.2 Qua đó, nhận thấy rằng: nơi có che phủ thực vật, giá trị LST tương đối cao từ 280C đến 340C Ngược lại, nơi có mật độ che phủ thực vật cao nhiệt độ bề mặt giảm đáng kể xuống từ 210C đến 270C, cá biệt vài nơi 170C đến 200C Vì khác biệt tương đối khoảng cách thời gian liệu thu nhận để xử lý (10:31:28 AM) so với thời gian quan trắc đo đạc (10:00:00 AM) nên việc so sánh đánh giá độ sai lệch kết xử lý thu tiến hành Việc xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt LST từ liệu ảnh ASTER góp phần minh họa thêm khả tạo lập đồ LST bên cạnh nguồn liệu ảnh Landsat7 ETM+ Tuy nhiên, việc xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt LST từ liệu ảnh ASTER nghiên cứu chưa thực bước hiệu chỉnh xạ lại lần liệu ảnh ASTER thu thập hạn chế mặt thời gian thực hiện, việc nắm rõ yêu cầu, thông số hiệu chỉnh, phần Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 70 HDTH: Lê Văn Trung mềm chuyên ngành áp dụng để xử lý Do vậy, kết xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt LST từ liệu ảnh ASTER nghiên cứu có giá trị tham khảo mặt sở khoa học, phương pháp xử lý Để đánh giá độ xác kết thu từ liệu ASTER cần thiết phải nghiên cứu thực đầy đủ bước hiệu chỉnh giá trị xạ nêu phần 5.2 Hình 8.2: Bản đồ NDVI khu vực thành phố Hồ Chí Minh, xử lý từ liệu ASTER thu nhận ngày 30/10/2003 Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 71 HVTH: Nguyễn Thanh Minh PHẦN IV KẾT LUẬN Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 72 HDTH: Lê Văn Trung CHƯƠNG KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 9.1 Kết luận Mục tiêu xuyên suốt trình thực luận văn tìm hiểu sở lý thuyết, phương pháp quy trình xử lý để trích lọc giá trị nhiệt bề mặt đất từ hai loại liệu ảnh vệ tinh Landsat7 ETM+ ASTER Trên sở giới hạn đề tài, luận văn hoàn thành mục tiêu cụ thể đề Một số điểm bật rút sau: Kết giá trị nhiệt bề mặt đất, LST, thu từ hai phương pháp REF NOR liệu ảnh Landsat7 ETM+ có khác biệt đôi Độ lệch trường hợp ε = 0.96 trường hợp tổng hợp bao gồm ε = 0.96 (đối với vùng đất trống), ε = 0.97 (đối với vùng đất phủ thực vật), ε = 0.98 (đối với vùng mặt nước) giá trị LST thu so với số liệu đo đạc quan trắc trạm quan trắc Tân Sơn Hòa 0,10C phương pháp NOR, 1,10C phương pháp REF Ở hai trường hợp lại, ε = 0.97 ε = 0.98, độ sai lệch hai phương pháp tương ứng 1,10C phương pháp NOR 2,10C phương pháp REF Từ hai phương pháp REF NOR phần mềm ứng dụng ENVI, xử lý trích lọc giá trị LST từ liệu ảnh ASTER Tuy nhiên, sai lệch thời gian thu nhận liệu ảnh ASTER khu vực thành phố Hồ Chí Minh (10:30:00 AM ± 15phút) so với thời gian tiến hành quan trắc đo đạc (10:00:00 AM) nên chưa thể tiến hành đánh giá độ xác kết thu liệu ASTER Ở thành phố Hồ Chí Minh, vào ngày 30/ 10/ 2003, giá trị LST thấp thu 170C, cao 340C Giá trị LST khu vực trung tâm thành Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 73 HVTH: Nguyễn Thanh Minh phố quận huyện ngoại thành (từ 290C đến 340C) cao so với vùng phụ cận xung quanh (từ 210C đến 280C, có nơi cục từ 170C đến 200C) Vào ngày 18/ 01/ 2004, giá trị LST thấp thu 210C, cao 340C Giá trị LST khu vực trung tâm thành phố quận huyện ngoại thành (từ 290C đến 340C) cao so với vùng phụ cận xung quanh (từ 210C đến 280C) Ở khu vực có che phủ nhiều thực vật, giá trị LST giảm đáng kể, trung bình từ 210C đến 280C Còn khu vực có che phủ thực vật giá trị LST lại cao, thường khoảng từ 290C đến 340C 9.2 Đóng góp đề tài Các đóng góp chủ yếu đề tài là: Kết giá trị LST thu hữu dụng việc ứng dụng nghiên cứu biến đổi khí hậu vùng, vi khí hậu, xác định vùng đảo nhiệt, đặc biệt khu vực đô thị hóa với tốc độ nhanh thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội Giúp làm rõ vấn đề cố gặp phải trình thu nhận liệu ảnh, việc hiệu chỉnh tăng cường chất lượng liệu ảnh Landsat7 ETM+ ASTER Góp phần làm rõ thuật toán, công thức toán áp dụng tính toán giá trị nhiệt độ sáng, giá trị nhiệt độ bề mặt đất, giá trị phát xạ bề mặt đất Đề xuất quy trình xử lý trích lọc giá trị LST, thành lập đồ LST địa bàn khu vực thành phố Hồ Chí Minh Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 9.3 74 HDTH: Lê Văn Trung Hướng mở đề tài Trên sở tham khảo hướng đề tài đã, cần thực nghiên cứu thời gian tới, kết hợp với kết đạt luận văn, vài hướng mở phát triển tiếp đề tài đề nghị sau: Nghiên cứu biến đổi khí hậu vùng, vi khí hậu, xác định vùng đảo nhiệt khu vực đô thị hóa, như: thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Cần Thơ, Nghiên cứu đánh giá thay đổi luồng nhiệt chất thải carbon từ tư liệu ảnh vệ tinh, Nghiên cứu đánh giá thay đổi trạng thảm thực phủ khu vực đô thị, vai trò chúng việc làm giảm thiểu tác động đảo nhiệt vùng đô thị Giám sát cảnh báo khu vực có nguy cháy rừng cao, từ đưa biện pháp đối ứng xử lý kịp thời nhằm giảm tối đa thiệt hại Bên cạnh kết giá trị LST, đồng thời thu nhận kết giá trị phát xạ bề mặt đối tượng vật thể bề mặt vỏ Trái đất Điều mang lại thông tin hữu ích nghiên cứu Địa chất, như: nghiên cứu cấu trúc lớp đất đá, phát tìm kiếm khoáng sản (các hợp chất silic, hay gọi silica, loại đất, đá, ) Nghiên cứu thành lập sở liệu LST vùng biển nhằm tiếm kiếm, phát luồng hải sản phục vụ công tác đánh bắt hải sản xa bờ 9.4 Kiến nghị Qua trình thực đề tài luận văn cao học, số khó khăn gặp phải cần tiếp tục nghiên cứu làm rõ thời gian sớm có thể, là: Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 75 HVTH: Nguyễn Thanh Minh Để việc đánh giá độ xác kết LST thu có tính thuyết phục nên cần tiến hành mở rộng bố trí điểm quan trắc khí tượng bề mặt cho đồng đều, rộng khắp khu vực cần nghiên cứu Thời gian tiến hành quan trắc cần tham khảo hiệu chỉnh cho sát với thời gian thu nhận liệu ảnh cần thu thập xử lý Cần tiếp tục thu thập liệu thông số, phần mềm thích hợp để tiến hành xử lý hiệu chỉnh xạ lần thứ hai (người sử dụng xử lý) cho kênh hồng ngoại nhiệt liệu ảnh ASTER nhằm nâng cao độ xác kết xử lý liên quan Đối với giá trị số phát xạ, cần nghiên cứu chi tiết điều kiện để xác định xác giá trị số phát xạ loại đối tượng bề mặt nhằm đạt kết tốt khu vực nghiên cứu thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, sau áp dụng kiểm nghiệm mở rộng khu vực nghiên cứu vùng nước Tuy nhiên, điều kiện Việt Nam, giá trị số phát xạ áp dụng để xử lý trích lọc giá trị nhiệt bề mặt đất LST là: ε = 0.96 (đối với vùng đất trống), ε = 0.97 (đối với vùng đất phủ thực vật), ε = 0.98 (đối với vùng mặt nước) Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 76 HDTH: Lê Văn Trung CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ “Thành lập đồ nhiệt bề mặt (LST) từ ảnh vệ tinh Khu vực nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh” Lê Văn Trung, Nguyễn Thanh Minh International Symposium on Geoinformatics for Spatial Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences 2006, Ho Chi Minh city, Viet Nam, 9-11/ 11/ 2006 “Trích lọc giá trị nhiệt bề mặt (LST) từ ảnh vệ tinh Landsat ETM+” Lê Văn Trung, Nguyễn Thanh Minh Hội nghị Khoa học Công nghệ gắn với thực tiễn lần 2, Việt Khoa học Công nghệ Việt Nam, Tp.Hồ Chí Minh, 07/ 2006 “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám có độ phân giải siêu cao (Quickbird) việc xác định đối tượng đường giao thông đô thị” Nguyễn Thanh Minh Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 9, Trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh, 10/ 2005 “Xác định khu vực xanh đô thị ảnh viễn thám có độ phân giải siêu cao – Quickbird” Nguyễn Thanh Minh, Phạm Bách Việt Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 9, Trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh, 10/ 2005 “Sử dụng liệu ảnh viễn thám đa thời gian để nghiên cứu diễn biến cửa sông Lộc An, huyện Long Đất, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu” Phạm Bách Việt, Trương Ngọc Tường, Nguyễn Thanh Minh International Symposium on GeoInformatics for Spatial-Infrastructure Development in Earth and Allied Science, Hanoi, Viet Nam, 16-18/ 09/ 2004 “Ứng dụng Địa Tin học quản lý môi trường phát thảo kế hoạch sử dụng đất rừng ngập mặn Cần Giờ” Huỳnh Thị Minh Hằng, Nguyễn Hoàng Anh, Lâm Đạo Nguyên, Nguyễn Thanh Minh Seminar -Core University Programme, Osaka, 07/ 2003 “Ứng dụng kết hợp phương pháp Viễn thám - GIS phương pháp Địa chất để đánh giá biến động đường bờ tuyến sông Lòng Tàu hệ thống cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai” Huỳnh Thị Minh Hằng, Lâm Đạo Nguyên, Nguyễn Thanh Minh, Nguyeãn Minh Trung The sixth regional Conference on Science, Technology & Environment of South – East Provinces, Ho Chi Minh city, 12/ 2001 Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 77 HVTH: Nguyễn Thanh Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO R.Richter “Atmospheric/Topographic Correction for Satellite Imagery Atcor-2/3 User guide, Version 6.1”, 01/ 2005 Vassilopoulou S., Ganas A., Sakkas V & Lagios E “Surface Temperature Monitoring of Nisyros Volcano (Greece) using Space and Ground Techniques”, 10th International Congress Geological Society of Greece, 2004 Ganas A., Vassilopoulou Sp., Lagios E & Sakkas V “Thermal Imaging of Nisyros Volcano (Aegean Sea) using ASTER data: Estimation of the topographic effect to land surface temperatures”, Int Journal of Remote Sensing, 2004 Pham Van Cu, Hiroshi Watanabe “Use of thermal infrared channels of ASTER to evaluate the land surface temperature changes of an urban area in HaNoi, VietNam”, GIS IDEAS 2004, Ha Noi, Viet Nam, Sep 16-18, 2004 Hideyuki Tonooka, Fumihiro Sakuma, Masahiko Kudoh, Koji Iwafune “ASTER/TIR onboard calibration status and user-based recalibration”, Proc of SPIE, Vol 5234, pages 191-198, 2004 I.M Watson, V.J.Realmuto, W.I Rose, A.J Prata, G.J.S Bluth, Y Gu, C.E Bader, T Yu “Thermal infrared remote sensing of volcanic emission using the moderate resolution imaging spectroradiometer”, Journal of Volcanology and Geothermal Research 135, pages 75 – 89, 2003 Qihao Weng, Dengsheng Lu, Jacquelyn Schubring “Estimation of land surface temperature – vegetation abundance relationship for urban heat island studies”, Remote Sensing Environment, 89, 467-483, 2003 Yuko Fukui “A study on surface temperature patterns in the Tokyo Metropolitan area using ASTER data”, Geosciences Journal, Vol.7, No.4, p.343-346, 2003 Ganas A & Lagios E “Landsat7 Night Imaging of the Nisyros Volcano, Greece”, Int J Remote Sensing, vol.24, No 7, 2003 10 Voogt, J.A., and Oke, T.R “Thermal remote sensing of urban climate”, Remote Sensing Environment, 86, 370-384, 2003 Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 78 HDTH: Lê Văn Trung 11 Streutker, D.R “Satellite-measured growth of the urban heat island of Houston, Texas”, Remote Sensing Environment, 85, 282-289, 2003 12 Streutker, D.R “A remote sensing study of the urban heat island of Houston, Texas”, Int J Remote Sensing, vol.23, 2595-2608, 2002 13 Tran Hung, Yoshifumi Yasuoka “Remote sensing to analyze changes of surface biophysical parameters in Viet Nam’s urbanized area”, The 23rd Asian Conference on Remote Sensing, Kathmandu, Nepal, Nov 25-29, 2002 14 Shunlin Liang “An Optimization Algorithm for Separating Land Surface Temperature and Emissivity from Multispectral Thermal Infrared Imagery”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol 39, No 2, 2001 15 Z Li, F Becker, M.P Stoll and Z Wan “Evaluation of Six Methods for Extracting Relative Emissivity Spectral from Thermal Infrared Images”, Remote Sensing Environment, Vol.69, 1999 16 Gallo, K.P., and Owen, T.W “Assessment of urban heat island: A multisensor perspective for the Dallas-Ft Worth, USA region”, Geo-carto International, 13, 35-41, 1998 17 Voogt, J.A., and Oke, T.R “Effects of urban surface geometry on remotelysensed surface temperature”, Int J Remote Sensing Environment, 19, 895920, 1998 18 Gillespie, A.R., Rokuwaga, S., Matsunaga, T., Cothern, J.S., Hook, S.J., and Kahle, A.B “A Temperature and Emissivity Separation Algorithm for Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) image”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol 36, 1113-1126, 1998 19 Schmugge, T., Hook, S.J., and Coll, C “Recovering surface temperature and emissivity from thermal infrared multispectral data”, Remote Sensing Environment, Vol.65, 1998 20 Kim, H.H “Urban heat island”, Int J Remote Sensing Environment, 13, 2319-2336, 1992 21 Byrne, G.F “Remotely sensed land cover temperature and soil water status – a brief review”, Remote Sensing Environment, 8, 291-305, 1979 22 http://ltpwww.gscf.nasa.gov/ISA/handbook/handbook_toc.html Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 79 HVTH: Nguyễn Thanh Minh 23 http://geo.arc.nasa.gov/sge/landsat/data.html 24 http://www.hochiminhcity.gov.vn 25 http://www.gds.aster.ersdac.or.jp Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 80 HDTH: Lê Văn Trung PHỤ LỤC SƠ LƯC MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ SỰ ĐẢO NHIỆT TRONG VÙNG ĐÔ THỊ – URBAN HEAT ISLANDS Thế đảo nhiệt vùng đô thị? Vào ngày mùa hè, nhiệt độ khu vực đô thị nóng từ 6-80F (tương đương khoảng 3-50C, công thức chuyển đổi từ độ Farenheit sang độ Celcius: F = C*1,8 + 32) so với khu vực xung quanh, tượng nhà nghiên cứu khoa học gọi “sự đảo nhiệt vùng đô thị” Đồ thị minh họa đảo nhiệt vùng đô thị hình sau: Các tác động đảo nhiệt vùng đô thị Khi nhiệt độ khu vực đô thị tăng cao dẫn đến xuất vùng đảo nhiệt vùng đô thị Điều làm giảm đáng kể chất lượng không khí khu vực, đồng thời làm tăng việc sử dụng nguồn lượng Các nguyên nhân gây đảo nhiệt vùng đô thị Các nguyên nhân gây đảo nhiệt vùng đô thị kể đến bao gồm: gia tăng công trình xây dựng, diện tích xanh che phủ giảm; Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só 81 HVTH: Nguyễn Thanh Minh nhiều nguyên trực tiếp gián tiếp khác như: suy giảm tầng Ôzon, gia tăng tỏa nhiệt dụng cụ tiêu thụ lượng, Làm để giảm thiểu tác động đảo nhiệt vùng đô thị Để góp phần làm giảm thiểu tác động đảo nhiệt vùng đô thị, nhiều giải pháp tích cực cần tiến hành đồng loạt, đồng thường xuyên Các giải pháp tích cực kể đến là: trồng tăng diện tích che phủ thảm xanh, sử dụng vật liệu xây dựng mái lợp hấp thụ nhiệt (cool roofing materials), cải tạo tăng cường hồ chứa điều tiết khu vực nội thị, Chi tiết tham khảo thêm website http://eetd.lbl.gov/Heatisland/LEARN Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám ... 10 68 14 00 18 /10 /2003 2 .12 23 /12 /2002 11 01 2 .13 17 /04/2003 12 16 Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só HDTH: Lê Văn Trung 36 Bảng 5.5:... kênh hồng ngoại nhiệt Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só HDTH: Lê Văn Trung PHẦN II CƠ SỞ KHOA HỌC Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST). .. QUAN Thành lập đồ nhiệt bề mặt đất (LST) khu vực thành phố Hồ Chí Minh từ ảnh viễn thám Luận văn Thạc só HDTH: Lê Văn Trung CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1. 1 Lý chọn đề tài Nghiên cứu nhiệt bề mặt đất từ liệu ảnh