Luận án tiến sĩ nghiên cứu các mô hình vật lý và ứng dụng hệ phổ kế siêu cao tần trong nghiên cứu xác định độ ẩm đất

B GIÁO D C VÀ ÀO T O VI N HÀN LÂM KHOA H C

Hà N i, 2015

B GIÁO D C VÀ ÀO T O VI N HÀN LÂM KHOA H C

PGS.TS.DOÃN MINH CHUNG

Hà N i, 2015

Tôi xin cam đoan:

Nh ng k t qu nghiên c u đ c trình bày trong lu n án là hoàn toàn trung

th c, c a tôi d i s h ng d n c a PGS.TS Doãn Minh Chung, không vi

ph m b t c đi u gì trong Lu t S h u Trí tu và Pháp lu t Vi t Nam N u sai, tôi hoàn toàn ch u trách nhi m tr c Pháp lu t

TÁC GI LU N ÁN

Võ Th Lan Anh

L I C M N

L i đ u tiên tôi xin g i l i c m n chân thành, sâu s c đ n PGS TS Doãn Minh Chung, ng i Thày đã luôn t n tình ch b o, h ng d n, giúp đ tôi th c

hi n Lu n án này Trong th i gian h c t p, nghiên c u, th c hi n Lu n án Thày

đã luôn đ nh h ng, truy n d y, b sung cho tôi nhi u ki n th c chuyên ngành, kinh nghi m nghiên c u quý báu và giúp tôi s m xác đ nh đ c h ng nghiên

c u c th cho Lu n án

Tôi c ng xin g i l i c m n chân thành t i GS TS Nguy n i H ng cùng các quý Th y, Cô trong Vi n V t lý, Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam, nh ng ng i đã luôn nhi t tình d y d , ch b o, truy n th cho nhi u ki n th c và kinh nghi m quý giá trong th i gian tôi th c hi n Lu n án này t i Vi n

Xin c m n các anh ch , b n bè, đ ng nghi p Vi n Công ngh v tr , Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam đã luôn quan tâm, đ ng viên, khích

l , t o đi u ki n và luôn giúp đ , trao đ i, th o lu n, cung c p cho tôi nhi u thông tin, ki n th c, kinh nghi m h u ích đ hoàn thành Lu n án này

Cu i cùng con xin đ c bày t s bi t n sâu s c t i cha m hai bên, xin

c m n t t c ng i thân trong gia đình đã luôn quan tâm, đ ng viên, khích l

và t o m i đi u ki n giúp tôi có thêm quy t tâm, ngh l c trong h c t p, nghiên

c u và hoàn thành Lu n án này

Xin chân thành c m n!

M C L C 

DANH M C HÌNH V 6 

DANH M C B NG BI U 8 

DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T 9 

PH N M U 12 

1 Xu t x c a đ tài lu n án 12 

2 M c tiêu và nhi m v nghiên c u c a lu n án 14 

3 Ph ng pháp nghiên c u c a lu n án 15 

4 Các lu n đi m b o v 15 

5 óng góp khoa h c m i c a lu n án 16 

CH NG I T NG QUAN V M T VÀ CÁC PH NG PHÁP NGHIÊN C U 17 

1.1 T ng quan v các tính ch t v t lý c b n c a đ t 17 

1.2 Các ph ng pháp nghiên c u đ m đ t 21 

1.2.1 Các ph ng pháp đo truy n th ng   21 

1.2.2 Các ph ng pháp vi n thám   23 

1.3 T ng quan các nghiên c u vi n thám đ m đ t trong và ngoài n c 30 

1.3.1 trong n c   30 

1.3.2 ngoài n c   32 

CH NG II NGHIÊN C U XÂY D NG MÔ HÌNH V T LÝ XÁC NH M T 38 

2.1 T ng quan v các mô hình v t lý xác đ nh đ m đ t 38 

2.1.1.Ph ng pháp h i quy d a trên phép đo c u hình đ n gi n và b n đ phân lo i th c v t c a Jackson (1993)   40 

2.1.2.Ph ng pháp h i quy d a trên phép đo đ n c c và các ch s th c v t c a Van de Greind

và Owe (1994)   42 

2.1.3 Ph ng pháp h i quy 2 tham s , quan tr c hai phân c c và đa góc c a Wingneron et al (1995)   44 

2.1.4 Mô hình h i quy 2 tham s , quan tr c l ng c c c a Owe et al(2001)   46 

2.2 Xây d ng mô hình v t lý xác đ nh đ m đ t 47 

2.2.1 Mô hình v t lý v s phát x t nhiên c a đ t   50 

2.2.2 Các tham s nh h ng đ n đ phát x t nhiên c a đ t   53 

2.2.3 Mô hình bán th c nghi m Wang–Schmugge v h ng s đi n môi c a đ t   59 

CH NG III XÂY D NG QUY TRÌNH O NHI T PHÁT X C A T B NG PH K SIÊU CAO T N 64 

3.1 T ng quan v ph k siêu cao t n và nguyên lý ho t đ ng 64 

3.1.1 Ph k siêu cao t n ki u công su t toàn ph n   65 

3.1.2 Ph k siêu cao t n ki u Dicke   66 

3.1.3 Ph k siêu cao t n ki u bù t p âm   68 

3.1.4 Các ch tiêu k thu t chính c a các ph k SCT b ng L.   69 

3.2 Quy trình ng d ng ph k siêu cao t n trong xác đ nh đ m đ t 69 

3.2.1 Chu n hóa ph k và chu n b m u đ t   70 

3.2.2 Xây d ng quy trình đo nhi t đ phát x c a đ t   74 

3.2.3 Phân tích m u đ t th c nghi m   84 

CH NG IV L P CH NG TRÌNH TÍNH TOÁN M T 89 

4.1 Nghiên c u xây d ng thu t toán tính toán đ m đ t 89 

4.2 L p ch ng trình tính toán s li u 91 

4.3 Phân tích đánh giá các k t qu tính toán đ m đ t t mô hình v t lý bán th c nghi m 95 

K T LU N VÀ KI N NGH 101 

DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH C A TÁC GI Ã CÔNG B LIÊN

QUAN N LU N ÁN 106 

TÀI LI U THAM KH O 108 

PH L C C_1: ng d ng ph k LNIR xác đ nh đ m đ t 118 

PH L C C_2: th 124 

PH L C C_3: B ng đo nhi t đ phát x c a b u tr i t i các góc đo c a Anten[52] 126 

DANH M C HÌNH V

Hình 1.1: Nguyên lý ho t đ ng c a vi n thám tích c c……… 25 Hình 1.2: D i sóng ho t đ ng c a vi n thám siêu cao t n th đ ng …… 27

Hình 1.3: Ba ph ng th c quan tr c m t đ t b ng ph k siêu cao t n… 28 Hình 1.4: T ng quan s phát x t nhiên c a các đ i t ng trên b m t Trái

đ t và thi t b đo vi n thám đ t trên v tinh………

Hình 2.6: S đ c a các ngu n b c x sóng siêu cao t n quan sát b i m t

máy đo b c x đ cao H và t i góc ………

Hình 3.4: S đ kh i ph k ki u bù t p âm……… ……… 68 Hình 3.5: Chu n ph k v i v t đen và b u tr i xanh 71 Hình 3.6: Chu n hóa ph k v i b u tr i (t i l nh)……… 72 Hình 3.7: Chu n hóa ph k v i Absober (t i nóng)……… 73 Hình 3.8: Ph k đo đ phát x c a ô đ t m u……… 74 Hình 3.9: th mô t s bi n thiên c a đ phát x theo góc thu c a Anten 84 Hình 3.10: L y m u đ t b ng ph ng pháp truy n th ng……… 86 Hình 4.1: L u đ ch ng trình tính đ m đ t ……… 90 Hình 4.2: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 100

92 Hình 4.3: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 200

92 Hình 4.4: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 300

93 Hình 4.5: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 400

93 Hình 4.6: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 500

94 Hình 4.7: Tính toán đ m theo mô hình Wang & Shmugge t i góc đo 600

94 Hình 4.8: th đ phát x c a đ t là hàm c a góc t i (Trung tâm KTNN

DANH M C B NG BI U

 

B ng 1.1: B ng phân b đi m quan tr c đ m đ t Vi t Nam 30 

B ng 3.1: B ng s li u đo th c đ a khu v c Hoài c b ng L………… 75 

B ng 3.2 B ng t ng h p s bi n thiên đ phát x c a đ t (LNIR) khu

ISS Tr m v tr qu c t

LANDSAT Ch ng trình quan sát trái đ t b ng v

tinh c a Hoa K LNIR Ph k siêu cao t n bù t p âm b ng L

NASA C quan hàng không v tr Hoa k

NDVI Ch s th c v t NOAA/AVHRR C c khí t ng và h i d ng Hoa K /

d ng SPOT V tinh đ phân gi i cao c a Pháp

PH N M U

1 Xu t x c a đ tài lu n án

t trong thu t ng chung là các v t ch t n m trên b m t Trái đ t, có

kh n ng h tr s sinh tr ng c a th c v t và ph c v nh m t môi tr ng sinh s ng c a các d ng đ ng v t t các vi sinh v t t i các loài đ ng v t

V.V Dokuchaev, nhà khoa h c ng i Nga tiên phong trong l nh v c khoa h c đ t cho r ng “ t nh là m t th c th t nhiên có ngu n g c và

l ch s phát tri n riêng, là th c th v i nh ng quá trình ph c t p và đa d ng

di n ra trong nó t đ c coi là khác bi t v i đá á tr thành đ t d i nh

h ng c a m t lo t các y u t t o thành đ t nh khí h u, cây c , khu v c,

đ a hình và tu i Theo đó, đ t có th đ c g i là các t ng trên nh t c a đá không ph thu c vào d ng, chúng b thay đ i m t cách t nhiên b i các tác

đ ng ph bi n c a n c, không khí và m t lo t các d ng hình c a các sinh

v t s ng hay ch t t có vai trò vô cùng quan tr ng cho m i lo i hình s

s ng trên Trái đ t vì nó h tr s sinh tr ng c a th c v t, đ ng th i các loài th c v t l i cung c p oxy và h p th dioxit cacbon cho đ t [57]

V thành ph n c a đ t, các lo i đ t đ c phân lo i dao đ ng trong

m t kho ng r ng v thành ph n và c u trúc theo t ng khu v c Các lo i đ t

đ c hình thành thông qua quá trình phong hoá c a các lo i đá và s phân

h y c a các ch t h u c ó là quá trình tác đ ng c a gió, m a, b ng tuy t, ánh n ng và các ti n trình sinh h c trên các lo i đá theo th i gian, các tác

đ ng này làm đá v v n ra thành các h t nh Các thành ph n khoáng ch t

và các ch t h u c xác đ nh c u trúc và các thu c tính khác c a các lo i đ t

t có th chia ra thành 2 l p t ng quát: (1) t ng đ t b m t là l p trên cùng, đó ph n l n các lo i r cây, vi sinh v t và các lo i hình s s ng

đ ng v t khác c trú, và (2) t ng đ t n n, t ng này n m sâu h n và thông

th ng dày đ c và ch t h n c ng nh ít các ch t h u c h n

N c, không khí c ng là nh ng phân t thu c thành ph n c a đ t Không khí n m trong các “l tr ng” gi a các h t đ t, còn n c n m trong các kho ng không gian c ng nh b m t các h t đ t, chi m kho ng m t n a

th tích c a đ t C hai đ u đóng vai trò quan tr ng trong s sinh tr ng c a

th c v t trong m t h sinh thái c th , đ c bi t là n c

m đ t đ c hi u m t cách chung nh t là hàm l ng n c d tr trong đ t nh ng đi u ki n nh t đ nh m đ t có th đ c tính b ng g/g (s gam n c trên 1gam đ t), g/cm3 (s gam n c trên 1cm3 đ t), % (t l

% kh i l ng n c trên 1 đ n v kh i l ng đ t), v.v

Trong thiên nhiên, đ m đ t có vai trò quan tr ng duy trì s s ng c a các loài sinh v t trên Trái đ t, t đó t o ra ngu n l ng th c th c ph m cho con

ng i M t khác, đ m đ t là tham s đ c tr ng cho quá trình trao đ i n ng

l ng gi a đ t và không khí, nh h ng tr c ti p đ n sinh thái môi tr ng Thông tin v đ m đ t r t quan tr ng trong nhi u l nh v c nh khí

t ng, th y v n, nông - lâm nghi p, liên quan đ n v n đ an ninh l ng th c và

s bi n đ i c a ti u vùng khí h u [9, 12-13, 68]

Do đ c tính bi n đ i nhanh v không gian và th i gian, vi c xác đ nh chính xác đ m đ t trên di n r ng là r t khó [25, 36, 68] Vi t Nam hi n nay,

đ m đ t đ c đo và giám sát ch y u b ng ph ng pháp truy n th ng (khoan

s y), các tr m quan tr c, tuy cho k t qu chính xác nh ng mang tính c c b , không có thông tin bao quát trên di n r ng, h n ch vi c qu n lý tài nguyên đ t

và n c t c p t nh tr lên [7, 11, 14]

V i s phát tri n v t b c c a công ngh v tr , ph ng pháp vi n thám siêu cao t n (tích c c và th đ ng) đã đ c ng d ng trong nghiên c u, giám sát

đ m đ t, mang l i hi u qu v kinh t - xã h i, kh c ph c đ c các nh c

đi m nêu trên, đ c bi t là đ c tính bao quát vùng r ng l n và khó ti p c n

[19-20, 30, 41, 48, 60]. 

 

Nguyên t c c b n c a các ph ng pháp vi n thám siêu cao t n trong nghiên c u đ m đ t là thu nh n các n ng l ng ph n x , phát x t m t đ t -

v n mang thông tin v s t ng tác gi a n ng l ng phát x v i m t đ t, t đó xác đ nh đ c đ m đ t

Mô hình v t lý th c ch t là t h p m t s các công th c mô t các quan

h , quy lu t v t lý gi a các đ i l ng, thông s c a v t ch t Các m i quan h này th ng là đa bi n, t c là ph thu c vào nhi u đi u ki n khác nhau, vì v y chúng th ng là Mô hình v t lý bán th c nghi m

Nh n th y vai trò quan tr ng c a đ m đ t đ i v i tài nguyên thiên nhiên

và môi tr ng, s quan tâm nghiên c u c a các nhà khoa h c, c a các c quan nghiên c u và qu n lý, trong khi các ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng

ch a đ c nghiên c u m t cách bài b n và h th ng Vi t Nam, đ tài lu n án

“Nghiên c u các mô hình v t lý và ng d ng h ph k siêu cao t n trong nghiên c u xác đ nh đ m đ t” đ c đ t ra nh m nghiên c u, ng d ng các

thành t u m i c a ph ng pháp vi n thám siêu cao t n th đ ng trong nghiên

c u đ m đ t, t ng b c h i nh p qu c t trong chu n hoá - ki m ch ng d

li u các v tinh đo đ c, giám sát đ m đ t toàn c u, góp ph n gi m thi u thi t

h i do bi n đ i khí h u gây ra

2 M c tiêu và nhi m v nghiên c u c a lu n án

a M c tiêu:

M c tiêu c a lu n án là nghiên c u ph ng pháp vi n thám siêu cao t n

th đ ng trong xác đ nh đ m đ t thông qua các phép đo c a ph k siêu cao

- T ng quan v ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng trong nghiên c u đ m đ t;

- Nghiên c u, xây d ng mô hình v t lý bán th c nghi m v đ m

đ t;

- Thi t l p quy trình th c nghi m đo nhi t đ phát x c a m t đ t

b ng ph k siêu cao t n nh m cung c p d li u đ u vào cho mô hình;

- L p ch ng trình tính toán đ m đ t d a trên mô hình v t lý bán

th c nghi m và các d li u đ u vào

3 Ph ng pháp nghiên c u c a lu n án

th c hi n nhi m v nghiên c u, lu n án s d ng các ph ng pháp nghiên c u nh sau:

- Ph ng pháp t ng h p và phân tích lý thuy t v các mô hình v t lý nghiên c u đ m đ t

- Ph ng pháp th c nghi m s d ng ph k siêu cao t n đo nhi t đ phát x c a m t đ t nh m cung c p d li u th c nghi m cho mô hình v t lý tính toán đ m đ t

- Ph ng pháp tính toán đ m đ t theo mô hình s d ng ph n m m Excels

4 Các lu n đi m b o v

Lu n đi m b o v th nh t: Tích h p mô hình Fresnel và mô hình

Wang-Schumugge là n n t ng c b n cho phép s d ng s li u đo nhi t đ phát x

b ng ph k SCT đ xác đ nh đ m đ t m t cách bán th c nghi m

Lu n đi m b o v th hai: Qui trình đo nhi t đ phát x b ng ph k SCT

và thu t toán h i quy đ m đ t cho phép xác đ nh đ m đ t trên di n r ng,

ph c v các ng d ng trong nông nghi p

5 óng góp khoa h c m i c a lu n án

Trên c s nghiên c u, xây d ng mô hình v t lý bán th c nghi m v đ

m đ t, lu n án đã thi t l p đ c quy trình chu n đ đo nhi t đ phát x c a m t

đ t b ng ph k siêu cao t n, nh m cung c p d li u th c nghi m cho mô hình

v t lý, t đó xây d ng ch ng trình tính toán đ m đ t ây là l n đ u tiên

Vi t Nam, đ m đ t đ c nghiên c u m t cách bài b n c v lý thuy t và th c nghi m b ng ph ng pháp vi n thám siêu cao t n th đ ng

CH NG I T NG QUAN V M T VÀ CÁC PH NG PHÁP

NGHIÊN C U

t có m t s tính ch t v t lý và tính ch t c lý ch y u nh t tr ng, dung tr ng, đ x p, tính dính, tính d o, đ ch t, s c c m…Nh ng tính ch t này

th ng đ c quy t đ nh b i các thành ph n khoáng v t (nguyên sinh, th sinh), thành ph n các c p h t (cát, limon, sét), thành ph n ch t h u c có trong đ t và tính liên k t gi a các thành ph n trên đ t o ra k t c u c a đ t Vì v y, ch ng I trình bày t ng quan v đ m đ t, các tính ch t v t lý c b n c a đ t, các

ph ng pháp tính đ m đ t theo truy n th ng và hi n đ i, tình hình nghiên c u trong và ngoài n c v ng d ng vi n thám xác đ nh đ m đ t, trong đó bao

g m vi n thám siêu cao t n th đ ng

1.1 T ng quan v các tính ch t v t lý c b n c a đ t

m đ t th ng đ c đ nh ngh a là hàm l ng n c ch a trong đ t, hay đ c bi u th b ng ph n tr m t s gi a kh i l ng n c ch a trong đ t và

kh i l ng đ t khô đ c tr ng cho các tính ch t v t lý và hàm l ng n c trong đ t, các nghiên c u đã đ a ra m t s thông s v t lý c a đ t nh sau:

(cm3) tr ng thái t nhiên (có khe h ) sau khi đ c s y khô ki t

Dung tr ng c a đ t đ c ng i ta xác đ nh b ng cách đóng ng kim lo i hình tr có th tích bên trong 100cm3 th ng góc v i b m t đ t tr ng thái hoàn toàn t nhiên, sau đó đem s y khô ki t r i tính theo công th c sau:

V - Th tích c a ng đóng (đ c tính theo cm3

) Dung tr ng c a đ t th ng nh h n so v i t tr ng vì th tích đ t khô ki t

đ c xác đ nh đây bao g m c các h t đ t r n và các khe h t nhiên trong

đ t

Dung tr ng c a đ t ph thu c vào c p h t c gi i, đ ch t và k t c u c a

đ t Các lo i đ t t i x p, giàu ch t h u c và mùn th ng có dung tr ng nh và

ng c l i nh ng lo i đ t ch t bí kém t i x p và nghèo ch t h u c th ng có dung tr ng l n Dung tr ng c a đ t th ng đ c s d ng trong vi c tính đ x p

c a đ t, tính kh i l ng đ t canh tác trên 1 ha đ xác đ nh tr l ng các ch t dinh d ng, tr l ng n c có trong đ t hay đ m đ t

Công th c tính đ x p c a đ t : Do các khe h trong đ t có các hình d ng

ph c t p và các kích th c r t khác nhau nên vi c tính toán tr c ti p th tích c a các khe h trong đ t là r t khó, do đó đ xác đ nh đ c đ x p c a đ t ng i ta

ph i tính m t cách gián ti p t t tr ng và dung tr ng c a đ t theo công th c sau:

và dung tr ng c a đ t

héo, r lá n v đo là % ho c mm Trong khi phát tri n, cây tiêu th l ng

n c r t l n N c này thâm nh p vào cây qua b r m c a đ t sau khi

m a ho c t i d n d n gi m sút, n c không th m vào r cây đ c n a T bào

co l i, lá cây r xu ng và cây b héo Lúc đ u cây ch héo ban ngày tr i nóng, chi u xu ng cây tr l i tr ng thái bình th ng Nh ng cu i cùng khi đ m c a

đ t h xu ng đ n m c lá cây héo và r đi, sau m t đêm, sáng mai không tr l i

tr ng thái bình th ng đ c

m c a đ t gây ra hi n t ng cây héo, sau m t đêm không h i ph c

g i là h s cây héo hay đ m cây héo

đ) tr m c c đ i c a đ t [8 ] (hay là s c ch a m t i đa đ ng

ru ng - ti ng Anh là Moisture Field capacity) là đ i l ng đ c tr ng cho kh

n ng gi n c l n nh t c a đ t ây là ch s quan tr ng là m c đ đi u ch nh

ch đ t i cho cây tr ng

n c t i h n t n t i trong các đ i t ng t nhiên H ng s n c có 3 tiêu chí quan tr ng nh t: l ng n c b hút, đ m cây héo, đ tr m c c đ i

G i là h ng s n c vì đây là nh ng tính ch t đ c tr ng không thay đ i

Ví d : đ hút m không khí c c đ i, đ tr m phân t c c đ i, đ m cây héo,

đ tr m toàn ph n, đ tr m c c đ i (còn g i là đ tr m đ ng ru ng ho c

s c ch a m t i đa ) tr m c c đ i là m t trong nh ng h ng s n c quan

tr ng nh t, thu t ng ti ng Anh là Moisture Field Capacity m là bi n s , thay đ i tu thu c vào th i ti t, ví d khi n ng thì đ t khô, khi m a thì đ t m , còn đ tr m c c đ i là m t đ i l ng không đ i, m i lo i đ t có m t đ c tr ng riêng, ph n ánh kh n ng tr n c l n nh t c a mình Trong s các h ng s

đ c tích gi l i đ n mùa hè, th i ti t khô h n, không ít tr ng h p ngay trên

t ng m t đ t khô c n, đ m đ t ngang b ng ho c th m chí d i đ m cây héo,

nh ng nh n c đ c tích gi nh ng t ng d i, n u bi t tr ng nh ng lo i cây

có b r n sâu thì s t n d ng đ c l ng n c d tr trong đ t m t cách hi u

qu

ti n nh n xét so sánh, tr l ng n c đ c bi u th theo các l p 0 - 50; 50 - 100 và 0 - 100cm n v đ c tính là mm c t n c Mu n bi u th

b ng m3/ha thì nhân v i 10, ví d tr l ng n c trong đ t c a Ferralsols t ng

l c c h c v.v theo truy n th ng th ng đ c dùng th nguyên áp l c t

đ c bão hoà m thì l c mao qu n th n ng s b ng 0 t càng khô d n thì th

n ng càng t ng theo tr s tuy t đ i âm (-), ngh a là v ph ng di n đ i s thì

đ i l ng này càng gi m t càng khô thì khi ti p xúc v i n c chúng càng

t ng kh n ng h p th ho c "hút" n c v phía mình

Khi đ t bão hoà m thì th n ng mao qu n s b ng 0 và do đó áp l c m

đ c quy c b ng 0 Khi đó đ t tr ng thái có áp l c l n nh t t càng khô,

đ m đ t càng gi m và làm cho áp l c m càng nh h n 0, lúc đó áp l c m s mang d u (-) Theo thang đánh giá, áp l c m trong đ t có tr s t 0 đ n (- 5 atm) thì cây tr ng phát tri n t t, n c r t d s d ng cho cây tr ng; t (-5 atm)

đ n (-15 atm) m c đ h u hi u là trung bình; t (-15 atm) đ n (-25 atm) - khó

s d ng và d i m c (-25 atm) r t khó s d ng, cây tr ng s héo và ch t

1.2 Các ph ng pháp nghiên c u đ m đ t

T tr c đ n nay, trên th gi i có nhi u ph ng pháp đo đ m đ t, có

th k đ n m t vài ph ng pháp ph bi n nh sau:

L ng n c hút m không khí:

W%=a/b * 100 hay 0,500/9,5 *100=5, 26% (1.5)

Khi đó, K= (100+ 5, 26)/100 = 1,052

th m n c c a đ t đ c xác đ nh ch y u ngoài đ ng ru ng, còn xác

đ nh trong phòng thí nghi m là th y u, có tính ch t b sung, phân tích thêm

nh ng k t qu xác đ nh đ c trong đi u ki n ngoài đ ng ru ng

b/ Ph ng pháp tính toán đ m đ t toàn ph n

m đ t toàn ph n là l ng n c d tr trong đ t nh ng đi u ki n

nh t đ nh m đ t toàn ph n (ho c tr l ng m trong đ t) đ c tính b ng

mm c t n c theo công th c sau đây:

Wmm = Wt * d * h * 10 / 100 = Wt * d * h */10 (1.5)

Trong đó:

- Wmm : m đ t toàn ph n, tính b ng mm

- Wt : m đ t, tính b ng % tr ng l ng,

đ nh b ng hi u s gi a đ m t i đa và đ m cây héo

m đ t h u hi u (Whh) đ c xác đ nh theo công th c sau:

Whh = Wtp - WWkhoheo (1.7) Trong đó:

Ngày nay, v i s phát tri n v t b c c a công ngh v tr , ph ng pháp

vi n thám (tích c c và th đ ng) đã đ c ng d ng trong nghiên c u, giám sát

đ m đ t, mang l i hi u qu v kinh t - xã h i, kh c ph c đ c các nh c

đi m nêu trên

Nh chúng ta đã bi t, vi n thám đ c đ nh ngh a nh m t môn khoa h c nghiên c u các ph ng pháp thu nh n, đo l ng và phân tích thông tin c a đ i

t ng mà không ti p xúc tr c ti p v i chúng V c b n, vi n thám có th đ c chia thành 2 lo i: vi n thám tích c c và th đ ng [6, 30, 69] N u nh trong

vi n thám th đ ng, các h th ng máy đo n ng l ng b c x t nhiên hay ph n

x t m t s đ i t ng, thì h th ng vi n thám ch đ ng đ c cung c p m t

ngu n n ng l ng riêng, chi u tr c ti p vào đ i t ng và đo đ c ph n n ng

l ng ph n x t đ i t ng D a trên ph n n ng l ng ph n x thu đ c, áp

d ng các mô hình v t lý, s tính đ c đ m đ t

a/ Trong vi n thám tích c c [6], nguyên t c ho t đ ng liên quan đ n quá trình truy n sóng đi n t t ngu n phát đ n v t th c n quan tâm, đ c mô t trong hình 1.1:

- Ngu n phát n ng l ng (1): là ngu n phát ra n ng l ng đi n t đi t i đ i

t ng c n quan tâm

- Khi n ng l ng truy n t ngu n phát t i đ i t ng, nó s t ng tác t i khí quy n mà nó đi qua S t ng tác này có th x y ra l n th 2 khi ph n

n ng l ng ph n x t đ i t ng truy n t i b c m bi n trên v tinh

- Khi n ng l ng g p đ c đ i t ng sau khi xuyên qua khí quy n, nó

t ng tác v i đ i t ng Ph thu c vào đ c tính c a đ i t ng và sóng

đi n t mà n ng l ng ph n x hay b c x này s khác nhau

- Vi c thu n ng l ng c a b c m bi n (sensor): sau khi n ng l ng b tán

x ho c ph n x t đ i t ng, chính b c m bi n phát trên v tinh s đ c dùng đ thu ph n n ng l ng ph n x này

- S truy n t i, thu nh n và x lý (Tr m thu): n ng l ng đ c ghi nh n

- Thông tin sau khi đ c tách ra t nh có th đ c ng d ng đ nghiên

c u v đ i t ng, khám phá m t s thông tin m i ho c h tr cho vi c

gi i quy t m t v n đ c th  

Hình 1.1: Nguyên lý ho t đ ng c a vi n thám tích c c

Do các tính ch t c a các đ i t ng (nhà c a, m t đ t, r ng cây, m t

n c ) có th đ c xác đ nh thông qua n ng l ng b c x hay ph n x t v t

ch t, nên vi n thám là m t ngành khoa h c công ngh nh m xác đ nh, nh n bi t

đ i t ng ho c các đi u ki n môi tr ng thông qua nh ng đ c tr ng riêng v s phát x và b c x

Nh v y, ph ng pháp vi n thám tích c c đ c ng d ng r t hi u qu cho vi c nghiên c u s d ng đ t và l p ph m t đ t nh nh ng u đi m sau:

- nh v tinh có th ghi nh n s thay đ i hi n tr ng m t đ t, tính ch t

c a môi tr ng đ t (đ m) c a m t vùng r ng l n m t cách nhanh chóng ( u

đi m v không gian và th i gian)

- nh v tinh có th cung c p các thông tin mà các ph ng pháp thông

th ng không có đ c, đ c bi t v i nh ng khu v c mà con ng i và thi t b không ti p c n đ c

- Cho k t qu nhanh h n, đ y đ và kinh t h n so v i quan sát th c đ a Tuy nhiên nó c ng có nh c đi m là:

- Nhi u d ng khác nhau c a hi n tr ng s d ng đ t có th không phân

bi t đ c trên nh v tinh

- i v i vùng nghiên c u có di n tích nh thì ph ng pháp vi n thám không phù h p và không kinh t so v i các ph ng pháp truy n th ng

Còn trong vùng sóng sóng radar, theo lý thuy t v b c x đi n t , m i v t

ch t trong thiên nhiên, ngo i tr nhi t đ không tuy t đ i (00

K), do chuy n

đ ng nhi t c a các proton và electron, đ u t phát ra m t ph b c x nhi t -

đ c đ c tr ng b i phát x (e) hay Nhi t đ phát x (Tb = e.T0) Nhi t đ phát x này ph thu c vào nhi t đ v t lý T0, vào thành ph n, c u trúc và các tham s v t lý c a v t ch t D a vào quan h này, ng i ta đo nhi t đ phát x

c a đ i t ng quan tâm và t đó xác đ nh các tham s c n thi t

Hi n t ng này đ c g i là s phát x th đ ng, hay s phát x t nhiên

c a v t ch t Sóng đi n t này lan truy n trong không gian d i d ng ph b c

x m i d i t n s Tuy nhiên, tu thu c vào môi tr ng và b n thân v t phát

x , ph n ng l ng này có th b h p th khác nhau đ i v i m i d i t n s c tính c a ph b c x này v c ng đ và t n s ph thu c vào các đ c tính c

h u c a v t phát x và môi tr ng bao quanh D a vào đi u y, các nhà khoa

h c đã ch t o các thi t b và nghiên c u các ph ng pháp thu nh n, bi n đ i các tín hi u đi n t tr ng phát x t v t ch t, đ t đó xác đ nh các đ c tính c

h u c a v t ch t Thi t b đo t ng ng đ c g i là ph k (radiometer RDM)

Hình 1.2 d i đây mô t d i sóng ho t đ ng c a vi n thám siêu cao t n th đ ng (t 0, 3 - 100 cm): 

 

Thông th ng trong vi n thám có 3 ph ng th c quan sát [1-4], [33] : t

m t đ t, t máy bay và t v tinh (Hình 1.2)

Quan sát trên m t đ t đ c s d ng trong ph m vi th c đ a, đ cao quan sát < 5m Ph ng th c này đ c ng d ng đ quan sát l p th c v t bao ph trên

m t đ t, sinh kh i, đ m c a đ t, nhi t đ b m t đ t Quan tr c t máy bay

đ c ng d ng trên ph m vi nhi u cánh đ ng v i tr ng quan sát > 500m

Ph ng th c này đ c ng d ng đ quan sát mùa v , các y u t đ c h i nh

h ng đ n đ t, nhi t đ b m t, vi khí h u nh h ng đ n đ m đ t Ph ng

th c th ba là quan sát t v tinh nhân t o trên m t khu v c l n v i tr ng quan sát > 100 km Ph ng th c này đ c ng d ng đ l p b n đ tài nguyên thiên nhiên và môi tr ng  

 

 

 

 

Hình 1.4 mô t t ng quan s phát x t nhiên c a các đ i t ng trên b

m t Trái đ t và các thi t b đo vi n thám đ t trên v tinh

Ph k siêu cao t n (SCT) là thi t b đ c bi t dùng đ đo nhi t đ phát x

t nhiên c a đ i t ng trong vùng sóng siêu cao t n Ph k SCT bao g m anten, máy thu và kh i x lý s li u và ghép n i v i máy tính đo nhi t đ phát x c a m t đ i t ng, anten đ c h ng vào đ i t ng đó theo góc t i θ

1000-T máy bay

    5m

T m t đ t

Hình 1.4: T ng quan s phát x t nhiên c a các đ i t ng trên b m t Trái đ t

và thi t b đo vi n thám đ t trên v tinh

C ng đ b c x t đ i t ng đ c h p th b i anten và t o nên nhi t đ anten

- đ c bi u th qua công th c sau :

-T ATM : nhi t đ phát x c a không khí (đ K)

Các nghiên c u đã ch ra r ng, t n s siêu cao (ví d : f=1.4GHz), τ( )A,θ ≈ 1, nhi t đ phát x t không khí Tsky <6K và đ cao cách m t đ t t 1-2 m, TATM

Hi n nay, t i Vi t Nam do nhi u đi u ki n khách quan khác nhau, s li u

đi u tra c b n v đ m đ t là r t ít và t n m n T i Vi n Th nh ng và Nông hoá, các s li u v đ m đ t c ng không có nhi u, k c các thông s c b n đ xác đ nh đ m khô héo c ng ch m i xác đ nh cho m t s lo i đ t chính thông qua k t qu c a m t s đ tài nghiên c u

Trong ngành khí t ng thu v n, m ng l i quan tr c đ m đ t không

l n K t qu thu th p s li u quan tr c đ m đ t t 1960 đ n nay b c đ u cho

th y ch có 72 đi m quan tr c đ m 8 vùng sinh thái (tr vùng đ ng b ng sông C u Long) trên các lo i cây tr ng khác nhau v i các m c đ kh o sát và

quan tr c chi ti t khác nhau nh sau [9], [10], [12]:

B ng 1.1: B ng phân b đi m quan tr c đ m đ t Vi t Nam

TT Vùng sinh thái nông nghi p S đi m quan tr c đ m đ t 

4 Vùng ng b ng B c B 12 

y t , v.v Trong s các ng d ng k trên, vi c theo dõi giám sát đ m đ t có vai trò quan tr ng, đ c bi t đ i v i các ngành nông - lâm nghi p, vì đ m đ t là thông s bi u hi n m c đ trao đ i n ng l ng gi a các đ i t ng trên b m t Trái đ t, và do đó nh h ng đ n ti u vùng khí h u Trái đ t Ví d , khi tr i

m a, đ a hình đ t tr ng gây nên đ m đ t cao, trong khi đ a hình d c làm n c trôi nhanh nên đ m đ t th p, th i ti t hanh khô, gió m nh làm đ m đ t gi m nhanh, đ t b ph b i l p th m th c v t càng dày thì đ m đ t bi n đ i càng

ch m, thành ph n đ t khác nhau c ng gi m khác nhau Ngoài ra, khi m a l n

nh ng vùng đ i núi d c, ít có l p cây che ph , s gây nên l quét, l ng làm

s t l đ t - là m t trong nh ng tai bi n thiên nhiên ch y u Vi t Nam Vì v y

đ m đ t mang nhi u thông tin v h sinh thái t nhiên, nh h ng tr c ti p

đ n sinh thái cây tr ng, đ c bi t cây l ng th c, cây công nghi p

Hi n nay, Vi t nam, nhi u công trình nghiên c u đã s d ng công ngh

vi n thám trong nghiên c u đ m đ t B ng ph ng pháp gi i đoán nh v tinh, ng d ng h th ng thông tin đ a lý trong nghiên c u đ m đ t và bi n

đ ng l p ph đ t đã đ c m t s nhóm nghiên c u th c hi n, nh c a các tác

gi L i Anh Khôi [6], Nguy n Ng c Th ch, Ph m V n C , Nguy n ình

D ng, Nguy n Xuân Lâm, Tr n Minh Ý, Tr ng Th Hoà Bình, Bùi Doãn

Tr ng [1-2], [20-21], v.v V ng d ng vi n thám siêu cao t n th đ ng ng

d ng ph k siêu cao t n các b ng L (1.4 GHz), C (3.5 GHz), và X (10.5 GHz), nhóm nghiên c u c a tác gi Doãn Minh Chung đã th c hi n thành công nhi u

đ tài nghiên c u đ m đ t, sinh kh i th c v t, nhi t đ và đ m n n c bi n [1- 4], [20], [21], [27]

Trong các th p k tr c, vi c ng d ng ph k siêu cao t n th đ ng trong nghiên c u đ m đ t, l p ph th c v t cùng v i vi c phân lo i các lo i

th c v t đ xác đ nh các ch s th c v t trong các mô hình tính toán đ m đ t

đã đ c nghiên c u b i Mo, Choudhury, T.J Schmugge và Njoku [46], [48], [49], [50-52] Trong giai đo n 2002-2009, các chuyên gia K.G.Kostov, B.I.Vichev thu c Vi n i n t , Vi n HLKH Bungaria đã h p tác v i các cán b nghiên c u c a Vi n V t lý, Vi n KHCNVN th c hi n thành công 3 đ tài h p tác Ngh đ nh th Vi t Nam - Bungari V i m c đích nghiên c u, thi t k và ch

t o h ph k siêu cao t n th đ ng các b ng L, C và X, và ng d ng chúng đ nghiên c u, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi tr ng Vi t Nam, trong đó

có đ m đ t C th là trong các n m 2000-2004, các ph k b ng L và C đã

đ c ch t o và ng d ng đ ki m nghi m ph ng pháp xác đ nh đ m đ t trong đi u ki n môi tr ng t i Vi t Nam [1] Trong các n m 2005-2006, nhóm nghiên c u đã s d ng ph k siêu cao t n b ng C đ xác đ nh đ m đ t, sinh

kh i th c v t và nhi t đ m t n c bi n t i Vi t Nam [3] Trong các n m

2007-2009, ph k siêu cao t n b ng X đã đ c ch t o và ng d ng trong xác đ nh

đ m đ t và đ m n n c bi n t i Vi t Nam [4]

1.3.2 ngoài n c

Trên th gi i, đ m đ t đ c quan tâm đ c bi t và là m t y u t quan

tr ng hàng đ u trong các h th ng giám sát đi u ki n m c a cây tr ng và c a các mô hình t i tiêu

T i nhi u n c tiên ti n, nh v tinh đã đ c s d ng k t h p v i nh hàng không đ nghiên c u, đi u tra tài nguyên thiên nhiên và môi tr ng Ngoài

vi c s d ng các camera ch p các b c nh t trên máy bay, ng i ta còn l p đ t các h ph k h ng ngo i và ph k siêu cao t n đ đo nhi t đ phát x c a các

đ i t ng t nhiên trên m t đ t, qua đó giám sát các bi n đ ng v đ m đ t, sinh kh i th m th c v t Vùng quan sát th ng đ c ch n khá đ ng nh t v m t

đ a hình và đ i t ng l p ph trên m t đ t Các k t qu thu đ c t vi n thám hàng không có th đ c s d ng k t h p v i d li u nh v tinh và k t qu đo

th c đ a m t đ t đ có đ c b s li u chính xác có t m bao quát đ l n, t m c

t nh, liên t nh, qu c gia

Trong s các n c tiên ti n, M và Nga là 2 n c có nhi u n m nghiên

c u r t quy mô v đ m đ t b ng ph ng pháp vi n thám th đ ng T i M , các nhà khoa h c c a Trung tâm nghiên c u và b o v tài nguyên thiên nhiên

n c đã nghiên c u v đ m đ t b ng các ph k đ t trên ô-tô di đ ng (rover)

và nhi u ch ng trình vi n thám hàng không máy bay đ kh o sát đ m đ t

d c theo tri n sông Missisipi vào các mùa khô và mùa m a l , qua đó xác đ nh

đ th m th u n c sông qua các con đê [65] Trong 3 n m 1978,1979 và 1980, Hãng hàng không quân s M đã ti n hành m t chuy n bay g n Chikasha, Oklahoma đ th nghi m ng d ng k thu t này thành l p b n đ v s bi n đ i không gian c a đ m l p đ t d i b m t vùng đ ng b ng châu th sông, d c theo h th ng đê bao quanh sông [66], [ 67], [68] H đã xây d ng thành công

b s li u vi n thám siêu cao t n hàng không có hi u ch nh đ a lý, d a trên

nh ng kho ng cách l y m u đ t khá nh Các k t qu thu đ c đã bi u th thành công b n đ đ m đ t l p d i b m t

T i Liên xô (c ), theo các chuyên gia nông nghi p, các thông tin v đ

m đ t r t c n thi t cho ngành khí t ng nông nghi p V i các thông tin v đ

m đ t, các nhà khí t ng nông nghi p và các chuyên gia nông nghi p s hình dung đ c m t đ i l ng trung bình nào đó v m c b o đ m m cho các lo i cây tr ng ch y u theo các th i k phát tri n c a cây đ c tr ng đ c m c

đ b o đ m m cho các lo i cây tr ng theo các giai đo n phát tri n trên nh ng

di n tích có quy mô khác nhau, ng i ta s d ng các thông tin v đ m đ t h u

hi u nh n đ c t các đi m quan tr c (th ng có di n tích 1 ha theo quy ph m quan tr c khí t ng nông nghi p) đ c b trí g n các tr m khí t ng nông nghi p (KTNN) [78], [79], [80]

Tuy nhiên, các s li u đ m đ t nh n đ c t các tr m KTNN ho c trên các khu đ t c th ngoài tr m KTNN đ u khó có th tin c y m t cách tuy t đ i Nguyên nhân c a tình tr ng đó là do b n ch t ng u nhiên c a tr ng đ m đ t,

và ch y u là do tính bi n đ ng l n theo không gian c a các y u t khí t ng, ngay c trên di n tích 1 ha

Vi c nâng cao đ tin c y c a vi c đánh giá m c b o đ m m cho các cây

tr ng trong đi u ki n có s bi n đ ng l n theo không gian c a đ m đ t đã

đ c th c hi n b ng cách t ng s l n l p l i c a vi c khoan l y m u xác đ nh đ

m đ t Tuy nhiên, s v t v và kéo dài th i gian c a vi c khoan l y m u th c t

đã lo i tr kh n ng xác đ nh đ m b ng ph ng pháp này v i nhi u l n l p l i trên đ ng ru ng Ngoài ra, th c t c ng cho th y, ngay c khi vi c xác đ nh đ

m đ t t ng đ t 0-100 cm trên di n tích 1 ha đã đ t đ c đ chính xác cao,

v n ch a đ đ s d ng s li u đó đ c tr ng cho m c b o đ m m cho m t vùng lãnh th r ng l n h n, nh t là đ i v i nh ng cánh đ ng n m xa các tr m Khí t ng nông nghi p

gi i quy t v n đ b o đ m m cho cây nông nghi p trên nh ng di n tích gieo tr ng l n, thì đi u quan tr ng không ph i là các thông tin v đ m đ t

t ng đi m, mà là giá tr trung bình c a nó theo lãnh th Nh ng thông tin đó

v i m t sai s nào đó đ c tr ng cho đ m đ t m t đi m ng u nhiên trên lãnh

th đ c ch p nh n

N n trung bình đ m đ t c a m t khu v c nào đó có th nh n đ c theo các tr s đo đ m đ t t i n đi m đo c a vùng N u đ i l ng đ m đ t đ c trung bình hoá t n tr m đo v n tin c y đ c trong nh ng gi i h n cho tr c đ i

v i b t k m t đi m nào c a vùng đ c xem xét thì nó đ c coi là đ m đ t

đ i di n cho lãnh th đó

Các k t qu nghiên c u Liên Xô (c ) -Konstantinov [79] cho th y:

- Có s bi n đ ng nh theo không gian c a đ m đ t liên quan đ n đ a hình, lo i th nh ng, th c v t, c u trúc r c a cây tr ng;

- S dao đ ng theo không gian c a đ m đ t đ u ph n ánh các đ c tr ng

th ng kê c a tr ng m a trung bình tháng i v i l p đ t 0.1 m quy mô liên quan không gian đó t n t i trong bán kính kho ng 500 km i v i l ng n c

l p đ t t 0.2 m đ n 1.0 m m i liên quan không gian đó không t n t i

Newton [60] và các c ng s , d a trên s li u quan tr c đ m đ t Illinois (M ), Mông C , Nga và Trung qu c đã đ a ra k t lu n r ng quy mô không gian nói trên là kho ng 500 km đ i v i l p đ t 0.1 m và 1.0 m Còn Trung Qu c, quy mô không gian đó có giá tr trung bình là 525 km [62]

T i Trung Qu c, các nhà khoa h c đã phân tích s bi n đ ng không gian

v i quy mô l n c a đ m đ t vùng phía đông B ng k thu t đ a lý th ng kê

v i nh ng s li u th ng kê c a 99 tr m v i 2 đ sâu: 0.1 m phía trên và 1.0 m trong 2 n m, t 1987 đ n 1989 Các đ ng bi u di n m u đ c xây d ng đã

đ a ra m t ng ng và nút (nugget) trong nhi u tr ng h p M t mô hình bi u

đ hình c u (spherical variogram model) đã đ c th nghi m, bao g m m t

đi m nút trong nhi u tr ng h p r t phù h p v i các bi u đ m u [64]

Ph ng pháp đánh giá đ nh l ng đã đ c th nghi m khi ch n nh ng kho ng riêng bi t đ phân tích bi u đ , các nhà khoa h c Trung Qu c đã tìm ra

gi i h n trung bình 200 - 400 km đ i v i l p đ t 0.1 m phía trên và 400 - 700

km cho l p đ t 1.0 trên cùng H s bi n đ ng đ c trung bình hoá (Cv) đ i v i

l p đ t phía trên 0.1 m th ng l n h n so v i l p đ t 1.0 m và cho th y:

- Gi i h n c a l p đ t 0.1 m trên cùng là nh h n so v i l p 1.0 m;

- Gi i h n c a mùa hè nh h n c a mùa đông

S hi u bi t v tính bi n đ ng c a đ m đ t theo quy mô không gian r t quan tr ng đ hi u đ c ki u bi n đ i khí h u, phát tri n và đánh giá các mô hình tính đ m đ t b m t đ quy ho ch m ng l i đo đ m đ t và đ xác đ nh các đ phân gi i phù h p cho vi c đo đ c đ m đ t b ng vi n thám

đánh giá s bi n đ ng c a đ m đ t theo không gian các nhà khoa

h c Trung Qu c đã s d ng các đ i l ng sau đây:

- L ng m a sinh m (L ng m a có trong 10 ngày tr c khi xác đ nh đ

m đ t - Antecedent rainfall);

- H s bi n đ ng c a l ng m a sinh m;

- m đ t trung bình đ sâu 0.1 m trên cùng;

- m đ t trung bình đ sâu 1.0 m trên cùng;

- H s bi n đ ng (Cv) c a đ m đ t trung bình đ sâu 0.1 m trên cùng;

- H s bi n đ ng (Cv) c a đ m đ t trung bình đ sâu 1.0 m trên cùng

Th i gian g n đây, tháng 11/2009, V tinh SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) là v tinh th 2 do C quan V tr châu Âu (ESA) ch t o trong

ch ng trình "Hành tinh s ng" đã đ c phóng vào qu đ o V tinh SMOS có nhi m v đo đ c, giám sát 2 thông s là đ m đ t toàn c u và n ng đ mu i

c a các đ i d ng [15]

Các s li u t SMOS s b sung các thông tin còn thi u v nh ng thay

đ i c p toàn c u đ m b m t đ t và n ng đ mu i các đ i d ng, giúp hi u sâu h n v tu n hoàn n c trên Trái t, t đó xây d ng các mô hình khí h u hoàn thi n h n c ng nh t ng đ chính xác cho các d báo th i ti t

Theo ESA, nh ng s li u v vòng luân chuy n toàn c u c a đ m trên Trái t s giúp các nhà sinh thái h c hi u rõ h n các quá trình d n đ n s bi n

đ i khí h u c ng nh d đoán s xu t hi n c a nh ng đi u ki n th i ti t c c đoan, hay nh ng n i có th xu t hi n các c n bão

Ngày 31/1/2015, C quan hàng không v tr Hoa K (NASA) đã phóng thành công v tinh SMAP (Soil Moisture Active/Passive) vào qu đ o SMAP

có nhi m v đo l ng đ m c a đ t không ch t i m t vùng nh t đ nh mà trên

ph m vi không gian toàn c u ch t 2-3 ngày D li u đ m c a đ t t SMAP

có th đ c s d ng đ cung c p các thông tin h u ích cho nông dân trong th i

v Theo NASA, SMAP có kh n ng cung c p thông tin v đ m đ t hi n t i

c ng nh d báo trong t ng lai m t cách chính xác và nhanh chóng nh vào s

h tr c a nh ng công ngh  tiên ti n nh t [16]

đo đ c đ m đ t chi ti t c a toàn b hành tinh, SMAP s đ c đ t trong qu đ o c c đ ng b v i qu đ o M t Tr i, s d ng h th ng c m bi n Radar b ng L và ph k b ng L đ liên t c quét m i 5cm đ t trên Trái t

ng th i, SMAP c ng có kh n ng thu th p d li u đ m đ t v i đ phân gi i kho ng 50km, tuy không th đ a ra đ c th ng kê đ m chênh l ch gi a m nh

đ t này v i m nh đ t khác, nh ng v n cho phép cung c p d li u đ m toàn

di n và chi ti t nh t t tr c đ n nay SMAP đang s d ng m t b c nh y v t

ch a t ng th y so v i nh ng công ngh đã đ c s d ng t tr c đ n nay C

th , nh ng th h v tinh c không th nào xác đ nh đ c đ m c a m t đ t v i

đ phân gi i và tính chính xác cao nh SMAP

quan đ n đ m đ t, tình hình nghiên c u đ m đ t, ng d ng c a vi n thám trong nghiên c u đ m đ t trong và ngoài n c Trên c s nghiên c u t ng quan v đ t và đ m đ t, b t đ u t Ch ng 2 s là nh ng nghiên c u c th

c a lu n án

CH NG II NGHIÊN C U XÂY D NG MÔ HÌNH

V T LÝ XÁC NH M T

Trên c s nghiên c u, phân tích các mô hình v t lý v đ m đ t trên th

gi i, lu n đã án xây d ng m t mô hình v t lý bán th c nghi m phù h p nh t v i

đi u ki n th c t Vi t Nam đ xác đ nh đ m đ t, d a trên các thông s đ u vào đ “ch y” mô hình là các d li u đo nhi t đ phát x c a m t đ t và các thông s th c đ a

m đ t đ c xác đ nh d a vào nguyên t c c b n, đó là s h i quy

gi a nhi t đ phát x đo đ c b ng ph k và nhi t đ phát x tính đ c t mô hình Vì v y, lu n án ph i xây d ng quy trình đo nhi t đ phát x c a ph k phù h p nh t v i các đi u ki n biên c a các công th c trong mô hình Khi cho

h i quy 2 giá tr nhi t đ phát x “đo” và “tính”, thì giá tr đ m đ t gi đ nh trong mô hình s b ng đ m đ t th c t , đ c đo b i ph k siêu cao t n ây

c ng là đóng góp khoa h c m i c a lu n án

2.1 T ng quan v các mô hình v t lý xác đ nh đ m đ t

V c b n, vi n thám siêu cao t n th đ ng d a trên các ph ng pháp h i quy tham s đ m đ t v i s h tr c a các phép đo vi n thám siêu cao t n th

đ ng Nhi t đ phát x đ c đo t đ cao nh t đ nh so v i m t đ t, ch u nh

h ng c a nhi u thông s môi tr ng, nh đ m đ t, các đ c tính c a l p ph

th c v t và nhi t đ v t lý c a b m t đ t Nhi u công trình nghiên c u đã đ c

th c hi n nh m c g ng chi t tách t i đa các thông tin t nhi t đ phát x đo

đ c và s d ng l ng t i thi u các d li u ph tr làm đ c vi c đó, các thu t toán h i quy đ m đ t đã đ c nghiên c u, trong đó m i cách tính có các tham s khác nhau đóng góp vào nhi t đ phát x

B ng lý thuy t, th c nghi m và đo đ c, các nhà khoa h c đã ch ng minh

r ng ph k siêu cao t n (SCT) b ng L, C và X có b c sóng t (20-100) cm,

là lo i ph k đ c ng d ng nhi u cho nghiên c u vi n thám đ m đ t, vì v i