Nhiệt độ là một trong những đặc trưng vật lí của nước biển có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Đặc biệt trong hải dương học, nghiên cứu nhiệt độ, độ muối giúp tính toán mật độ riêng, thể tích riêng, phân chia các khối nước, nghiên cứu sự di chuyển của các khối nước, tính toán dòng chảy mật độ, vận tốc âm v.v… Trong nghiên cứu các hiện tượng thời tiết khí hậu như: hoạt động của gió mùa, dải hội tụ nhiệt đới, bão, El Nino, La Nina… Và trong sinh học sinh thái biển nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới đời sống sinh vật trong biển.
Nhiệt độ trong môi trường nước thường thấp hơn ở môi trường không khí và ổn định hơn, do đó những loài thuỷ sinh vật nói chung đều là những loài hẹp nhiệt, chúng có thể tồn tại trong một khoảng nhiệt độ nào đấy (gọi là khoảng nhiệt tồn tại), song chúng chỉ có thể phát triển được trong khoảng nhiệt độ thích
hợp (gọi là khoảng nhiệt phát triển) và phát triển tốt nhất ở khoảng nhiệt độ tối ưu (khoảng nhiệt cực thuận). Đại bộ phận thuỷ sinh vật là những loài biến nhiệt (trừ các loài chim, thú sống ở nước). Do vậy, mọi quá trình hô hấp, trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển... của chúng phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường và có những giới hạn về nhiệt độ rất đặc trưng. Nhiệt độ cũng quyết định sự phân bố của các loài sinh vật trong biển
Vì vậy, việc cần thiết hiện nay là nghiên cứu về nhiệt độ nước biển, đánh giá sự biến động theo từng năm, từ đó, đưa ra những kết luận có liên quan. Ảnh hồng ngoại nhiệt - ảnh MODIS - là tư liệu chính để thực hiện nhiệm vụ trên.
Chương II. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT BẰNG DỮ LIỆU ẢNH HỒNG NGOẠI NHIỆT LANDSAT 2.1 Giới thiệu chung.
Viễn thám hồng ngoại nhiệt liên quan đến các sóng điện từ với bước sóng 3.5 – 20 . Hầu hết các ứng dụng viễn thám nhiệt thường sử dụng dải sóng từ 8 đến 13 . Trong ảnh LANDSAT, nhiệt độ bề mặt được tính từ kênh 6 – kênh hồng ngoại nhiệt – với bước sóng từ 10.44 – 12.42 , độ phân giải 60m (ETM, ETM+) và 120m (TM). Ngoài ra ta có thể sử dụng ảnh hồng ngoại nhiệt ASTER và MODIS. Tuy nhiên, dữ liệu ảnh này hoặc có độ phân giải thấp (MODIS có độ phân giải không gian từ 250m – 1000m) chỉ thích hợp khảo sát nhiệt độ mặt đất ở mức độ vĩ mô hoặc có giá thành cao (ảnh ASTER). Ảnh Landsat với độ phân giải trung bình được cung cấp miễn phí có thể đáp ứng được các yêu cầu đề ra.
Để nghiên cứu nhiệt độ bề mặt từ ảnh Landsat ta dựa vào phép tính chuyển đổi nhiệt độ từ giá trị độ xám của kênh 6. Đây là một quá trình liên tiếp, được bắt đầu từ việc chuyển giá trị số (DN – Digital Number) sang giá trị bức xạ phổ (). việc chuyển giá trị số (DN – Digital Number) sang giá trị bức xạ phổ () còn giúp làm giảm thiểu sự khác biệt về giá trị độ xám khi tiến hành ghép các kênh ảnh khác nhau. Kết quả thu được sẽ được chuyển tiếp sang giá trị nhiệt độ bức xạ. nhiệt độ bức xạ sẽ được hiệu chỉnh dựa vào mối liên quan giữa nhiệt độ và các loại hình sử dụng đất hoặc lớp phủ thực vật.
Thuật toán xác định nhiệt độ bề mặt từ dữ liệu ảnh Landsat được thể hiện trong hình 2.1
Hình 2.1. Quy trình xác định nhiệt độ mặt đất sử dụng ảnh hồng ngoại nhiệt Landsat