Bản đồ nhiệt độ diện rộng của thành phố Sơn La qua các năm nghiên cứu được tính toán, xây dựng thông qua dữ liệuảnh Landsat 8 và giá trịchỉ số thực vật. Các bước xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt đất được thể hiện tại Sơ đồ 2.2.
Sơ đồ 2.2. Các bƣớc xây dựng bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt theo dữliệu Landsat
Thu thập dữliệu
Dữliệuảnh Landsat Kênh hồng ngoại nhiệt Dữliệu quan trắc
(TIR): Band10/11
Đánh giá độtin cậy: Giá trị
nhiệt độtừ ảnh và quan trắc Bức xạphổ(Lλ); Nhiệt độsáng TB Tiền xửlý ảnh Landsat Tính toán NDVI; Hợp phần thực vật Pv Nhiệt bềmặt
Land Surface Temperature- Celsius
- Phƣơng pháp tiền xử lý ảnh Landsat và tính toán chỉ số NDVI: Mục đích để loại trừ sai số vị trí điểm ảnh do góc nghiêng ảnh chụp và địa hình gây ra. Việc chuyển đổi cấp độ sáng thành giá trị bức xạ và phản xạ rất cần thiết nhằm loại bỏ sự khác biệt giữa giá trị ghi trong ảnh và giá trịphản xạ phổ bề mặt (Nguyễn Hải Hòa và cộng sự, 2017). Ngoài ra, nó cũng giúp giảm sự khác biệt giá trị phản xạ phổ của các đối tượng ở các Sensors khác nhau. Cụthể:
+ Chuyển các giá trị số (Digital number) trên ảnh về giá trị của bức xạ vật lý tại sensor:
L = ML*Qcal + AL
Trong đó: L: Giá trị bức xạ phổ tại sensor; Qcal: Giá trị số trên ảnh (DN); ML: Giá trị Radiance_Mult_Band_x; AL: Giá trị Radiance_Add_Band_x
+ Chuyển các giá trị bức xạ vật lý tại sensor về giá trị của phản xạ ở tầng trên khí quyển của vật thể:
ρ=L/sin(θsz)
Trong đó: ρλ: Phản xạ ở tầng trên của khí quyển (Planetary TOA Reflectancre, thứ nguyên, không có đơn vị); θsz: Góc thiên đỉnh (góc cao) của mặt trời (độ).
+ Nắn chỉnh: Mục đích của quá trình nắn chỉnh là chuyển đổi các ảnh quét đang ở tọa độ hàng cột của các pixel về tọa độ trắc địa (tọa độ thực, hệ tọa độ địa lý hay tọa độphẳng). Công việc này nhằm loại trừ sai số vị trí điểm ảnh do góc nghiêng của ảnh gây ra và hạn chế sai số điểm ảnh do chênh lệch cao địa hình.
+ Gom nhóm kênh ảnh: Dữ liệu ảnh thu nhận được bao gồm các kênh phổ riêng lẻ, cần phải tiến hành gom các kênh ảnh để phục vụ việc giải đoán ảnh. Khi ảnh thu thập ảnh viễn thám từ các vệ tinh các ảnh thu được nằm ở
dạng các kênh phổ khác nhau và có dạng màu đen trắng. Do vậy, đểthuận lợi cho việc giải đoán ảnh và tăng độ chính xác người ta thường tiến hành tổ hợp màu cho ảnh viễnthám. Việc tổ hợp màu, trộn ảnh màu với ảnh đen trắng để tăng độ phân giải của ảnh và chỉnh lý bản đồhiện trạng.
+ Tính toán chỉ số thực vật (NDVI, Normalised Difference Vegetation Index) (Boken và cộng sự, 2008; Nguyễn Hải Hòa và cộng sự, 2017):
( ) ( )
Trong đó: NIR là băng phổ cận hồng ngoại (Near Infrared); RED là băng phổ thuộc bước sóng màu đỏ. Đối với Landsat 8, BLUE là Band 2; RED là Band 4, NIR là Band 5, SWIR là Band 6 và Band 7.
Tính toán giá trị SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index); EVI (Enhanced Vegetation Index):
( )( ) ( )
( )( ) ( ) Trong đó: SAVI là chỉ số thực vật hiệu chỉnh yếu tố đất; EVI chỉ số thực vật nâng cao, cải thiện.
- Phƣơng pháp ƣớc tính giá trị nhiệt đồ bề mặt đất: Nhiệt độ bề mặt đất được ước tính từ nhiệt độ sáng và độ phát xạ bề mặt. Chỉ số thực vật NDVI kết hợp với hợp phần thực vật (Pv- Proportion of vegetation) thường được sử dụng để ước tính độ phát xạ trong trường hợp thiếu số liệu thực tế về độ phát xạ mặt đất (Lê Vân Anh và Trần Tuấn Anh, 2014). Các bước tính toán nhiệt độ bề mặt đất từ dữ liệu ảnh Landsat được mô tả tại Sơ đồ 01. Các kênh nhiệt được hiệu chỉnh khí quyển và được chuyển sang nhiệt độ sáng (Brightness Temperature). Các bước cụthể như sau:
+ Chuyển các giá trị số (Digital number) trên ảnh về giá trị của bức xạ vật lý tại sensor.
L = ML*Qcal + AL
Trong đó: L: Giá trị bức xạ phổ tại sensor; Qcal: Giá trị số trên ảnh (DN, giá trị số của kênh 10 và 11); ML: Giá trị Radiance_Mult_Band_x (Qcal = 0,0003342) ; AL: Giá trị Radiance_Add_Band_x (AL = 0,1).
+ Chuyển giá trị giá trị bức xạphổ sang giá trịnhiệt độ sáng (Celsius, 0C) T = [K2/Ln{(K1/L) + 1}] - 273,15
Trong đó: Đối với kênh 10 (K2: 1321,08; K1: 774,89); Đối với kênh 11 (K2: 1201,14; K1: 480,89).
+ Tính giá trị hợp phần thực vật (Pv, Proportion of Vegetation): Pv = [(NDVI –NDVImin)/(NDVImax - NDVImin)]2 + Tính giá trị phát xạ bề mặt (LSE, Land Surface Emission):
LSE = 0,004*Pv + 0,986
Trong đó: 0,004 là giá trị trọng số trung bình có tính đến giá trị phát xạ trung bình của các loại bề mặt khác nhau (Mallick và cộng sự, 2008).
+ Tính giá trị nhiệt độ bề mặt đất LST (Land Surface Temperature): BT/{1+ W*(BT/p)}* Ln(LSE)
Trong đó: BT là giá trị nhiệt độ sáng; W là giá trị kênh ảnh hồng ngoại nhiệt 10/11; p = 14380; LSE là giá trị phát xạ bề mặt.
+ Để đánh giá mối quan hệ giữa giá trị nhiệt độ bề mặt với các đối tượng lớp phủ, phương trình tương quan tuyến tính được xây dựng qua phần mềm R với dung lượng mẫu là 120 chia đều cho 4 đối tượng lớp phủ, gồm rừng, nước, đất trống và khu vực dân cư/đô thị. Trên cơ sở các mô hình tương quan tuyến tính có thể ước tính giá trị nhiệt độ bề mặt và xác định các nhân tố ảnh hưởng đến sựbiến thiên của giá trị nhiệt độ.
Chƣơng 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI THÀNH PHỐ SƠN LA, TỈNH SƠN LA 3.1. Vị trí địa lý kinh tế
3.1.1. Vị trí địa lý và địa hình
3.1.1.1. Vị trí địa lý
Thành phố Sơn La có toạ độ địa lý: 21o15' - 21o31' vĩ độ bắc, 103o45' - 104o00' kinh độ đông. Cách Hà Nội khoảng 302 km về phía Tây Bắc theo trục Quốc lộ6.
Phía Bắc giáp huyện Mường La. Phía Đông giáp huyện Mai Sơn. Phía Tây giáp huyện Thuận Châu. Phía Nam giáp huyện Mai Sơn.
Tổng diện tích tự nhiên của thành phố là 32.493 ha, bao gồm 5 xã: Chiềng Đen, Chiềng Cọ, Hua La, Chiềng Ngần và Chiềng Xôm; 7 phường: Chiềng Lề, Chiềng An, Tô Hiệu, Quyết Thắng, Quyết Tâm, Chiềng Cơi và Chiềng Sinh.
3.1.1.2. Địa hình, địa mạo
Nằm trong vùng có quá trình kaster hoá mạnh, địa hình của thành phố chia cắt phức tạp, núi đá cao xen lẫn đồi, thung lũng, lòng chảo. Một số khu vực có các phiêng bãi tương đối bằng phẳng thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, tập trung ở các xã Chiềng Ngần, phường Chiềng Sinh, xã Chiềng Đen và xã Chiềng Xôm. Độ cao trung bình từ 700 - 800m so với mực nước biển.
Do đặc điểm kiến tạo địa chất với các đứt gãy điển hình, đã tạo cho thành phốnhiều dạng địa hình đặc trưng vùng núi, có địa thếhiểm trở, cát cứ, nhiều đỉnh núi cao xen kẽ các hẻm sâu, mức độ chia cắt sâu và mạnh. Diện tích đất canh tác nhỏ hẹp, thế đất dốc dưới 250 chiếm tỷ lệ thấp. Là địa bàn thuộc khu vực cao nguyên Sơn La - Nà Sản, có nhiều ưu thế để hình thành vùng sản xuất nguyên liệu với quy mô tập trung theo hướng hàng hoá và cơ cấu đa dạng gồm phát triển các loại cây công nghiệp, cây ăn quả, rau màu, chăn nuôi.
3.1.2. Vị trí kinh tế của thành phố Sơn La
Nằm trong vùng tam giác kinh tế trọng điểm của tỉnh (Mai Sơn - Thành phố - Mường La), thành phố Sơn La là trung tâm về chính trị kinh tế, văn hoá xã hội và an ninh quốc phòng của tỉnh, có vị trí là trung tâm của vùng Tây Bắc. Có lợi thế và điều kiện giao lưu phát triển kinh tế, văn hoá xã hội với các huyện, các tỉnh bạn và nước CHDCND Lào. Có vai trò vị trí chiến lược quan trọng về kinh tế - xã hội an ninh quốc phòng của tỉnh và vùng Tây Bắc.
3.2. Tài nguyên thiên nhiên của thành phố Sơn La
3.2.1. Khí hậu và thủy văn
3.2.1.1. Khí hậu
Thành phố Sơn La nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt trong năm: Mùa đông lạnh trùng với mùa khô, kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau, lượng mưa chiếm 25% lượng mưa trung bình trong năm, hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc; mùa hè nóng trùng với mùa mưa, từ tháng 4 đến tháng 9, lượng mưa tập trung nhiều nhất vào tháng 7,8,9.
Nhiệt độ không khí trung bình 220C, cao nhất 390C, thấp nhất 0,80C; độ ẩm không khí trung bình 80%, thấp nhất 25%; tổng sốgiờ nắng 1986 giờ/năm; lượng bốc hơi bình quân 1.068 mm/năm và lượng mưa bình quân: 1.444 mm/năm.
Trong những năm qua trên địa bàn thành phố mưa nhiều và thường gây ra lũ quét, sạt lở; mùa khô ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng. Ngoài ra một số khu vực còn bị ảnh hưởng của sương muối từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau
(trung bình 4 ngày/năm)... Đây là những yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống, sản xuất, đặc biệt là với sản xuất nông - lâm nghiệp.
3.2.1.2. Thuỷ văn
Do địa hình phức tạp chia cắt mạnh tạo cho thành phố có một hệ thống suối, khe khá phong phú, song phân bố không đều, chủ yếu tập trung ở vùng thấp. Trên địa bàn thành phố có suối Nậm La, chiều dài 25 km, ngoài ra còn nhiều suối nhỏ nằm rải rác ở các xã Hua La, Chiềng Cọ, Chiềng Đen, Chiềng Xôm. Lưu lượng dòng chảy biến động theo mùa, mực nước thường thấp hơn so với bề mặt canh tác gây nhiều khó khăn cho sản xuất. Dòng chảy của các suối này là nguồn cung cấp nước chủ yếu phục vụ sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trong vùng.
3.2.2. Đất đai thổ nhưỡng
Theo kết quả tính toán trên bản đồthổ nhưỡng tỷ lệ 1/100.000 của tỉnh Sơn La cho thấy trên địa bàn thành phố Sơn La có các loại đất chính:
- Đất vàng đỏ trên đá sét (Fsx) diện tích khoảng 4.565,8 ha. - Đất vàng nhạt trên đá sét (Fqx) diện tích khoảng 12.774,1 ha. - Đất đỏ nâu trên đá vôi (Fvh) diện tích khoảng 5.197,9 ha.
- Đất nâu đỏ trên đá mắc ma trung tính (Fkx) diện tích khoảng 3.853,3 ha. - Đất đỏ vàng trên đá biến chất (Fj) diện tích khoảng 1.726,0 ha.
- Đất feralit mùn đỏ vàng trên đá biến chất (FHj) diện tích 3.692,8 ha. - Đất feralit mùn trên núi (FHa) diện tích khoảng 682,36 ha.
Hầu hết các loại đấtở thành phố có độ dày tầng đất từ trung bình đến khá, có thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến thịt nặng, tỷ lệ mùn và các chất dinh
dưỡng từ trung bình đến khá, độ chua trung bình, nghèo ba zơ trao đổi, đất thiếu lân, kali và các chất dễ tiêu. Tuy nhiên là địa bàn thuộc khu vực cao nguyên Sơn La - Nà Sản là nơi phân bố các loại đất có độ phì cao, tầng đất dầy mang lại ưu thế để phát triển một nền nông nghiệp hàng hoá có quy mô tập trung.
Như vậy, đất đang sử dụng là 24.758,0 ha, chiếm 76,19% diện tích đất tự nhiên, trong đó: Đất nông nghiệp 22.734,2 ha, chiếm 69,97% và đất phi nông nghiệp chiếm 6,23%. Đất chưa sử dụng là 7.735,0 ha chiếm 24,8% tổng diện tích tự nhiên, trong đó: Đất đồi núi chưa sử dụng còn 1.685,64 ha, núi đá không có rừng cây 6.049,33 ha.
Là thành phốmiền núi quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp hạn chế, đặc biệt ruộng nước bình quân đầu người chỉ có 0,0074 ha/người (74m2/người) (của tỉnh là 0,017 ha/người).
3.2.3. Tài nguyên nước và thủy năng
Nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trong địa bàn thành phố được lấy từ hai nguồn:
- Nguồn nước mặt: Được cung cấp bởi hệ thống suối, bao gồm suối Nậm La và hệ thống các suối nhỏ khác, ngoài ra còn một số lượng lấy từ các ao hồ… Tuy nhiên phần lớn mặt nước các suối đều thấp hơn mặt bằng đất canh tác và các khu dân cư nên hạn chế đáng kể tới khả năng khai thác sử dụng vào sản xuất và đời sống.
- Nguồn nước ngầm: Tuy chưa có kết quả điều tra khảo sát chính thức nhưng qua thực tế thăm dò khai thác của Công ty cấp nước đô thị tại khu vực Chiềng Sinh cho thấy nước ngầm của Thành phố phân bố không đều, mực nước thấp, khai thác khó khăn. Nước ngầm tồn tại chủ yếu dưới hai dạng:
+ Nước ngầm chứa trong các kẽ nứt của đá: Được hình thành do đá bị phong hoá mạnh, nước mưa ngấm qua đất dự trữ vào các kẽ nứt trên bề mặt của các loại đá, nhiều nguồn nước ngầm đã xuất lộ ra ngoài thành dòng chảy, lưu lượng dao động mạnh theo mùa.
+ Nước ngầm Kaster: Được hình thành từ núi đá vôi và tàng trữ trong các hang Kaster. Nước Kaster thường phân bố sâu, ít vận động, các mạch xuất lộ từ nguồn Kaster thường có lưu lượng lớn, động thái không ổn định. Nước Kast là loại nước cứng, khi sử dụng trong sinh hoạt cần được xửlý.
3.2.4. Tài nguyên rừng và đất rừng
Diện tích đất lâm nghiệp của thành phố là 14.457,4 ha, chiếm 44,5% diện tích tự nhiên. Trong những năm trước đây do quá trình khai thác không hợp lý, diện tích đất rừng bị suy giảm mạnh, nhiều loại gỗ quý hiếm, thảo dược và động vật đã biến mất. Hiện nay vấn đề trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh phục hồi rừng đã được các cấp chính quyền quan tâm.
Nhìn chung, thành phố là địa bàn có nguồn tài nguyên thảm thực vật khá phong phú và đa dạng, có ý nghĩa lớn cả về kinh tế và khoa học - môi trường sinh thái. Tập đoàn cây trồng tương đối phong phú về chủng loại, giống có ưu thế về chất lượng, năng suất. Đất đai ở đây phù hợp với nhiều loại cây trồng, có điều kiện để xây dựng hệ thống rừng phòng hộ và rừng kinh tế hàng hoá có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, do việc phá rừng làm nương trong thời gian qua đã làm cho tài nguyên sinh vật và tài nguyên rừng nghèo đi, chất lượng rừng bị suy giảm. Hiện nay phần lớn diện tích rừng là rừng phục hồi, rừng nghèo, rừng tre nứa và rừng hỗn giao trữ lượng thấp.
3.2.5. Tài nguyên khoáng sản
Nguồn khoáng sản của thành phố chưa được thăm dò, đánh giá đầy đủ. Nhưng thực tế cho thấy đây là vùng có khoáng sản khá phong phú, phần lớn có quy mô nhỏ, trữ lượng không lớn, khó khai thác. Đáng chú ý có các loại sau:
- Vàng gốc bản Cằm xã Hua La.
- Sét xi măng ở phường Chiềng Sinh, trữ lượng 110.000 ngàn tấn; sét gạch ngói Bản Dửn, xã Chiềng Ngần; đá vôi xi măng Chiềng Sinh; đá vôi bản Hôm, xã Chiềng Cọ.
- Có khoảng gần 500 ha núi đá có thể khai thác để làm nguyên vật liệu xây dựng, làm đường giao thông và làm nguyên liệu cho nhà máy chế biến xi măng.
3.2.6. Tài nguyên du lịch
Thành phố Sơn La có điều kiện phát triển du lịch như: Các mỏ suối nước khoáng nóng, các di tích lịch sử cách mạng như Nhà ngục Sơn La, cây đa bản Hẹo, văn bia Lê Thái Tông, hệthống hang động (Thẳm Tát Toong, hang Thượng Thiên xã Chiềng Ngần, hang bản Tông, quần thể hang động tại Khau Pha)... Có thể kết hợp với các huyện trong tỉnh và các tỉnh bạn để phát triển các tuor du lịch sinh thái, du lịch lịch sử, du lịch văn hoá… Đặc biệt có triển vọng là phát triển tour du lịch.
3.3. Dân số, dân cƣ và nguồn nhân lực
3.3.1. Dân số
Quy mô dân số của thành phố Sơn La năm 2019 là 66.338 người, trong đó dân số ở thành thị chiếm 63,3%, dân số ở nông thôn chiếm 36,7%. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 1,23%. Trong những năm gần đây chương trình quốc gia về dân số, kế hoạch hoá gia đình đã góp phần quan trọng cải thiện chất lượng dân số và giảm dần tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của thành phố. Sự gia tăng dân số của thành phố đã tạo ra áp lực lớn cho sự phát triển kinh tế, xã hội