CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨỤ
1.7. Một số vấn đề thảo luận phát triển trong luận án
Thông qua việc phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu, phát triển các phương pháp, mô hình ước tính, giám sát lượng bốc, thoát hơi nước từ bề mặt lớp phủ trên thế giới và ở Việt Nam, đề tài luận án nghiên cứu đề xuất một số vấn đề cần thảo luận phát triển trong luận án như sau:
Các nội dung nghiên cứu, thử nghiệm chính của luận án là xây dựng cơ sở khoa học ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh để chiết xuất, tính toán các tham số phục vụ ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước từ bề mặt lớp phủ, đề xuất mô hình ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước phù hợp và xây dựng được quy trình, chương trình ước tính lượng bốc thoát hơi nước tại tỉnh Hòa Bình khu vực Tây Bắc Việt Nam.
Sự cần thiết phải nghiên cứu kết hợp sử dụng mô hình sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh với các mô hình sử dụng năng lượng mặt trời trong việc ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ cho các khu vực có địa hình phức tạp, nhiều tiểu vùng khí hậu và chênh cao địa hình lớn, bề mặt lớp phủ với nhiều các trạng thái cây trồng khác nhaụ
Thực nghiệm xác định hệ số tuyến tính a, b của mô hình Priestley – Taylor từ chuỗi dữ liệu khí tượng, phù hợp với điều kiện địa hình, khí hậu, bề mặt lớp phủ tại tỉnh Hòa Bình khu vực Tây Bắc Việt Nam.
Đề xuất mô hình, xây dựng quy trình ước tính lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ sử dụng kết hợp mô hình SEBAL với dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 và mô hình Priestley-Taylor.
Thực nghiệm xác định lượng bốc thoát hơi nước thực tế ETa bề mặt lớp phủ sử dụng kết hợp mô hình SEBAL với dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 và mô hình Priestley-Taylor với hệ số a, b xác định bằng phương pháp thực nghiệm cho các thời điểm khác nhau tại tỉnh Hòa Bình khu vực Tây Bắc Việt Nam.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học xây dựng chương trình ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước sử dụng kết hợp mô hình SEBAL với dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 và mô hình Priestley-Taylor với hệ số a, b xác định bằng phương pháp thực nghiệm trên nền Google Earth Engine đảm bảo nhanh chóng, hiệu quả, chính xác.
Kết quả tính lượng bốc thoát hơi nước thực tế ETa sử dụng kết hợp mô hình SEBAL với dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 và mô hình Priestley-Taylor với hệ số a, b xác định bằng phương pháp thực nghiệm được so sánh, đánh giá với lượng bốc, thoát hơi đo trực tiếp tại các trạm quan trắc khí tượng.
Để thực hiện được ý tưởng trên nghiên cứu phải kế thừa kết quả các nghiên cứu đã thực hiện trong nước và các kết quả, tiêu chuẩn đã được công bố trên các tạp chí khoa học của thế giới về lĩnh vực ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh trong tính toán lượng bốc thoát hơi nước từ năng lượng bức xạ mặt trời tính từ dữ liệu ảnh vệ tinh. Tiếp thu các kết quả nghiên cứu hiện có và các thành tựu khoa học công nghệ tiến tiến cụ thể vào các nội dung nghiên cứụ
Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp viễn thám trong việc tính toán giá trị năng lượng bức xạ ròng mặt trời đi tới bề mặt lớp phủ từ dữ liệu ảnh vệ tinh.
Cải thiện độ chính xác của các tham số bề mặt đất được chiết xuất, tính toán từ dữ liệu ảnh vệ tinh như: Nhiệt độ bề mặt, Suất phân sai bề mặt, Độ phát xạ bề mặt, Các chỉ số thực vật NDVI, Chỉ số diện tích lá LAI, Chỉ số thực vật có hiệu chỉnh phản xạ mặt đất SAVI, Độ ẩm của đất, sử dụng trong các mô hình cân bằng năng lượng có tác động, ảnh hưởng trực tiếp đến ET.
Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học trong ứng dụng công nghệ viễn thám trong việc tính toán, giám sát lượng bốc thoát hơi nước từ bề mặt lớp phủ phù hợp với địa hình, khí hậu, bề mặt lớp phủ khu vực tỉnh Hòa Bình thuộc vùng Tây Bắc Việt Nam.
Tiểu kết chương 1
Kết quả nghiên cứu của chương 1 đã tổng hợp, phân tích, đánh giá được các phương pháp, mô hình ước tính lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ đã và đang được sử dụng ở Việt Nam và trên thế giớị
Tổng hợp được các kết quả nghiên cứu của các công trình khoa học đã công bố trong và ngoài nước có liên quan đến công tác ước tính giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ, phân tích tích, đánh giá về ưu, nhược điểm của các công trình, từ đó tìm ra khoảng trống nghiên cứu và đề xuất mô hình và thuật toán được sử dụng trong đề tài luận án như sau:
Trên thế giới và ở Việt Nam đã có những các phương pháp và mô hình sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh để xây dựng mô hình giám sát lượng bốc thoát hơi nước của bề mặt lớp phủ. Tuy nhiên, chưa có mô hình cụ thể nào cho khu vực Tây Bắc của Việt Nam và chưa có nghiên cứu nào kết hợp giữa mô hình viễn thám và mô hình sử dụng năng lượng mặt trời trong việc xác định lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ của khu vực có điều kiện địa hình, khí hậu, hiện trạng lớp phủ đặc trưng.
Thực trạng về trình độ khoa học công nghệ, trang thiết bị tại Việt Nam hiện nay hoàn toàn có thể ứng dụng mô hình viễn thám kết hợp mô hình sử dụng năng lượng mặt trời trong việc ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ.
Đề xuất sử dụng kết hợp giữa mô hình SEBAL với dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 và mô hình Priestley-Taylor với a, b xác định bằng thực nghiệm trong việc ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ khu vực Tây Bắc Việt Nam, các nội dung thực nghiệm cụ thể như sau:
Thực nghiệm xác định hệ số a,b của mô hình Priestley – Taylor phù hợp với điều kiện địa hình, khí hậu, bề mặt lớp phủ khu vực Tây Bắc Việt Nam từ chuỗi dữ liệu khí tượng đo trực tiếp tại các trạm khí tượng thủy văn.
Thực nghiệm ước tính, giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ theo mô hình Priestley - Taylor với hệ số a, b rút ra từ kết quả thực nghiệm và các tham số tính toán từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 theo mô hình SEBAL và thông tin độ cao từ DEM.
Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC SỬ DỤNG DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ ƯỚC TÍNH, GIÁM SÁT LƯỢNG BỐC THOÁT HƠI NƯỚC
BỀ MẶT LỚP PHỦ
Nội dung chương 2 trình bày khái quát về về công nghệ viễn thám, đặc điểm vai trò và khả năng ứng dụng của ảnh vệ tinh Landsat 8, cơ sở khoa học của việc sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh trong tính toán các tham số phục vụ ước tính giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ. Cơ sở khoa học của việc xác định hệ số tuyến tính a, b của mô hình Priestley-Taylor phù hợp với điều kiện địa hình khí hậu khu vực Tây Bắc. Xây dựng quy trình, chương trình ước tính giám sát lượng bốc thoát hơi nước bề mặt lớp phủ sử dụng kết hợp mô hình SEBAL và mô hình Priestley-Taylor.
2.1. Khái quát về viễn thám