CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Bản đồ nhiệt độ bề mặt, bản đồ lớp phủ mặt đất thành phố Hà Nội
3.1.1. Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt thành phố Hà Nội
3.1.1.1. Kết quả tính tốn nhiệt độ bề mặt
Dữ liệu viễn thám sử dụng trong phát hiện và đánh giá biến động đô thị đƣợc dùng tiếp theo cho bƣớc tính tốn nhiệt độ và độ phát xạ bề mặt trong chƣơng này. Do đó, các bƣớc hiệu chỉnh bức xạ và hiệu chỉnh hình học đã đƣợc thực hiện nhƣ mô tả trong chƣơng 2, phần này sẽ khơng trình bày lại. Dƣới đây là kết quả ảnh nhiệt độ bề mặt của trung tâm thành phố Hà Nội trƣớc năm 2008 vào các thời điểm năm 2003, 2009 và 2017.
c)- Band 6_Landsat-5_5/11/2009 d)- Kết quả NĐBM năm 2009
e)- Band 10_Landsat-8_4/6/2017 f)- Kết quả NĐBM năm 2017
Hình 3. 1. Kết quả ảnh nhiệt độ bề mặt thành phố Hà Nội
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Phân tích từ hình (3.1) cho thấy sự phân bố theo màu của nhiệt độ bề mặt đất là khác nhau ứng với từng đối tƣợng:
- Trong khu vực đô thị với mật độ cao, trung các tòa nhà cao tầng và hệ thống đƣờng nhựa là những yếu tố làm cho LST ở khu vực này cao hơn so với các khu vực xung quanh, đồng thời một lƣợng nhiệt không nhỏ khác do con ngƣời tạo ra từ máy móc sinh hoạt, động cơ xe cộ và nhà máy công nghiệp đã dẫn đến bề mặt tại khu vực này có màu đỏ với nhiệt độ từ 30 - 370C.
- Màu cam là khoảng từ 26 - 290C thể hiện các vùng đô thị với cây xanh. Đây là khu vực dân cƣ có xen kẽ với cây xanh, mật độ cũng thƣa hơn so với khu vực đơ thị có mật độ dày đặc.
- Màu vàng là khoảng nhiệt độ 240C - 280C thể hiện các vùng có thực vật (lúa, hoa màu, rừng). Đây là kết quả của việc làm phân tán năng lƣợng Mặt Trời do sự hấp thụ nhiệt của thực vật và qua q trình bốc thốt hơi nƣớc từ lá cây.
- Các khu vực mặt nƣớc lạnh hơn với nhiệt độ giữa 250C - 280C đƣợc thể hiện bằng màu xanh lá cây. Đây là do tác dụng điều hòa nhiệt độ của nƣớc. Ngồi ra cịn có lớp thực phủ rừng tại khu vực huyện Sóc Sơn cũng giúp cho nhiệt độ bề mặt tại đây dao động từ 11 - 230C.
Hình 3. 2. Bản đồ nhiệt độ thành phố Hà Nội cũ năm 2003
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Hình 3. 3. Bản đồ nhiệt độ thành phố Hà Nội cũ năm 2009
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Hình 3. 4. Bản đồ nhiệt độ thành phố Hà Nội cũ năm 2017
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Thơng qua các kết quả tính LST qua các thời kỳ, nhận thấy đƣợc nhiệt độ bề mặt các vùng có nhiệt độ cao từ 30 - 370C đang có xu hƣớng tăng dần qua các thời kỳ, phần diện tích có nhiệt độ từ 11 - 230C đang có nguy cơ bị thu hẹp một cách rõ ràng. Nguyên nhân là do q trình đơ thị hóa phát triển, địi hỏi phải có một phần lớn diện tích lớn để có thể đƣa vào quy hoạch sử dụng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con ngƣời, đặc biệt là vấn đề nhà ở do số lƣợng dân nhập cƣ từ khu vực ngoại thị vào trung tâm thành phố. Điều này đòi hỏi các nhà quy hoạch phải nghiên cứu kỹ lƣỡng vấn đề quy hoạch lãnh thổ vừa theo xu hƣớng hiện nay, vừa đảm bảo xây dựng môi trƣờng bền vững, kinh tế bền vững.
3.1.2. Đánh giá độ chính xác LST
Để đánh giá độ chính xác kết quả tính tốn nhiệt độ bề mặt, học viên đã đo đạc gần cùng lúc với thời gian vệ tinh bay chụp.
* Sơ đồ vị trí các điểm đo nhiệt độ tại Hà Nội ngày 5/6/2017:
Hình 3. 5. Sơ đồ vị trí các điểm đo nhiệt độ tại Hà Nội ngày 5/6/2017
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
LST nội suy từ các điểm đo đạc LST tính từ kênh nhiệt ảnh Landsat 8
*) Sai số của nhiệt độ bề mặt (LST) giữa số liệu các điểm đo và số liệu tính tốn trên ảnh Landsat 8.
So sánh giá trị nhiệt độ bề mặt (LST) giữa giá trị tại các điểm đo và số liệu đƣợc tính tốn bằng ảnh Landsat 8 (Phụ lục 1) nhận thấy sai số lớn nhất gần 3 độ còn lại các sai số đều nhỏ hơn 2 độ.
Đồ thị phân tán của nhiệt độ bề mặt đo đạc (LST_Đo đạc) và nhiệt độ bề mặt tính tốn trên ảnh Landsat 8 (LST_Trên ảnh) đƣợc xây dựng trong năm 2017. Dùng cặp giá trị này để vẽ biểu đồ phân tán điểm (scattergram) nhằm tìm ra đƣợc mối quan hệ của chúng.
Thành lập: HVCH: Nguyễn Ngọc Quỳnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch
Hình 3. 6. Biểu đồ quan hệ giữa LST_Đo đạc – LST_Trên ảnh Landsat 8
Kết quả hồi quy tuyến tính giá trị nhảy cấp trên ảnh chỉ số thực vật và nhiệt độ bề mặt. Đầu tiên mỗi chỉ số đã đƣợc nhập vào mơ hình, nhƣng nó đã bị loại bỏ cho các mơ hình trong giai đoạn kế tiếp và chỉ số thực vật NDVI và nhiệt độ bề mặt (LST) trong mơ hình cuối cùng. Phƣơng trình cho mơ hình này là nhƣ sau:
Y (LST_Trên ảnh) = 0.9165X(LST_Đo đạc) +3.6015
Với sự tƣơng quan có ý nghĩa giữa nhiệt độ bề mặt với tỷ lệ chỉ số thực vật (R2
= 0.7829).