Hình 2.4 Thực hiện đo phổ và lấy mẫu tại các điểm khảo sát
c)kênh 3 với 1
3.1.3. Diến biến TSI trong các hồ nghiên cứu từ năm 2013 đến nay
3.1.3.1. Phương trình tính tốn chỉ số TSI
Hình 3.3 biểu diễn kết quả so sánh giữa tỷ số kênh 3 trên kênh 2 của các điểm ảnh Landsat ngày 01/04/2017 và tỷ lệ phổ mặt nƣớc của bƣớc sóng ứng với 2 ênh này (R(561)/R(482)) đƣợc đo cùng với ngày chụp ảnh tại các hồ nghiên cứu thuộc quận Hoàng Mai. Mối quan hệ này cung cấp phƣơng trình tính tốn từ phổ ảnh sang phổ mặt nƣớc. Mối quan hệ giữa phổ phản xạ đo tại mặt nƣớc và phổ ảnh sau hi đã hiểu chỉnh khí quyển có hệ số tƣơng quan rất chặt chẽ, với hệ số xác định r2 = 0,74, giá trị sai số trung bình nhỏ, cho thấy phƣơng pháp hiệu chỉnh khí quyển này c độ chính xác cao, phù hợp cho nghiên cứu.
Hình 3.3 Mối quan hệ giữa tỷ lệ kênh phổ R 561)/R 482) đo đƣợc tại mặt nƣớc và tỷ lệ kênh phổ chiết tách từ ảnh (b3/b2)
Dựa trên mối quan hệ giữa TSI và tỷ lệ kênh phổ của ảnh Landsat 8, TSI trong nƣớc tại 3 hồ nghiên cứu đƣợc tính tốn theo hàm tuyến tính và tỷ số kênh 3 trên kênh 2 của ảnh Landsat. Với hệ số xác định tƣơng đối cao (r2 = 0,76):
(6) Trong đ : TSI là chỉ số phú dƣỡng,
là tỷ số kênh phổ 3 và 2 đƣợc chiết
tách từ ảnh Landsat 8.
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa TSI và tỷ số phổ phản xạ kênh 3 với kênh 2 của ảnh Landsat 8
Hình 3.5. Mối quan hệ giữa TSI tính tốn từ thực địa và TSI tính tốn từ ảnh Landsat 8
Áp dụng phƣơng trình (6) để tính tốn TSI đối với các ngày lấy mẫu và so sánh kết quả giữa TSI tính tốn từ Chl-a phân tích từ mẫu thu thập và TSI tính tốn từ phƣơng trình theo ảnh cho thấy mối tƣơng quan rất cao giữa TSI thực địa và TSI tính từ dữ liệu ảnh Landsat 8 với r2 = 0,86 (Hình 3.5), giá trị sai số chuẩn của phép tính tƣơng đối nhỏ ứng với TSI xấp xỉ khoảng 9.77, cho thấy TSI trong nƣớc tại các hồ trên địa bàn quận Hồng Mai có thể đƣợc tính tƣơng đối chính xác từ tỷ số 2 kênh phổ ảnh n i trên theo phƣơng trình (6).
Để kiểm chứng kết quả, học viên đã tiến hành thực địa lấy mẫu phân tích cũng nhƣ ph n tích ảnh Landsat, kết quả cho rất khả quan, với giá trị sai số trung bình 1,1, tƣơng ứng 1,5% TSI trung bình tại chỗ, điều này chứng tỏ việc sử dụng ảnh Landsat 8 OLI để nghiên cứu giám sát chỉ số phú dƣỡng tại các hồ nội địa là há chính xác và nên đƣợc đƣa vào ứng dụng rộng. Kết quả kiểm chứng thể hiện ở Hình 3.6. Kết quả tính tốn cho thấy ảnh Landsat hồn tồn phù hợp và c hả năng giám sát mức độ phú dƣỡng của các hồ nghiên cứu. Ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp là cho dữ liệu ở diện rộng c tính bao quát, hả năng lặp lại của dữ liệu nhất quán về thời gian. Hơn thế nữa phƣơng pháp cũng cho phép tự động h a việc tạo và cập nhật bản đồ, thống ê hiện trạng các hồ trên diện rộng, thời gian dài và hiệu quả về giá thành
Hình 3.6. Mối quan hệ giữa TSI tính tốn từ thực địa và TSI tính tốn từ ảnh Landsat 8 đợt kiểm chứng)
3.1.3.2. Diễn biến TSI trong các hồ nghiên cứu từ năm 2013 đến nay
Để làm rõ xu hƣớng phân bố và biến đổi TSI theo không gian và thời gian trong nƣớc tại các hồ: Định Cơng, n Sở, Linh Đàm, phƣơng trình (6) tính tốn TSI từ tỷ lệ phổ phản xạ chiết tách kênh 3 trên kênh 2 ứng dụng cho 12 cảnh ảnh Landsat 8.
Từ kết quả giải đoán ảnh Landsat thu đƣợc vào các ngày thực địa, số liệu tỷ số phổ phản xạ kênh 3 trên kênh 2 của ảnh đƣợc chiết tách và tính TSI theo phƣơng trình (6), sơ đồ phân bố TSI trong nƣớc tại hồ Linh Đàm, Yên Sở, Định Công từ năm 2013 đến nay đƣợc thể hiện trong các hình bên dƣới.
Theo kết quả giải đoán cho thấy, theo thời gian, giá trị TSI trong các hồ nghiên cứu phân bố hông theo xu hƣớng mùa, mà TSI tăng d n theo thời gian. Tính trong một năm, vào các tháng cuối năm TSI ln có giá trị cao hơn so với những tháng đ u năm: 6/2013 TSI trung bình tại: hồ Linh Đàm là 52,46; hồ Định Công là 51,87 và hồ Yên Sở là 50,36, đến tháng 12/2013 TSI trung bình tại các hồ đã tăng lên với mức tăng hông đáng ể, cụ thể: tại hồ Linh Đàm TSI tăng 0,71 so với tháng 6/2013; tƣơng tự tại hồ Định Công tăng 0,11 và hồ Yên Sở tăng 1,11. Tƣơng tự trong năm 2016: vào tháng 5 TSI trung bình tại hồ Linh Đàm là 57,02 sang đến tháng 12 TSI đã tăng lên và đạt giá trị là 59,06; hồ Định Cơng vào 5/2016 TSI trung bình là 55,63, sang tháng 12/2016 đã tăng lên thành 58,93; tại hồ Yên Sở vào 5/2016 TSI đạt giá trị trung bình tại 53,97, sang đến tháng 12/2016 đã tăng lên thành 57,08. Cứ theo xu hƣớng này, nếu khơng có các giải pháp quản lý hồ, cùng với sự gia tăng d n số và sự phát triển mạnh mẽ của q trình đơ thị hóa, giá trị TSI
Theo khơng gian có thể nhận thấy rõ rệt trong cả 3 hồ nghiên cứu, TSI phân bố cao ở các vị trí ven và g n bờ hồ, loang d n và giảm d n ra phía trung tâm mặt hồ. đặc biệt tại các vị trí cống thải trực tiếp hay cống ng m, có thể thấy TSI rất cao đạt trong khoảng 70 - 80 trong những năm g n đ y. Kết quả giải đoán này rất khớp so với kết quả phân tích ngồi thực địa.
6/2013 9/2013 12/2013
Linh Đàm 52,46 52,94 53,17
Yên Sở 50,36 51,15 51,47
Định Công 51,87 51,93 51,98