CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. THU THẬP, TỔNG HỢP TÀI LIỆU VÀ DỮ LIỆU ẢNH SỬ DỤNG TRONG
TRONG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Tổng hợp tài liệu
Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu là phương pháp được sử dụng ở những bước đầu tiên của nghiên cứu khoa học. Nguồn tài liệu thu thập sẽ là cơ sở giúp cho người thực hiện đánh giá tổng quan về khu vực nghiên cứu từ đó xác định được các yếu tố góp phần gây ảnh hưởng đến đất đai, hạn hán xảy ra thường xuyên và liên tục tại khu vực Tây Nguyên nói chung và Bắc Tây Nguyên nói riêng.
Các tài liệu đã thu thập, phục vụ cho luận văn bao gồm các cơng trình nghiên cứu trước đây, các báo cáo kinh tế - xã hội, niên giám thống kê của tỉnh Kon Tum và tỉnh Gia Lai về các loại hình sử dụng đất và dân số. Từ các tài liệu này có thể tổng hợp, tính tốn và phân tích sự biến động, khái quát các yếu tố ảnh hưởng đến hạn hán và tình hình sử dụng đất như đặc điểm khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa), hoạt động sinh hoạt (gia tăng diện tích đất ở, mật độ dân số,…). Một số nghiên cứu về ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ giám sát độ ẩm đất và áp dụng thành công giám sát độ ẩm đất để quan trắc hạn hán ở Việt Nam và trên thế giới cũng đã được thu thập.
Các tài liệu thu thập được phân loại, sắp xếp theo trình tự hợp lý nhằm phục vụ hiệu quả cho nghiên cứu. Tổng hợp, phân tích, đánh giá tài liệu một cách khoa học nhằm sử dụng hiệu quả nhất những thơng tin đó.
2.1.2. Dữ liệu ảnh vệ tinh
Vệ tinh Landsat 8 được Mỹ phóng vào vũ trụ ngày 11/02/2013 có độ phân giải khơng gian ở mức trung bình và hồn tồn miễn phí có nhiều ưu điểm và triển vọng áp dụng trong việc giải đoán và xác định biến động lớp phủ thực vật ở quy mô lớn. Từ quỹ đạo cách mặt đất gần 725 km, vệ tinh Landsat 8 bay vòng quanh Trái đất mất 99 phút, bao phủ toàn bộ bề mặt Trái đất trong 16 ngày và gửi về khoảng hơn 400 ảnh mỗi ngày. Ảnh Landsat được thu nhận, lưu trữ và cung cấp miễn phí cho các nhà khoa học hoặc các tổ chức có quan tâm. Theo thơng tin cập nhật mới nhất từ Trung tâm Khoa học và Quan sát Tài nguyên Trái đất (Earth Resources Observation and Science Center - EROS) của Hội Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (US Geological Survey - USGS) vệ tinh đang hoạt động rất tốt, không gặp trục trặc nào và nhiệm vụ của trung tâm là
chuẩn bị tất cả số ảnh này sẵn sàng cho người sử dụng trong vòng 48 giờ sau khi chụp, tuy nhiên, phần lớn số ảnh này đều được xử lý sẵn sàng trong vòng 24 giờ.
Bảng 2.1. Danh sách các cảnh ảnh Landsat 8 sử dụng trong nghiên cứu
Bắc Tây Nguyên Nghệ An STT Mã ảnh Ngày chụp STT Mã ảnh Ngày chụp 1 LC81240502015001LGN01 01/10/15 34 LC81270462015022LGN01 22/01/15 2 LC81240512015001LGN01 01/01/15 35 LC81270472015022LGN01 22/01/15 3 LC81250502015024LGN01 24/01/15 36 LC81280462015029LGN01 29/01/15 4 LC81240502015049LGN01 18/02/15 37 LC81270462015118LGN01 28/04/15 5 LC81240512015049LGN01 18/02/15 38 LC81270472015118LGN01 28/04/15 6 LC81250502015040LGN02 09/02/15 39 LC81280462015093LGN01 03/04/15 7 LC81240502015065LGN01 06/03/15 40 LC81270462015150LGN01 14/05/15 8 LC81240512015065LGN01 06/03/15 41 LC81270472015150LGN01 14/05/15 9 LC81250502015088LGN01 29/03/15 42 LC81280462015125LGN01 05/05/15 10 LC81240502015097LGN01 07/04/15 43 LC81270462015182LGN01 01/07/15 11 LC81240512015097LGN01 07/04/15 44 LC81270472015182LGN01 01/07/15 12 LC81250502015104LGN01 14/04/15 45 LC81280462015189LGN01 08/07/15 13 LC81240502015129LGN01 09/05/15 46 LC81270462015230LGN01 18/08/15 14 LC81240512015145LGN01 09/05/15 47 LC81270472015230LGN01 18/08/15 15 LC81250502015136LGN01 16/05/15 48 LC81280462015221LGN01 09/08/15 16 LC81240502015161LGN01 10/06/15 49 LC81270462015262LGN01 19/09/15 17 LC81240512015161LGN01 10/06/15 50 LC81270472015262LGN01 19/09/15 18 LC81250502015152LGN01 01/06/15 51 LC81280462015269LGN01 25/09/15 19 LC81240502015273LGN01 30/09/15 52 LC81270462015294LGN02 05/10/15 20 LC81240512015273LGN01 30/09/15 53 LC81270472015294LGN02 21/10/15 21 LC81250502015264LGN01 05/09/15 54 LC81280462015301LGN02 28/10/15 22 LC81240502015289LGN02 16/10/15 55 LC81280462018101LGN00 11/04/18 23 LC81240512015289LGN02 16/10/15 24 LC81250502015296LGN01 23/10/15 25 LC81240502015289LGN02 17/11/15 26 LC81240512015321LGN01 17/11/15 27 LC81250502015328LGN01 24/11/15 28 LC81240502015337LGN01 03/12/15 29 LC81240512015337LGN01 03/12/15 30 LC81250502015360LGN01 26/12/15 31 LC81240502016068LGN01 08/03/16 32 LC81240512016068LGN01 08/03/16 33 LC81250502016075LGN01 15/03/16
Tiền thân của Landsat 8 là vệ tinh Landsat 7 vẫn đang hoạt động trên quỹ đạo cùng lúc với vệ tinh mới này và gửi về khoảng 250 ảnh mỗi ngày. Như vậy, một trong những ưu thế rõ ràng nhất của Landsat 8 là khả năng chụp và gửi về mỗi ngày nhiều ảnh hơn hẳn thế hệ vệ tinh trước. Tuy nhiên, hai kênh phổ mới mới là ưu thế vượt trội của Landsat 8, trong đó một kênh phổ cho phép vệ tinh thu thập được thông tin ở các tầng nước sâu hơn trong đại dương, sơng, hồ; trong khi đó kênh phổ mới cịn lại có thể phát hiện mây ti và chỉnh sửa các hiệu ứng khí quyển. Thêm vào đó, băng phổ hồng ngoại của Landsat 8 được chia thành hai, cho phép xác định nhiệt độ bề mặt chính xác hơn. Tất cả những ưu thế của Landsat 8 sẽ tạo ra sự khác biệt đáng kể trong lập bản đồ và xác định biến động trên bề mặt Trái đất. Với những ưu điểm như trên nên ảnh landsat 8 đang được ứng dụng trong nhiều nghành, nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, để sử dụng ảnh Landsat 8 phù hợp với điều kiện Việt Nam sau khi tải ảnh về từ Internet chưa thể sử dụng được ngay mà cần phải qua nhiều bước chuyển đổi, hiệu chỉnh.
Trong nghiên cứu này, dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 với độ phân giải 30x30 m được sử dụng để xây dựng phương trình tính tốn độ ẩm của đất chiết suất từ phổ phản xạ của đất trong phịng thí nghiệm theo các mức độ ẩm khác nhau. Sau đó, phương trình này được áp dụng vào ảnh Landsat 8 để mô tả sự biến đổi độ ẩm của đất theo không gian và thời gian. 55 cảnh ảnh Landsat 8 (Bảng 2.1) được thu thập tại địa chỉ của Cục Địa chất Hoa Kỳ là https://earthexplorer.usgs.gov/. Vị trí ảnh thu thập Path/Row lần lượt là 124/50, 124/51 và 125/50 cho khu vực Bắc Tây Nguyên và 127/46, 127/47 và 128/46 đối với khu vực Nghệ An. Các ảnh đều nằm trong hệ tọa độ WGS 84, múi 48N, định dạng GEOTIFF. Ảnh thu được đều có độ che phủ của mây thấp và được hiệu chỉnh hình học, khí quyển.