Kênh Tên gọi ải sóng Độ phân giải
không gian 1 ờ biển/sol kh 0,433-0,453 µm 30m 2 Xanh lam 0,450-0,515 µm 30m 3 Xanh lục 0,525-0,600 µm 30m 4 Đỏ 0,630-0,680 µm 30 5 ận hồng ngoại 0,845-0,885 µm 30m 6 Hồng ngoại sóng ngắn 1,560-1,660 µm 30m 7 Hồng ngoại sóng ngắn 2,100-2,300 µm 30 8 Tồn sắc 0,500-0,680 µm 15m 9 ây/kh quyển 1,360-1,390 µm 30m 10 Hồng ngoại nhiệt 10,30-11,30 µm 100m 11 Hồng ngoại nhiệt 11,50-12,50 µm 100m
ác thơng số kỹ thuật của sản ph m ảnh vệ tinh Landsat 8 nhƣ sau:
+ Loại sản ph m: đã đƣợc xử lý ở mức là đã cải ch nh biến dạng do chênh cao địa hình mức trực ảnh Orthophoto ;
+ Định dạng: GeoTIFF;
+ ch thƣớc Pixel: 15m/30m/100m tƣơng ứng ảnh Đen trắng Pan/Đa phổ/Nhiệt
+ Phép chiếu bản đồ: UT ; + Hệ tọa độ: WGS 84;
+ Định hƣớng: theo hƣớng ắc của bản đồ; + Phƣơng pháp lấy mẫu: hàm bậc 3;
+ Độ ch nh xác: với bộ cảm OLI đạt sai số 12m theo tiêu chu n , có độ tin cậy 90%; với bộ cảm TIRS đạt sai số 41m theo tiêu chu n , có độ tin cậy 90%;
+ ữ liệu ảnh: có giá trị 16 bit pixel, khi tải về ở dạng file nén có định dạng là .tar.gz. ch thƣớc file nếu ở dạng nén khoảng 1G , cịn ở dạng khơng nén khoảng 2G .
Landsat 8 thu nhận xấp xỉ 400 cảnh/ngày, tăng 250 cảnh/ngày so với Landsat 7. Thời gian hoạt động của vệ tinh theo thiết kế là 5,25 năm nhƣng nó đƣợc cung cấp đủ năng lƣợng để có thể kéo dài hoạt động đến 10 năm. So với Landsat 7, Landsat 8 có cùng độ rộng dải chụp, cùng độ phân giải ảnh và chu kỳ lặp lại 16 ngày.
Hiện nay, ảnh vệ tinh Landsat 8 hồn tồn có thể khai thác miễn ph từ mạng Internet qua địa chỉ http://earthexplorer.usgs.gov/.
Ví dụ khi tải một cảnh có phiên hiệu hàng cột là 127 - 046 về, sẽ nhận đƣợc file nén có tên là “L 81270462013352LGN00.tar.gz” với dung lƣợng khoảng 960 và giải nén sẽ sinh ra 13 file, trong đó 11 file có đi đƣợc đánh số từ 1 đến 11 tƣơng ứng với 11 kênh phổ của ảnh Landsat 8, kèm theo 01 file báo cáo đánh giá chất lƣợng có đi tên là Q và 01 file siêu dữ liệu dạng txt chứa các thông tin về thời gian chụp ảnh và tọa độ các góc của cảnh ảnh.
Hình1.5: Dữ liệu giải nén của cảnh ảnh 127-046 Landsat 8
1. Tổng uan ề nh h nh nhiễ h ng h 1.2.1 Tình hình ơ nhiễm khơng khí
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không kh , đặc biệt tại các đô thị không phải là vấn đề riêng lẻ của một quốc gia hay một khu vực mà nó đã trở thành vấn đề tồn cầu. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia trên thế giới trong thời gian qua đã có những tác động lớn đến môi trƣờng, và đã làm cho môi trƣờng sống của con ngƣời bị thay đổi và ngày càng trở nên tồi tệ hơn. Những năm gần đây nhân loại đã phải quan tâm nhiều đến vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng khơng kh đó là: sự biến đổi của kh hậu – nóng lên tồn cầu, sự suy giảm tầng ơzơn và mƣa axít.
Đi liền với q trình đơ thị hóa và sự phát triển của các khu công nghiệp là sự suy giảm nhanh chóng thảm thực vật trên bề mặt trái đất và sự gia tăng nguồn chất thải gây ô nhiễm môi trƣờng. Theo tổ chức y tế thế giới WHO thực trạng chất lƣợng không kh tại các thành phố trên toàn thế giới ngày càng xấu đi, vƣợt qua mức cho phép về độ ô nhiễm và gây tác động xấu đối với sức khỏe con ngƣời, đặc
biệt là gây ra bệnh đƣờng hô hấp mà còn ảnh hƣởng đến các hệ sinh thái và biến đổi kh hậu nhƣ: hiệu ứng nhà k nh, mƣa ax t và suy giảm tầng ôzôn. ông nghiệp hóa càng mạnh, đơ thị hóa càng phát triển thì nguồn thải gây ơ nhiễm mơi trƣờng khơng kh càng nhiều, áp lực làm biến đổi chất lƣợng không kh theo chiều hƣớng xấu càng lớn. Ở Việt Nam, tại các khu công nghiệp, các trục đƣờng giao thông lớn đều bị ô nhiễm với các cấp độ khác nhau, nồng độ các chất ô nhiễm đều vƣợt quá tiêu chu n cho phép. Và sự gia tăng dân số, gia tăng đột biến của các phƣơng tiện giao thông trong khi cơ sở hạ tầng cịn thấp làm cho tình hình ơ nhiễm trở nên trầm trọng [12].
1. . Các nguồn gây nhiễ h ng h
- Nguồn tự nhiên:
Núi lửa: Núi lửa phun ra những nham thạch nóng và nhiều khói bụi giàu sunfua, meetan và những loại kh khác. hông kh chứa bụi lan tỏa đi rất xa vì nó đƣợc phun lên rất cao.
háy rừng: ác đám cháy rừng và đồng cỏ bởi các quá trình tự nhiên xảy ra do sấm chớp, cọ sát giữa thảm thực vật khô nhƣ tre, cỏ… ác đám cháy này thƣờng lan truyền rộng, phát thải nhiều bụi và kh hình 1.6 .
Hình1.6: Ơ nhiễm do núi lửa phun và do cháy rừng
+ ão bụi gây nên do gió mạnh và bão, mƣa bào mòn đất sa mạc, đất trồng và gió thổi tung lên thành bụi. Nƣớc biển bốc hơi và cùng với sóng biển tung bọt mang theo bụi muối lan truyền vào không kh .
ác quá trình phân hủy, thối giữa xác động vật, thực vật tự nhiên cũng phát thải nhiều chất kh , các phản ứng hóa học giữa những kh tự nhiên hình thành các kh sunfua, nitrit, các loại muối..v.v… ác loại chất này đều gây ơ nhiễm khơng khí.
+Ơ nhiễm khơng kh là một phần gây ra bởi các hạt bụi đƣợc hình thành bởi một loạt các chất, chẳng hạn nhƣ phấn hoa, bụi và các chất hữu cơ khác…
Tổng hợp các yếu tố gây ơ nhiễm có nguồn gốc tự nhiên rất lớn nhƣng phân bố tƣơng đối đồng đều trên tồn thế giới, khơng tập trung trong một vùng. Trong quá trình phát triển, con ngƣời đã th ch nghi với các nguồn này.
- Nguồn nhân tạo:
ác hoạt động công nghiệp: là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất của con ngƣời. ác q trình gây ơ nhiễm là q trình đốt các nhiên liệu hóa thạch: than, dầu, kh đốt tạo ra: O2, CO, SO2, NOx, các chất hữu cơ chƣa cháy hết: muội than, bụi, quá
trình thất thốt, rị rỉ trên dây chuyền cơng nghệ, các q trình vận chuyển các hóa chất bay hơi, bụi.
Ô nhiễm do hoạt động xây dựng: Ở nƣớc ta hiện nay hoạt động xây dựng nhà cửa, đƣờng sá, cầu cống,... rất mạnh và diễn ra ở khắp nơi, đặc biệt là ở các đô thị. ác hoạt động xây dựng nhƣ đào lấp đất, đập phá cơng trình cũ, vật liệu xây dựng bị rơi vãi trong quá trình vận chuyển, thƣờng gây ô nhiễm bụi rất trầm trọng đối với môi trƣờng không kh xung quanh, đặc biệt là ô nhiễm bụi.
Hoạt động giao thông vận tải: Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn đối với không kh đặc biệt ở khu đô thị và khu đông dân cƣ. ác bụi đất đá cuốn theo trong quá trình di chuyển. Nếu xét trên từng phƣơng tiện thì nồng độ ơ nhiễm tƣơng đối nhỏ nhƣng nếu mật độ giao thơng lớn và quy hoạch địa hình, đƣờng xá khơng tốt thì sẽ gây ơ nhiễm nặng cho hai bên đƣờng.
ùng với q trình cơng nghiệp hố và đơ thị hố, phƣơng tiện giao thơng cơ giới ở nƣớc ta tăng lên rất nhanh. Nguồn thải từ giao thông vận tải đã trở thành một nguồn gây ô nhiễm ch nh đối với môi trƣờng không kh ở đô thị, nhất là ở các đô thị lớn nhƣ Hà Nội, thành phố Hồ h inh, Hải Phịng, Đà Nẵng.
Hình 1.7: Ơ nhiễm khơng khí do hoạt đơng giao thơng vận tải
Sinh hoạt của con ngƣời: Nhân dân ở nông thôn nƣớc ta thƣờng đun nấu bằng củi, rơm, cỏ, lá cây và một tỷ lệ nhỏ đun nấu bằng than. Nhân dân ở thành phố thƣờng đun nấu bằng than, dầu hoả, củi, điện và kh tự nhiên gas . Đun nấu bằng than và dầu hoả sẽ thải ra một lƣợng chất thải ơ nhiễm đáng kể, đặc biệt nó là nguồn gây ô nhiễm ch nh đối với môi trƣờng không kh trong nhà, ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khoẻ của ngƣời dân.
1.2.3 Các chỉ tiêu chấ lƣợng i rƣờng khơng khí
Tiêu chu n chất lƣợng môi trƣờng không kh bao gồm:
- Tiêu chu n chất lƣợng môi trƣờng không kh xung quanh nhà máy,x nghiệp giao thơng…,đó là tiêu chu n mơi trƣờng khơng kh xung quanh.
-Tiêu chu n chất lƣợng nguồn thải kh thải từ ống khói của nhà máy, ống xả của xe ô tô… .
Chỉ tiêu về mơi trƣờng khơng kh có nhiều chỉ tiêu, tùy vào cơng nghệ xử lý, các ngành nghề, tham khảo các chỉ tiêu trên ở các thông tƣ:
- Thông tƣ số 16/2009 ban hành kèm theo thông tƣ này 02 Q VN về môi trƣờng: QCVN 05/2009 quy chu n quốc gia về chất lƣợng không kh xung quanh ; Q VN 06/2009 quy chu n quốc gia về một số chất độc hại trong khơng kh xung quanh . Thơng tƣ có hiệu lực thi hành 01/01/2010.
- Thông tƣ 25/2009 ban hành Q VN 19/2009 quy chu n quốc gia về kh thải công nghiệp đối với bụi và các chất vơ cơ . Thơng tƣ có hiệu lực từ 01/01/2010.
+ Q VN 05/2009 áp dụng thay thế tiêu chu n Việt Nam T VN 5937:2005. + Q VN 06/2009 áp dụng thay thế tiêu chu n Việt Nam T VN 5938:2005. + Q VN 19/2009 áp dụng thay thế tiêu chu n Việt Nam T VN 5939:2005. + Q VN 30/2010 quy chu n quốc gia kh thải lị đốt chất thải cơng nghiệp. - ột số Q VN quy định mức giới hạn tối đa cho phép đối với kh H2S:
TCVN 6993/2001; TCVN 3733/2002; TCVN 5939/2005; QCVN 06/2009
Ta có thể đƣa ra một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng khơng khí nhƣ: chỉ tiêu về bụi, CO, NO2, SO2, Pb, O3, nhiệt độ, độ m, tốc độ gió....
Giá trị giới hạn các chất gây ơ nhiễm khác nhau trong không kh để chủ yếu dựa trên tác động của chúng đối với sức khỏe con ngƣời để phát triển, do đó hệ thống tiêu chu n là đơn giản và dễ dàng để so sánh và giúp thống nhất việc xây dựng và áp dụng các chỉ số đánh giá.
Bảng1.6: Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong mơi trường khơng khí xung quanh
Đơn vị: Microgam trên mét khối (μg/m3 ) TT Thơng số Trung bình 1 giờ Trung bình 3 giờ Trung bình 24 giờ Trung bình năm 1 SO2 350 - 125 50 2 CO 30000 10000 5000 - 3 NOx 200 - 100 40 4 O3 180 120 80 - 5 Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 140 6 Bụi ≤ 10 μm (PM10) - - 150 50 7 Pb - - 1,5 0,5
Ghi chú: Dấu (- là không quy định
Nồng độ các chất ô nhiễm trong không kh tiêu chu n và lớn có thời gian khác nhau cho phép giá trị tiêu chu n tập trung ngƣỡng . Điều này là do tình trạng ơ nhiễm vẫn tiếp tục ở thời điểm khác nhau, mặc dù cùng một nồng độ các chất ô nhiễm trong không kh , ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời vẫn cịn khác nhau. hi chất lƣợng khơng kh trong việc đánh giá các chất ô nhiễm khác nhau trong thời gian khác nhau liên tục để xác định nồng độ tiêu chu n tƣơng ứng, chẳng hạn nhƣ giờ, mặt trời và mặt trăng, giá trị nồng độ trung bình hoặc một khoảng thời gian cụ thể và tức thời tối đa hàm lƣợng cho phép.
1. .4 Các phƣơng pháp đánh giá
hất lƣợng không kh đƣợc đánh giá thông qua các thông số đặc trƣng chỉ tiêu . Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng không kh nhƣ đánh giá trực tiếp thơng qua số liệu quan trắc, mơ hình hóa, chỉ số chất lƣợng không kh hay đánh giá gián tiếp qua kiểm kê phát thải, chỉ thị sinh học, bộ chỉ thị môi
trƣờng… Trong đó, các phƣơng pháp phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng là phƣơng pháp đánh giá sử dụng số liệu quan trắc thông số trong môi trƣờng không kh phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng pháp mơ hình hóa. ựa vào số liệu quan trắc thực tế hoặc số liệu t nh tốn từ các mơ hình tốn học, các nhà khoa học trên thế giới đã và đang sử dụng chỉ số chất lƣợng không kh để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không kh ,đặc biệt cho các thành phố [5]:
Phương pháp thực nghiệm
Phƣơng pháp này đƣợc tiến hành trên cơ sở khảo sát, đo đạc các chất ô nhiễm theo thời gian nhất định tại nhiều điểm trên hiện trƣờng của một vùng. Sử dụng phƣơng pháp thống kê, xử l số liệu, so sánh với các chu n chất lƣợng không kh để đánh giá hiện trạng ô nhiễm không kh tại vùng đó.
Phƣơng pháp này địi hỏi có đội ngũ các bộ kỹ thuật chuyên sâu, trang thiết bị hiện đại và mạng lƣới quan trắc, đo đạc chất lƣợng không kh th ch hợp, hệ thống, đồng bộ. Phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến trong đánh giá chất lƣợng khơng khí phục vụ mục đ ch nghiên cứu, quản lý môi trƣờng.
Phương pháp mơ hình hóa
Phƣơng pháp mơ hình hóa đƣợc sử dụng trong đánh giá ô nhiễm môi trƣờng không kh thơng qua việc giải bài tốn về q trình lan truyền chất ơ nhiễm trong môi trƣờng khơng kh có nguồn gốc phát thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt và các nguồn ô nhiễm khác.
ơ sở của phƣơng pháp này là dùng mơ hình lan truyền chất ơ nhiễm kết hợp với các tham số về sự khuếch tán rồi kh quyển để xây dựng bài tốn về q trình lan truyền chất ơ nhiễm trong mơi trƣờng khuếch tán rối. ết hợp với việc khảo sát, đo đạc thực tế tại một số điểm thử nghiệm để kiểm tra độ ch nh xác của mơ hình. Mơ hình sau khi kiểm nghiệm đƣợc sử dụng để t nh toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm cho cả vùng nghiên cứu và vùng khác có t nh tƣơng tự.
Phương pháp đánh giá sử dụng chỉ số chất lượng khơng khí
Trên thế giới, hiện nay đa sơ các nƣớc đều đã có quy định về chỉ số hất lƣợng khơng kh và có hai xu hƣớng đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ tiêu tổng hợp.
+ Đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ:
Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không kh theo chỉ tiêu riêng lẻ hay còn gọi là phƣơng pháp truyền thống đánh giá chất lƣợng không kh thành phần đƣợc trình bày nhƣ sau:
Phƣơng pháp này dựa trên việc sso sánh giữa các giá trị của các thông số các chất đặc trƣng cho môi trƣờng I ( i= 1, 2, 3…, n với các giá trị i0 theo tiêu chu n cho phép (TCCP). ựa vào các số liệu điều tra, đo đạc, khảo sát, phân tích nhanh theo thiết bị tự động, hoặc lấy mẫu phân t ch trong phòng th nghiệm, hoặc t nh tốn từ các mơ hình để thu đƣợc dãy số liệu i tại các điểm không gian rj , sau đó lập các bất đẳng thức i<= Ci0, Ci> Ci0 để từ đó suy ra chất lƣợng mơi trƣờng đối với chất i tại điểm rj là tốt, trung bình hay xấu. Trên cơ sở đó, có thể phân cấp đánh giá chi tiết hơn khi chu n hóa về thang đánh giá 100 bằng các xây dựng các chỉ số index cho từng chất. Giá trị 100 của các chỉ số thƣờng tƣơng đƣơng với tiêu chu n môi trƣờng một giờ hoặc một ngày.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm là lập đƣợc ma trận chi tiết cho từng thông số CIso so với i0. Tuy nhiên, không thể mô tả đƣợc bức tranh tổng quát, khó phân t ch,đánh giá và nhận xét chung cho nhóm các thơng số i biến đổi trên miền không gian đƣợc khảo sát; không đánh giá đƣợc đồng thời các thông số cùng tác động lên