Ứng dụng gis và viễn thám để xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt đất trại thành phố sơn la

LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Ban Giám hiệu trƣờng Đại
học Lâm nghiệp, Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng đã giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn này.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hải Hịa đã
trực tiếp tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tơi hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đ c và tập thể cán bộ Phòng
Quan trắc môi trƣờng tỉnh Sơn La; Chi cục bảo vệ mơi trƣờng; Phịng Tài
ngun nƣớc thuộc Sở Tài ngun và Môi trƣờng tỉnh Sơn La; Trung tâm
Quan tắc môi trƣờng tỉnh Sơn La đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong su t q
trình thực hiện luận văn.
Qua đây, tơi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên,
khích lệ, giúp đỡ tơi trong q trình học tập và hoàn thành luận văn.
Mặc dù bản thân đã rất c gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt
huyết và năng lực của mình, song với kiến thức còn nhiều hạn chế và trong
giới hạn thời gian quy định, luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Tác
giả rất mong nhận đƣợc những đóng góp quý báu của quý thầy cô, và các
chuyên gia để nghiên cứu một cách sâu hơn, toàn diện hơn trong thời gian tới.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm 2019
Sinh viên
Nguyễn Thị Luyến

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. v

ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
PHẦN I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 3
1.1. Viễn thám và hệ th ng thông tin địa lý (GIS) ............................................ 3
1.1.1. Khái quát chung về hệ th ng thông tin địa lý ......................................... 3
1.2. Khái quát chung về viễn thám.................................................................... 7
1.3. Ứng dụng GIS và viễn thám trong các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt
Nam ................................................................................................................. 12
1.4. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ...................................................... 13
PHẦN II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 16
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 16
2.1.1. Mục tiêu chung ...................................................................................... 16
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 16
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 16
2.2.1. Phạm vi về phƣơng pháp ....................................................................... 16
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 16
2.3.1. Nghiên cứu thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại thành ph Sơn La, tỉnh
Sơn La ............................................................................................................. 16
2.3.2. Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu ............. 17
2.3.3. Xác định nguyên nhân và ảnh hƣởng gia tăng nhiệt độ đến môi trƣờng
xung quanh ...................................................................................................... 17
2.3.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm sự biến động nhiệt tại khu vực
nghiên cứu ....................................................................................................... 17
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 17
2.4.1. Thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại thành ph Sơn La , tỉnh Sơn La ..... 17
2.4.2. Xây dựng bản đồ biến động nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu ... 17
2.4.3. Nguyên nhân gây nên vấn đề về chất lƣợng không khí và cơng tác quản
lí mơi trƣờng tại khu vực nghiên cứu. ............................................................. 22

ii

2.4.4. Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí
tại khu vực nghiên cứu .................................................................................... 22
PHẦN III ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU
VỰC NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 23
3.1. Điều kiện môi trƣờng tự nhiên ................................................................. 23
3.1.1. Điều kiện về địa lý, địa chất .................................................................. 23
3.1.2. Điều kiện về khí hậu, khí tƣợng ............................................................ 25
3.1.3. Điều kiện thủy văn ................................................................................ 28
3.1.4. Hiện trạng tài nguyên sinh học ............................................................. 29
3.2. Điều kiện kinh tế- đời s ng xã hội ........................................................... 29
3.2.1. Điều kiện về kinh tế .............................................................................. 29
3.2.2. Điều kiện xã hội .................................................................................... 35
PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 38
4.1. Thực trạng và hoạt động quản lý chất lƣợng môi trƣờng TP Sơn La, tỉnh
Sơn La ............................................................................................................. 38
4.1.1. Thực trạng chất lƣợng môi trƣờng tại thành ph Sơn La ..................... 38
4.1.2. Thực trạng vấn đề môi trƣờng nhiệt độ khu vực nghiên cứu................ 39
4.1.3. Hoạt động quản lý chất lƣợng môi trƣờng ............................................ 41
4.2. Giá trị nhiệt độ bề mặt đất từ dữ liệu ảnh viễn thám ............................... 44
4.3. Nguyên nhân và tác động của gia tăng nhiệt đến môi trƣờng khu vực
nghiên cứu. ...................................................................................................... 53
4.3.1. Nguyên nhân gia tăng nhiệt độ ............................................................. 53
4.3.2. Tác động của gia tăng nhiệt độ đến môi trƣờng xung quanh ................ 54
4.4. Giải pháp giải thiểu tác động của gia tăng nhiệt độ đến chất lƣợng môi
trƣờng. ............................................................................................................. 55
CHƢƠNG V KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................... 58
5.1. Kết luận: ................................................................................................... 58
5.2. Tồn tại ...................................................................................................... 59
5.3. Kiến nghị .................................................................................................. 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thông s các kênh ảnh Landsat 7 ETM+ và Landsat 8. ................ 11
Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Landsat thu thập trong nghiên cứu. ............................ 17
Bảng 4.1: Kết quả so sánh giá trị nhiệt độ từ quan trắc với dữ liệu viễn thám. ....39
Bảng 4.2: Kết quả so sánh giá trị nhiệt độ từ quan trắc với dữ liệu viễn thám. ....45
Bảng 4.3: Kết quả so sánh giá trị nhiệt độ từ quan trắc với dữ liệu viễn thám. ....46
Bảng 4.4: Giá trị nhiệt độ giữa trạm quan trắc với dữ liệu viễn thám năm 2017. ...47
Bảng 4.5: Giá trị nhiệt độ giữa điểm quan trắc với dữ liệu viễn thám năm 2018 ...48
Bảng 4.5. Giá trị nhiệt độ giữa điểm quan trắc với dữ liệu viễn thám năm 2018. ...50
Bảng 4.6: Diện tích khu vực ảnh hƣởng sự gia tăng nhiệt độ (ha). ................ 51

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Các thành phần của GIS. ................................................................... 4
Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám. ................................................ 8
Hình 1.3.Thơng s Landsat7 ETM+ và Landsat 8. ......................................... 10
Hình 2.1. Sơ đồ phƣơng pháp xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt.................... 18
Hình 3.1. Địa điểm khu vực nghiên cứu. ........................................................ 23
Hình 4.1. Sơ đồ quản lý chất lƣợng mơi trƣờng. ............................................ 42
Hình 4.2. Giá trị nhiệt độ bề mặt thành ph Sơn La năm 2015 ...................... 44
Hình 4.2: Giá trị nhiệt độ bề mặt thành ph Sơn La năm 2016 ...................... 46
Hình 4.3: Giá trị nhiệt độ bề mặt thành ph Sơn La năm 2017 ...................... 47
Hình 4.4: Giá trị nhiệt độ bề mặt thành ph Sơn La năm 2018 ...................... 48

Hình 4.5: Giá trị nhiệt độ bề mặt thành ph Sơn La năm 2019 ...................... 49

v


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm qua, với xu thế đổi mới và hội nhập, Việt Nam đã tạo
đƣợc những xung lực mới cho quá trình phát triển, vƣợt qua tác động của suy
thối tồn cầu và duy trì tỷ lệ tăng trƣởng kinh tế hàng năm với mức bình
quân 5,7% / năm. Tuy nhiên, nƣớc ta vẫn đang phải đ i mặt với rất nhiều
thách thức, trong đó có vấn đề thay đổi nhiệt độ bề mặt cũng làm ảnh hƣởng
nghiêm trong đến cuộc s ng đến con ngƣời và sinh vật. Khơng những thế cịn
tác động vào các yếu t khí tƣợng khác nhƣ độ ẩm, lƣợng mƣa, ...và các vấn
đề thiên tai cũng bị ảnh hƣởng. Đây cũng là hệ quả của biến đổi khí hậu mà
Việt Nam là 1 trong những nƣớc chịu ảnh hƣởng nặng nhất. Theo s liệu quan
trắc nhiệt độ tại Việt Nam có những điểm đáng lƣu ý sau:
Trong khoảng 50 năm qua (1951 - 2000), nhiệt độ trung bình năm
(TBN) ở Việt Nam đã tăng lên 0,70C. Nhiệt độ TBN của 4 thập kỷ gần đây
(1961 - 2000) cao hơn TBN của 3 thập kỷ trƣớc đó (1931 - 1960). Nhiệt độ
TBN của thập kỷ 1991 – 2000 ở Hà Nội, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh đều cao
hơn trung bình (TB) của thập kỷ 1931 – 1940 lần lƣợt là 0,8; 0,4 và 0,6ºC.
Năm 2007, nhiệt độ TBN ở cả 3 nơi trên đều cao hơn TB của thập kỷ 1931 –
1940 là 0,8 – 1,3ºC và cao hơn thập kỷ 1991 – 2000 là 0,4 – 0,5ºC. Và xu thế
là trên các khu vực, nhiệt độ TBN có thể tăng lên 2ºC vào năm 2050. Dự tính
đến năm 2100 nhiệt độ sẽ tăng lên 3ºC.
Hiên nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về sự biến động nhiệt
trên bề mặt trái đất, làm tiền đề, cơ sở khoa học để phát triển.Việt Nam những
năm gần đây đã bƣớc đầu nghiên cứu sử dụng ảnh hồng ngoại nhiệt để tính
nhiệt độ bề mặt nhƣng phần lớn mới chỉ sử dụng các phƣơng pháp ƣớc tính
nhiệt độ đơn giản để cho kết quả nhanh. Một s nghiên cứu sử dụng công

thức Plank để ƣớc tính nhiệt độ bề mặt chỉ từ duy nhất kênh hồng ngoại nhiệt
và không sử dụng độ phát xạ bề mặt, hoặc sử dụng độ phát xạ là hằng s
chung cho các đ i tƣợng lớp phủ điển hình của tồn khu vực. Đã có nhiều
nghiên cứu đƣợc diễn ra tại thành ph Sơn La tuy nhiên vẫn có nhiều hạn chế.
1


Hiện nay vấn đề gia tăng nhiệt độ đang ảnh hƣởng rất nghiêm trọng đến
việc phát triển kinh tế xã hội và các vấn đề mơi trƣờng khác trong đó thành
ph Sơn La cũng không ngoại lệ. Khu vực này cịn tập trung phát triển nhiều
loại hình kinh tế nhƣ nơng nghiệp, cơng nghiệp,… trong đó có nhiều sự án
thủy điện đang đƣợc đẩy mạnh phát triển chủ đạo nên vấn đề thay đổi nhiệt
độ ảnh hƣởng rất nhiều. Nên việc “Ứng dụng GIS và viễn thám để xây dựng
bản đồ nhiệt độ bề mặt đất tại thành phố Sơn La” là rất cần thiết để cung
cấp cơ sở khoa học để đƣa ra đƣợc các biện pháp khắc phục.

2


PHẦN I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.1.1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý
Hệ th ng thông tin địa lý (Geographic Information System ) đã bắt đầu
đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc phát triểm hơn một thập niên qua, đâu là 1
dạng ứng dụng công nghệ tin học nhằm mô tả thế giới thực mà lồi đang
s ng, tìm hiểu, khai thác. Với những tính năng ƣu việt, kĩ thuật GIS ngày nay
đã đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lí, đặc biệt là trong quản
lí và quy hoạch sử dụng, khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững
và hợp lí.

Khái niệm hệ thống thơng tin địa lý: Hệ th ng thông tin địa lý (GIS)
là một nghành khoa học khá mới nên cũng có nhiều định nghĩa khác nhau về
GIS.
Theo Ducke (1979) định nghĩa, GIS là một hệ th ng thơng tin, ở đó cơ
sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trƣng phân b không gian, các hoạt
động sự kiện có thể xác định trong khoảng không nhƣ điểm, đƣờng, vùng .
Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý: Lĩnh vực hệ th ng thông tin
địa lý (GIS) bắt đầu vào những năm 1960 khi các máy tính và các khái niệm
ban đầu về địa lý định lƣợng và tính tốn xuất hiện. Cơng việc GIS ban đầu
bao gồm nghiên cứu quan trọng của cộng đồng học thuật. Sau đó, Trung tâm
Dữ liệu và Phân tích Địa lý Qu c gia do Michael Goodchild dẫn đầu đã chính
thức nghiên cứu các chủ đề khoa học về thông tin địa lý chủ ch t nhƣ phân
tích khơng gian và hình dung. Những nỗ lực này đã thúc đẩy cuộc cách mạng
định lƣợng trong thế giới khoa học địa lý và đặt nền móng cho GIS.
Tác phẩm tiên phong của Roger Tomlinson để khởi xƣớng, lên kế
hoạch và phát triển hệ th ng thông tin địa lý Canada đã dẫn tới GIS đầu tiên
trên thế giới vào năm 1963. Chính phủ Canada đã ủy quyền cho Tomlinson
tạo ra một bản kiểm kê có thể quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên của
3


nó. Ơng đã hình dung việc sử dụng máy vi tính để kết hợp dữ liệu tài nguyên
thiên nhiên từ tất cả các tỉnh. Tomlinson đã tạo ra thiết kế cho máy tính tự
động để lƣu giữ và xử lý s lƣợng lớn dữ liệu, cho phép Canada bắt đầu
chƣơng trình quản lý sử dụng đất qu c gia. Ơng cũng đƣa ra tên của GIS.
Khi máy tính trở nên mạnh hơn, Esri đã cải tiến các công cụ phần
mềm. Làm việc về các dự án giải quyết các vấn đề thực tế đã khiến công ty
phải đổi mới và phát triển các công cụ và phƣơng pháp GIS mạnh mẽ có thể
đƣợc sử dụng rộng rãi. Tác phẩm của Esri đã đƣợc công nhận bởi cộng đồng
hàn lâm nhƣ là một cách mới để phân tích khơng gian và lập kế hoạch. Esri đã

phát triển ARC / INFO - sản phẩm GIS thƣơng mại đầu tiên cần phải phân
tích s lƣợng dự án ngày càng tăng. Công nghệ này đƣợc phát hành vào năm
1981 và bắt đầu sự phát triển của Esri thành một công ty phần mềm.
Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý: Hệ th ng
thơng tin địa lí gồm 5 thành phần chính:

Hình 1.1. Các thành phần của GIS.
Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi.
Phần mềm: là bộ não của hệ th ng, phần mềm GIS rất đa dạng và có
thể chia làm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị
bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích khơng gian).
Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc
tính (dữ liệu phi khơng gian). Dữ liệu khơng gian miêu tả vị trí địa lý của đ i
tƣợng trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thơng tin liên quan
đến đ i tƣợng, các thơng tin này có thể đƣợc định lƣợng hay định tính.

4


Phƣơng pháp: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục
và có hiệu quả của hệ th ng phục vụ cho mục đích của ngƣời sử dụng.
Con ngƣời: Trong GIS, thành phần con ngƣời là thành phần quan trọng
nhất bởi con ngƣời tham gia vào mọi hoạt động của hệ th ng GIS (từ việc xây
dựng cơ sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …). Có 2 nhóm ngƣời
quan trọng là ngƣời sử dụng và ngƣời quản lý GIS.
Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu là các thông tin đƣợc lƣu dƣới dạng s
theo một khn dạng nào đó mà máy tính có thể hiểu và đọc đƣợc. Dữ liệu
thông tin đƣợc định vị địa lýlà chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ
thông tin khác.
GIS lƣu thông tin về thế giới nhƣ 1 tập các lớp theo chủ đề đƣợc liên

kết với nhau bởi địa lý. Cách này tuy đơn giản nhƣng rất linh hoạt và rất
mạnh đƣợc chứngminh là vô giá trong việc giải quyết các vấn đề của thế giới
thực từ việc theo vết lƣu chuyển xe cộ, lƣu chi tiết của ứng dụng quy hoạch,
đến việc mơ hình sự tuần hồncủa khí quyển. Cách tiếp cận những lớp (layer)
cho phép chúng ta tổ chức thế giớiphức tạp thành dạng đơn giản hơn, giúp
chúng ta dễ dàng hiểu m i quan hệ giữa cácthành phần tự nhiên.
Các kiểu dữ liệu: Kiểu dữ liệu cơ bản trong GIS phản ảnh dữ liệu
truyền th ng xuất hiện trên bản đồ. GIS sử dụng 2 dạng cơ bản của dữ liệu.
Dữ liệu khơng gian: mơ tả vị trí tƣơng đ i và tuyệt đ i của 1 đặc tính địa lý.
Dữ liệu phi khơng gian (thuộc tính): mơ tả các thơng tin về đặc tính của
các hình ảnh bản đồ.
Chúng đƣợc liên kết với các hình ảnh khơng gian thơng qua các chỉ s
xác định chung, thông thƣờng gọi là mã địa lý (GeoCode) đƣợc lƣu trữ trong
cả hai bản ghi khơng gian và phi khơng gian.
S liệu thuộc tính phi khơng gian bao gồm các định tính và s liệu hình
ảnh, điểm, đƣờng, vùng hoặc mạng lƣới lƣu trữ trong các cơ sở dữ liệu. Hệ
th ng thông tin địa lý có thể xử lý các thơng tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra
các bản đồ trên cơ sở các giá trị thuộc tính.
5


Phần lớn các phần mềm thông tin địa lý cũng có thể hiển thị các thơng
tin thuộc tính nhƣ là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham s điều khiển
cho việc lựa chọn hiển thị các ký hiệu bản đồ.
M i quan hệ giữa dữ liệu phi không gian và không gian: Bản đồ không
chỉ thể hiện các lớp các đ i tƣợng hình học mà mỗi đ i tƣợng này còn đƣợc
gắn với một tập các thuộc tính dữ liệu th ng kê khác. Ví dụ: vị trí tọa độ của
rừng là dữ liệu khơng gian, cịn những tính chất nhƣ những lồi động vật,
chiều cao… là những dữ liệu thuộc tính.
Mỗi đ i tƣợng hình học có một mã nhận diện dùng để liên kết với một

bản ghi trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Các dữ liệu địa lý đƣợc tổ chức nhờ mơ
hình quan hệ địa lý và Topo.
Lớp các vùng (layer), đƣờng (line), điểm (point) liên kết với các thuộc
tính tƣơng ứng. Những mơ hình liên kết đó thể hiện cách quản lý vị trí, quan
hệ khơng gian của các đặc trƣng điểm, đƣờng và vùng. Đồng thời cho phép
quản lý hiệu quả các đặc tính của các đặc trƣng đó.
Mơ hình dữ liệu không gian: Hệ th ng thông tin địa lý sử dụng hai mơ
hình dữ liệu cơ bản để biểu diễn các đặc trƣng khơng gian: mơ hình dữ liệu
Raster và mơ hình dữ liệu Vector. Mơ hình dữ liệu quyết định cách thức mà
dữ liệu cấu trúc, lƣu trữ, xử lý và phân tích trong một hệ th ng thông tin địa
lý. Nhiều hệ th ng thông tin địa lý sử dụng cả hai mơ hình dữ liệu trên.
Mơ hình dữ liệu vector sử dụng các điểm tọa độ của chúng để xây dựng
các đặc trƣng không gian nhƣ điểm, đƣờng và vùng. Các đặc trƣng dựa trên
mô hình dữ liệu Vector đƣợc coi nhƣ các đ i tƣợng riêng biệt trong không
gian. Dữ liệu vector đƣợc hiển thị dƣới dạng những tọa độ định nghĩa điểm,
hay những điểm này đƣợc n i với nhau
Mơ hình dữ liệu raster đƣợc biểu diễn dƣới dạng ma trận hay lƣới mà
có những hàng và cột. Mỗi giao điểm của hàng và cột tạo thành 1 pixel. Mỗi ơ
có 1 giá trị ví dụ nhƣ mức độ màu.

6


Chức năng của hệ thống thông tin địa lý: GIS có 4 chức năng cơ bản:
Thu thập dữ liệu: Sử dụng dữ liệu trong GIS từ nhiều nguồn khác nhau
và GIS cung cấp cơng cụ để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung để so
sánh và phân tích.
Quản lý dữ liệu: Sau khi sử dụng dữ liệu thu thập và tích hợp, GIS
cung cấp các chức năng lƣu trữ và duy trì dữ liệu.
Phân tích khơng gian: Là chức năng quan trọng nhất của GIS nó cung

cấp các chức năng nhƣ nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồng lớp.
Hiển thị kết quả: GIS có nhiều cách hiển thị khác nhau. Phƣơng pháp
truyền th ng bằng bảng biểu đồ thị đƣợc bổ sung với bản đồ và ảnh ba chiều.
Hiển thị trực quan là một trong những khả năng đáng chú ý nhất của GIS, cho
phép ngƣời sử dụng tƣơng tác hữu hiệu với dữ liệu (Nguyễn Kim Lợi, Lê
Cảnh Định, Trần Th ng Nhất, 2009).
1.2. Khái quát chung về viễn thám
Khái niệm viễn thám: Viễn thám là cơng nghệ ứng dụng sóng điện từ
để chuyển tải thơng tin từ vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin
cũng nhƣ công nghệ xử lý để các thơng tin thu nhận có ý nghĩa. Mặc dù có rất
nhiều định nghĩa khác nhau về RS, nhƣng mọi định nghĩa đều có nét chung,
nhấn mạnh "RS là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đ i tƣợng,
hiện tƣợng trên trái đất".
Theo Janes B.Capbell (1996) [3], RS là ứng dụng vào việc lấy thông tin
về mặt đất và mặt nƣớc của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu đƣợc từ
một đầu chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ
hoặc phản xạ từ bề mặt trái đất.
Nguyên lí hoạt động của viễn thám: Trong viễn thám, nguyên tắc
hoạt động của nó liên quan giữa sóng điện từ từ nguồn phát và vật thể quan
tâm.
7


Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám.
Nguồn phát năng lƣợng (A)- yêu cầu đầu tiên cho viễn thám là có
nguồn năng lƣợng phát xạ để cung cấp năng lƣợng điện từ tới đ i tƣợng quan
tâm.
Sóng điện từ và khí quyển (B)- khi năng lƣợng truyền từ nguồn phát
đến đ i tƣợng, nó sẽ đi vào và tƣơng tác với khí quyển mà nó đi qua. Sự
tƣơng tác này có thể xảy ra lần thứ 2 khi năng lƣợng truyền từ đ i tƣợng tới

bộ cảm biến.
Sự tƣơng tác với đ i tƣợng (C)- một khi năng lƣợng gặp đ i tƣợng sau
khi xun qua khí quyển, nó tƣơng tác với đ i tƣợng. Phụ thuộc vào đặc tính
của đ i tƣợng và sóng điện từ mà năng lƣợng phản xạ hay bức xạ của đ i
tƣợng có sự khác nhau.
Việc ghi năng lƣợng của bộ cảm biến (D)- sau khi năng lƣợng bị tán xạ
hoặc phát xạ từ đ i tƣợng, một bộ cảm biến ñể thu nhận và ghi lại sóng điện
từ.
Sự truyền tải, nhận và xử lý (E)- năng lƣợng đƣợc ghi nhận bởi bộ cảm
biến phải đƣợc truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý. Năng lƣợng đƣợc
truyền đi thƣờng ở dạng điện. Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lƣợng này để tạo
ra ảnh dƣới dạng hardcopy hoặc là s .
8


Sự giải đốn và phân tích (F)- ảnh đƣợc xử lý ở trạm thu nhận sẽ đƣợc
giải đoán trực quan hoặc đƣợc phân loại bằng máy để tách thông tin về đ i
tƣợng.
Ứng dụng (G)- đây là thành phần cu i cùng trong qui trình xử lý của
cơng nghệ viễn thám. Thơng tin sau khi đƣợc tách ra từ ảnh có thể đƣợc ứng
dụng để hiểu t t hơn về đ i tƣợng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ
trợ cho việc giải quyết một vấn đề cụ thể (Nguyễn Kim Lợi và ctv, 2009).
Cơ sở dữ liệu ảnh Landsat:
Giới thiệu về ảnh Landsat 7 ETM+: Bộ cảm bản đồ chuyên đề TM là
bộ quét đa phổ nâng cao. Bộ cảm nghiên cứu tài nguyên trái đất đƣợc thiết kế
để thu nhận ảnh có độ phân giải cao hơn, tách các phổ có độ nét cao hơn, cải
thiện đƣợc độ chính xác hình học và độ chính xác bức xạ khí quyển t t hơn bộ
cảm MSS. Bộ cảm này cũng có độ rộng dải quét là 185 km, mỗi pixel mặt đất
có kích cỡ là 30 m x30m, trừ kênh hồng ngoại nhiệt (kênh 7 có độ phân giải
120 mx120 m). Bộ cảm TM có 7 kênh ghi đồng thời sự phản xạ hoặc bức xạ

phát ra từ bề mặt trái đất dƣới dạng màu lam-lục (kênh 1), lục (kênh 2), đỏ
(kênh 3), cận hồng ngoại (kênh 4), hồng ngoại giữa (kênh 5 và 7), hồng ngoại
xa (kênh 6) theo dải phổ sóng điện từ. LANDSAT-7 đƣợc trang bị thêm với
bộ bản đồ chuyên đề nâng cấp ETM+ đƣợc kế thừa từ bộ TM. Các kênh quan
trắc chủ yếu tƣơng tự nhƣ nhƣ bộ TM, và kênh mới đƣợc thêm vào là kênh
tồn sắc (kênh 8) có độ phân giải là 15 m. Tuy nhiên, ngày 1/5/2003 thiết bị
đã gặp sự c kỹ thuật. Kết quả là tất cả các cảnh Landsat 7 đƣợc thu nhận kể
từ ngày 14/7/2003 đến nay đều ở chế độ "SLC-off” nghĩa là xuất hiện các vết
sọc đen cách điều.
Giới thiệu về ảnh Landsat 8: Vệ tinh thứ 8 - Landsat 8 đã đƣợc Mỹ
phóng thành cơng lên quỹ đạo vào ngày 11/02/2013 với tên gọi g c Landsat
Data Continuity Mission (LDCM). Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ
quan Đo đạc Địa chất Mỹ. Landsat sẽ tiếp tục cung cấp các ảnh có độ phân
giải trung bình (từ 15 - 100 mét). Landsat 8 (LDCM) mang theo 2 bộ cảm: bộ
9


thu nhận ảnh mặt đất (OLI - Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng
ngoại nhiệt (TIRS - Thermal Infrared Sensor). Những bộ cảm này đƣợc thiết
kế để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy cao hơn so với các bộ cảm Landsat thế
hệ trƣớc. Landsat 8 thu nhận ảnh với tổng s 11 kênh phổ, bao gồm 9 kênh
sóng ngắn và 2 kênh nhiệt sóng dài. Hai bộ cảm này sẽ cung cấp chi tiết bề
mặt Trái Đất theo mùa ở độ phân giải không gian 30 mét (ở các kênh nhìn
thấy, cận hồng ngoại, và hồng ngoại sóng ngắn); 100 mét ở kênh nhiệt và 15
mét đ i với kênh toàn sắc. Dải quét của LDCM giới hạn trong khoảng 185 km
x 180 km. Độ cao vệ tinh đạt 705 km so với bề mặt trái đất. Bộ cảm OLI cung
cấp hai kênh phổ mới, Kênh 1 dùng để quan trắc biến động chất lƣợng nƣớc
vùng ven bờ và Kênh 9 dùng để phát hiện các mật độ dày, mỏng của đám mây
ti (có ý nghĩa đ i với khí tƣợng học), trong khi đó bộ cảm TIRS sẽ thu thập
dữ liệu ở hai kênh hồng ngoại nhiệt sóng dài (kênh 10 và 11) dùng để đo t c

độ b c hơi nƣớc, nhiệt độ bề mặt.
Thông số Landsat7 ETM+ và Landsat 8:

Hình 1.3.Thơng số Landsat7 ETM+ và Landsat 8.

10


Bảng 1.1. Thông số các kênh ảnh Landsat 7 ETM+ và Landsat 8.
Vệ tinh

Kênh

Bƣớc sóng

Độ phân giải

(micrometers)

(m)

Landsat 7

Band 1

0.45÷0.52

30

(Bộ cảm

Band 2

0.52÷0.60

30

Band 3

0.63÷0.69

30

Band 4

0.77÷0.90

30

Band 5

1.55÷1.75

30

Band 6

10.40÷12.50

60 (30)

Band 7

2.09÷2.35

30

Band 8

0.52÷0.90

15

Band 1 - Coastal aerosol

0.433÷0.453

30

Band 2 - Blue

0.450÷0.515

30

Band 3 - Green

0.525÷0.600

30

Band 4 - Red

0.630÷0.680

30

Band 5 - Near Infrared (NIR)

0.845÷0.885

30

Band 6 - SWIR 1

1.560÷1.660

30

Band 7 - SWIR 2

2.100÷2.300

30

Band 8 - Panchromatic

0.500 ÷0.680

15

Band 9 - Cirrus

1.360÷1.390

30

Band 10 - Thermal

10.3÷11.3

100

11.5÷12.5

100

ETM+)

LDCM –
Landsat 8
(Bộ cảm
OLI và
TIRs)

Infrared (TIR) 1
Band 11 - Thermal
Infrared (TIR) 2

( Nguồn: Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi

trường, Tập 32, Số 3S (2016) 101-108)
11


1.3. Ứng dụng GIS và viễn thám trong các nghiên cứu trên thế giới và tại
Việt Nam
Trên thế giới: Ngày nay cơng nghệ viễn thám có khả năng áp dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
a. Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trƣờng bao gồm:
Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; Nghiên
cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng; Giám sát thiên tai…
b. Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân
loại các vùng thổ nhƣỡng; Đánh giá mức độ thối hố đất, tác hại của xói
mịn, q trình mu i hoá.
c. Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra
phân loại rừng, diễn biến của rừng; Nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá
hoại rừng, cháy rừng.
d. Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Th ng kê và thành
lập bản đồ sử dụng đất; Điều tra giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực
vật.
Tích hợp GIS và Viễn thám Những kết quả ứng dụng viễn thám gần
đây chỉ ra rằng giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ dựa đơn thuần trên tƣ liệu
viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trƣờng hợp khơng thể
thực hiện nổi. Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tƣ liệu
viễn thám giữ một vai trị quan trọng và kèm theo các thơng tin truyền thông
khác nhƣ s liệu th ng kê, quan trắc, s liệu thực địa. Cách tiếp cận đánh giá,
quản lý tài nguyên nhƣ vậy đƣợc các nhà chuyên môn đặt tên là hệ th ng
thông tin địa lý. GIS là cơng cụ dựa trên máy tính dùng cho việc thành lập bản
đồ và phân tích các đ i tƣợng tồn tại và các sự kiện bao gồm đất đai, sơng
ngịi, khống sản, con ngƣời, khí tƣợng thuỷ văn, mơi trƣờng nông nghiệp v.v

xảy ra trên trái đất. Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn
thám đƣa ra các câu hỏi truy vấn, phân tích th ng kê đƣợc thể hiện qua phép
phân tích địa lý. Những sản phẩm của GIS đƣợc tạo ra một cách nhanh chóng,
12


nhiều tình hu ng có thể đƣợc đánh giá một cách đồng thời và chi tiết. Hiện
nay nhu cầu ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai
thác sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng ngày càng gia
tăng không những trong phạm vi qu c gia, mà cả phạm vi qu c tế. Tiềm năng
kỹ thuật GIS trong lĩnh vực ứng dụng có thể chỉ ra cho các nhà khoa học và
các nhà hoạch định chính sách, các phƣơng án lựa chọn có tính chiến lƣợc về
sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng.
Tại Việt Nam: Việc ứng dụng viễn thám và hệ th ng thông tin địa lý
GIS phục vụ theo d i,quản lí nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trƣờng
đƣợc một s nƣớc trên thế giới ứng dụng từ những năm 1970. Tuy nhiên, ở
Việt Nam do thiếu kinh phí, các trang thiết bị thu phát vệ tinh nên viễn thám
và GIS mới chỉ đƣợc đƣa vào ứng dụng trong thập kỉ vừa qua. Sau đây là một
s ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam.Sau đây là một s ví dụ về
ứng dụng GIS và Viễn Thám tại Việt Nam.
- Ứng dụng tƣ liệu viễn thám độ phân giải trung bình phục vụ giám sát
và quản lí tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng khu vực Tây Nguyên và
Đông Nam ứng dụng tƣ liệu viễn thám độ phân giải trung bình phụkhoa học
tự nhiên và Công nghệ qu c gia (sử dụng ảnh MODIS).
- Ứng dụng cơng nghệ tích hợp tƣ liệu viễn thám và GIS thành lập bản
đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2004-2009 trên địa bàn huyện Bn Đơn
tỉnh Đắk Lắk của Đỗ Tiến Thuấn (2010).
1.4. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Nhiệt độ bề mặt đất là một nhân t quan trọng trong nghiên cứu môi
trƣờng đặc biệt là trong b i cảnh hiện nay khi mà vấn đề biến đổi khí hậu tồn

cầu đang đƣợc quan tâm. Phƣơng pháp truyền th ng để tính toán nhiệt độ bề
mặt là sử dụng các máy đo đạc đặt ở các trạm quan trắc mặt đất, từ đó tính
tốn nội suy cho tồn khu vực dựa trên kết quả thu nhận tại các điểm quan
trắc. Tuy nhiên, phƣơng pháp này chỉ phản ánh đƣợc chính xác nhiệt độ cục
bộ xung quanh trạm đo chứ chƣa đảm bảo đƣợc cho toàn khu vực. Hơn nữa,
13


rất khó để có thể thiết lập đƣợc hệ th ng trạm quan trắc với mật độ dày đặc,
liên tục theo thời gian. Sự ra đời của công nghệ viễn thám, phƣơng pháp tính
tốn nhiệt độ bề mặt đã phát triển một bƣớc lớn bằng việc sử dụng các bộ cảm
hồng ngoại nhiệt với kênh phổ trong khoảng từ 8 µm đến 14 µm để thu nhận
tín hiệu. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về các cách tính nhiệt độ bề
mặt sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt của các loại tƣ liệu vệ tinh khác nhau nhƣ
GOES, AVHRR, MODIS với độ phân giải trên 1 km. Ngày nay, tƣ liệu vệ
tinh ASTER (90 m) và LANDSAT (30 m) với độ phân giải cao hơn đã và
đang đƣợc khai thác để ứng dụng cho các nghiên cứu đòi hỏi độ chi tiết và
chính xác cao nhƣ nghiên cứu nhiệt độ bề mặt các vùng đơ thị hóa nơi có biến
động sử dụng đất lớn làm ảnh hƣởng đến sự thay đổi nhiệt độ bề mặt.
Đã có một s nghiên cứu ứng dụng GIS và viễn thám trong đánh giá về
sự biến động nhiệt độ bề mặt đất nhƣ :
Ứng dụng viễn thám để nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đất để
phục vụ cơng tác quản lí rừng tại tỉnh Quảng Bình. Nghiên cứu nhiệt độ bề
mặt đất sử dụng phƣơng pháp tính tốn độ phát xại từ chỉ s thực vật NDVI.
Sử dụng ảnh Landsat đánh giá biến động nhiệt độ bề mặt đất và đề xuất
giải pháp giảm thiểu khu vực huyện Chƣơng Mỹ, Hà Nội giai đoạn 2000 2015.
Nghiên cứu thay đổi nhiệt độ bề mặt đơ thị dƣới tác động của q trình
đo thị hóa ở TP Hồ Chí Minh bằng phƣơng pháp viễn thám.
Ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 TIRS trong xác định nhiệt dộ
đo thị thành ph Hà Nội.

Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh MODIS để giám sát nhiệt độ bề mặt
đất tại khu vực Đông Nam Bộ.
Nghiên cứu ứng dụng ảnh Landsat trong việc tính tốn nhiệt độ bề mặt
đất tại tỉnh Lâm Đồng.
Tƣơng quan giữa chỉ s thực vật (NDVI) và nhiệt độ bề mặt khu vực
Vƣờn qu c gia Phong Nha - Kẻ Bàng.
14


Nghiên cứu ứng dụng dữ liệu viễn thám hồng ngoại nhiệt Landsat
nghiên cứu độ ẩm trên cơ sở chỉ s khô hạn nhiệt độ thực vật.
Nghiên cứu sự biến động nhiệt độ bề mặt đô thị do tác động của thay
đổi sử dụng đất của TP Huế.
Hiện nay tại thành ph Sơn La chƣa có báo cáo r ràng về sự thay đổi
nhiệt độ bề mặt đất tại địa bàn thành ph . Tuy nhiên vấn đề này lại ảnh hƣởng
trực tiếp đời s ng và sự phát triển kinh tế xã hội của toàn thành ph , ngoài ra
nghiên cứ có thể làm bƣớc đệm để hỗ trợ các cơng tác quản lí khác đặc biệt là
các cơng tác quản lí về rừng tại thành ph Sơn La. Nên ngiên cứu đề tài này là
rất cần thiết cho các vấn đề hiện nay và đƣa ra đƣợc các giải pháp thích hợp.

15


PHẦN II
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Kết quả nghiên cứu đề tài góp phần cung cấp cơ sở khoa học đề xuất
các giải pháp giảm thiểu tác động của gia tăng nhiệt độ khu vực đô thị Việt
Nam.

2.1.2. Mục tiêu cụ thể
Đánh giá thực trạng môi trƣờng nhiệt độ bề mặt đất thành ph Sơn La.
Xây dựng bản đồ biến động nhiệt độ bề mặt đất tại thành ph dựa vào
dữ liệu viễn thám cho khu vực nghiên cứu.
Đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động tiêu cực của sự gia tăng nhiệt độ.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi về không gian: Nghiên cứu trong phạm vi thành ph Sơn La,
tỉnh Sơn La.
Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu trong giai đoạn từ năm 2013-2018.
Phạm vi về nội dung: Đo và khảo sát sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đất
tại ph Sơn La.
2.2.1. Phạm vi về phương pháp
Phƣơng pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý.
Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích tài liệu.
Phƣơng pháp khảo sát và điều tra thực địa.
Phƣơng pháp phân tích so sánh.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại thành phố Sơn La, tỉnh
Sơn La
Đánh giá hiện trạng mơi trƣờng nói chung trong phạm vi khu vực
nghiên cứu.
Đánh giá thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu.
16


2.3.2. Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu
- Xây dựng bản đồ nhiệt độ năm 2015, 2016, 2017, 2018, 2019.
- Xây dựng bản đồ biến động nhiệt độ giai đoạn 2015- 2016, 20162017, 2017- 2018, 2018-2019.
2.3.3. Xác định nguyên nhân và ảnh hưởng gia tăng nhiệt độ đến môi
trường xung quanh

- Xác định nhân t ảnh hƣởng đến sự biến động giá trị nhiệt độ theo
từng giai đoạn nghiên cứu.
- Xác định nhân t chính ảnh hƣởng đến giá trị nhiệt độ bề mặt.
2.3.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm sự biến động nhiệt tại khu vực
nghiên cứu
Giải pháp quy hoạch xanh khu vực nghiên cứu;
Giải pháp về kỹ thuật, công nghệ;
Giải pháp kinh tế xã hội.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại thành phố Sơn La , tỉnh Sơn La
Sử dụng phƣơng pháp điều tra s liệu.
Lựa chọn các điểm ngẫu nhiên tại khu vực nghiên cứu để đo nhiệt đọ
bề mặt đất tại điểm đó, mỗi điểm có tọa độ riêng.
Sử dụng dụng cụ đo nhiệt độ bề mặt đất để đo và sử dụng GPS để xác
định nhiệt độ tọa độ từng điểm.
2.4.2. Xây dựng bản đồ biến động nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp kế thừa s liệu: Để đánh giá phân cấp chất lƣợng
không tại khu vực nghên cứu đã sử dụng ảnh Landsat 7 (2007; 2009) và ảnh
Landsat 8 (2016; 2017) nhƣ trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Landsat thu thập trong nghiên cứu.
Mã ảnh

Ngày chụp

1

LE71260472006302EDC00

23/4/2007

30

USGS

2

LE71260472009262SGS01

19/9/2009

30

USGS

3

LC81260472015223LGN01

11/8/2016

30

USGS

4

LC81260472017304LGN00

31/07/2017

30

USGS

TT

Độ phân giải (m)

Ghi chú

Nguồn:
17


- Phƣơng pháp thu thập số liệu: Điều tra sơ bộ để lựa chọn các điểm
kiểm tra ngoài thực địa nhằm phân loại ảnh cũng nhƣ đánh giá độ chính xác
của các phƣơng pháp phân loại ảnh.
Sử dụng công cụ Random Points Creation trong ArcGIS 10.2 để lựa
chọn các điểm kiểm tra ngẫu nhiên ngoài thực địa.
- Phƣơng pháp xử lý s liệu.
Sau khi ảnh Landsat đƣợc lựa chọn, việc xử lý phân loại ảnh đƣợc tiến
hành nhƣ sau theo sơ đồ sau:

Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt.
18


Bƣớc 1: Thu thập dữ liệu, phân tích và xử lý dữ liệu và tiến hành giải
đoán.
Chuyển các giá trị s trên ảnh về giá trị bức xạ vật lý tại sensor,

chuyển đổi từ các giá trị phổ bức xạ tại sensor sang phổ phản xạ của vật thể ở
phía trên khí quyển.
+ Chuyển các giá trị của bức xạ vật lý tại sensor về giá trị của phản xạ
ở tầng trên khí quyển của vật thể (đ i tƣợng) bằng cơng thức:
ρλ= (MρQcal + Aρ)/sin(sz)
Trong đó: - ρλ: phản xạ ở tầng trên của khí quyển (Planetary TOA
reflectancre) (thứ ngun, khơng có đơn vị);
- Qcal: Giá trị s trên ảnh (DN);
- Mρ: giá trị REFLECTANCE_MULT_BAND_x;
- Aρ: giá trị REFLECTANCE_ADD_BAND_x;
- θsz: góc thiên đỉnh (góc cao) của mặt trời (độ).
Gom nhóm kênh ảnh: Dữ liệu ảnh thu nhận đƣợc bao gồm các kênh
phổ riêng lẻ cần phải tiến hành gom các kênh ảnh để phục vụ việc giải đoán
ảnh. Đây là cơng việc đầu tiên trong q trình giải đốn ảnh phục vụ mục đích
xây dựng bản đồ ơ nhiễm khơng khí. Khi ảnh viễn thám từ các vệ tinh đƣợc
thu nằm ở dạng các kênh phổ khác nhau và có màu đen trắng. Do vậy, để
thuận lợi cho việc giải đốn ảnh và tăng độ chính xác ngƣời ta tiến hành tổ
hợp màu cho ảnh viễn thám.
Hiệu chỉnh hình học: Trƣớc khi tiến hành phân tích và giải đốn ảnh,
ảnh vệ tinh cần đƣợc nắn chỉnh hình học để hạn chế sai s vị trí và chênh lệch
địa hình, sao cho hình ảnh gần với bản đồ địa chính ở phép chiếu trực giao
nhất.
+ Xử lý sọc ảnh đối với ảnh Landsat 7 ETM+: Ảnh Landsat 7 từ năm
2003 do lỗi kĩ thuật nên trên ảnh xuất hiện các sọc ảnh đã ảnh hƣởng đến kết

19


quả nghiên cứu nên cần phải xử lí sọc ảnh để giảm độ sai s cho kết quả
nghiên cứu.

+ Cắt ảnh theo danh giới khu vực nghiên cứu: Thông thƣờng trong
một cảnh ảnh viễn thám thu đƣợc thƣờng có diện tích rất rộng ngồi thực địa,
trong khi đ i tƣợng nghiên cứu chỉ sử dụng một phần hoặc diện tích nhỏ trong
cảnh ảnh đó. Để thuận tiện cho việc xử lý ảnh nhanh, tránh mất thời gian
trong việc xử lý và phân loại ảnh tại những khu vực không cần thiết, cần cắt
bỏ những phần thừa trong cảnh ảnh. Một lớp dữ liệu ranh giới khu vực nghiên
cứu đƣợc sử dụng để cắt tách khu vực nghiên cứu ra khỏi tờ ảnh.
Bƣớc 2: Phân loại ảnh.
+Giải đoán ảnh bằng mắt (Visual Interpretation).
+ Chỉ s thực vật NDVI:
Chỉ s thực vật đƣợc tính tốn theo cơng thức:
(

NDVI =(

)
)

Trong đó: NIR là băng phổ cận hồng ngoại (Near Infrared); Red là
băng phổ thuộc bƣớc sóng màu đỏ. Đ i với Landsat 8: Red (Band 4), NIR
(Band 5), SWIR (Band 6 and Band 7); Landsat 7: Red (Band 3), NIR (Band
4), SWR (Band 5).
Giá trị của chỉ s thực vật là dãy s từ - 1 đến +1. Nếu giá trị NDVI
càng cao thì khu vực đó có độ che phủ thực vật t t. Nếu giá trị NDVI thấp thì
khu vực đó có độ che phủ thấp. Nếu giá trị NDVI âm cho thấy khu vực đó
khơng có thực vật.
+ Chuyển các giá trị s (DN) trên ảnh về giá trị của bức xạ vật lý tại
sensor bằng công thức:
Dữ liệu đƣợc lấy từ kênh hồng ngoại nhiệt TIRS của hai ảnh nhƣ sau:
- Ảnh Landsat 7 ETM+ là kênh 6.

- Ảnh Landsat 8 là kênh 10.
Đ i với Landsat 8:

20