Ứng dụng GIS và viễn thám xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi khu vực khai thác khoáng sản huyện lương sơn tỉnh hòa bình

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG
-----------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CHẤT
LƢỢNG KHƠNG KHÍ KHU VỰC KHAI THÁC KHỐNG SẢN,
HUYỆN LƢƠNG SƠN, TỈNH HỊA BÌNH

NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 306

Giáo viên hướng dẫn : PGS. TS. Trần Quang Bảo
Sinh viên thực hiện : Hồ Ngọc Hiệp
Mã sinh viên

: 1453062183

Lớp

: K59B - KHMT

Khoá học

: 2014 - 2018

Hà Nội, 2018


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp đƣợc hồn thành theo kế hoạch thời gian do trƣờng

Đại học Lâm nghiệp đề ra, kết thúc chƣơng trình học cử nhân ngành Khoa học
mơi trƣờng niên khóa 2014 – 2018.
Hồn thành Khóa luận này, tôi đã đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám
hiệu, Phòng đào tạo, Khoa Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trƣờng Trƣờng Đại
học Lâm nghiệp. Nhân dịp này tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ
q báu đó.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Quang Bảo trƣờng Đại
học Lâm Nghiệp đã trực tiếp hƣớng dẫn, nhiệt tình giúp đỡ tơi hồn thành Khóa
luận tốt nghiệp.
Tơi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan:
UBND huyện Lƣơng Sơn, phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Lƣơng Sơn,
đã tạo điều kiện và giúp đỡ tơi trong q trình thu thập tài liệu cũng nhƣ số liệu
phục vụ cho Khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng biết ơn đối với gia đình, bạn bè trong suốt bốn
năm học đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nôi, ngày 15 tháng 4 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Hồ Ngọc Hiệp

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................... vii

ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 3
1.1 Tổng quan về ô nhiễm không khí.................................................................... 3
1.1.1 Không khí “sạch” ......................................................................................... 3
1.1.2 Các tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí ........................................................... 3
1.1.3 Tình hình ơ nhiễm khơng khí ....................................................................... 4
1.2 Hệ thống thông tin địa lý – GIS và viễn thám ................................................ 5
1.2.1 Khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin địa lý ............................................ 5
1.3 Ứng dụng GIS và viễn thám lập bản đồ chất lƣợng khơng khí. ..................... 9
1.3.1 Trên thế giới ................................................................................................. 9
1.4 Tính cấp thiết của vấn đề. ............................................................................. 11
CHƢƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13
2.1 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 13
2.1.1 Mục tiêu chung ........................................................................................... 13
2.1.2 Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 13
2.2 Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 13
2.3 Nội dung nghiên cứu GIS, viễn thám............................................................ 14
2.3.1 Nghiên cứu thực trạng và hoạt động quản lý chất lƣợng khơng khí tại
huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình. ...................................................................... 14
2.3.2 Nghiên cứu xây dựng bản đồ chất lƣợng khơng khí khu vực khai thác
khống sản khu vực huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình. ..................................... 14

ii


2.3.3 Đánh giá tác động của hoạt động khai thác khống sản đến chất lƣợng mơi
trƣờng khơng khí. ................................................................................................ 14
2.3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý khai thác khống sản, các
biện pháp hạn chế ơ nhiễm khơng khí xung quanh do khai thác khống sản đến
mơi trƣờng sống của ngƣời dân xung quanh. ...................................................... 14

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 14
2.4.1 Phƣơng pháp luận ....................................................................................... 14
2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ................................................................. 15
CHƢƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI .......................... 19
3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên ......................................................................... 19
3.1.1 Vị trí địa lý ................................................................................................. 19
3.1.2 Địa hình, địa mạo ....................................................................................... 20
3.1.3 Khí hậu, thủy văn ....................................................................................... 21
3.1.4 Các nguồn tài nguyên ................................................................................. 21
3.2 Đặc điểm Kinh tế - Xã hội ............................................................................ 24
3.2.1 Đặc điểm kinh tế ........................................................................................ 24
3.2.2 Đặc điểm hệ thống cơ sở hạ tầng ............................................................... 25
3.2.3 Điều kiện xã hội ......................................................................................... 25
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 26
4.1 Hoạt động quản lý chất lƣợng khơng khí tại huyện Lƣơng Sơn ................... 26
4.1.1 Thực trạng khai thác khống sản ............................................................... 26
4.1.2 Thực trạng mơi trƣờng khơng khí huyện Lƣơng Sơn ................................ 27
4.1.3 Chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí các xã trong huyện Lƣơng Sơn ........... 28
4.2 Xây dựng bản đồ chất lƣợng khơng khí khu vực huyện Lƣơng Sơn ............ 32
4.2.1 Chỉ số thực vật và chất lƣợng khơng khí ................................................... 32
4.2.2 So sánh chất lƣợng khơng khí từ kết quả quan trắc với giá trị ảnh Landsat.
............................................................................................................................. 35
4.3 Ảnh hƣởng của ô nhiễm không khí do khai thác khống sản đến ngƣời dân
sống xung quanh và quan hệ giữa lớp phủ thực vật với chất lƣợng khơng khí .. 38
iii


4.3.1 Ảnh hƣởng đến mơi trƣờng khơng khí ....................................................... 38
4.3.2 Ảnh hƣởng tới sức khỏe công nhân khai thác và ngƣời dân sống xung
quanh ................................................................................................................... 39

4.3.3 Mối quan hệ giữa lớp phủ thực vật với chất lƣợng khơng khí huyện Lƣơng
Sơn. ...................................................................................................................... 40
4.4 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm mơi trƣờng khơng khí khu vực khai
thác khống sản ................................................................................................... 42
4.4.1 Giải pháp cơng nghệ kỹ thuật..................................................................... 43
4.4.2 Nhóm giải pháp cho các vùng bị ơ nhiễm khơng khí ................................ 43
4.4.3 Giải pháp về cơ chế chính sách .................................................................. 44
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ..................................... 45
5.1 Kết luận ......................................................................................................... 45
5.2 Tồn tại............................................................................................................ 46
5.3 Kiến nghị ....................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO

iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
API: Air Pollution Index (chỉ số ơ nhiễm khơng khí)
GIS: Geographic Information System (hệ thơng tin địa lý)
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
BTNMT: Bộ Tài nguyên môi trƣờng
NDVI: Normalised Difference Vegetation Index (Chỉ số thực vật)
TVI: Transformed Vegetation Index (Chỉ số biến đổi thực vật )
VI: Vegetation Index (Chỉ số thực vật đơn giản)

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Tổng hợp các mỏ khoáng sản trên địa bàn huyện Lƣơng Sơn ........... 26

Bảng 4.1 Kết quả quan trắc tại các mỏ khai thác khoáng sản ............................. 28
Bảng 4.2 Đối chứng chất lƣợng khơng khí giữa giá trị quan trắc và giá trị ảnh. 37
Bảng 4.3 Bảng khảo sát ý kiến ngƣời dân về tình trạng bụi trong khu vực........ 38
Bảng 4.4 Kết quả đánh giá tác động ơ nhiễm khơng khí đến ngƣời dân ............ 40

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu .................................................................... 19
Hình 4.1 Vị trí các điểm khai thác khống sản ................................................... 28
Hình 4.2 Mỏ khai thác đá bazan xã Hịa Sơn ...................................................... 27
Hình 4.3 Biểu đồ hàm lƣợng bụi lơ lửng Cơng ty khai thác khống sản Lƣơng
Sơn và Mỏ đá Cao Thắng .................................................................................... 30
Hình 4.4 Biểu đồ hàm lƣợng bụi lơ lửng Công ty sản xuất đá XD Lƣơng Sơn 31
Hình 4.5 Chỉ số API tại các khu vực khai khống .............................................. 32
Hình 4.6 Phân bố khơng gian chất lƣợng khơng khí Lƣơng Sơn năm 2013
(Landsat 8 – 2013)............................................................................................... 33
Hình 4.7 Phân bố khơng gian chất lƣợng khơng khí Lƣơng Sơn năm 2015
(Landsat 8 – 2015)............................................................................................... 33
Hình 4.8 Phân bố khơng gian chất lƣợng khơng khí Lƣơng Sơn năm 2017
(Landsat 8 – 2017)............................................................................................... 34
Hình 4.9 Vị trí các điểm quan trắc so với giá trị ảnh vệ tinh .............................. 36
Hình 4.10 Mỏ đá pháo binh xã Thành Lập ......................................................... 36
Hình 4.11 Biểu đồ tỷ lệ ảnh hƣởng ơ nhiễm khơng khí đến sức khỏe ngƣời dân
............................................................................................................................. 40
Hình 4.12 So sánh hiện trạng rừng với phân bố chất lƣợng khơng khí .............. 41

vii

ĐẶT VẤN ĐỀ
Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia trên thế giới trong
thời gian gần đây phát triển nhanh chóng, kéo theo đó là nhu cầu về mọi mặt
trong đời sống đã tác động rất lớn đến tần suất khai thác tại các mỏ, nhằm thỏa
mãn về vấn đề năng lƣợng và vật liệu xây dựng. Hoạt động này đã làm ảnh
hƣởng không nhỏ đến môi trƣờng, và đã làm cho môi trƣờng sống của con ngƣời
bị thay đổi và ngày càng trở nên xấu hơn. Những năm gần đây nhân loại đã phải
quan tâm nhiều đến vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không khí đó là: sự biến đổi của
khí hậu – nóng lên tồn cầu, sự suy giảm tầng ơzơn và mƣa axít [1]. Vì vậy, hiện
nay, vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí, đặc biệt tại các điểm khai thác
khống sản khơng cịn là vấn đề riêng lẻ của một quốc gia hay một khu vực mà
nó đã trở thành vấn đề tồn cầu.
Nằm trong khu vực Đơng Nam Á, Việt Nam là quốc gia giàu tài nguyên
khoáng sản bao gồm, than, đồng, dầu,… Việt Nam có hơn 5.000 điểm mỏ với
khoảng 60 loại khống sản khác nhau và có 1.100 doanh nghiệp khai khoáng.
Hiện ngành khai thác khoáng sản đang góp phần tích cực vào việc phát triển
kinh tế đất nƣớc. Tuy nhiên, hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang tác
động xấu đến môi trƣờng xung quanh [13]. Một trong những tác động lớn của
hoạt động khai thác khống sản đến mơi trƣờng xung quanh đó là vấn đề ơ
nhiễm mơi trƣờng khơng khí khu vực khai thác và chế biến khống sản. Cơng
tác quản lý hoạt động khai thác cịn gặp nhiều khó khăn do các hoạt động khai
thác không tập trung, nhỏ lẻ phân tán và khơng khí là yếu tố khó kiểm sốt và
định lƣợng ảnh hƣởng rất lớn đến môi trƣờng xung quanh và sức khỏe con
ngƣời khu vực khai khoáng.
Huyện Lƣơng Sơn tỉnh Hịa Bình trong những năm gần đây đƣợc xem nhƣ
là một điểm sáng trong phát triển kinh tế của tỉnh Hịa Bình, thu hút nhiều đầu tƣ
cả trong lẫn ngồi nƣớc trong tất cả các lĩnh vực. Có đƣợc thành cơng đó phải kể
đến những thuận lợi về tự nhiên cũng nhƣ kinh tế xã hội mà vùng có đƣợc.

1


Huyện nằm ở phía Đơng Bắc tỉnh Hịa Bình, là cửa ngõ của tỉnh miền núi Hồ
Bình và miền Τây Bắc Việt Nam, vì vậy hoạt động vận tải cũng nhƣ buôn bán
tại đây rất phát triển. Là một huyện với các hoạt động kinh tế tổng hợp: công
nghiệp, vật liệu xây dựng, khai thác khoáng sản, sản xuất… nên hoạt động của
các phƣơng tiện vận tải diễn ra với nhịp độ nhiều. Nguồn lợi từ việc kinh doanh
sản xuất công nghiệp là rất lớn. Tuy nhiên, cũng bởi hoạt động sản xuất nhộn
nhịp nhƣ vậy khiến cho chất lƣợng môi trƣờng bị suy giảm, đặc biệt là môi
trƣờng không khí. Tác động của chúng tới sức khỏe của ngƣời dân sinh sống
trên địa bàn là rất lớn.
Ứng dụng GIS và viễn thám trong nghiên cứu chất lƣợng khơng khí đã
đƣợc thực hiện ở các khu vực với quy mô và đặc trƣng khác nhau phụ thuộc vào
hoàn cảnh, thời gian nghiên cứu và đã thu đƣợc một số kết quả nhất định, đóng
vai trị hỗ trợ, bổ trợ cho các khiếm khuyết khi quan trắc mơi trƣờng khơng khí
bằng các trạm quan trắc cố định hay việc đo đạc khảo sát thực địa. Các số liệu
quan trắc tại các trạm quan trắc hay số liệu khảo sát thực địa mặc dù có độ chính
xác, tần suất cao, tuy nhiên, khiếm khuyết lớn đó là dữ liệu thu thập đƣợc chỉ đại
diện cho một khu vực hạn chế quanh điểm đƣợc quan trắc [2]. Bên cạnh đó GIS,
viễn thám cho phép đƣa ra kết quả, dữ liệu về môi trƣờng trong thời gian ngắn
với chi phí thấp. Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng GIS và viễn thám
trong quản lý chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí có mức độ tin cậy cao nhƣ:
Salah Abdul Hameed Saleh và Ghada Hasan (2014), San Lim (2015), Lê Duy
Hiếu trƣờng (2015)… Tuy nhiên những nghiên cứu này mới chỉ đƣợc thực hiện
ở các khu đơ thị, chƣa có nghiên cứu nào vể các khu vực khai thác khống sản.
Vì vậy, với lý do nêu trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Ứng dụng GIS và
viễn thám xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi khu vực khai thác khoáng sản, huyện
Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình.”.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về ô nhiễm không khí
1.1.1 Không khí “sạch”
Không khí và nƣớc cùng với thực phẩm là một trong các điều kiện hết sức
cần thiết và quan trọng đối với sự sống của các lồi động và thực vật nói chung.
Ngƣời ta có thể nhịn ăn, nhịn uống hàng chục ngày vẫn không chết nhƣng nếu
con ngƣời ngƣng thở trong vài phút đã có thể dẫn đến tử vong.
Khơng khí là hỗn hợp của khơng khí khơ và hơi nƣớc. Cũng có thể gọi
khơng khí nêu trên là khơng khí ẩm vì thành phần của chúng ngồi các chất khí
ra, chúng cịn chứa một lƣợng hơi nƣớc nhất định tuỳ thuộc vào nhiệt độ và áp
suất của khí quyển.
Ở điều kiện bình thƣờng khơng khí chƣa bị ơ nhiễm có các thành phần
chính sau đây: Nitơ, Oxy, Argon, Cacrbon dioxit, Neon, Heli, Metan, Kripton,
Hydro, Nitơ ơxit, Cacrbonmonoxít, Ơzon, Sulfur dioxit, Nitơ dioxit.
Ngồi các thành phần khô nêu trên mà ngƣời ta thƣờng gọi là khơng khí
khơ, trong khơng khí cịn chứa một lƣợng hơi nƣớc nhất định. Thông thƣờng hơi
nƣớc tồn tại trong khơng khí dƣới dạng “hơi q nhiệt”, tức là chúng ở trạng thái
chƣa bão hồ. Khơng khí có thể nhận thêm hơi nƣớc để trở về trạng thái bão
hoà.
Lƣợng hơi nƣớc chứa trong khơng khí có ảnh hƣởng rất lớn đến vấn đề ô
nhiễm môi trƣờng. Cùng với các yếu tố khác của khí quyển, chúng có thể là mơi
trƣờng tạo nên các phản ứng hố học giữa các chất ô nhiễm với nhau đặc biệt là
với các chất khí có tính “háo nƣớc” dễ tạo thành các axit, đây là nguyên nhân
tạo nên các trận mƣa axit.
1.1.2 Các tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí
Bên cạnh các thành phần chính của khơng khí, bất kỳ một chất nào ở dạng

rắn, lỏng, khí đƣợc thải vào mơi trƣờng khơng khí với nồng độ vừa đủ gây ảnh
hƣởng tới sức khỏe con ngƣời, gây ảnh hƣởng xấu đến sự sinh trƣởng, phát triển
3


của động, thực vật, phá huỷ vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trƣờng đều gây ô
nhiễm môi trƣờng, hay nói khác đi là khơng khí đó đã bị ơ nhiễm.
Ơ nhiễm khơng khí có thể là thể pha trộn của các thể rắn, lỏng, khí. Những
thể mà chúng đƣợc phân tán rất nhanh nhờ các điều kiện về khí hậu. Khi xảy ra
hiện tƣợng giảm áp (áp thấp nhiệt đới) các khối khơng khí chuyển động làm cho
các chất gây ô nhiễm trở nên đậm đặc, thảm hoạ ô nhiễm có thể xảy ra. Tƣơng
tự nhƣ vậy, các chất vô hại dƣới tác dụng của áp xuất sẽ bốc lên và có thể trở
thành chất gây ơ nhiễm nghiêm trọng cho mơi trƣờng khơng khí khi chúng kết
hợp với chất khác cùng có trong mơi trƣờng khơng khí.
Các nhân tố góp phần tạo nên ơ nhiễm khơng khí bao gồm cả nhân tố tự
nhiên và do con ngƣời. Các nhân tố tự nhiên bao gồm các quá trình tự nhiên
nhƣ: động đất, núi lửa, bão cát sa mạc, cháy rừng, sóng thần hay dịch phấn hoa
và q trình thối rữa của động và thực vật. Thông thƣờng, các nhân tố tự nhiên
thƣờng xảy ra ở xa ngoài tầm kiểm sốt của con ngƣời.
Các nhân tố ơ nhiễm do con ngƣời tạo ra thì dễ kiểm sốt hơn. Chất gây ô
nhiễm do con ngƣời tạo ra thƣờng phát sinh từ q trình hoạt động cơng nghiệp,
giao thơng vận tải, nơng nghiệp, dịch vụ thƣơng mại, phá rừng và kể cả các hoạt
động trong chiến tranh gây ra. Chất ô nhiễm khơng khí do con ngƣời tạo ra về
tổng quan có thể chia làm các dạng sau: Ô nhiễm do bụi, hơi khí độc, nhiệt thừa,
mùi hơi, chất phóng xạ và các vi sinh vật.
1.1.3 Tình hình ơ nhiễm khơng khí
Hiện nay, vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí, đặc biệt tại các khu vực
khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng khơng cịn là vấn đề xa lạ với chúng ta.
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 mơi trƣờng và đã làm cho môi trƣờng

sống của con ngƣời bị thay đổi và ngày càng trở lên tồi tệ hơn. Những năm gần
đây nhân loại đã phải quan tâm đến vấn đề mơi trƣờng khơng khí đó là: sự biến
đổi khí hậu – nóng lên tồn cầu, sự suy giảm tầng ozon và mƣa axit.

4


Đi liền với quá trình phát triển kinh tế là cơng nghiệp khai khống, sự khai
thác mất kiểm sốt của con ngƣời đối với các nguồn tài nguyên khoáng sản đã
dẫn đến sự thay suy giảm nhanh chóng thảm thực vật trên bề mặt trái đất và sự
gia tăng nguồn chất thải ô nhiễm môi trƣờng. Theo tổ chức y tế thế giới (WTO)
thực trạng lƣợng khơng khí tại các khu vực mỏ, khu khai thác chế biến khoáng
sản ngày càng xấu đi, vƣợt mức cho phép về độ ô nhiễm và gây tác động xấu đối
với sức khỏe con ngƣời, đặc biệt là các công nhân khai thác. Gây ra các bệnh
đƣờng hô hấp, ảnh hƣởng đến hệ sinh thái, hiệu ứng nhà kinh, mƣa axit và suy
giảm tầng ozon. Cùng với sự cơng nghiệp hóa càng mạnh, đơ thị hóa phát triển
thì gây ơ nhiễm càng nhiều, áp lực làm biến đổi chất lƣợng khơng khí theo chiều
hƣớng xấu càng lớn [1]
1.2 Hệ thống thông tin địa lý – GIS và viễn thám
1.2.1 Khái niệm cơ bản về hệ thống thơng tin địa lý
Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa hệ thống thông tin địa lý:
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ con
(subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có
ích" – theo định nghĩa của Calkin và Tomlinson, 1977.
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính
để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị khơng gian" (theo định nghĩa của
National Center for Geographic Information and Analysis, 1988).
Theo định nghĩa của ESRI (Environmental System Research Institute) thì
“Hệ thơng tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm
máy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu

trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”.
Cho đến nay, định nghĩa đƣợc nhiều ngƣời sử dụng nhất là: hệ thống thông
tin địa lý là một hệ thống kết hợp giữa con ngƣời và hệ thống máy tính cùng các
thiết bị ngoại vi để lƣu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thơng tin địa lý để phục
vụ một mục đích nghiên cứu nhất định.

5


1.2.1.1. Các thành phần của GIS
Một hệ thống GIS gồm có 5 thành phần cơ bản sau:
1. Phần cứng.
2. Phần mềm.
3. Con ngƣời.
4. Dữ liệu.
5. Các quy trình.
1.2.1.2. Các chức năng của GIS
Bất kỳ một hệ thống thông tin địa lý nào cũng phải có sáu chức năng cơ
bản để giải quyết hiệu quả các vấn đề trong thế giới thực. Sáu chức năng đó là:
Thu thập dữ liệu
Dữ liệu mô tả các đối tƣợng địa lý đƣợc lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu địa lý.
Cơ sở dữ liệu địa lý là một thành phần có chi phí xây dựng cao và tồn trong một
thời gian dài cùng với hệ thống, vì vậy việc thu thập dữ liệu là một vấn đề hết
sức quan trọng. Làm thế nào để lấy dữ liệu chỉ tồn tại trên dạng giấy vào cơ sở
dữ liệu? Dữ liệu này ở dạng số nhƣng khơng thể sử dụng đƣợc, vậy nó ở định
dạng nào? Một hệ thống thông tin địa lý phải cung cấp các phƣơng pháp để nhập
dữ liệu địa lý (tọa độ) và dữ liệu dạng bảng (thuộc tính). Hệ thống càng có nhiều
phƣơng pháp nhập dữ liệu thì càng mềm dẻo và linh động.
Lƣu trữ dữ liệu
Có hai mơ hình cơ bản đƣợc sử dụng để lƣu trữ dữ liệu địa lý: vector và

raster. Một hệ thống thông tin địa lý cần phải có khả năng lƣu trữ cả hai định
dạng dữ liệu này.
Trong mơ hình dữ liệu vector, đối tƣợng địa lý đƣợc biểu diễn tƣơng tự nhƣ
cách chúng biểu diễn trên bản đồ (bằng các đối tƣợng điểm, đƣờng và vùng).
Một hệ thống tọa độ x,y đƣợc sử dụng để xác định vị trí của các đối tƣợng này
trong thế giới thực.
Mơ hình dữ liệu raster biểu diễn các đối tƣợng bằng cách sử dụng một lƣới
bao gồm nhiều ô. Các giá trị của các ô sẽ mô tả vị trí của các đối tƣợng. Mức độ
chi tiết của đối tƣợng phụ thuộc vào kích thƣớc của các ơ trong lƣới. Định dạng

6


dữ liệu raster rất phù hợp cho các bài toán phân tích khơng gian cũng nhƣ việc lƣu
các dữ liệu dạng ảnh. Dữ liệu dạng raster khơng thích hợp cho các ứng dụng nhƣ
quản lý thửa đất vì ranh giới của các đối tƣợng cần phải đƣợc phân biệt rõ ràng.
Truy vấn dữ liệu
Một hệ thống GIS phải có các cơng cụ để tìm ra các đối tƣợng cụ thể dựa
trên vị trí địa lý hoặc thuộc tính của nó. Các truy vấn, thƣờng đƣợc tạo ra bởi các
câu lệnh hoặc biểu thức logic, sẽ đƣợc sử dụng để chọn ra các đối tƣợng trên bản
đồ và các bản ghi của chúng trong cơ sở dữ liệu.
Một truy vấn của một hệ thống GIS thông thƣờng sẽ trả lời câu hỏi: Cái gì?
Ở đâu? Trong kiểu truy vấn này, ngƣời sử dụng biết đối tƣợng nằm ở vị trí nào,
và muốn biết các thuộc tính của nó. Điều này có thể đƣợc thực hiện trong hệ
thống GIS bởi vì đối tƣợng địa lý đƣợc thể hiện trên bản đồ sẽ có liên kết với
thơng tin thuộc tính của nó lƣu trong cơ sở dữ liệu.
Một kiểu truy vấn khác của là tìm các vị trí thỏa mãn một số tính chất nào
đó. Trong trƣờng hợp này, ngƣời sử dụng biết rõ các tính chất quan trọng và
muốn tìm xem những đối tƣợng nào có thuộc tính đó.
Phân tích dữ liệu.

Phân tích địa lý thƣờng liên quan đến nhiều tập dữ liệu khác nhau và yêu
cầu một quá trình nhiều bƣớc để cho ra kết quả cuối cùng. Một hệ thống GIS
phải có khả năng phân tích mối quan hệ khơng gian giữa các tập dữ liệu để trả
lời câu hỏi và giải quyết vấn đề mà ngƣời sử dụng đặt ra. Ba phƣơng pháp phân
tích thơng tin địa lý phổ biến là:
Hiển thị dữ liệu
Hệ thống GIS cũng cần phải có các cơng cụ để hiển thị các đối tƣợng địa lý
sử dụng nhiều ký hiệu khác nhau. Đối với nhiều loại phép tốn phân tích, kết
quả cuối cùng chính là bản đồ, đồ thị hoặc các báo cáo.
Xuất dữ liệu
Hiển thị kết quả là một yêu cầu bắt buộc của hệ thống GIS. Việc hiển thị
đƣợc thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Càng nhiều dạng đầu ra mà GIS có
thể đƣa ra thì khả năng tiếp cận thơng tin và đối tƣợng chính xác càng cao.[3]

7


1.2.2. Khái niệm viễn thám
Viễn thám là một ngành khóa học có lịch sử phát triển lâu đời. Sự Phát
triển của khóa học viễn thám đƣợc bắt đầu từ mục đích quân sự khi nghiên cứu
các ảnh chụp sử dụng phim và giấy ảnh từ khinh khí cầu, máy bay. Ngày nay,
cùng với sự phát triển của khóa học kỹ thuật, viễn thám đƣợc ứng dụng trong
nhiều ngành khóa học khác nhau nhƣ quân sự, môi trƣờng, thủy văn, nông
nghiệp, lâm nghiệp.
Theo nghĩa rộng, viễn thám là ngành khóa học nghiên cứu đo đạc, thu thập
thông tin về một đối tƣợng, sự vật bằng cách sử dụng thiết bị đo tác động một
cách gián tiếp với đối tƣợng nghiên cứu. Ban đầu, dữ liệu viễn thám là ảnh chụp
thu nhận từ từ các khinh khí cầu, máy bay… hiện nay, nguồn dữ liệu chỉnh trong
viễn thám là ảnh kỹ thuật số thu nhận từ các hệ thống vệ tinh quan sát trái đất.
Có nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhƣng xét cho cùng tất cả các

định nghĩa đều có đặc điểm chung, nhấn mạnh “viễn thám là khóa học nghiên
cứu các thực thể, hiện tƣợng trên trái đất từ xa mà khơng cần tác động trực tiếp
vào nó”[4,5]
1.2.2.1. Bản chất của công nghệ viễn thám.
Nguyên lý cơ bản của công nghệ viễn thám là thu nhận năng lƣợng phản hồi
của sóng điện từ chiếu đến vật thể, thơng qua bộ cảm biến năng lƣợng phản hồi sẽ
đƣợc về giá trị số. Sóng điện từ dùng trong viễn thám tuân theo các định luật bức
xạ điện từ (định luật Plank, định luật Stefan – Bontzan,…) và hệ phƣơng trình
Maxwell. Năng lƣợng phổ dƣới dạng song điện từ, cùng cho thơng thin về một
vật thể từ nhiều góc độ sẽ góp phần giải đốn một cách chỉnh xác hơn.
Nguồn tài guyên chủ yếu sử dụng trong viễn thám là song điện từ hoặc
đƣợc phản xạ, bức xạ từ vật thể. Nguồn bức xạ điện từ có thể chia làm 2 loại:
nguồn bức xạ từ tự nhiên (mặt trƣời, trái đất, khí quyển…) và bức xạ điện từ từ
vật thể gọi là bộ cảm biến (sensor). Bộ cảm biến có nhiệm vụ chuyển đổi giá trị
điện từ sang giá trị số để thu đƣợc ảnh số. Phƣơng tiện dùng để mang các bộ
cảm đƣợc gọi là vật mang.
8


Khơng chỉ dựa vào đặc tính phản xạ phổ của vật thể, việc giải đốn tách lọc
thơng tin từ dữ liệu ảnh viễn thám cần đƣợc thực hiện dựa trên các cách tiếp cận
khác nhau. Một số cách tiếp cận khi xử lý ảnh viễn thám bao gồm:
+ Đa phổ: nghiên cứu vật thể từ nhiều kênh phổ khác nhau, từ dải song
nhìn thấy, hồng ngoại đến song radar.
+ Đa nguồn: Dữ liệu ảnh thu nhận đƣợc từ các nguồn khác nhau ở các độ
cao khác nhau nhƣ chụp ảnh mặt đất, từ máy bay, từ vệ tinh…
+ Đa thời gian: Dữ liệu ảnh thu nhận đƣợc vào các thời gian khác nhau.
+ Đa độ phân giải: Dữ liệu ảnh có độ phân giải khác nhau về khơng gian
phổ và thời gian
+ Đa phƣơng pháp: Xử lý ảnh bằng mắt và tự động hóa.

Dữ liệu ảnh viễn thám có thể đƣợc phân loại theo độ phân giải, bao gồm:
+ Độ phân giải ảnh cao (<10m): IKONOS (1,4m), Quickbird (0,7; 2,8m),
SPOT 5 (2,5; 5; 10m), Thaichote/THEOS (2m), OrbView – 3 (1,4m), IRS (2,5;
5m), Corona, LiDAR.
+ Độ phân giải trung bình (15 – 100m): SPOT (20m…); Landsat
TM/ETM+ (15; 30; 60m), Thaichote/THEOS (15m), ASTER (15; 30; 90m),
IRS, Envisat, RADARSAT.
+ Độ phân giải thấp (>100m): MODIS (250m, 1km), MERIS (250m);
NOAA – AVHHR (1,1km)… [5]
1.3 Ứng dụng GIS và viễn thám lập bản đồ chất lƣợng khơng khí.
1.3.1 Trên thế giới
Trên thế giới đã có những nghiên cứu ứng dụng GIS viễn thám trong đánh
giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí, xây dựng các mối tƣơng quan giữa ảnh
viên thám và các chất ô nhiễm trong khơng khí, trong đó đáng chú ý là các
nghiên cứu có giá trị khoa học dƣới góc độ xây dựng phƣơng pháp tính tốn các
thành phần khơng khí. Dựa vào mức độ tƣơng quan của độ dày sol khí để nghiên
cứu mức độ ô nhiễm các thành phần không khí từ tƣ liệu ảnh viễn thám.

9


Nghiên cứu: “Xây dựng mối tương quan giữa độ dày sol khí và mức độ ơ
nhiễm khơng khí bằng cách sử dụng dữ liệu vệ tinh tại chỗ” của Sifakis và
Deschamps năm 1992. Tác giả đã nghiên cứu tính tốn chỉ số AOT và các thuật
toán để xác định nồng độ các chất trong khơng khí.
Nghiên cứu “Xây dựng bản đồ phân tán ơ nhiễm khơng khí đơ thị sử dụng
kỹ thuật viễn thám và dữ liệu trạm mặt đất” của I.K Wijieratne năm 2003.
Nghiên cứu “Ước lượng nồng độ bụi PM10 sử dụng viễn thám GIS ” của Salah
Abdul Hameed Saleh và Ghada Hasan năm 2014 tại thành phố Kirkuk của Iraq.
Nghiên cứu “Xây dựng bản đồ chất lượng khơng khí từ ảnh Landsat 8” của

San Lim tại Malaysia.
Nhận xét chung: Các nghiên cứu này đã ứng dụng ảnh viễn thám nghiên
cứu xây dựng các bản đồ ô nhiễm khơng khí, có mức độ tin cậy cao. Tuy nhiên
các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các khu đô thị lớn mà chƣa có nghiên cứu
nào nghiên cứu chất lƣợng khơng khí khu vực khai thác khống sản.
1.3.2 Tại Việt Nam
Đã có một số nghiên cứu ứng dụng GIS, viễn thám trong đánh giá, quản lý
mơi trƣờng khơng khí .
Nghiên cứu “Khả năng phát hiện ô nhiễm bụi trên khu vực đô thị bằng
công nghệ viễn thám nhằm hỗ trợ quan trắc mơi trường”. Thực hiện bởi nhóm
tác giả Trần Thị Vân, Trịnh Thị Bình và Hà Dƣơng Xuân bảo Viện môi trƣờng
và tài nguyên Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh (2012) đã nghiên cứu
phát hiện thành phần bụi sử dụng ảnh SPOT 5 bằng phƣơng pháp hồi quy tƣơng
quan giữa nồng độ bụi PM10 quan trắc từ trạm mặt đất và giá trị phản xạ trên
ảnh vệ tinh.
Nghiên cứu “Viễn thám độ dày quang học mô phỏng phân bố bụi PM10
khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh” do nhóm tác giả Trần Thị Vân,
Nguyễn Phú Khánh, Hà Dƣơng Xuân Bảo trƣờng ĐH Bách khoa - ĐH Quốc gia
thành phố Hồ Chí Minh thực hiện năm 2014 sử dụng ảnh Landsat 8 hồi quy giữa
giá trị AOT tính tốn trên ánh và nồng độ PM10 từ các trạm quan trắc mặt đất.
10


Nghiên cứu “Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn Thanh Hóa” của Lê Duy Hiếu trƣờng ĐH Khoa học tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà
nôi năm 2015.
Nghiên cứu “Ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng mơi trường
khơng khí thủ đơ Hà nội” năm 2016 của Nguyễn Thị Thu Ngân trƣờng ĐH Tài
nguyên và môi trƣờng Hà Nội năm 2016.
Nhận xét chung: Các nghiên cứu ứng dụng công nghệ ảnh viễn thám và
GIS để nghiên cứu các thành phần môi trƣờng không khí, đánh giá chất lƣợng

mơi trƣờng khơng khí. Tuy nhiên các nghiên cứu này chƣa thật sự chuyên sâu về
xác định vùng khơng khí, mối tƣơng quan giữa thực vật và chất chất lƣợng
khơng khí. Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung ở khu vực đơ thị, cịn rất ít
nghiên cứu chuyên sâu các khu vực khai thác khoáng sản.
1.4 Tính cấp thiết của vấn đề.
Ơ nhiễm khơng khí là mối quan tâm của nhiều nƣớc trên thế giới. Việt Nam
là một trong các nƣớc đang phát triển, quá trình khai thác khống sản diễn ra rất
mạnh mẽ theo sự phát triển của kinh tế. Nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng ngày
càng tăng cao dẫn đến nhu cầu các nhóm khống sản vật liệu xây dựng ln
ln ở mức cao nhất. Sự tăng trƣởng của các ngành khai thác khống sản đã dẫn
đến chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí xung quanh các khu vực khai thác khống
sản ngày càng suy giảm.
Nghiên cứu ứng dụng viễn thám để đánh giá chất lƣợng khơng khí và sự
lan truyền chất lƣợng khơng khí đƣợc nghiên cứu, phát triển ở nhiều khu vực
trên thế giới. Tại Việt Nam trong nhiều năm nay ứng dụng viễn thám chủ yếu
tập trung vào hai loại tài nguyên cơ bản là đất cùng với lớp phủ trên đất, dƣới
đất và nƣớc. Tài nguyên thứ ba là khơng khí - liên quan trực tiếp tới sự sinh tồn
của con ngƣời, nhƣng ứng dụng công nghệ viễn thám ở nƣớc ta cịn hạn chế. Về
ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí mới dừng ở mức xử lý các số liệu từ các trạm
quan trắc mặt đất, sau đó gán cho hàm lan truyền ơ nhiễm trong khí quyển [6].
Một số vệ tinh trên thế giới cung cấp ảnh viễn thám đánh giá chất lƣợng môi
11


trƣờng khơng khí nhƣ: OMI - AURA chụp ảnh đánh giá các chất O3, NO2, SO2,
AQUA – AIRS chụp lấy mẫu các khí SO2, CO2, hơi nƣớc, bụi… và một số vệ
tinh khác. Một số loại ảnh viễn thám này đƣợc cung cấp miễn phí cho các hoạt
động nghiên cứu khoa học, các hoạt động quản lý môi trƣờng và cộng đồng
quan tâm.
Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng việc sử dụng các hình ảnh vệ

tinh đa quang hồn tồn có thể phát hiện ơ nhiễm khơng khí trong khu vực mà
chúng ta quan tâm. Hiệu quả mang lại từ việc áp dụng công nghệ viễn thám vào
lĩnh vực giám sát chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí, cần phải đề cập trƣớc hết ở
tầm vĩ mô: hỗ trợ các nhà lãnh đạo, các cấp quản lý trong việc quy hoạch các
vùng, miền phát triển khu công nghiệp, khai thác khống sản hợp lý để giảm
thiểu ơ nhiễm khơng khí, hạn chế ảnh hƣởng tới mơi trƣờng sinh thái và sức
khỏe cộng đồng.
Mặt khác, cung cấp thƣờng xuyên các chỉ số liên quan đến chất lƣợng
khơng khí ở khu vực khai thác khoáng sản. Cho phép tất cả các cơ quan, tổ chức
cá nhân có thể khai thác thơng tin, tìm hiểu, thích ứng đối với chất lƣợng mơi
trƣờng khơng khí.

12


CHƢƠNG 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1 Mục tiêu chung
Góp phần bổ sung cơ sở khoa học để xác định vùng ô nhiễm khơng khí,
nhằm đề xuất biện pháp quản lý, hạn chế tác động của hoạt động khai thác
khoáng sản đến chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí.
2.1.2 Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá thực trạng khai thác khống sản và cơng tác quản lý khống sản
tại huyện Lƣơng Sơn tỉnh, Hịa Bình.
- Xây dựng bản đồ khơng khí huyện Lƣơng Sơn từ đó xác định vùng ơ
nhiễm, chất lƣợng khơng khí huyện Lƣơng Sơn.
- Đánh giá sự tác động của hoạt động khai thác khống sản đến mơi trƣờng
khơng khí xung quanh và đời sống của nhân dân.
- Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý và hạn chế

tác động ơ nhiễm khơng khí do khai thác khống sản đến mơi trƣờng sống của
ngƣời dân.
2.2 Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vị về nội dung: Xây dựng bản đồ ơ nhiễm khơng khí qua các năm
2013 - 2017, đồng thời đánh giá thực trạng của các hoạt động khai thác khoáng
sản, tập trung khảo sát các xã có hoạt động khai thác khống sản nhiều để kiểm
chứng mức độ chỉnh xác của đề tài.
- Phạm vi về khơng gian và thời gian: Đề tài lựa chọn tồn bộ khu vực
huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình bao gồm khu vực khai thác khống sản và khu
vực khơng khai thác nhằm so sánh chất lƣợng khơng khí trên địa bàn huyện.
Thời gian từ Từ ngày 15 tháng 1 năm 2018 đến ngày 15 tháng 4 năm 2018.

13


2.3 Nội dung nghiên cứu GIS, viễn thám
2.3.1 Nghiên cứu thực trạng và hoạt động quản lý chất lượng không khí tại
huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình.
- Nghiên cứu thực trạng hoạt động khai thác khoáng sản bằng việc xác định
phân bố khơng gian các hoạt động khai thác khống sản tại khu vực.
- Nghiên cứu đánh giá công tác quản lý hoạt động khai thác khống sản.
- Tìm hiểu chính sách hiện có trong quản lý mơi trƣờng tại huyện Lƣơng Sơn.
2.3.2 Nghiên cứu xây dựng bản đồ chất lượng khơng khí khu vực khai thác
khống sản khu vực huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình.
- Xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí khu vực huyện Lƣơng Sơn qua các
năm 2013, 2015, 2017
- Xác định các nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí
trong khu vực. Vai trò của rừng trong hạn chế ảnh hƣởng của khói bụi tại các
khu vực diễn ra hoạt động khai thác
2.3.3 Đánh giá tác động của hoạt động khai thác khống sản đến chất lượng

mơi trường khơng khí.
- Ảnh hƣởng đến mơi trƣờng khơng khí xung quanh.
- Ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời dân xung quanh khu vực khai thác
khoáng sản.
- Ảnh hƣởng đến sức khỏe của công nhân trong các mỏ khai thác khoáng sản.
2.3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý khai thác khoáng sản, các
biện pháp hạn chế ơ nhiễm khơng khí xung quanh do khai thác khống sản
đến mơi trường sống của người dân xung quanh.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp luận
Các bộ cảm biến trên vệ tinh viễn thám quang học ghi nhận thông tin mặt
đất từ các giá trị bức xạ là nguồn năng của Mặt trời đi qua lớp khí quyển dày 2
lần. Sự biến đổi năng lƣợng bức xạ mặt trời trong khí quyển là tán xạ và hấp thụ
sóng điện từ bởi các thành phần khí quyển và các hạt lơ lửng. Tán xạ khí quyển
14


gây nên hiện tƣợng sƣơng mù trên ảnh viễn thám, làm giảm độ tƣơng phản và
độ sắc nét của hình ảnh. Quá trình này diễn ra trong dải phổ nhìn thấy đến cận
hồng ngoại [4], đƣợc sử dụng để theo dõi sự biến đổi của thực vật.
Dựa trên tính tốn chỉ số ơ nhiễm khơng khí API (Ari Pollution Index) để
xây dựng bản đồ ơ nhiễm khơng khí. Chỉ số này đƣợc tính tốn thơng qua chỉ số
thực vật của dữ liệu ảnh vệ tinh.
Từ việc tính tốn tổng số các hạt lơ lửng quan sát đƣợc TSPM (Total
suspended particulate matter) có thể cho ra chỉ số ơ nhiễm khơng khí API, NOx
và SO2 theo phƣơng trình. [7,8]
API = [TSP/STSPM + RSPM/SRSPM + SO2/SSO2 + NOx/SNOx] * 100 (1)
Trong đó: TSPM, RSPM, NOx và SO2: là giá trị các chất ô nhiễm không
khí xung quanh tƣơng ứng. SSO2, SNOx, STSPM: là giá trị chuẩn của chất lƣợng
khơng khí xung quanh của chất ô nhiễm tƣơng ứng. [8]

Căn cứ để đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí:
QCVN 05: 2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng
khơng khí xung quanh
2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1 Thu thập dữ liệu văn bản và dữ liệu hình ảnh.
Sử dụng Báo cáo kết quả quan trắc môi trƣờng tại các mỏ khai thác khoáng
sản trên địa bàn huyện Lƣơng Sơn tháng 11 năm 2017, làm cơ sở cho việc tính
tốn, thiết lập cơng thức tính chỉ số API trên cơng cụ Arc GIS
Thu thập dữ liệu hình ảnh thơng qua việc chụp ảnh các hoạt động sản xuất,
khai thác. Cụ thể: Ảnh chụp các tuyến đƣờng vận chuyển, khai trƣờng, khu vực
dân cƣ sinh sống.
2.4.2.2 Nghiên cứu đánh giá tác động của hoạt động khai thác khống sản đến
mơi trường khơng khí
Từ các kết quả quan trắc mơi trƣờng trong khu vực nghiên cứu
Các số liệu thống kê từ báo cáo mơi trƣờng của huyện qua các năm và các
cơng trình nghiên cứu đã đƣợc công nhận.
15


Sử dụng phƣơng pháp điều tra, phỏng vấn để đánh giá mức độ ảnh hƣởng
của hoạt động khai thác khoáng sản đến đời sống ngƣời dân sống xung quanh.
Thông qua các phƣơng pháp nghiên cứu nêu trên, giúp so sánh và kiểm
định độ chính xác của đề tài nghiên cứu. Đồng thời chỉ ra sự ảnh hƣởng chất
lƣợng khơng khí theo thang API tới đời sống nhân dân.
2.4.2.3 Xây dựng bản đồ chất lượng khơng khí khu vực huyện Lương Sơn, tỉnh
Hịa Bình qua các năm.
Bản đồ đánh giá chất lƣợng khơng khí tại khu vực nghiên cứu sẽ sử dụng
chuỗi ảnh viễn thám Landsat qua các năm:
STT

Mã ảnh

Ngày chụp

Độ phân giải

Path/Row

1

LC81270462013336LGN01

02/12/2013

30x30

127/46

2

LC81270462015150LGN01

30/05/2015

30x30

127/46

3

LC81270462017155LGN00

04/06/2017

30x30

127/46

(Nguồn: />Để thành lập bản đồ chất lƣợng không khí qua từng năm cần phải đƣợc
thực hiện qua các giai đoạn xử lý sau:
Giai đoạn 1: Xử lý ảnh viễn thám
Trong gia đoạn này, một số công việc đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Gom nhóm kênh ảnh: Sẽ có các kênh phổ riêng lẻ trong dữ liệu ảnh thu
nhận, vì vậy cần phải tiến hành gom các kênh ảnh để giải đốn ảnh. Đây là cơng
việc đầu tiền trong q trình giải đốn ảnh phục vụ mục đích xây dựng bản đồ
hiện trạng rừng. Ảnh thu thập từ các vệ tinh thƣờng nằm ở các kênh phổ khác
nhau và có dạng màu đen trắng. Vì vậy, để tạo thuận lợi cho việc giải đoán ảnh
và tăng độ chỉnh xác ngƣời nghiên cứu phải tổ hợp màu cho ảnh viễn thám.
Tăng cƣờng chất lƣợng ảnh: Bƣớc này đƣợc thực hiện bằng cách cho thêm
một band màu nữa (Band 8 đối với Landsat 8) nhằm tănng cƣờng độ phân giải
cho ảnh.
Hiệu chỉnh hình học: Đây là một cơng việc rất quan trọng cho các bƣớc
phân tích tiếp theo. Ảnh vệ tinh cần cần đƣợc nắm chỉnh hình học để hạn chế sai
16


số vị trí và chênh lệch địa hình, sao cho hình ảnh gần với bản đồ địa chỉnh ở
phép chiếu trực giáo nhất. Độ chỉnh xác của ảnh sẽ quyết định đến kết quả giải
đốn.
Nắn chỉnh: Cơng đoạn này giúp loại bỏ các sai số vị trí điểm ảnh do góc

nghiêng gây ra và hạn chế sai số điểm ảnh do chênh lệch độ cao địa hình.
Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu: Sử dụng các công cụ hỗ trợ để
cắt khu vực cần nghiên cứu, thông thƣờng khu vực nghiên cứu có diện tích rất
nhỏ trong cảnh ảnh viễn thám. Để thuận tiện cho việc sử lý ảnh, tiết kiệm thời
gian cho các bƣớc tiếp theo và giúp cho hiệu năng của máy tính đạt hiệu quả cao
thì cần phải 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 của đề tài ra
khỏi tờ ảnh.
Giai đoạn 2: Hiệu chỉnh bức xạ (chuyển giá trị số sang giá trị bức xạ điện từ)
Ảnh vệ tinh LANDSAT TM, ETM+ đƣợc lƣu ở độ phân giải bức xạ 8 bit
tƣơng ứng với 256 cấp độ xám từ 0 đến 255. Trong xử lý ảnh, giá trị số nguyên
(DN) của ảnh thƣờng đƣợc chuyển đổi sang giá trị thực của bức xạ điện từ (bức
xạ phổ - spectral radiance, Wm-2 µm-1. Việc chuyển đổi giá trị số nguyên sang
giá trị bức xạ phổ là bắt buộc khi tính giá trị phản xạ phổ (reflectance) từ ảnh vệ
tinh. Hiệu chỉnh bức xạ còn giúp giảm thiểu sự khác biệt khi ghép cảnh ảnh với
nhau.
- Đối với ảnh Landsat 8 TM, ETM+
Lλ = MLQcal + AL (2)
Lλ

:

Band-specfic

multipcative rescaling

factor from the metadata

(Radiance_Mult_Band_x,x là giá trị số của Band ảnh)
AL: Band-specfic additive rescaling factor from the metadata

(Radiance_Add_Band_x,x là giá trị số của Band ảnh)
Qcal: Giá trị bức xạ đã đƣợc hiệu chỉnh và tính định lƣợng ở dạng số ngun
Giai đoạn 3: Tính tốn các chỉ số
Các chỉ số thực vật:
17