Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh trong việc tính toán nhiệt độ bề mặt đất
Nhiệt độ bề mặt Trái đất
được tạo ra do sự cân bằng năng lượng Mặt trời của bề mặt Trái đất. Nhiệt độ bề
mặt (NĐBM) là tham số quan trọng trong việc đặc trưng hóa sự trao đổi năng
lượng giữa bề mặt đất và khí quyển. Vì thế, NĐBM được sử dụng cho nhiều trong
các nghiên cứu về khí hậu, thủy văn, khí quyển, sinh địa hóa và các nghiên cứu
biến động về địa chất, môi trường. NĐBM bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi độ phát xạ bề
mặt, hiệu ứng của khí quyển và loại hình lớp phủ cũng như loại hình sử dụng
đất. Hiện nay, Trái Đất ngày càng nóng lên, sự mất cân bằng trong trao đổi năng
lượng giữa bề mặt Trái Đất và môi trường xung quanh làm nhiệt độ khí quyển tăng
lên, kéo theo nhiều hậu quả trực tiếp và gián tiếp, ảnh hưởng đến đời sống sinh
hoạt và sản xuất của con người.
Đối với phương pháp
nghiên cứu truyền thống, việc tính toán nhiệt độ bề mặt đất chỉ dựa vào dữ liệu
quan trắc thời tiết tại các trạm khí tượng riêng biệt, mà trung bình mỗi tỉnh
thành chỉ có từ một đến vài ba trạm, từ đó nội suy ra các vùng lân cận. Số liệu
đo từ phương pháp truyền thống này có ưu điểm là độ phân giải thời gian cao và được
ghi chép trong thời gian dài, nhưng không đảm bảo về độ phân giải không gian do
số điểm đo ít và thưa thớt, không thể đảm bảo dữ liệu chi tiết và chính xác để
có thể theo dõi được sự thay đổi NĐBM đất của một khu vực rộng lớn. Trong khi
đó, dữ liệu viễn thám có khả năng cung cấp dữ liệu một cách đồng nhất và thường
xuyên về sự phản xạ và phát xạ của bề mặt đất với độ phân giải không gian từ thấp
đến cao. Hiện nay, dữ liệu viễn thám nhiệt, có thể phân tích chi tiết được sự
thay đổi NĐBM của một khu vực rộng
lớn mà không bị hạn chế bởi số điểm
đo tại các trạm khí tượng như phương pháp đo đạc truyền thống. Nguồn dữ liệu
viễn thám sẽ là lý tưởng khi kết hợp với số liệu quan trắc thời tiết tại các
trạm khí tượng để thiết lập mối liên kết giữa NĐBM và sự thay đổi hiện trạng
lớp phủ và hiện trạng sử dụng đất.
Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt
đất làm cơ sở theo dõi những biến động về môi trường, lớp phủ.. Đồng thời, bản
đồ nhiệt sẽ là một trong những tư liệu quan trọng để đưa ra những dự đoán về
khô hạn, cũng như làm cơ sở cho việc quy hoạch, sử dụng đất, sử dụng tài nguyên
một cách hợp lí.
MỞ ĐẦU............................................................................................................................ 10
1. Tính cấp
thiết của đề tài.......................................................................................... 10
2. Mục tiêu
và nhiệm vụ của đồ án............................................................................ 11
3. Giới hạn
phạm vi khu vực nghiên cứu.................................................................. 12
4. Cấu trúc đồ án........................................................................................................... 13
CHƯƠNG I....................................................................................................................... 14
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT
TRONG TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT......................................................................................................................... 14
1.1. Giới thiệu về viễn thám và dữ liệu ảnh viễn thám........................................... 14
1.1.1. Giới thiệu về viễn thám................................................................................ 14
1.1.2. Dữ liệu ảnh viễn thám.................................................................................. 14
1.2. Khái niệm về nhiệt độ mặt đất............................................................................ 15
1.3. Giới thiệu chung về dữ liệu ảnh Landsat........................................................... 16
1.3.1. Đặc
trưng của ảnh Landsat.......................................................................... 16
1.3.2. Ứng dụng
của ảnh Landsat.......................................................................... 20
1.4. Cơ sở ứng dụng dữ liệu ảnh Landsat trong tính
toán nhiệt độ bề mặt đất.... 23
1.4.1. Cơ sở lý
thuyết tính toán nhiệt độ bề mặt.................................................. 23
1.4.2. Tính
toán chỉ số nhiệt độ bề mặt đất tự ảnh Landsat............................... 26
1.5. Các phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 29
CHƯƠNG II..................................................................................................................... 31
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT
NÓI CHUNG VÀ CỦA TỈNH LÂM ĐỒNG NÓI RIÊNG......................................................................................................... 31
2.1. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất.............................................. 31
2.1.1. Cán cân
nhiệt của mặt đất............................................................................ 31
2.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất....................................... 32
2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt đất của
tỉnh Lâm Đồng............ 35
2.2.1. Các nhân
tố tự nhiên..................................................................................... 35
2.2.2. Các hoạt
động kinh tế- xã hội..................................................................... 44
CHƯƠNG III................................................................................................................... 46
TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT CHO KHU VỰC TỈNH
LÂM ĐỒNG BẰNG TƯ LIỆU ẢNH LANDSAT......................................................................................................................... 46
3.1. Cơ sở dữ liệu.......................................................................................................... 46
3.2. Tính toán nhiệt độ bề mặt đất của tỉnh Lâm Đồng từ
dữ liệu ảnh Landsat... 47
3.2.1. Tính toán nhiệt độ bề mặt đất tỉnh Lâm Đồng.......................................... 47
3.2.2. Lọc mây và phân lớp nhiệt độ..................................................................... 52
3.3. Kết quả tính toán nhiệt độ bề mặt đất................................................................ 58
KẾT LUẬN....................................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 68
Nguồn: Minh Trâm
