TRƯỜNG ĐẠI HNGUY Đ ỨNG DỤNG CÔNG NGH GIÁ CHẤT LƯỢ V I HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ NGUYỄN THỊ THU NGÂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG ỢNG M
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI H
NGUY
Đ
ỨNG DỤNG CÔNG NGH
GIÁ CHẤT LƯỢ
V
I HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
NGUYỄN THỊ THU NGÂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG
ỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU
VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI
HÀ NỘI, 2016
NG HÀ NỘI
N THÁM TRONG ĐÁNH
KHÔNG KHÍ KHU
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
NGUYỄN THỊ THU NGÂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH
GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU
VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI
Ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ
Mã ngành: D520503
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS TRỊNH LÊ HÙNG
HÀ NỘI, 2016
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập tại trường cho đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy cô, gia đình và bạn bè Để hoàn thành đồ
án này, em xin chân thành cảm ơn Thầy cô ở Khoa Trắc địa – Bản đồ đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em suốt quá
trình học tại trường
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến TS Trịnh Lê Hùng, đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích
mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này
Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tâp, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp
Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất
Do lần đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học cũng như những hạn chế về kiến thức và kinh nghệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót mà bản thân chưa thấy được Em rất mong được sự góp ý của quý Thầy cô giáo và các bạn
để đồ án được hoàn chỉnh hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng 6 năm 2016 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Thu Ngân
Trang 4MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1 Tổng quan về công nghệ viễn thám 3
1.1.1 Khái niệm về viễn thám 3
1.1.2 Các thành phần chính của viễn thám 4
1.1.3 Ứng dụng của viễn thám 6
1.1.4 Độ phân giải ảnh vệ tinh 11
1.1.5 Đặc điểm tư liệu ảnh vệ tinh Landsat 15
1.2 Tổng quan về tình hình ô nhiễm không khí 21
1.2.1 Tình hình ô nhiễm không khí 21
1.2.3 Các chỉ tiêu chất lượng môi trường không khí 25
1.2.4 Các phương pháp đánh giá 26
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ẢNH VỆ TINH LANDSAT TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ 31
2.1 Cơ sở khoa học phương pháp đánh giá chất lượng môi trường không khí từ tư liệu ảnh vệ tinh 31
2.2 Phương pháp chuyển đổi giá trị số nguyên sang giá trị bức xạ điện từ 33
2.2.1 Chuyển giá trị số sang giá trị bức xạ điện từ ảnh LANDSAT TM 33
2.2.2 Chuyển giá trị số sang giá trị bức xạ điện từ ảnh LANDSAT ETM+ 36
2.3 Phương pháp xác định phản xạ phổ 38
2.3.1 Xác định giá trị phản xạ phổ đổi với ảnh LANDSAT TM, ETM+ 38
2.3.2 Xác định giá trị phản xạ phổ đổi với ảnh LANDSAT 8 40
Trang 52.4 Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường không khí từ tư liệu ảnh
Landsat 42
2.5 Quy trình đánh giá chất lượng môi trường không khí từ tư liệu ảnh Landsat 43 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NÔI TỪ TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT 45
3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 45
3.1.1 Điều kiện tự nhiên 45
3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 47
3.1.3 Thực trạng ô nhiễm không khí ở Hà Nội 47
3.2 Đặc điểm tư liệu 49
3.3 Kết quả xử lý ảnh vệ tinh Landsat trong đánh giá chất lượng không khí 55
3.4 Phân tích, đánh giá chất lượng không khí khu vực thành phố Hà Nội 60
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 6DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LANDSAT – Land satellite
TM – Thematic Mapper
ETM+ - Enhanced Thematic Mapper Plus
OLI – Operational Land Imager
DN – Digital number
NIR – Near Infrared
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM 16
Bảng 1.3: Ứng dụng từng kênh ảnh Landsat – bộ cảm ETM+ 17
Bảng 1.4: Ứng dụng từng kênh ảnh Landsat – bộ cảm TM 18
Bảng 1.5: Đặc diểm các kênh phổ ảnh LANDSAT 8 19
Bảng 1.6: Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong môi trường không khí 26
xung quanh 26
Bảng 2.1: Giá trị hệ số G rescale, B rescaleđối với các kênh ảnh LANDSAT 4 TM (NLAPS) 34
Bảng 2.2: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 4 TM (LPGS) 35
Bảng 2.3: Giá trị hệ số G, B đối với các kênh ảnh LANDSAT 5 TM (LPGS) 35
Bảng 2.4: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 5 TM (LPGS) 36
Bảng 2.5: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ Low gain (LPGS) 37
Bảng 2.6: Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ High gain (LPGS) 37
Bảng 2.7: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 4 TM 38
Bảng 2.8: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 5 TM 39
Bảng 2.9: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT ETM+ 39
Bảng 2.10: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 8 40
Bảng 2.11: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 8 41
Bảng 3.1: Gán màu cho từng khu vực với khoảng giá trị hàm lượng bụi khác nhau 57
Trang 8DANH MỤC HÌNH
Hinh 1.1: Một số vật mang dùng trong viễn thám 4
Hình 1.2: các thành phần chính của viễn thám 5
Hình 1.4: Độ phân giải thời gian 15
Hình 1.5: Dữ liệu giải nén của cảnh ảnh 127-046 Landsat 8 21
Hình 1.6: Ô nhiễm do núi lửa phun và do cháy rừng 22
Hình 1.7: Ô nhiễm không khí do hoạt đông giao thông vận tải 24
Hình 1.8: Ô nhiễm không khí do hoạt động đun nấu 24
Hình 2.1: Góc ngẩng và góc đỉnh của mặt trời 42
Hình 2.2: Quy trình đánh giá chất lượng môi trường không khí từ ảnh Landsat 43
Hình 3.1: Ô nhiễm không khí do khói, bụi đang diễn ra thường ngày ở Hà Nội 48
Hình 3.2: Ảnh LANDSAT 7 ETM+ ngày 08-11-2007 khu vực thành phố Hà Nội ở tổ hợp màu RGB: 432 50
Hình 3.3: Ảnh LANDSAT 5 TM, ngày 05-11-2009 khu vực thành phố Hà Nội ở tổ hợp màu RGB: 432 51
Hình 3.4: Xác định phản xạ phổ 52
Hình 3.5: Model tính hàm lượng bụi trong không khí 53
Hình 3.6: Tính hàm lượng bụi trên phần mềm ERDAS 54
Hình 3.7: Kết quả hàm lượng bụi trong không khí thành phố Hà Nội năm 2007 55
Hình 3.8: Kết quả hàm lượng bụi trong không khí thành phố Hà Nội năm 2009 56
Hình 3.9: Hàm lượng bụi trong không khí khu vực Hà Nội 08/11/2007 58
Hình 3.10: Hàm lượng bụi trong không khí khu vực Hà Nội 05/11/2009 59