Phương pháp nghiên cứu .... Lịch sử ra đời và phát triển của công nghê ̣ viễn thám .... 18 1.7 Khả năng ứng dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và giám sát
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐI ̣NH ĐỘ PHÁT XẠ BỀ MẶT TỪ TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH
Hà Nội, năm 2016
Trang 2MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU 1
1 Đặt vấn đề 1
2 Mục tiêu và pha ̣m vi nghiên cứu 2
3.Nội dung nghiên cứu: 2
4 Phương pháp nghiên cứu 2
5 Bố cục đồ án 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN, GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG 4
1.1 Lịch sử ra đời và phát triển của công nghê ̣ viễn thám 4
1.2 Các thành phần chính của một hệ thống viễn thám 9
1.3 Nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của viễn thám 10
1.4 Phân loại viễn thám 14
1.5 Độ phân giải của ảnh vê ̣ tinh 15
1.6 Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 18
1.7 Khả năng ứng dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường 21
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 23
Chương II: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ẢNH LANDSAT TRONG CHIẾT TÁCH THÔNG TIN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT 25
2.1 Khái niệm về độ phát xạ bề mặt 25
2.2 Mô ̣t số phương pháp xác đi ̣nh đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t từ tư liê ̣u ảnh vê ̣ tinh 27
Trang 32.2.1 Phương pháp xác đi ̣nh đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t dựa vào kết quả phân loa ̣i ảnh vê ̣
tinh 27
2.2.2 Phương pháp xác định hệ số phát xạ bề mặt dựa vào chỉ số thực vật NVDI28 2.3 Quy trình xác định độ phát xạ bề mặt 33
2.3.1 Chuyển đổi giá tri ̣ số sang giá tri ̣ bức xa ̣ điê ̣n từ 33
2.3.2 Xác định phổ phản xạ bề mặt 38
2.3.3 Xác định chỉ số thực vật NDVI 42
2.3.4 Xác định hệ số phát xạ bề mặt 42
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 44
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐI ̣NH ĐỘ PHÁT XA ̣ BỀ MẶT KHU VỰC HUYỆN BẮC BÌNH, TỈNH BÌNH THUẬN TỪ TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT 45
3.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 45
Điều kiê ̣n kinh tế – xã hội 47
3.2 Đặc điểm tư liệu ảnh vê ̣ tinh sử du ̣ng trong đề tài 48
3.3 Kết quả xác định chỉ số thực vâ ̣t NDVI 50
3.4 Đánh giá sự phân bố đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t khu vực huyê ̣n Bắc Bình , tỉnh Bình Thuâ ̣n 52
KẾT LUẬN CHƯƠNG III 57
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 58
1 Kết Luâ ̣n 58
2 Kiến nghi ̣ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
Trang 4DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Sự phát triển của công nghệ viễn thám 8
Hình 1.2 Các thành phần trong hệ thống viễn thám 9
Bảng 1.2 Thông tin kênh ảnh Landsat với bộ cảm ETM+ 19
Bảng 1.3 Thông tin kênh ảnh Landsat với bộ cảm TM 19
Bảng 1.4 Kênh phổ của ảnh Landsat – bộ cảm ETM+ 20
Bảng 1.5 Ứng dụng từng kênh ảnh Landsat – bộ cảm ETM+ 20
Bảng 1.6: Ứng dụng của viễn thám 22
Bảng 2.1 Độ phát xạ của một số đối tượng 26
Bảng 2.2 Độ phát xạ bề mặt của mô ̣t số loại hình lớp phủ 28
Bảng 2.3 So sánh kết quả xác đi ̣nh đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t 33
Bảng 2.4 Giá trị hệ số Grescale, Brescaleđối với các kênh ảnh LANDSAT 4 TM (NLAPS) 34
Bảng 2.5 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 4 TM (LPGS)35 Bảng 2.6 Giá trị hệ số G, B đối với các kênh ảnh LANDSAT 5 TM (LPGS) 35
Bảng 2.7 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 5 TM (LPGS)36 Bảng 2.8 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ Low gain (LPGS) 37
Bảng 2.9 Giá trị hệ số Lmax, Lmin đối với các kênh ảnh LANDSAT 7 ETM+ High gain (LPGS) 37
Bảng 2.10 Giá trị M L, A L đối với ảnh hồng ngoa ̣i nhiê ̣t LANDSAT 8 38
Bảng 2.11: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 4 TM 39
Bảng 2.12: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 5 TM 39
Bảng 2.13: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT ETM+ 40
Bảng 2.14: Giá trị ESUNλ đối với các kênh phổ ảnh LANDSAT 8 40
Bảng 3.1 Các loại đất huyện Bắc Bình (Bình Thuận) 47
Bảng 3.2 Hiê ̣n tra ̣ng sử du ̣ng đất huyê ̣n Bắc Bình (Bình Thuận) 48
Trang 5DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Ảnh viễn thám đầu tiên trên thế giới vùng Bievre, Pháp, 1858 5
Hình 1.2 Các thành phần trong hệ thống viễn thám 9
Hình 1.3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám 11
Hình 1.4.Nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám 11
Hình 1.5 Bức xạ điện từ 12
Hình 1.6 Phân loại sóng điện từ 13
Hình 1.7 Viễn thám siêu cao tần chủ động (a) và bị động (b) 15
Hình 1.8: a- Ảnh LANDSAT đô ̣ phân giải không gian 30 m (LB Nga), b – ảnh Quickbird đô ̣ phân giải 2.8 m (Saudi Arabi) 16
Hình 1.9 Độ phân giải phổ ảnh ASTER và LANDSAT TM 17
Hình 2.1 Bản đồ độ phát xạ bề mặt toàn cầu xây dựng từ dữ liệu ảnh MODIS 25
Hình 2.2 Mô ̣t số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xa ̣ phổ của thực vâ ̣t 29
Hình 2.3 Giá trị chỉ số NDVI đối với thực vật tươi tốt (trái) và héo úa (phải) 30
Hình 2.4 Bản đồ lớp phủ toàn cầu từ chỉ số thực vật NDVI 31
Hình 2.5 Quy trình xác đi ̣nh đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t từ tư liê ̣u ảnh vê ̣ tinh Landsat 43
Hình 3.1 Vị trí địa lý huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận 45
Hình 3.2 Dữ liê ̣u ảnh LANDSAT các năm 2002, 2005, 2010, 2014 khu vực Bắc Bình (Bình Thuận) 49
Hình 3.3 Kết quả xác đi ̣nh chỉ số thực vâ ̣t NDVI 51
Hình 3.4 Kết quả xác đi ̣nh đô ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t khu vực huyê ̣n Bắc Bình (Bình Thuận) đối với ảnh Landsat Ngày 05 – 01 – 2002(a), 13 – 01 – 2005 (b), 12 – 02 – 2010 (c) và 15 – 02 – 2014 (d) 56