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

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 đưa ra được các biện pháp khắc phục... Th

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hải Hòa đã trực tiếp tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đ c và tập thể cán bộ Phòng Quan trắc môi trường tỉnh Sơn La; Chi cục bảo vệ môi trường; Phòng Tài nguyên nước thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Sơn La; Trung tâm Quan tắc môi trường tỉnh Sơn La đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong su t quá trình thực hiện luận văn

Qua đây, tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, khích lệ, giúp đỡ tôi trong quá 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 được 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

ii

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 PHƯƠNG 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 phương 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 hưởng gia tăng nhiệt độ đến môi trường 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 Phương 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 lượng không khí và công tác quản lí môi trường tại khu vực nghiên cứu 22

2.4.4 Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng môi trường không 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 trường tự nhiên 23

3.1.1 Điều kiện về địa lý, địa chất 23

3.1.2 Điều kiện về khí hậu, khí tượng 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 lượng môi trường TP Sơn La, tỉnh Sơn La 38

4.1.1 Thực trạng chất lượng môi trường tại thành ph Sơn La 38

4.1.2 Thực trạng vấn đề môi trường nhiệt độ khu vực nghiên cứu 39

4.1.3 Hoạt động quản lý chất lượng môi trường 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 trường 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 trường xung quanh 54

4.4 Giải pháp giải thiểu tác động của gia tăng nhiệt độ đến chất lượng môi trường 55

CHƯƠNG 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

iv

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 hưởng sự gia tăng nhiệt độ (ha) 51

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.Thông s Landsat7 ETM+ và Landsat 8 10

Hình 2.1 Sơ đồ phương 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 lượng môi trường 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

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm qua, với xu thế đổi mới và hội nhập, Việt Nam đã tạo được những xung lực mới cho quá trình phát triển, vượt qua tác động của suy thoái toàn cầu và duy trì tỷ lệ tăng trưởng kinh tế hàng năm với mức bình quân 5,7% / năm Tuy nhiên, nước 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 hưởng nghiêm trong đến cuộc s ng đến con người và sinh vật Không những thế còn tác động vào các yếu t khí tượng khác như độ ẩm, lượng mưa, và các vấn

đề thiên tai cũng bị ảnh hưởng Đây cũng là hệ quả của biến đổi khí hậu mà Việt Nam là 1 trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nhất Theo s liệu quan trắc nhiệt độ tại Việt Nam có những điểm đáng lưu 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 trước 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 lượt 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 –

và không sử dụng độ phát xạ bề mặt, hoặc sử dụng độ phát xạ là hằng s chung cho các đ i tượng lớp phủ điển hình của toàn khu vực Đã có nhiều nghiên cứu được diễn ra tại thành ph Sơn La tuy nhiên vẫn có nhiều hạn chế

Hiện nay vấn đề gia tăng nhiệt độ đang ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến việc phát triển kinh tế xã hội và các vấn đề môi trường khác trong đó thành

ph Sơn La cũng không ngoại lệ Khu vực này còn tập trung phát triển nhiều loại hình kinh tế như nông nghiệp, công nghiệp,… trong đó có nhiều sự án thủy điện đang được đẩy mạnh phát triển chủ đạo nên vấn đề thay đổi nhiệt

độ ảnh hưởng 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 đưa ra được các biện pháp khắc phục

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

được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triểm hơn một thập niên qua, đâu là 1 dạng ứng dụng công nghệ tin học nhằm mô tả thế giới thực mà loài đang

s ng, tìm hiểu, khai thác Với những tính năng ưu việt, kĩ thuật GIS ngày nay

đã được 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 thông 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 thông tin, ở đó cơ

sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trưng phân b không gian, các hoạt động sự kiện có thể xác định trong khoảng không như điểm, đường, 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 lượng và tính toán xuất hiện Công 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 như phân tích không gian và hình dung Những nỗ lực này đã thúc đẩy cuộc cách mạng định lượng trong thế giới khoa học địa lý và đặt nền móng cho GIS

Tác phẩm tiên phong của Roger Tomlinson để khởi xướng, 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

nó Ông 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 lưu giữ và xử lý s lượng lớn dữ liệu, cho phép Canada bắt đầu chương trình quản lý sử dụng đất qu c gia Ông cũng đưa 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 phương pháp GIS mạnh mẽ có thể được sử dụng rộng rãi Tác phẩm của Esri đã được công nhận bởi cộng đồng hàn lâm như là một cách mới để phân tích không gian và lập kế hoạch Esri đã phát triển ARC / INFO - sản phẩm GIS thương mại đầu tiên cần phải phân tích s lượng dự án ngày càng tăng Công nghệ này được 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

thông 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 không gian)

Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đ i tượng trên bề mặt Trái đất Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liên quan đến đ i tượng, các thông tin này có thể được định lượng hay định tính

Phương 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 người sử dụng

Con người: Trong GIS, thành phần con người là thành phần quan trọng nhất bởi con người 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 người quan trọng là người sử dụng và người quản lý GIS

Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu là các thông tin được lưu dưới dạng s

theo một khuôn dạng nào đó mà máy tính có thể hiểu và đọc được Dữ liệu thông tin được định vị địa lýlà chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ thông tin khác

GIS lưu thông tin về thế giới như 1 tập các lớp theo chủ đề được liên kết với nhau bởi địa lý Cách này tuy đơn giản nhưng rất linh hoạt và rất mạnh được chứngminh là vô giá trong việc giải quyết các vấn đề của thế giới thực từ việc theo vết lưu chuyển xe cộ, lưu chi tiết của ứng dụng quy hoạch, đến việc mô hình sự tuần hoàncủa 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 không gian: mô tả vị trí tương đ i và tuyệt đ i của 1 đặc tính địa lý

Dữ liệu phi không gian (thuộc tính): mô tả các thông tin về đặc tính của các hình ảnh bản đồ

Chúng được liên kết với các hình ảnh không gian thông qua các chỉ s xác định chung, thông thường gọi là mã địa lý (GeoCode) được lưu trữ trong

cả hai bản ghi không gian và phi không gian

S liệu thuộc tính phi không gian bao gồm các định tính và s liệu hình ảnh, điểm, đường, vùng hoặc mạng lưới lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu Hệ

th ng thông tin địa lý có thể xử lý các thông tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ trên cơ sở các giá trị thuộc tính

Phần lớn các phần mềm thông tin địa lý cũng có thể hiển thị các thông tin thuộc tính như 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 tượng hình học mà mỗi đ i tượng này còn được gắn với một tập các thuộc tính dữ liệu th ng kê khác Ví dụ: vị trí tọa độ của rừng là dữ liệu không gian, còn những tính chất như những loài động vật, chiều cao… là những dữ liệu thuộc tính

Mỗi đ i tượng 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 được tổ chức nhờ mô hình quan hệ địa lý và Topo

Lớp các vùng (layer), đường (line), điểm (point) liên kết với các thuộc tính tương ứng Những mô hình liên kết đó thể hiện cách quản lý vị trí, quan

hệ không gian của các đặc trưng điểm, đường và vùng Đồng thời cho phép quản lý hiệu quả các đặc tính của các đặc trưng đó

Mô hình dữ liệu không gian: Hệ th ng thông tin địa lý sử dụng hai mô hình dữ liệu cơ bản để biểu diễn các đặc trưng không gian: mô hình dữ liệu Raster và mô hình dữ liệu Vector Mô hình dữ liệu quyết định cách thức mà

dữ liệu cấu trúc, lưu 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 mô hình dữ liệu trên

Mô hình dữ liệu vector sử dụng các điểm tọa độ của chúng để xây dựng các đặc trưng không gian như điểm, đường và vùng Các đặc trưng dựa trên

mô hình dữ liệu Vector được coi như các đ i tượng riêng biệt trong không gian Dữ liệu vector được hiển thị dưới dạng những tọa độ định nghĩa điểm, hay những điểm này được n i với nhau

Mô hình dữ liệu raster được biểu diễn dưới dạng ma trận hay lưới mà

có những hàng và cột Mỗi giao điểm của hàng và cột tạo thành 1 pixel Mỗi ô

có 1 giá trị ví dụ như mức độ màu

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 công 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 lưu trữ và duy trì dữ liệu

Phân tích không gian: Là chức năng quan trọng nhất của GIS nó cung cấp các chức năng như nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồng lớp

Hiển thị kết quả: GIS có nhiều cách hiển thị khác nhau Phương pháp truyền th ng bằng bảng biểu đồ thị được 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 người sử dụng tương 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 công nghệ ứng dụng sóng điện từ

để chuyển tải thông tin từ vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin cũng như công nghệ xử lý để các thông tin thu nhận có ý nghĩa Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về RS, nhưng mọi định nghĩa đều có nét chung, nhấn mạnh "RS là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đ i tượng, hiện tượng trên trái đất"

Theo Janes B.Capbell (1996) [3], RS là ứng dụng vào việc lấy thông tin

về mặt đất và mặt nước của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu được 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

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của viễn thám

Nguồn phát năng lượng (A)- yêu cầu đầu tiên cho viễn thám là có nguồn năng lượng phát xạ để cung cấp năng lượng ñiện từ tới đ i tượng quan tâm

Sóng điện từ và khí quyển (B)- khi năng lượng truyền từ nguồn phát đến đ i tượng, nó sẽ đi vào và tương tác với khí quyển mà nó đi qua Sự tương tác này có thể xảy ra lần thứ 2 khi năng lượng truyền từ đ i tượng tới

bộ cảm biến

Sự tương tác với đ i tượng (C)- một khi năng lượng gặp đ i tượng sau khi xuyên qua khí quyển, nó tương tác với đ i tượng Phụ thuộc vào đặc tính của đ i tượng và sóng điện từ mà năng lượng phản xạ hay bức xạ của đ i tượng có sự khác nhau

Việc ghi năng lượng của bộ cảm biến (D)- sau khi năng lượng bị tán xạ hoặc phát xạ từ đ i tượng, một bộ cảm biến ñể thu nhận và ghi lại sóng điện

từ

Sự truyền tải, nhận và xử lý (E)- năng lượng được ghi nhận bởi bộ cảm biến phải được truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý Năng lượng được truyền đi thường ở dạng điện Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lượng này để tạo

ra ảnh dưới dạng hardcopy hoặc là s

Sự giải đoán và phân tích (F)- ảnh được xử lý ở trạm thu nhận sẽ được giải đoán trực quan hoặc được phân loại bằng máy để tách thông tin về đ i tượng

Ứng dụng (G)- đây là thành phần cu i cùng trong qui trình xử lý của công nghệ viễn thám Thông tin sau khi ñược tách ra từ ảnh có thể được ứng dụng để hiểu t t hơn về đ i tượng, 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 được thiết kế

để thu nhận ảnh có độ phân giải cao hơn, tách các phổ có độ nét cao hơn, cải thiện được 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 dưới 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 được trang bị thêm với

bộ bản đồ chuyên đề nâng cấp ETM+ được kế thừa từ bộ TM Các kênh quan trắc chủ yếu tương tự như như bộ TM, và kênh mới được thêm vào là kênh toàn 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 được 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 được Mỹ

phóng thành công 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

thu nhận ảnh mặt đất (OLI - Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS - Thermal Infrared Sensor) Những bộ cảm này được thiết

kế để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy cao hơn so với các bộ cảm Landsat thế

hệ trước 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 lượng nước 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 tượng 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 nước, nhiệt độ bề mặt

Thông số Landsat7 ETM+ và Landsat 8:

Hình 1.3.Thông số Landsat7 ETM+ và Landsat 8

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

(micrometers)

Độ phân giải (m)

Band 9 - Cirrus 1.360÷1.390 30 Band 10 - Thermal

Infrared (TIR) 1

10.3÷11.3 100

Band 11 - Thermal Infrared (TIR) 2

11.5÷12.5 100

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

trường, Tập 32, Số 3S (2016) 101-108)

1.3 Ứng dụng GIS và viễn thám trong các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam

Trên thế giới: Ngày nay công 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 trường 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 nhưỡng; Đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói mòn, quá 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 tư liệu viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trường hợp không thể thực hiện nổi Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tư liệu viễn thám giữ một vai trò quan trọng và kèm theo các thông tin truyền thông khác như s liệu th ng kê, quan trắc, s liệu thực địa Cách tiếp cận đánh giá, quản lý tài nguyên như vậy được các nhà chuyên môn đặt tên là hệ th ng thông tin địa lý GIS là công cụ dựa trên máy tính dùng cho việc thành lập bản

đồ và phân tích các đ i tượng tồn tại và các sự kiện bao gồm đất đai, sông ngòi, khoáng sản, con người, khí tượng thuỷ văn, môi trường nông nghiệp v.v xảy ra trên trái đất Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đưa ra các câu hỏi truy vấn, phân tích th ng kê được thể hiện qua phép phân tích địa lý Những sản phẩm của GIS được tạo ra một cách nhanh chóng,

nhiều tình hu ng có thể được 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 trường 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 phương án lựa chọn có tính chiến lược về

sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

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 trường được một s nước 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 được đưa 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 tư liệu viễn thám độ phân giải trung bình phục vụ giám sát

và quản lí tài nguyên thiên nhiên và môi trường khu vực Tây Nguyên và Đông Nam ứng dụng tư liệu viễn thám độ phân giải trung bình phụkhoa học

tự nhiên và Công nghệ qu c gia (sử dụng ảnh MODIS)

- Ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS thành lập bản

đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2004-2009 trên địa bàn huyện Buôn Đôn 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 trường đặc biệt là trong b i cảnh hiện nay khi mà vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu đang được quan tâm Phương 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 toán nội suy cho toàn khu vực dựa trên kết quả thu nhận tại các điểm quan trắc Tuy nhiên, phương pháp này chỉ phản ánh được chính xác nhiệt độ cục

bộ xung quanh trạm đo chứ chưa đảm bảo được cho toàn khu vực Hơn nữa,

rất khó để có thể thiết lập được hệ th ng trạm quan trắc với mật độ dày đặc, liên tục theo thời gian Sự ra đời của công nghệ viễn thám, phương pháp tính toán nhiệt độ bề mặt đã phát triển một bước 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 tư liệu vệ tinh khác nhau như GOES, AVHRR, MODIS với độ phân giải trên 1 km Ngày nay, tư liệu vệ tinh ASTER (90 m) và LANDSAT (30 m) với độ phân giải cao hơn đã và đang được khai thác để ứng dụng cho các nghiên cứu đòi hỏi độ chi tiết và chính xác cao như nghiên cứu nhiệt độ bề mặt các vùng đô thị hóa nơi có biến động sử dụng đất lớn làm ảnh hưởng 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 như :

Ứng dụng viễn thám để nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đất để phục vụ công tác quản lí rừng tại tỉnh Quảng Bình Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất sử dụng phương pháp tính toán 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 Chương Mỹ, Hà Nội giai đoạn 2000 -

2015

Nghiên cứu thay đổi nhiệt độ bề mặt đô thị dưới tác động của quá trình

đo thị hóa ở TP Hồ Chí Minh bằng phương pháp viễn thám

Ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 TIRS trong xác định nhiệt dộ

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 chưa 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 hưởng trực tiếp đời s ng và sự phát triển kinh tế xã hội của toàn thành ph , ngoài ra nghiên cứ có thể làm bước đệm để hỗ trợ các công tác quản lí khác đặc biệt là các công 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 đưa ra được các giải pháp thích hợp

PHẦN II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG 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 trường 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

Phương pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý

Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu

Phương pháp khảo sát và điều tra thực địa

Phương 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 môi trường nói chung trong phạm vi khu vực nghiên cứu

Đánh giá thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại khu vực nghiên cứu

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, 2016-

- Xác định nhân t chính ảnh hưởng 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 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Thực trạng nhiệt độ bề mặt đất tại thành phố Sơn La , tỉnh Sơn La

Sử dụng phương 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 phương pháp kế thừa s liệu: Để đánh giá phân cấp chất lượng không tại khu vực nghên cứu đã sử dụng ảnh Landsat 7 (2007; 2009) và ảnh Landsat 8 (2016; 2017) như trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Landsat thu thập trong nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu: Điều tra sơ bộ để lựa chọn các điểm

kiểm tra ngoài thực địa nhằm phân loại ảnh cũng như đánh giá độ chính xác của các phương 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

Bước 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 tượng) bằng công thức:

- 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 được bao gồm các kênh

phổ riêng lẻ cần phải tiến hành gom các kênh ảnh để phục vụ việc giải đoán ảnh Đây là công việc đầu tiên trong quá trình giải đoán ảnh phục vụ mục đích xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí Khi ảnh viễn thám từ các vệ tinh được thu nằm ở dạng các kênh phổ khác nhau và có màu đen trắng Do vậy, để thuận lợi cho việc giải đoán ảnh và tăng độ chính xác người ta tiến hành tổ hợp màu cho ảnh viễn thám

Hiệu chỉnh hình học: Trước khi tiến hành phân tích và giải đoán ảnh,

ảnh vệ tinh cần được 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 hưởng đến kết

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 thường trong

một cảnh ảnh viễn thám thu được thường có diện tích rất rộng ngoài thực địa, trong khi đ i tượng 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 được sử dụng để cắt tách khu vực nghiên cứu ra khỏi tờ ảnh

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 không 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 được lấy từ kênh hồng ngoại nhiệt TIRS của hai ảnh như sau:

- Ảnh Landsat 7 ETM+ là kênh 6

- Ảnh Landsat 8 là kênh 10

Đ i với Landsat 8:

Trong đó: - L: Giá trị bức xạ phổ tại ng kínhcủa sensor

- Qcal: Giá trị s trên ảnh (DN)

- ML: giá trị RADIANCE_MULT_BAND_x

- AL: giá trị RADIANCE_ADD_BAND_x

Đ i với Landsat 7 ETM+

L= ((LMAX – LMIN) / (QCALMAX – QCALMIN)) * (QCAL –

QCALMIN) + LMIN Trong đó:

QCAL = giá trị bức xạ đã đƣợc hiệu chỉnh và tính định lƣợng ở dạng s nguyên

Đ i với Landsat 7 ETM+ QCALMIN = 1, QCALMAX = 255

LMINs và LMAXs là các giá trị bức xạ phổ ở dạng s nguyên 12.650

Lλ: TOA spectral radiance (Watts/m2 srad * πm)

K1: Band-specific thermal conversion constant form the metada (K1_constant_Band_x, where x is the band number 10 or 11)

K2: Band-specific thermal conversion constant from the metada (K2_constant_Band_x, where x is the band number 10 or 11)

Chuyển nhiệt Kelvin về đơn vị độ Celcius

T (oC) = T (Kelvin) – 273.16

2.4.3 Nguyên nhân gây nên vấn đề về chất lượng không khí và công tác quản lí môi trường tại khu vực nghiên cứu

Sử dụng phương pháp kế thừa s liệu;

Kế thừa s liệu và cơ sở khoa học từ các nội dung trước đó để đưa ra được nguyên gây nên vấn đề về chất lượng không khí

Phương pháp điều tra xã hội học: thực hiện điều tra phỏng vấn các hộ dân sinh s ng xung quanh các khu vực điểm nóng về nhiệt độ của thành ph Sơn La đưa ra các nhân t tác động đến nhiệt độ bề mặt xung quanh

2.4.4 Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng môi trường không khí tại khu vực nghiên cứu

Từ nguyên nhân được đã được xác định ở nội dung trên từ đó làm cơ sở

để đưa ra các giải pháp làm giảm ô nhiễm chất lượng không khí tại khu vực cần nghiên cứu

PHẦN III ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

3.1 Điều kiện môi trường tự nhiên

3.1.1 Điều kiện về địa lý, địa chất

a Điều kiện địa lý, địa hình

- Vị trí địa lý:

Thành ph Sơn La nằm ở tọa độ 21015' - 21031' Bắc và 103045' - 104000' Đông, cách Hà Nội khoảng 320 km về phía Tây Bắc Phía Tây và phía Bắc giáp huyện Thuận Châu, phía Đông giáp huyện Mường La, phía Nam giáp huyện Mai Sơn Qu c lộ 6 đi qua thành ph , n i thành ph với thành ph Điện Biên Phủ và thành ph Hòa Bình

Hình 3.1 Địa điểm khu vực nghiên cứu

Địa hình:Nằm trong vùng có quá trình Karst hoá mạnh, địa hình của thành ph chia cắt phức tạp, núi đá cao xen lẫn đồi, thung lũng, lòng chảo Một s khu vực tương đ i bằng phẳng thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội, mở rộng chỉnh trang đô thị, sản xuất nông nghiệp, tập trung ở trung tâm phường nội thành, các xã Chiềng Ngần, xã Chiềng Xôm và phường Chiềng

Sinh Độ cao trung bình từ 700 - 800 m so với mực nước biển

Do đặc điểm kiến tạo địa chất với các đứt gãy điển hình, đã tạo cho thành ph nhiều dạng địa hình đặc trưng vùng núi, địa thế hiểm trở, cát cứ, nhiều đỉnh núi cao xen kẽ các hẻm sâu, mức độ chia cắt sâu và mạnh Diện

tích đất canh tác nhỏ hẹp, thế đất d c dưới 250 chiếm tỷ lệ thấp

Tóm lại, địa hình thành ph Sơn La nói chung rất d c, do đó độ d c lòng su i lớn, đó là một trong những điều kiện thuận lợi để phát sinh lũ quét

Ở những nơi có địa hình núi cao thường là nơi có lượng mưa lớn và phân hoá rất mạnh Qua khảo sát các khu vực bị lũ quét cho thấy: Các lưu vực đã xảy ra

lũ quét thường ở nơi có dạng đường cong l m, địa hình bị chia cắt dữ dội, sườn núi rất d c (>30%) Độ d c lòng su i ở phần đầu nguồn rất lớn, tạo điều kiện thuận lợi hình thành lũ quét Mặt cắt dọc su i nhiều nơi có điểm gãy mà sau điểm này là vùng thường bị lũ quét ác liệt Các lưu vực sinh lũ quét thường nhỏ (diện tích <500 km2

), su i bắt nguồn từ các đỉnh núi cao, sườn

d c được phủ bởi lớp đất đá có độ liên kết kém, dễ xói mòn, sụt lở Khi có

mưa lớn, lũ quét kéo theo nhiều vật rắn: đá, cát, sỏi, cây c i

b Điều kiện địa chất

Về địa chất, đất đá trong khu vực su i chia làm 2 phần:

Tầng phủ: dày 3-4m, thuộc hệ Đệ Tứ (Q4), thành phần đất là đất loại

sét và cát hạt mịn có nguồn g c aluvi, deluvi, có lẫn sạn sỏi mảnh dăm

Đá g c: đá vôi có màu xám xanh, xám trắng cấu tạo kh i, kiến trúc dải,

thuộc hệ tầng Đồng giao (T2đg), đá vôi khá cứng chắc

Tài liệu địa chất khoan thăm dò phục vụ thiết kế các công trình cho thấy nền địa chất tương đ i ổn định, cường độ chịu lực của đất tương đ i cao,

trong vùng chưa phát hiện các hiện tượng kiến tạo địa chất đặc biệt

Kết quả khảo sát nghiên cứu bằng các biện pháp khảo sát cho thấy địa tầng khu vực đầu m i bao gồm các lớp đất và đá g c theo thứ tự từ trên xu ng

dưới như sau:

Lớp 1: Đất đắp, đất lấp, đất thổ nhưỡng, bùn ruộng:

Lớp này nằm ngay trên bề mặt địa hình, gồm lớp đất đắp là sét pha màu xám nâu, xám ghi trạng thái dẻo cứng – nửa cứng, dăm sạn Lớp đất lấp sét pha màu xám nâu, xám vàng lẫn phế thải xây dựng Lớp đất thổ nhưỡng là sét pha màu xám nâu lẫn rễ cây, dăm sạn Lớp bùn ruộng là sét pha màu nâu,

xám nâu lẫn rễ cây

Lớp 2: Sét pha màu xám nâu, nâu gụ, xám xanh đ m đen, đôi chỗ lẫn

hữu cơ trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy

Lớp 3: Sét mầu xám nâu, nâu gụ, nâu vàng, nâu hồng, đôi chỗ lẫn hữu

cơ, trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy

Lớp 4: Cát hạt nhỏ mầu xám xanh, xám ghi, xám trắng, kết cấu chặt

vừa, lẫn sạn, cuội

Lớp 5: Sạn sỏi lẫn cát, cuội mầu xám xanh, xám trắng kết cấu chặt vừa

Lớp 6: Cuội sỏi lẫn cát, sạn mầu xám nâu, xám ghi, xám trắng kết cấu

cũng như diện phân b xem tại hình trụ h khoan

Lớp 8b: Đá vôi xám xanh, xám ghi, phong hóa nứt nẻ vừa, hang Karst phát triển, hang rỗng hoặc vật chất lấp nhét là sét, sét pha Cao độ nóc hang

cũng như diện phân b xem tại hình trụ h khoan

3.1.2 Điều kiện về khí hậu, khí tượng

Thành ph Sơn La nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt trong năm: Mùa đông lạnh trùng với mùa khô, kéo dài từ tháng 10

năm trước đến tháng 3 năm sau, lượng mưa chiếm 25% lượng mưa trung bình trong năm, hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc; mùa hè nóng trùng với mùa mưa, từ tháng 4 đến tháng 9, lượng mưa tập trung nhiều nhất vào

tháng 7, 8, 9

Nhiệt độ không khí trung bình 220C, cao nhất 390C, thấp nhất 0,80C; độ ẩm không khí trung bình 80%, thấp nhất 25%; tổng s giờ nắng 1986 giờ/năm; lượng

nước b c hơi bình quân 1.068 mm/năm và lượng mưa bình quân: 1.444 mm/năm

Trong những năm qua trên địa bàn thành ph mưa nhiều và thường gây

ra lũ quét, sạt lở; mùa khô ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng Ngoài ra một s khu vực còn bị ảnh hưởng của sương mu i từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau (trung bình 4 ngày/năm) Đây là những yếu t ảnh hưởng không

nhỏ đến đời s ng, sản xuất, đặc biệt là với sản xuất nông - lâm nghiệp

* Lượng mưa

Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí và pha loãng chất thải lỏng, nó kéo theo các hạt bụi và hòa tan một s chất độc hại trong không khí

rồi rơi xu ng đất, có khả năng gây ô nhiễm đất và ô nhiễm nước

Lượng mưa trên toàn khu vực được phân bổ theo 2 mùa: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tăng dần từ đầu mùa tới giữa mùa đạt tới cực đại vào tháng 7, tháng 8(tháng nhiều bão nhất trong vùng), mùa khô (ít

mưa) từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

* T c độ gió và hướng gió

Gió là yếu t khí tượng cơ bản có ảnh hưởng đến sự lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển T c độ gió càng cao thì chất ô nhiễm trong không khí càng lan tỏa xa nguồn ô nhiễm và nồng độ chất ô nhiễm càng được pha loãng bởi không khí sạch Ngược lại khi t c độ gió càng nhỏ hoặc không có gió thì chất ô nhiễm sẽ bao chùm xu ng mặt đất tại chân các nguồn thải làm cho nồng

độ chất gây ô nhiễm trong không khí xung quanh nguồn thải sẽ đạt giá trị lớn nhất Hướng gió thay đổi làm cho mức độ ô nhiễm và khu vực bị ô nhiễm cũng

thay đổi theo

Do ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa Đông Nam Á và địa hình nên hướng gió thay đổi theo mùa rõ rệt Mùa đông thịnh hành hướng gió Đông

Bắc hoặc hướng Bắc Mùa hạ chủ yếu là hướng gió Tây - Nam

Hướng gió nhìn chung nhỏ hơn so với vùng châu thổ Bắc Bộ từ 0,5 - 1 m/s Vì nằm trong nội địa vùng Đông Bắc nên khu vực hầu như không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão Còn gió mùa đông bắc đợt nào mạnh nhất thổi qua thì sức gió cũng chỉ tới cấp 3 - 4 Nhưng thời kỳ giao mùa (mùa thu, nhất

là mùa xuân) hay xuất hiện l c xoáy, giông t , mưa đá tại một s địa phương

với t c độ gió lên tới cấp 8 – 9 gây thiệt hại về người và tài sản

+ T c độ gió trung bình năm: 1,1 m/s

+ T c độ gió lớn nhất: 29 m/s

* Nắng và bức xạ mặt trời

Bức xạ mặt trời và nắng là yếu t quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chế

độ nhiệt trong vùng, qua đó ảnh hưởng đến quá trình phát tán cũng như biến đổi các chất ô nhiễm Chế độ nắng liên quan chặt chẽ với chế độ bức xạ và tình

trạng mây

- S giờ nắng trong ngày: 3 - 5 giờ/ngày

- S giờ nắng trung bình trong năm: 98,9 giờ

- S giờ nắng trung bình lớn nhất trong tháng: 159,3 giờ

- S giờ nắng trung bình nhỏ nhất trong tháng: 4,8 giờ

* Các dạng thời tiết đặc biệt

- Gió mùa Đông Bắc

Gió mùa Đông Bắc là những khí áp cao hình thành từ lục địa châu Á thổi qua Hoa Nam (Trung Qu c) vào miền Bắc nước ta theo hướng Đông Bắc

từ tháng 9 đến tháng 5 năm sau Giữa mùa đông lạnh s đợt gió mau hơn và sức gió mạnh hơn so với đầu mùa và cu i mùa Mỗi đợt gió mùa tràn về ảnh

hưởng tới thời tiết địa phương từ 3 tới 10 ngày

- Sương mu i

Thường vào tháng 12 và tháng 1 năm sau, khi kết thúc các đợt gió mùa Đông Bắc, trời nắng hanh, đêm không mây, lặng gió gây bức xạ mặt đất rất mạnh Nhiệt độ không khí hạ thấp nhanh có thể xu ng tới dưới 00C Hơi nước trong không khí giáp mặt đất ngưng kết dạng tinh thể mu i Sương mu i

có thể làm ngưng trệ quá trình trao đổi chất của thực vật

- Mây mù

Vào cu i mùa xuân (khoảng tháng 3 – 4) nhất là ở những thung lũng kín, sườn núi khuất gió hay có hiện tượng mây mù đặc biệt, tầm nhìn mắt

thường không quá 5m

3.1.3 Điều kiện thủy văn

Đặc điểm thuỷ văn khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các dòng

chảy sau:

- Su i Nậm La: Đây là dòng su i chính trong khu vực, bắt nguồn từ dãy núi Pác Mơ chảy theo hướng: Tây Nam - Đông Bắc qua địa phận thành ph

Sơn La, đổ ra su i Nậm Bú của huyện Mường La

- Su i nhỏ từ Chiềng Sinh: hướng chảy chính: Đông Nam- Tây Bắc đổ

về Nậm La tại khu vực nghiên cứu

- Lưu vực su i Nậm La nằm ở cao nguyên Sơn La – Nà Sản, có độ cao trung bình 886m , có địa hình bị chia cắt mạnh mẽ, diện tích ở cấp độ cao 500m-1000m chiếm tới 78,4%, độ d c lưu vực là 45,2%, diện tích thuộc cấp

độ d c > 8 độ chiếm tới 86,9% Phạm vi của lưu vực với diện tích 446,5 km2

(Niên giáng thông kê tỉnh Sơn La năm, 2016)

Nhìn chung độ cao lưu vực có xu hướng giảm từ Nam đến Bắc và hơi nghiêng về phía Đông Tuy nhiên xét về cục bộ thì độ thoải của lưu vực không đều đặn Trong lưu vực su i địa hình chủ yếu là đồi núi mấp mô kiểu bát úp, hoặc từng dải kiểu bát úp, đã tạo nên ở đây nhiều thung lũng khe, lạch

Từ trung lưu tới hạ lưu nhất là về tả ngạn su i Nậm La là cả một vùng đá vôi rộng lớn, tỉ lệ đá vôi chiếm tới 43,6% so với toàn bộ diện tích lưu vực, ở đó

có nhiều hang, h hút nước tạo lên những túi nước dưới đất ở vùng này