Đang tải... (xem toàn văn)
Dữ liệu ảnh Landsat với các kênh nhiệt thu ảnh ở vùng sóng hồng ngoại là nguồn dữ liệu quan trọng và hiệu quả cho việc tính toán nhiệt độ bề mặt. Bên cạnh đó, từ kết quả của việc tính toán nhiệt độ bề mặt ta có thể ứng dụng vào một số nghiên cứu khác hay có thể kết hợp với các chỉ số môi trường khác để thành lập các loại bản đồ khác (bản đồ lớp phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất,…). Với những lý do đó, nhóm chúng em chọn đề tài: “ Ứng dụng viễn thám ” với mục tiêu thành lập bản đồ nhiệt bề mặt thị xã bến cát qua 2 năm để thấy được sự biến động đồng thời ứng dụng bản đồ nhiệt nghiên cứu và thành lập bản đồ biến động đất đô thị ở thị xã Bến Cát.
GVHD: Ths. Huỳnh Thị Kim Yến Nhóm 11: 1. Mai Thế Tâm 2. Lê Duy Khánh 3. Trịnh Ngọc Giang 4. Mai Văn Ngọt Bình Dương, ngày 24 tháng 04 năm 2015 ỨNG DỤNG VIỄN THÁM NHIỆT THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ THỊ XÃ BẾN CÁT NĂM 2002-2014 Đề tài BÀI TIỂU LUẬN VIỄN THÁM ỨNG DỤNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG LỚP D12MT02 MỤC LỤC 2 DANH MUC BẢNG 3 DANH MỤC HÌNH 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Mở đầu Nhiệt độ bề mặt đất là một thông số quan trọng trong nghiên cứu hiện trạng môi trường, đặc biệt với môi trường đô thị. Các quan trắc mặt đất chỉ phản ánh được nhiệt độ cục bộ xung quanh trạm đo mà trên thực tế ta không thể thiết lập được hệ thống trạm quan trắc với mật độ dày đặc, liên tục theo thời gian. Với dữ liệu viễn thám có độ phân giải không gian, thời gian cao ta có thể giám sát một cách chi tiết, liên tục hiện trạng và sự thay đổi nhiệt độ tại một khu vực nghiên cứu. Bình Dương là một trong số những thành phố lớn của nước ta, là một tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế cao, tốc độ công nghiệp hóa – hiện đại hóa cao. Đó cũng là nguyên nhân làm cho nhiệt độ bề mặt của thành phố, đặc biệt là vùng trung tâm nội thành, nơi tập trung nhiều khu dân cư, khu công nghiệp,… Dữ liệu ảnh Landsat với các kênh nhiệt thu ảnh ở vùng sóng hồng ngoại là nguồn dữ liệu quan trọng và hiệu quả cho việc tính toán nhiệt độ bề mặt. Bên cạnh đó, từ kết quả của việc tính toán nhiệt độ bề mặt ta có thể ứng dụng vào một số nghiên cứu khác hay có thể kết hợp với các chỉ số môi trường khác để thành lập các loại bản đồ khác (bản đồ lớp phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất,…). Với những lý do đó, nhóm chúng em chọn đề tài: “ Ứng dụng viễn thám ” với mục tiêu thành lập bản đồ nhiệt bề mặt thị xã bến cát qua 2 năm để thấy được sự biến động đồng thời ứng dụng bản đồ nhiệt nghiên cứu và thành lập bản đồ biến động đất đô thị ở thị xã Bến Cát. 1.2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2.1. Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước 1.2.1.1. Nghiên cứu trong nước: Hiện nay, việc ứng dụng viễn thám vào các công trình nghiên cứu, các dự án đã được sử dụng rất nhiều. Đã có nhiều công trình khoa học và các ứng dụng công nghệ GIS và 5 Viễn thám của các bộ ngành, viện nghiên cứu, trường đại học vào trong lĩnh vực theo dõi đánh giá diễn biến tài nguyên để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên. “Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân bố nhiệt độ thấp ở Lai Châu bằng công nghệ viễn thám và GIS” Luận văn thạc sĩ của Trần Thị Tâm- ĐH Khoa Học Tự Nhiên (ĐHQG). Trong nghiên cứu này tác giả đã sử dụng phần mềm ENVI xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt của tỉnh Lai Châu kết hợp với nhiệt độ không khí thấp được quan trắc tại các trạm khí tượng và giá trị LST được nội suy từ ảnh viễn thám, để tính toán nhiệt độ không khí tối thấp từ giá trị LST. Từ đó đưa ra được bộ dữ liệu nhiệt độ thấp với độ phân giải cao, để hỗ trợ xây dựng các bản đồ đặc trưng nhiệt độ thấp nhằm giải quyết vấn đề chuyển đổi canh tác cây trồng, góp phần cải thiện kinh tế địa phương. “Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất thành phố Đà Nẵng từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 7 ETM+” của Trần Thị Ân, Nguyễn Thị Diệu, Trương Minh Phước tại Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2011. Trong nghiên cứu này các tác giả sử dụng các băng tần nhiệt của Landsat 7 ETM + hình ảnh trong các bước sóng của tia hồng ngoại gần để tính toán được nhiệt độ bề mặt của thành phố Đà Nẵng. Từ kết quả đó phục vụ cho quản lý môi trường và tài nguyên thiên nhiên, cùng với việc đánh giá các ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu nhiệt độ, đó là mục tiêu của nghiên cứu này. Kết quả cho thấy các khu đô thị với cường độ cao của nhà ở, phương tiện vận chuyển, các tòa nhà, có nhiệt độ cao hơn so với các vùng khác, dẫn đến sự "nhiệt đảo có hiệu lực". Đây là một vấn đề môi trường lớn tại nhiều thành phố lớn, trong đó nhiệt độ của các đô thị tăng liên tục cùng với việc đô thị hóa và công nghiệptruowfngNghieen cứu này chỉ ra sự phân bố của nhiệt độ bề mặt ở thành phố Đà Nẵng, giúp cho việc tìm kiếm các phương pháp để giảm thiểu vấn đề môi trường này. 1.2.1.2. Nghiên cứu ngoài nước Công nghệ viễn thám đã được ứng dụng rộng rãi trên các nước trên thế giới từ rất lâu. Các nhà nghiên cứu trên thế giới đã ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý tài nguyên thiên nhiên, thành lập các bản đồ nhiệt phục vụ cho các nhu cầu khác nhau. 6 "Remote sensing of the urban heat island effect across biomes in the continental USA" Marc L. Imhoff , Ping Zhang, Robert E.Wolfe, Lahouari Bounoua. Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã sử dụng ảnh Landsat TM để đánh giá và tính toán nhiệt độ bề mặt của các đô thị tại Mỹ và mối quan hệ của nó với sự phát triển và kích thước của các quần xã sinh vât tại các đô thị lớn tại Mỹ. "Assessment of Urban Heat Island Using Remotely Sensed Imagery over Greater Cairo, Egypt" Khaled Abutaleb, Adeline Ngie, Ahmed Darwish, Mahmoud Ahmed, Sayed Arafat, Fathi Ahmed. Trong nghiên cứu này các tác giả đã sử dụng ảnh Landsat TM cùng với các thuật toán mono để nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ tại thành phố Cairo, Ai Cập. Nhiệt độ thay đổi tại các khu vực này dẫn đến sự ảnh hưởng tới sức khỏe của người dân sống tại khu vực này. Sau khi tiến hành nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ các tác giả đã đi đến kết luận rằng việc mở rộng các khu đô thị tại thành phố Cairo là nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng bức xạ nhiệt của mặt đất. 1.2.2. Đối tượng nghiên cứu Nhiệt độ bề mặt của thị xã Bến Cát (Bình Dương). 1.2.3. Khu vực nghiên cứu 1.2.3.1. Vị trí địa lý Hình 1.1. Hành chính thị xã Bến Cát 7 Thị xã Bến Cát thuộc tỉnh Bình Dương, nằm trong khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam (TP. Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Vũng Tàu, ) trung tâm thị xã cách Thành phố Thủ Dầu Một khoảng 20 km. Tổng diện tích của thị xã Bến Cát là 234.4422 km 2 . Thị xã có 2 tuyến đường chính là đường Quốc lộ 13 và tỉnh lộ DT744 theo hướng Tây Bắc đi huyện Dầu Tiếng và tỉnh Tây Ninh. Bến Cát nằm ở trung tâm tỉnh Bình Dương, với: + Phía bắc: giáp với huyện Bàu Bàng, + Phía tây: giáp huyện Dầu Tiếng, + Phía đông: giáp huyện Phú Giáo và huyện Tân Uyên, + Phía nam: giáp TP. Thủ Dầu Một (Bình Dương) và huyện Củ Chi (TP. Hồ Chí Minh). 1.2.3.2. Điều kiện tự nhiên a. Địa hình: Vùng đất Bến Cát của tỉnh Bình Dương tương đối bằng phẳng, thấp dần từ bắc xuống nam. Nhìn tổng quát, thị xã Bến Cát có nhiều vùng địa hình khác nhau: vùng địa hình núi thấp có lượn sóng yếu, vùng có địa hình bằng phẳng, vùng thung lũng bãi bồi Các quy luật tự nhiên tác động lên vùng đất này tạo nên nhiều dạng địa mạo khác nhau: có vùng bị bào mòn, có vùng tích tụ (do có sự lắng đọng của các vật liệu xâm thực theo dòng chảy), có vùng vừa bị bào mòn, vừa tích tụ và lắng đọng. Nguyên nhân chủ yếu là do nước mưa và dòng chảy tác động trên mặt đất, cộng với sự tác động của sức gió, nhiệt độ, khí hậu, sự sạt lở và sụp trượt vì trọng lực của nền địa chất. Các sự tác động này diễn ra lâu dài hàng triệu năm b. Khí hậu: 8 Khí hậu Bến Cát mang những đặc điểm đặc trưng của khu vực nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5- tháng 11, mùa khô từ tháng 12-tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng năm tương đối cao từ 1.800 - 2.000mm với số ngày có mưa là 120 ngày. Tháng mưa nhiều nhất là tháng 9, trung bình 335mm, năm cao nhất có khi lên đến 500mm, tháng ít mưa nhất là tháng 1, trung bình dưới 50mm và nhiều năm trong tháng này không có mưa. Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,5 °C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 29 °C (tháng 4), tháng thấp nhất 24 °C (tháng 1). Tổng nhiệt độ hoạt động hàng năm khoảng 9.500 - 10.000 °C, số giờ nắng trung bình 2.400 giờ, có năm lên tới 2.700 giờ. Độ ẩm trong không khí tương đối cao, trung bình 80-90% và biến đổi theo mùa. Độ ẩm được mang lại chủ yếu do gió mùa Tây Nam trong mùa mưa, do đó độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa. Giống như nhiệt độ không khí, độ ẩm trong năm ít biến động. Đất đai Bến Cát rất đa dạng và phong phú về chủng loại. Các loại đất như đất xám trên phù sa cổ, nằm trên các vùng đồi thấp thoải xuống, một ít chạy dọc quốc lộ 13. Đất phù sa Glây (đất dốc tụ), chủ yếu là đất dốc tụ trên phù sa cổ nằm rải rác tại những vùng trũng ven sông rạch, suối. 1.2.3.3. Điều kiện kinh tế - xã hội a. Dân số Dân số của Bến Cát là 203.420 người, mật độ dân số là 868 người/km 2 năm 2013. b. Kinh tế - xã hội Thị có trữ lượng lớn khoáng sản phi kim loại như cao lanh, đất sét, đất làm gạch ngói, sỏi đỏ. Nguồn nước mặt và nước ngầm phong phú với 2 con sông Sài Gòn và sông Thị Tính chảy qua địa bàn thị xã. Hệ thống giao thông đường thuỷ, đường bộ phát triển nối liền các tỉnh trong vùng và thành phố Hồ Chí Minh. Bến Cát còn có tiềm năng lớn về đất đai để phát triển trồng 9 trọt các loại câycông nghiệp, cây ăn trái và quy hoạch xây dựng các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, là tiền đề thuận lợi để phát triển sản xuất công nghiệp. Tình hình kinh tế chung trong năm qua gặp nhiều khó khăn, tác động lớn đến chỉ số tiêu dùng, kim ngạch xuất khẩu, ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của các thành phần kinh tế tuy vậy năm 2012 huyện vẫn tăng trưởng kinh tế ở mức cao, thu hút đầu tư nước ngoài tăng gấp 3 lần so với năm 2011 Tổng giá trị sản xuất năm qua đạt gần 50.000 tỷ đồng, tăng 17,5% so với năm 2011. Nhờ chuẩn bị tốt cơ sở hạ tầng nên hiện 8 KCN trên địa bàn huyện với tổng diện tích 4.086 ha đang từng bước được lấp đầy. Năm qua, toàn huyện thu hút 6 dự án FDI với tổng vốn đầu tư đăng ký trên 71 triệu USD, nâng tổng số dự án FDI trên địa bàn huyện lên 425 dự án với tổng vốn đăng ký 4,6 tỷ USD Trong lĩnh vực thương mại dịch vụ trong năm qua cũng đạt trên 4.000 tỷ đồng. Trong năm, huyện cấp thêm 1.480 giấy chứng nhận hộ kinh doanh cá thể với vốn đăng ký là 372 tỷ đồng, nâng tổng số hộ kinh doanh cá thể lên gần 17.000 hộ với vốn đăng ký trên 2.000 tỷ đồng. 1.2.4. Mục tiêu đề tài Lập bản đồ nhiệt của thị xã Bến Cát năm 2002 và năm 2014. Xây dựng sơ đồ phân tán giữa nhiệt độ và chỉ số thực vật (NDVI) nhằm phân loại đối tượng để thành lập bản đồ phân loại. Thành lập bản đồ biến động đất đô thị từ năm 2002-2014 của thị xã Bến Cát. 1.2.5. Các phương pháp thực hiện 1.2.5.1. Phương pháp thu thập số liệu Thu thập dữ liệu ảnh Landsat 8 vào tháng 03 năm 2014 và ảnh Landsat 7 vào tháng 03 năm 2002 tại vùng cần nghiên cứu. 10 [...]... LẬP BẢN ĐỒ NHIỆT TRONG HAI NĂM 2002 VÀ 2014 2.1 Sơ đồ thực hiện thành lập bản đồ nhiệt trong hai năm 2002 và 2014 Hình 2.1 Sơ đồ thực hiện thành lập bản đồ nhiệt 15 2.2 Thuyết minh sơ đồ 2.2.1 Tải ảnh viễn thám Tải ảnh Landsat 7 của tỉnh Bình Dương vào 4h25’ +7h 16 tháng 3 năm 2002 có độ phân giải 30 x 30m Tải ảnh Landsat 8 của tỉnh Bình Dương vào 6h15’ +7h 26 tháng 3 năm 2014 có độ phân giải 30 x 30m... độ và màu -> Apply + Tại của sổ Display 1 chọn Overlay -> Annotation -> object -> map key -> Chú thích màu tương ứng với màu tại Density slice Hình 2.12 Bản đồ nhiệt Bến Cát tháng 3 /2002 31 Hình 2.13 Bản đồ nhiệt tháng 3 /2014 2.2.7 Thành lập bản đồ phân loại - So sánh tương quan giữa NDVI và nhiệt độ Bước 1: Tool -> 2D Scatter -> hiện ra hộp thoại Scatter plot band choise 32 Bước 2: Bên Choose Band