I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài
Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc xây dựng quy trình giám sát môi trường nước mặt Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A. Nước mặt là yếu tố quan trọng trong đời sống và kinh tế, nhưng tình trạng ô nhiễm đang gia tăng do đô thị hóa và phát triển công nghiệp. Hà Nội, với tốc độ đô thị hóa nhanh, đối mặt với nhiều thách thức về chất lượng nước mặt. Các phương pháp truyền thống giám sát nước mặt có hạn chế về phạm vi và chi phí. Công nghệ viễn thám từ vệ tinh VNREDSat-1A mang lại giải pháp hiệu quả, tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời cung cấp dữ liệu toàn diện hơn.
1.1. Tình trạng ô nhiễm nước mặt tại Hà Nội
Nước mặt Hà Nội bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt, công nghiệp, y tế và nông nghiệp. Các sông, hồ trong thành phố trở thành nơi chứa rác thải và nước thải, gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe người dân. Báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2012 chỉ ra rằng ô nhiễm nước mặt là nguyên nhân chính gây ra các bệnh về da, mắt và đường ruột.
1.2. Ưu điểm của công nghệ viễn thám
Công nghệ viễn thám từ ảnh vệ tinh VNREDSat-1A cho phép giám sát diện rộng, tiết kiệm thời gian và chi phí. Các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng dữ liệu viễn thám để đánh giá các thông số chất lượng nước như TSS, BOD, COD. VNREDSat-1A, vệ tinh đầu tiên của Việt Nam, cung cấp dữ liệu phong phú, hỗ trợ nghiên cứu và giám sát môi trường.
II. Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu
Luận án đề xuất quy trình giám sát môi trường nước mặt dựa trên dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A. Phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích phổ phản xạ của nước, xử lý ảnh vệ tinh và xây dựng mô hình hồi quy giữa dữ liệu viễn thám và kết quả đo thực địa. Quy trình này được thiết kế để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong việc đánh giá chất lượng nước mặt.
2.1. Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh
Quy trình giám sát bao gồm các bước hiệu chỉnh khí quyển và hình học ảnh vệ tinh. Hiệu chỉnh khí quyển giúp loại bỏ ảnh hưởng của khí quyển lên dữ liệu ảnh, trong khi hiệu chỉnh hình học đảm bảo độ chính xác về vị trí. Các phương pháp này được áp dụng để tăng độ tin cậy của dữ liệu viễn thám.
2.2. Xây dựng mô hình hồi quy
Mô hình hồi quy được xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa phổ phản xạ từ ảnh vệ tinh VNREDSat-1A và các thông số chất lượng nước đo thực địa. Các thông số như độ đục, TSS, COD và BOD được phân tích để thiết lập hàm quan hệ, giúp dự đoán chất lượng nước từ dữ liệu viễn thám.
III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Luận án đã áp dụng quy trình giám sát để đánh giá chất lượng nước mặt Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A. Kết quả cho thấy mô hình hồi quy có độ chính xác cao, giúp xác định các vùng ô nhiễm nước mặt một cách hiệu quả. Quy trình này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong giám sát môi trường nước tại các đô thị lớn.
3.1. Đánh giá chất lượng nước mặt tại Hà Nội
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các khu vực hồ và sông Hồng tại Hà Nội có mức độ ô nhiễm khác nhau. Các thông số như độ đục và TSS được xác định chính xác từ dữ liệu viễn thám, giúp đánh giá toàn diện chất lượng nước mặt.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Quy trình giám sát từ ảnh vệ tinh VNREDSat-1A có thể được áp dụng để giám sát chất lượng nước mặt tại các thành phố khác. Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời cung cấp dữ liệu toàn diện cho các nhà quản lý môi trường.
