Nghiên cứu xác định đặc điểm nhiệt độ bề mặt lớp phủ huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình năm 2016 bằng phương pháp viễn thám nhiệt

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Hiệp
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Thạch
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám - GIS
• Đề tài: Nghiên cứu xác định đặc điểm nhiệt độ bề mặt lớp phủ huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình năm 2016 bằng phương pháp viễn thám nhiệt
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Cơ sở dữ liệu và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa của đề tài
• 0.5. Cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.1. Viễn thám hồng ngoại nhiệt: cơ sở khoa học và ứng dụng
• 1.2. Nguyên lý bức xạ nhiệt của vật chất
• 1.2.1. Nhiệt độ Kinetic và sự bức xạ nhiệt
• 1.2.2. Sự bức xạ của vật đen tuyệt đối
• 1.2.3. Sự phát xạ nhiệt từ các vật chất thực
• 1.3. Phân tích ảnh quét nhiệt
• 1.4. Đặc điểm một số tư liệu viễn thám nhiệt hiện nay
• 1.5. Ứng dụng của viễn thám hồng ngoại nhiệt
• 1.6. Nhiệt độ bề mặt đất (Land surface temperature - LST)
• 1.7. Phương pháp nghiên cứu
• 1.7.1. Phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt có tính độ phát xạ từ phương pháp NDVI
• 1.7.2. Phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR (Emissivity Normalization Method)
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG TỚI ĐẶC TÍNH NHIỆT CỦA HUYỆN CAO PHONG
• 2.1. Đặc điểm tự nhiên
• 2.1.1. Vị trí địa lí
• 2.1.2. Đặc điểm địa hình
• 2.1.3. Đặc điểm địa chất - địa mạo
• 2.1.4. Đặc điểm thổ nhưỡng
• 2.1.5. Đặc điểm khí hậu, thủy văn
• 2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 2.2.1. Đặc điểm dân cư - dân tộc
• 2.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 3. CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT, MỐI QUAN HỆ NHIỆT ĐỘ VỚI LỚP PHỦ HUYỆN CAO PHONG
• 3.1. Đánh giá hai phương pháp nghiên cứu: Phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR và Phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt có tính độ phát xạ từ phương pháp NDVI
• 3.2. Kết quả nghiên cứu phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt có tính độ phát xạ từ phương pháp NDVI (PP1)
• 3.3. Kết quả nghiên cứu phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR (PP2)
• 3.4. Đánh giá hai phương pháp trích lọc nhiệt độ bề mặt
• 3.5. Phân tích mối quan hệ nhiệt độ - lớp phủ
• 3.6. Xác định các khu vực “đảo nhiệt” huyện Cao Phong
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu nhiệt độ bề mặt lớp phủ huyện Cao Phong Hòa Bình 2016

Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt lớp phủ huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình năm 2016 bằng phương pháp viễn thám là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển đô thị. Nhiệt độ bề mặt đất (Land Surface Temperature - LST) có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như khí hậu, nông nghiệp và quản lý tài nguyên. Việc sử dụng công nghệ viễn thám giúp thu thập dữ liệu chính xác và chi tiết về nhiệt độ bề mặt trên diện rộng, từ đó hỗ trợ cho các nghiên cứu môi trường và quy hoạch đô thị.

1.1. Ý nghĩa của việc nghiên cứu nhiệt độ bề mặt

Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt giúp hiểu rõ hơn về các quá trình vật lý diễn ra trong đất và khí quyển. Nó cũng cung cấp thông tin quan trọng cho việc dự báo thời tiết, quản lý tài nguyên nước và nông nghiệp. Đặc biệt, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc theo dõi nhiệt độ bề mặt là cần thiết để đánh giá tác động của các hoạt động con người đến môi trường.

1.2. Phương pháp viễn thám trong nghiên cứu nhiệt độ bề mặt

Phương pháp viễn thám hồng ngoại nhiệt cho phép thu thập dữ liệu về nhiệt độ bề mặt từ vệ tinh. Các thiết bị như LANDSAT 8 cung cấp hình ảnh với độ phân giải cao, giúp xác định nhiệt độ bề mặt một cách chính xác. Việc sử dụng viễn thám giúp vượt qua những hạn chế của các trạm quan trắc mặt đất, đặc biệt trong các khu vực khó tiếp cận.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu nhiệt độ bề mặt huyện Cao Phong

Huyện Cao Phong, với sự phát triển nhanh chóng về đô thị hóa, đang đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến nhiệt độ bề mặt. Sự bê tông hóa và mất đi lớp phủ thực vật đã dẫn đến hiện tượng 'đảo nhiệt đô thị', làm tăng nhiệt độ bề mặt so với các vùng lân cận. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến sức khỏe cộng đồng và chất lượng cuộc sống.

2.1. Tác động của đô thị hóa đến nhiệt độ bề mặt

Đô thị hóa nhanh chóng tại huyện Cao Phong đã làm giảm diện tích lớp phủ thực vật, dẫn đến việc tăng nhiệt độ bề mặt. Các nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ bề mặt tại các khu vực đô thị thường cao hơn so với các khu vực nông thôn, gây ra nhiều vấn đề về môi trường và sức khỏe.

2.2. Hiện tượng đảo nhiệt đô thị và ảnh hưởng của nó

Hiện tượng đảo nhiệt đô thị là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại huyện Cao Phong. Nhiệt độ bề mặt cao hơn không chỉ gây khó khăn cho việc quản lý tài nguyên nước mà còn làm tăng nhu cầu năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và chất lượng cuộc sống.

III. Phương pháp nghiên cứu nhiệt độ bề mặt bằng viễn thám

Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt huyện Cao Phong được thực hiện thông qua hai phương pháp chính: phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt có tính độ phát xạ từ phương pháp NDVI và phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR. Cả hai phương pháp này đều sử dụng dữ liệu từ ảnh vệ tinh để tính toán nhiệt độ bề mặt một cách chính xác.

3.1. Phương pháp NDVI trong xác định nhiệt độ bề mặt

Phương pháp NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) được sử dụng để xác định nhiệt độ bề mặt dựa trên độ phát xạ của lớp phủ thực vật. Phương pháp này cho phép phân tích mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ thực vật, từ đó đưa ra những đánh giá chính xác về tình trạng môi trường.

3.2. Phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR

Phương pháp chuẩn hóa độ phát xạ NOR (Emissivity Normalization Method) giúp điều chỉnh các sai số trong quá trình tính toán nhiệt độ bề mặt. Phương pháp này đảm bảo rằng các yếu tố như độ ẩm và thành phần vật chất được tính đến, từ đó nâng cao độ chính xác của kết quả nghiên cứu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ bề mặt huyện Cao Phong có sự biến động lớn, đặc biệt là trong các khu vực đô thị. Việc phân tích mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ thực vật đã chỉ ra rằng sự giảm sút của lớp phủ thực vật dẫn đến tăng nhiệt độ bề mặt. Những kết quả này có thể được ứng dụng trong quy hoạch đô thị và quản lý tài nguyên.

4.1. Phân tích mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt có mối quan hệ chặt chẽ với lớp phủ thực vật. Các khu vực có lớp phủ thực vật dày thường có nhiệt độ bề mặt thấp hơn so với các khu vực ít cây xanh. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của lớp phủ thực vật trong việc điều hòa nhiệt độ môi trường.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong quy hoạch

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để đề xuất các giải pháp quy hoạch nhằm giảm thiểu hiện tượng đảo nhiệt đô thị. Việc tăng cường trồng cây xanh và bảo vệ lớp phủ thực vật sẽ giúp cải thiện nhiệt độ bề mặt, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt lớp phủ huyện Cao Phong đã cung cấp những thông tin quý giá về tình trạng môi trường tại khu vực này. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ thực vật mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực viễn thám và quản lý tài nguyên.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến động của nhiệt độ bề mặt tại huyện Cao Phong có liên quan mật thiết đến sự thay đổi của lớp phủ thực vật. Việc áp dụng các phương pháp viễn thám đã giúp thu thập dữ liệu chính xác và chi tiết về nhiệt độ bề mặt.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nhiệt độ bề mặt và lớp phủ thực vật. Việc áp dụng công nghệ viễn thám sẽ giúp nâng cao độ chính xác của các nghiên cứu và hỗ trợ cho công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên hiệu quả hơn.