Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên tự nhiên cơ bản giữ vai trò duy trì sự sống và các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của con người. Quá trình gia tăng dân số nhanh chóng kéo theo sự mở rộng mật độ dân cư, hình thành các khu công nghiệp tập trung và thúc đẩy các hoạt động xây dựng hạ tầng. Những áp lực này là nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự biến đổi mạnh mẽ của lớp phủ bề mặt đất (Land-Cover Change - LCC), đặc biệt tại các đô thị có tốc độ phát triển cao. Thành phố Đài Bắc (Đài Loan) là trung tâm công nghiệp và thương mại lớn nhất tại Đài Loan, với quy mô dân số năm 2010 đạt 2.618.772 người, tăng 11.344 người so với năm 2009. Sự gia tăng dân số cùng tiến trình mở rộng không gian đô thị ra các vùng ngoại ô đã làm thay đổi sâu sắc cơ cấu sử dụng đất, thu hẹp diện tích thảm thực vật tự nhiên và tác động trực tiếp đến môi trường nhiệt vi khí hậu của khu vực.

Việc ứng dụng công nghệ viễn thám (Remote Sensing - RS) và Hệ thống Thông tin Địa lý (Geographic Information System - GIS) cho phép quan trắc, phân tích và thành lập bản đồ biến động lớp phủ đất với độ chính xác cao, rút ngắn thời gian xử lý so với các phương pháp đo đạc truyền thống, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ quản lý môi trường đô thị. Khóa luận tốt nghiệp cử nhân ngành Khoa học và Quản trị Môi trường của tác giả Nguyễn Hương Giang (Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên), được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Tang-Huang Lin, PGS. Chung-Pai Chang (Đại học Trung ương Quốc gia Đài Loan - NCU) và PGS. Đỗ Anh Tài (Đại học Thái Nguyên) tại Trung tâm Nghiên cứu Không gian và Viễn thám (CSRSR, NCU), tập trung giải quyết bài toán giám sát biến động lớp phủ đất và sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đất tại thành phố Đài Bắc giai đoạn 2004 – 2014.

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của đề tài là xây dựng bản đồ lớp phủ đất nhằm giám sát biến động lớp phủ với trọng tâm là sự mở rộng đô thị thành phố Đài Bắc giai đoạn 2004 – 2014. Các mục tiêu cụ thể gồm có:

  1. Thành lập bản đồ lớp phủ đất thành phố Đài Bắc cho các năm 2004 và 2014.
  2. Phát hiện và phân tích các biến động lớp phủ đất (LCC) của thành phố Đài Bắc trong giai đoạn 2004 – 2014.
  3. Xây dựng bản đồ nhiệt độ sáng bề mặt đất (Land Surface Brightness Temperature - LSBT) cho các năm 2004 và 2014 nhằm đánh giá hiện trạng môi trường nhiệt đô thị.

Các nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu đặt ra:

  1. Thu thập đầy đủ dữ liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và dữ liệu không gian của khu vực nghiên cứu.
  2. Xử lý dữ liệu ảnh vệ tinh và phân loại các kiểu lớp phủ đất.
  3. Đánh giá độ chính xác của bản đồ phân loại lớp phủ đất giai đoạn 2004 – 2014.
  4. Đánh giá tác động của sự phân bố biến động lớp phủ đất đến sự biến đổi nhiệt độ sáng bề mặt.
  5. Sử dụng thành thạo hai phần mềm chuyên dụng ENVI và ArcGIS để xử lý ảnh số, phân tích không gian và biên tập bản đồ chuyên đề.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Bản đồ biến động lớp phủ đất và nhiệt độ sáng bề mặt đất thành phố Đài Bắc các năm 2004 và 2014.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ phạm vi ranh giới hành chính thành phố Đài Bắc, Đài Loan (nằm trọn trong khung cảnh ảnh Landsat Path 117, Row 43).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện trong thời gian 3 tháng (từ ngày 20/03/2015 đến ngày 29/06/2015), nghiên cứu chuỗi dữ liệu biến động không gian trong khoảng thời gian 10 năm (2004 – 2014).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng lý thuyết dựa trên các khái niệm chuẩn hóa quốc tế về lớp phủ đất, hệ thống phân loại lớp phủ đất và nguyên lý thu nhận tín hiệu viễn thám:

  • Khái niệm lớp phủ đất (Land cover) và biến động lớp phủ (Land-cover change) theo Ellis et al.: Lớp phủ đất là trạng thái vật lý và sinh học bao phủ bề mặt trái đất (mặt nước, thực vật, đất trống, công trình nhân tạo). Biến động lớp phủ là sự biến đổi của bề mặt đất do con người nhằm phục vụ các mục đích phát triển.
  • Hệ thống phân loại lớp phủ đất: Khóa luận kế thừa Hệ thống Phân loại Lớp phủ Đất (LCCS) và sơ đồ phân loại của Anderson (1976), điều chỉnh thành sơ đồ 3 lớp chính phù hợp với độ phân giải của dữ liệu ảnh:
    1. Công trình xây dựng (Building): Khu dân cư, thương mại, công nghiệp, hạ tầng giao thông và khu vui chơi giải trí (thể hiện bằng màu hồng).
    2. Thảm thực vật (Vegetation): Rừng rụng lá, rừng thường xanh, rừng hỗn giao, đất trồng trọt, đồng cỏ và đất trống (thể hiện bằng màu xanh lá cây).
    3. Mặt nước (Water bodies): Sông ngòi, hồ chứa, ao đầm và các vùng nước đọng (thể hiện bằng màu xanh lam).
  • Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Cấu trúc 5 thành phần (phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người, phương pháp). Khóa luận sử dụng phần mềm ArcGIS của ESRI gồm ba ứng dụng chính: ArcCatalog (quản lý cơ sở dữ liệu địa lý Geodatabase, thiết lập hệ tọa độ), ArcMap (hiển thị, truy vấn, phân tích không gian và biên tập bản đồ) và ArcToolbox (công cụ chuyển đổi, quản lý và xử lý dữ liệu).
  • Công nghệ viễn thám và phần mềm xử lý ảnh số ENVI: Sử dụng phần mềm ENVI xây dựng trên nền tảng ngôn ngữ IDL để xử lý đa phổ và dữ liệu ảnh nhiệt.
  • Cơ sở lý thuyết nhiệt độ sáng bề mặt (Brightness Temperature): Bức xạ vi sóng và hồng ngoại nhiệt phát xạ từ bề mặt truyền qua khí quyển đến cảm biến vệ tinh, được biểu thị tương đương với nhiệt độ của vật đen tuyệt đối.

Nguồn dữ liệu sử dụng: Dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và nhiệt đa thời gian được tải từ cơ sở dữ liệu mở của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS Earth Explorer), gồm hai cảnh ảnh:

  • Cảnh ảnh Landsat 5 TM: Mã LT51170432004194BKT02, ngày chụp 12/07/2004, độ phủ mây 1,56%, chất lượng ảnh 7/10.
  • Cảnh ảnh Landsat 8 OLI/TIRS: Mã LC81170432014237LGN00, ngày chụp 25/08/2014, độ phủ mây 7,00%, chất lượng ảnh 9/10.

Quy trình và phương pháp nghiên cứu thực hiện qua hai nhánh xử lý chính:

  1. Quy trình thành lập bản đồ biến động lớp phủ đất (LULCC):
  • Tiền xử lý ảnh (Image Preprocessing):
    • Ghép dải phổ (Layer Stacking): Ghép các kênh phổ có độ phân giải không gian 30m thành ảnh đa phổ tổng hợp. Ảnh Landsat 5 TM ghép các kênh 1, 2, 3, 4, 5, 7; ảnh Landsat 8 ghép các kênh 2, 3, 4, 5, 6, 7.
    • Nắn chỉnh hình học (Geometric Correction): Hiệu chỉnh sai số hình học qua các mức đăng ký ảnh (Registration), nắn chỉnh tọa độ (Rectification/Geo-referencing), mã hóa địa lý (Geocoding) và trực giao hóa (Orthorectification) để khớp với hệ tọa độ bản đồ.
    • Cắt ảnh theo vùng nghiên cứu (Subset Data via ROI): Dùng đa giác ranh giới thành phố Đài Bắc để cắt nhỏ dữ liệu trong ENVI, gán giá trị 1 cho điểm ảnh thuộc khu vực nghiên cứu và mặt nạ giá trị 0 cho khu vực bên ngoài.
  • Phân loại ảnh (Image Classification): Áp dụng phương pháp phân loại có kiểm định (Supervised Classification) với thuật toán Xác suất cực đại (Maximum Likelihood Algorithm) dựa trên giả định thống kê mẫu luyện của từng lớp tuân theo phân phối chuẩn Gaussian đa biến.
  • Xử lý sau phân loại (Post-classification): Áp dụng bộ lọc trung vị (Median Filter) kích thước cửa sổ 3x3 trong công cụ Convolution and Morphology của ENVI nhằm làm mịn ranh giới và loại bỏ nhiễu "muối tiêu" (salt-and-pepper noise).
  • Đánh giá độ chính xác (Accuracy Assessment): Xây dựng ma trận sai số (Confusion/Error Matrix) để tính toán độ chính xác nhà sản xuất (Producer's Accuracy - PA), độ chính xác người dùng (User's Accuracy - UA), độ chính xác tổng thể (Overall Accuracy - OA) và hệ số Kappa theo thang phân loại Landis & Koch (1977).
  • Phát hiện biến động (Change Detection): Sử dụng thuật toán so sánh sau phân loại (Post-classification comparison) và công cụ chồng xếp bản đồ (Overlay) để xác định chuyển dịch diện tích giữa các trạng thái lớp phủ giai đoạn 2004 – 2014.
  1. Quy trình thành lập bản đồ nhiệt độ sáng bề mặt (LSBT): Sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt (Band 6 của Landsat 5 TM; Band 10 và Band 11 của Landsat 8 TIRS) thực hiện qua các bước:
  • Chuyển đổi giá trị số Digital Number (DN) sang bức xạ phổ tại đỉnh khí quyển ($L_\lambda$ theo đơn vị $\text{W}/(\text{m}^2\cdot\text{sr}\cdot\mu\text{m})$) theo công thức của Chander & Markham (2003): $$L_\lambda = M_L \cdot Q_{cal} + A_L$$ Trong đó: $M_L$ là hệ số nhân tỷ lệ phổ, $A_L$ là hệ số cộng tỷ lệ phổ trích xuất từ siêu dữ liệu (metadata), $Q_{cal}$ là giá trị số điểm ảnh (DN).
  • Chuyển đổi bức xạ phổ sang nhiệt độ sáng cảm biến (At-Satellite Brightness Temperature $T$ theo đơn vị Kelvin): $$T = \frac{K_2}{\ln\left(\frac{K_1}{L_\lambda} + 1\right)}$$ Trong đó: $K_1, K_2$ là các hằng số hiệu chuẩn nhiệt cụ thể của từng bộ cảm biến.
  • Chuyển đổi nhiệt độ từ đơn vị Kelvin sang độ Celsius ($T_{^\circ\text{C}}$): $$T_{^\circ\text{C}} = T - 273$$

Nội dung chính theo từng chương

Tổng quan tài liệu nghiên cứu biến động lớp phủ đất và viễn thám

Chương này tổng kết các công trình nghiên cứu viễn thám và GIS trên thế giới và tại Việt Nam. Trên thế giới, tác giả điểm qua nghiên cứu của T. Lakshmi Prasad & G. Sreenivasulu (2014) tại Ấn Độ về sử dụng ảnh IRS-P6 LISS-III; nghiên cứu của Simon Foteck Fonji & Gregory N. Taff (2013) tại Latvia tích hợp dữ liệu nhân khẩu và ảnh Landsat TM giai đoạn 1992 – 2007; nghiên cứu của Selçuk Reis tại Thổ Nhĩ Kỳ phân tích biến động lớp phủ đất theo độ dốc và độ cao; nghiên cứu của James R. Anderson et al. (1976) thiết lập chuẩn phân loại lớp phủ đất; nghiên cứu của Bikash Basnet & Anthony Vodacek tại Trung Phi xử lý ảnh Landsat vùng nhiều mây và địa hình núi phức tạp. Tại Việt Nam, tác giả tổng hợp các nghiên cứu ứng dụng ảnh Landsat, SPOT và MODIS của Nguyễn Ngọc Phi (2009) tại TP. Vinh, Nguyễn Thị Thu Hiền (2013) tại Tiên Yên (Quảng Ninh), Trần Quốc Vinh (2009) tại Tam Nông (Phú Thọ), Nguyễn Đình Dương (2006) phân loại lớp phủ toàn quốc bằng ảnh MODIS 32 ngày, và Nguyễn Đình Dương cùng cộng sự (2005) giám sát rừng tại Tánh Linh (Bình Thuận) bằng chỉ số NDVI kết hợp TRRI.

Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

Chương này mô tả đặc điểm địa lý tự nhiên và bối cảnh phát triển của thành phố Đài Bắc. Nằm ở mũi phía Bắc của đảo Đài Loan và là vùng đất bao quanh bởi thành phố Tân Bắc (New Taipei City), Đài Bắc có tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa cao. Dân số tăng nhanh cùng sự mở rộng của các khu công nghiệp, thương mại và hạ tầng giao thông tạo áp lực lớn lên quỹ đất và môi trường nhiệt. Bê tông hóa mái nhà và mặt đường nhựa làm tăng phản xạ nhiệt, kết hợp cùng suy giảm diện tích rừng là nguyên nhân trực tiếp làm tăng nhiệt độ sáng bề mặt và nhiệt độ không khí đô thị.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này trình bày chi tiết thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh Landsat 5 TM và Landsat 8 LDCM/OLI/TIRS, hệ số hiệu chỉnh nhiệt ($K_1, K_2$), các hệ số nhân và cộng bức xạ ($M_L, A_L$). Trình bày tuần tự các bước thuật toán thực thi trong ENVI và ArcGIS: ghép tổ hợp màu thực và màu giả (Băng 4-3-2 cho Landsat 5 TM; Băng 5-4-3 cho Landsat 8 OLI), nắn chỉnh hình học, cắt ảnh ROI, phân loại Maximum Likelihood, lọc nhiễu 3x3, đánh giá ma trận sai số và các bước chuyển đổi phương trình nhiệt lượng viễn thám.

Kết quả phân loại, đánh giá độ chính xác và phân tích biến động lớp phủ đất giai đoạn 2004 – 2014

Chương này trình bày số liệu phân loại và kiểm định chất lượng bản đồ:

  • Kiểm định độ chính xác phân loại: Độ chính xác tổng thể (Overall Accuracy) của cả hai năm 2004 và 2014 đạt 94,4%, với hệ số Kappa đạt mức tin cậy cao; độ chính xác nhà sản xuất (Producer's Accuracy) đạt từ 89,4%, độ chính xác người dùng (User's Accuracy) đạt từ 85%.
  • Hiện trạng lớp phủ năm 2004 và năm 2014: Phản ánh tỷ lệ diện tích của 3 nhóm đối tượng Đất xây dựng, Thảm thực vật và Mặt nước.
  • Kết quả biến động giai đoạn 2004 – 2014: Diện tích đất xây dựng gia tăng mạnh mẽ trong khi diện tích thảm thực vật bị suy giảm đáng kể. Cụ thể, diện tích đất xây dựng tăng thêm 4.995 ha (tương ứng tăng 18,39% tổng diện tích toàn thành phố), trong khi diện tích thảm thực vật giảm 5.075 ha. Phân tích chuyển dịch pixel cho thấy có 2.883 ha (chiếm 10,61% tổng diện tích) chuyển đổi trực tiếp từ thảm thực vật sang đất công trình xây dựng.

Thành lập bản đồ nhiệt độ sáng bề mặt (LSBT) và đánh giá tác động môi trường

Chương này công bố kết quả tính toán nhiệt độ sáng bề mặt từ các kênh hồng ngoại nhiệt vệ tinh Landsat. Phân tích không gian nhiệt độ sáng bề mặt chỉ ra mối tương quan chặt chẽ với các kiểu lớp phủ đất:

  • Nhiệt độ sáng bề mặt (LSBT) trung bình của thành phố Đài Bắc tăng 3,69°C từ năm 2004 đến năm 2014.
  • Sự phân bố không gian của các vùng có nhiệt độ cao trùng khớp với các khu vực tập trung mật độ cao công trình xây dựng, khu công nghiệp và đầu mối giao thông, trong khi các khu vực thảm thực vật và mặt nước duy trì nền nhiệt thấp hơn rõ rệt.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng hóa quá trình đô thị hóa và tác động vi khí hậu nhiệt tại thành phố Đài Bắc trong giai đoạn 10 năm (2004 – 2014) thông qua các số liệu thống kê trích xuất từ ảnh vệ tinh:

Chỉ số / Đối tượng phân tích Năm 2004 Năm 2014 Biến động giai đoạn 2004 – 2014
Độ chính xác phân loại tổng thể (OA) 94,4% 94,4% Duy trì độ tin cậy cao
Độ chính xác nhà sản xuất (PA) $\ge 89,4%$ $\ge 89,4%$ Đảm bảo tính đại diện mẫu
Độ chính xác người dùng (UA) $\ge 85,0%$ $\ge 85,0%$ Đảm bảo độ tin cậy phân lớp
Diện tích đất công trình xây dựng (Building) Cơ sở 2004 Tăng Tăng thêm 4.995 ha (+18,39% tổng diện tích)
Diện tích thảm thực vật (Vegetation) Cơ sở 2004 Giảm Giảm 5.075 ha
Chuyển đổi từ Thảm thực vật sang Đất xây dựng - - 2.883 ha (chiếm 10,61% tổng diện tích)
Nhiệt độ sáng bề mặt trung bình (LSBT) Cơ sở 2004 Tăng Tăng 3,69°C

Các đề xuất và giải pháp rút ra từ nghiên cứu:

  • Cung cấp cơ sở khoa học để các nhà quản lý đô thị Đài Bắc xây dựng chiến lược quy hoạch sử dụng đất hợp lý, kiểm soát đà mở rộng tự phát của các công trình nhân tạo sang khu vực đồi rừng ngoại ô.
  • Đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường và giảm thiểu hiệu ứng đảo nhiệt đô thị thông qua việc bảo tồn diện tích thảm thực vật hiện có, tăng cường không gian xanh công cộng và kiểm soát mật độ xây dựng.

Đóng góp của nghiên cứu:

  • Chứng minh tính hiệu quả và độ tin cậy của việc kết hợp dữ liệu ảnh viễn thám đa thời gian (Landsat 5 TM và Landsat 8 OLI/TIRS) cùng phần mềm ENVI và ArcGIS trong việc đồng thời giải quyết hai bài toán: giám sát biến động lớp phủ đất và trích xuất nhiệt độ bề mặt phục vụ quản lý môi trường đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Thời gian nghiên cứu ngắn (3 tháng, từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2015).
  • Sơ đồ phân loại mới dừng lại ở 3 lớp tổng quát cấp 1 (Công trình xây dựng, Thảm thực vật, Mặt nước), chưa bóc tách chi tiết các phân lớp phụ như các loại rừng tự nhiên, đất nông nghiệp luân canh, đất dân cư nông thôn và khu công nghiệp chuyên biệt.
  • Dữ liệu nhiệt trích xuất từ kênh nhiệt Landsat có độ phân giải không gian từ 60m (Landsat 5 TM) đến 100m (Landsat 8 TIRS), đồng thời thời điểm chụp của hai ảnh thuộc tháng 7/2004 và tháng 8/2014 có sự chênh lệch nhất định về góc chiếu mặt trời và điều kiện mây (độ mây 1,56% và 7,00%).

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng phân loại lớp phủ đất ở các mức chi tiết hơn (Level 2, Level 3 theo chuẩn Anderson/LCCS).
  • Ứng dụng các nguồn ảnh vệ tinh có độ phân giải không gian và phân giải thời gian cao hơn.
  • Kết hợp dữ liệu đo đạc nhiệt độ thực địa tại các trạm khí tượng bề mặt để hiệu chỉnh khí quyển và kiểm chứng mô hình nhiệt độ bề mặt đất một cách toàn diện.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên các ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai, Địa lý học, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Viễn thám và Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS).
  • Người nghiên cứu đang thực hiện các đề tài về biến động lớp phủ đất đô thị, đánh giá hiệu ứng đảo nhiệt đô thị (Urban Heat Island - UHI) và ứng dụng ảnh Landsat.
  • Phần có giá trị tham khảo cao nhất trong tài liệu là hệ thống phương trình và quy trình từng bước chuyển đổi giá trị số (DN) sang bức xạ phổ TOA và tính toán nhiệt độ sáng bề mặt vệ tinh (LSBT) trên phần mềm ENVI/ArcGIS.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng các nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh nào và thu thập từ đâu?
Khóa luận sử dụng hai cảnh ảnh viễn thám: ảnh Landsat 5 TM (chụp ngày 12/07/2004, mã LT51170432004194BKT02, độ che phủ mây 1,56%) và ảnh Landsat 8 OLI/TIRS (chụp ngày 25/08/2014, mã LC81170432014237LGN00, độ che phủ mây 7,00%). Toàn bộ dữ liệu thuộc khung cảnh Path 117, Row 43 và được tải từ cổng thông tin USGS Earth Explorer của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ.

2. Độ chính xác của các bản đồ phân loại lớp phủ đất đạt bao nhiêu?
Kết quả đánh giá ma trận sai số cho thấy độ chính xác tổng thể (Overall Accuracy) của cả hai bản đồ năm 2004 và 2014 đều đạt 94,4%. Độ chính xác nhà sản xuất (Producer's Accuracy) đạt từ 89,4% và độ chính xác người dùng (User's Accuracy) đạt từ 85%.

3. Trong giai đoạn 2004 – 2014, diện tích các kiểu lớp phủ tại thành phố Đài Bắc biến động như thế nào?
Diện tích đất công trình xây dựng (Building) tăng thêm 4.995 ha (tương ứng 18,39% tổng diện tích thành phố), trong khi diện tích thảm thực vật (Vegetation) giảm 5.075 ha. Trong đó, có 2.883 ha diện tích thảm thực vật (chiếm 10,61% tổng diện tích) đã bị chuyển đổi trực tiếp thành đất xây dựng do quá trình đô thị hóa.

4. Nhiệt độ sáng bề mặt (LSBT) tại thành phố Đài Bắc thay đổi ra sao sau 10 năm và nguyên nhân do đâu?
Nhiệt độ sáng bề mặt trung bình tăng 3,69°C từ năm 2004 đến năm 2014. Nguyên nhân chính là do sự gia tăng diện tích xây dựng, mở rộng mái nhà bê tông và hệ thống đường nhựa làm tăng phản xạ nhiệt, kết hợp cùng sự suy giảm diện tích cây xanh che phủ.

5. Quy trình toán học để tính nhiệt độ sáng bề mặt từ ảnh vệ tinh Landsat gồm những công thức nào?
Quy trình gồm 3 bước:

  • Tính bức xạ phổ ($L_\lambda$): $L_\lambda = M_L \cdot Q_{cal} + A_L$.
  • Chuyển sang nhiệt độ Kelvin ($T$): $T = \frac{K_2}{\ln((K_1 / L_\lambda) + 1)}$.
  • Chuyển sang nhiệt độ Celsius ($T_{^\circ\text{C}}$): $T_{^\circ\text{C}} = T - 273$.

Kết luận

Khóa luận đã ứng dụng thành công chuỗi ảnh vệ tinh Landsat 5 TM và Landsat 8 cùng các công cụ xử lý trên phần mềm ENVI và ArcGIS để xây dựng bản đồ biến động lớp phủ đất và bản đồ nhiệt độ sáng bề mặt thành phố Đài Bắc giai đoạn 2004 – 2014. Kết quả nghiên cứu chỉ ra quá trình đô thị hóa mạnh mẽ với diện tích đất xây dựng tăng 4.995 ha, thảm thực vật giảm 5.075 ha và nhiệt độ sáng bề mặt trung bình tăng thêm 3,69°C sau một thập kỷ. Đây là nguồn tư liệu khoa học có độ tin cậy cao, hỗ trợ đắc lực cho công tác quy hoạch không gian đô thị và hoạch định chính sách bảo vệ môi trường bền vững.