BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH
LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ
LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

ĐẶNG NGUYỆT ANH

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH
LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ
LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018

ĐẶNG NGUYỆT ANH
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. TRỊNH LÊ HÙNG
2. PGS.TS. LÊ THỊ TRINH

HÀ NỘI, NĂM 2018



iii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp
đỡ của nhiều cá nhân và cơ quan đơn vị. Nay luận văn đã hoàn thành, tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới:
PGS.TS. Trịnh Lê Hùng, người đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều
kiện thuận lợi, cùng những ý kiến đóng góp sâu sắc nhất để tôi hoàn thành
luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin được bày tỏ sự cảm ơn trân trọng tới PGS.TS. Lê Thị Trinh đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Xin trân trọng cảm ơn sự hỗ trợ của đề tài cấp Bộ Tài nguyên và Môi
trường “Nghiên cứu đặc điểm phân bố, lịch sử tích lũy môt số kim loại nặng,
hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong trầm tích và đánh giá rủi ro môi trường
khu vực hạ lưu sông Đáy”, mã số TNMT 2017.04.09 cho các nội dung nghiên
cứu thực nghiêm của luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường,
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội… đã nhiệt tình giúp đỡ tôi
trong quá trình hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn TS. Trịnh Thị Thắm
giảng viên khoa Môi trường, nhóm các bạn sinh viên Phạm Thị Linh Chi,
Nguyễn Thị Như Quỳnh, Nguyễn Thu Thảo, lớp ĐH4QM về sự hỗ trợ trong
quá trình thực nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, cán bộ, đồng
nghiệp và bạn bè đã tạo điều kiện tốt nhất về mọi mặt cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện luận văn một cách hoàn chỉnh
nhất, song do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi
những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy, Cô để

1.2.1. Công nghệ viễn thám ...................................................................... 18
1.2.2. Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu chất
lượng nước ................................................................................................ 20
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .......................... 26
1.4. Đặc điểm tư liệu ảnh vệ tinh Sentinel – 2 ............................................. 41
1.5. Tổng kết chương 1 ................................................................................ 43
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ..................................................................................... 45
2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................ 45
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 45
2.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ..................................... 46
2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa ..................................... 48
2.2.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích chất lượng nước ..................... 48
2.2.4. Phương pháp xác định hàm lượng thông số chất lượng nước từ dữ
liệu viễn thám ............................................................................................ 54


vi

2.3. Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Sentinel-2 phục vụ xác định hàm lượng
TSS ............................................................................................................... 58
2.3.1. Tiền xử lý ảnh ................................................................................. 58
2.3.2. Xác định phổ phản xạ bề mặt ......................................................... 59
2.3.3. Xác định hàm hồi quy thể hiện mối quan hệ giữa phổ phản xạ mặt
nước và hàm lượng TSS ........................................................................... 62
2.4. Tổng kết chương 2 ................................................................................ 62
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................ 63
3.1. Đặc điểm tư liệu sử dụng trong nghiên cứu .......................................... 63
3.1.1. Tư liệu viễn thám ............................................................................ 63
3.1.2. Số liệu quan trắc ............................................................................. 67

: Chỉ số chất lượng nước mặt

GPS

: Hệ thống định vị toàn cầu

NSMI

: Chỉ số chất rắn lơ lửng

COD

: Nhu cầu oxy hóa học

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa

DO

: Oxy hòa tan

TSS

: Tổng chất rắn lơ lửng

BVTV : Bảo vệ thực vật
RS

: Viễn thám

Bảng 3.4: So sánh kết quả xác định hàm lượng TSS từ ảnh vệ tinh Sentinel-2
ngày 09/4/2018 ................................................................................................ 75


x

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu ................................................................ 4
Hình 1.2: Biểu đồ diễn biến hàm lượng COD trên sông Đáy năm 2014 [6] .. 16
Hình 1.3: Biểu đồ diễn biến hàm lượng BOD5 trên sông Đáy năm 2014 [6] . 17
Hình 1.4: Biểu đồ diễn biến hàm lượng NH4+-N trên sông Đáy năm 2014 [6] 17
Hình 1.5: Quan hệ giữa thông số độ đục và phổ phản xạ chiết suất từ tư liệu
viễn thám [8] ................................................................................................... 27
Hình 1.6: Vị trí các điểm lấy mẫu chất lượng nước trong nghiên cứu của
Weipi He [16] .................................................................................................. 28
Hình 1.7: Kết quả xác định phân bố hàm lượng NO3-N và NH3-N từ tư liệu
viễn thám [12] ................................................................................................. 28
Hình 1.8: Kết quả xác định hàm lượng chất lơ lửng (SPM) vùng Gironde
(Pháp) trên ảnh SPOT HRV và Landsat ETM+ [14] ...................................... 29
Hình 1.9: Phân bố hàm lượng SPM khu vực German Bight từ ảnh SPOT .... 30
Hình 1.10: Bản đồ phân bố độ đục của nước khu vực sông Gomti Lucknow từ
ảnh vệ tinh QuickBird [22] ............................................................................. 32
Hình 1.11: Kết quả xác định hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước mặt hồ
Buyukcekmece (Thổ Nhĩ Kỳ) từ tư liệu ảnh vệ tinh IKONOS [23] ............... 33
Hình 1.12: Bản đồ phân bố hàm lượng Chl-a trung bình vùng biển Việt Nam
vào tháng 5 năm 2008 và 2011 [24]................................................................ 35
Hình 1.13 Bản đồ hiện trạng phân bố hàm lượng SPM khu vực ven bờ sông
Hồng (ngày 25 tháng 9 năm 2014)[24] ........................................................... 35
Hình 1.14: Bản đồ phân bố các trạm quan trắc chất lượng nước khu vực
Quảng Ninh – Hải Phòng [25] ........................................................................ 36

Hình 3.1: Giao diện phần mềm Erdas Imagine 2014 ...................................... 67
Hình 3.2: Giá trị phản xạ phổ (dạng số nguyên, chưa chia cho 10000) tại 4
kênh ảnh vệ tinh Sentinel-2A (kênh 2, 3, 4 và 8) tại từng vị trí lấy mẫu........ 70
Hình 3.3: Công cụ hồi quy (regression) trong tool Data Analysis của phần
mềm Microsoft Excel 2013 ............................................................................. 72
Hình 3.4: Kết quả hồi quy bội tuyến tính nhằm xác định hàm lượng TSS ..... 73
Hình 3.5: Công cụ mô hình hóa (Modeler) trong phần mềm ERDAS Imagine
2014 ................................................................................................................. 76
Hình 3.6: Kết quả đánh giá phân bố hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh
Sentinel-2 ngày 20/12/2017 ............................................................................ 77
Hình 3.7: Kết quả đánh giá phân bố hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh
Sentinel-2 ngày 09/4/2018 .............................................................................. 78
Hình 3.8: So sánh giá trị TSS hạ lưu sông Đáy từ hai phương pháp .............. 84


Luận văn đủ ở file: Luận văn full