SlideShare a Scribd company logo
1 of 155
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
NGUYỄN NHƯ HÙNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI (PM10) TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC
ĐÔ THỊ VIỆT NAM TỪ DỮ LIỆU
ẢNH VỆ TINH
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
NGUYỄN NHƯ HÙNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI (PM10) TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC
ĐÔ THỊ VIỆT NAM TỪ DỮ LIỆU
ẢNH VỆ TINH
Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã số: 9520503
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS TRẦN VÂN ANH
2. PGS.TS PHẠM QUANG VINH
Hà Nội - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân tôi.
Toàn bộ quá trình nghiên cứu được tiến hành một cách khoa học, các số liệu, kết quả
trình bày trong luận án là chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
Nguyễn Như Hùng
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, Khoa Trắc
địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn
khoa học của PGS.TS Trần Vân Anh và PGS.TS Phạm Quang Vinh. Trong quá trình
thực hiện nghiên cứu, tác giả luôn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo
và các đồng nghiệp trong Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, Khoa Trắc địa - Bản đồ và
Quản lý đất đai, phòng Đào tạo Sau đại học, Lãnh đạo Nhà trường, Bộ môn Trắc địa
Bản đồ - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ môn Công trình Quốc phòng - Học viện Kỹ
thuật Quân sự, Thủ trưởng Viện Kỹ thuật Công trình đặc biệt…
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến tất cả các thầy,
cô giáo, các nhà khoa học, đồng nghiệp, thủ trưởng đơn vị và người thân đã tận tình
giúp đỡ, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả hoàn thành luận án này.
Xin chân thành cảm ơn!
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ...............................................................xii
MỞ ĐẦU ...............................................................................................................1
CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................5
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................5
1.1.1. Các phương pháp quan trắc bằng thiết bị đo............................................5
1.1.2. Các phương pháp mô hình........................................................................5
1.1.3. Các phương pháp quan trắc bằng viễn thám ............................................6
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước ..........................6
1.2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới ..........................................6
1.2. 2. Tổng quan về những kết quả nghiên cứu trong nước............................11
1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới .............................17
1.3. Những vấn đề được phát triển trong luận án .................................................18
CHƯƠNG 2 . CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TỪ TƯ
LIỆU VIỄN THÁM ..................................................................................................20
2.1. Khái nhiệm về sol khí ....................................................................................20
2.1.1. Định nghĩa về sol khí (Aerosol) .............................................................20
2.1.2. Phân bố của sol khí trong khí quyển ......................................................20
2.1.3. Kích thước của sol khí............................................................................21
2.2. Cơ sở khoa học xác định bụi trong không khí từ kỹ thuật viễn thám............23
2.2.1. Tán xạ khí quyển ....................................................................................23
2.2.2 Sự hấp thụ bức xạ điện từ của khí quyển ................................................26
2.2.3. Sự truyền tải bức xạ điện từ của khí quyển............................................27
iv
2.2.4. Đặc điểm của kỹ thuật viễn thám ...........................................................29
2.2.5. Nguyên lý thu nhận và xử lý tư liệu viễn thám......................................30
2.3. Phân tích diễn biến nồng độ bụi PM10 tại đô thị của Việt Nam ...................33
2.3.1. Chất lượng không khí tại các đô thị của Việt Nam ................................33
2.3.2. Phân tích diễn biến nồng độ bụi PM10 theo không gian và thời gian ...34
2.4. Kết luận chương 2..........................................................................................40
CHƯƠNG 3 . PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TRONG
KHÔNG KHÍ TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC.................................42
3.1. Công thức xác định nồng độ bụi PM10 từ ảnh vệ tinh quang học ................42
3.2. Quy trình công nghệ xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu
ảnh vệ tinh quang học ...........................................................................................45
3.2.1. Đề xuất phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh
quang học..........................................................................................................45
3.2.2. Chuyển đổi giá trị số về giá trị phản xạ phổ...........................................46
3.2.3. Hiệu chỉnh khí quyển ảnh vệ tinh quang học .........................................48
3.2.4. Đo bụi mặt đất ........................................................................................58
3.2.5. Mô hình khảo sát xác định bụi PM10 từ ảnh vệ tinh .............................60
3.3. Kết luận chương 3..........................................................................................63
CHƯƠNG 4 . THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10
TRONG KHÔNG KHÍ TỪ ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC LANDSAT 8 OLI.....64
4.1. Khu vực thực nghiệm.....................................................................................64
4.2. Dữ liệu thử nghiệm ........................................................................................65
4.2.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI .................................65
4.2.2. Dữ liệu đo bụi mặt đất............................................................................69
4.3. Thử nghiệm các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển.....................................73
4.4. Kết quả thực nghiệm với từng ảnh vệ tinh độc lập........................................75
4.4.1. Kết quả thực nghiệm với ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI ngày
22/1/2015..........................................................................................................76
v
4.4.2. Kết quả thực nghiệm ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/2015
..........................................................................................................................79
4.4.3. Đánh giá kết quả hồi quy tuyến tính với ảnh vệ tinh đơn thời gian .......82
4.5. Kết quả thực nghiệm với ảnh vệ tinh đa thời gian.........................................83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................89
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ..........................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................92
PHỤ LỤC ...........................................................................................................101
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASTER
Advanced Spaceborne
Thermal Emission and
Reflection Radiometer
Vệ tinh ASTER
AATSR
Advanced Along-Track
Scanning Radiometer
Ảnh vệ tinh AATSR
AERONET AErosol RObotic NETwork
Hệ thống mạng quan trắc
AERONET
AOD Aerosol Optical Depth Độ sâu sol khí
AOT Aerosol Optical Thickness Độ dày sol khí
API Air Pollution Index Chỉ số ô nhiễm không khí
AQI Air Quality Index Chỉ số chất lượng không khí
BĐKH Biến đổi khí hậu
DDV
Dark Dense Vegetation
method
Phương pháp hiệu chỉnh khí
quyển DDV
DN Digital Number Giá trị số của kênh ảnh
DOS Dark Object Subtraction
Phương pháp hiệu chỉnh khí
quyển DOS
EMR Electromagnetic Radiation Bức xạ điện từ
EMR Electromagnetic Radiation Bức xạ điện từ
EnviSAT Environmental Satellite Vệ tinh EnviSAT
ESA
The European Space
Agency
Cơ quan Hàng không vũ trụ
Châu Âu
FLAASH
Fast Line-of-sight
Atmospheric Analysis of
Hypercubes
Phương pháp hiệu chỉnh khí
quyển FLAASH
ImAero Improved Aerosol Retrieval
Thuật toán truy xuất sol khí từ
ảnh
IRS satellites Indian Remote Sensing Vệ tinh của Ấn Độ
KNK Khí nhà kính
LANDSAT LANDSAT
Vệ tinh quan sát Trái đất của
cơ quan hàng không vũ trụ
Mỹ
LANDSAT 8
OLI/TIRS
The Landsat 8 Operational
Land Imager/ Thermal
Infrared Sensor
Ảnh vệ tinh LANDSAT 8
OLI/TIRS
vii
LANDSAT
ETM+
The Landsat Enhanced
Thematic Mapper Plus
Ảnh vệ tinh LANDSAT
ETM+
LANDSAT TM
The Landsat Thematic
Mapper
Ảnh vệ tinh LANDSAT TM
LaSRC
LANDSAT 8 Surface
Reflectance Code
Phương pháp hiệu chỉnh khí
quyển cho Landsat 8
LiDAR
Light Detection And
Ranging
Viễn thám laze
MERIS-EnviSAT
Medium Resolution
Imaging Spectrometer
Vệ tinh nghiên cứu môi
trường của Cơ quan hàng
không vũ trụ Châu Âu
MODIS
Moderate Resolution
Imaging Spectroradiometer
Vệ tinh MODIS
MODTRAN
MODerate resolution
atmospheric TRANsmission
Phần mềm MODTRAN
NDVI
Normalized Difference
Vegetation Index
Chỉ số thực vật
NIR Near Infrared Cận hồng ngoại
PM10 Particulate Matter 10
Bụi có bán kính khí động học
≤ 10µm
PM2.5 Particulate Matter 2.5
Bụi có bán kính khí động học
≤ 2.5µm
RADAR
RAdio Detection And
Ranging
Viễn thám RADAR
RMSE Root Mean Square Error Sai số trung phương
SPOT
Pour l'Observation de la
Terre
Vệ tinh quan sát trái đất
SPOT
SSTP Sai số trung phương
SWIR Short Wave Infrared Hồng ngoại sóng ngắn
TOA
Top Of Atmosphere
reflectance
Phản xạ đỉnh khí quyển
TQT Trạm Quan Trắc
TSP Total Suspended Particles Tổng số hạt lơ lửng
TVI
Transformed Vegetation
Index
Chỉ số biến đổi thực vật
UI Urbanization Index Chỉ số đô thị hóa
VI Vegetation index Chỉ số thực vật
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Đặc điểm của dải phổ điện từ sử dụng trong kỹ thuật viễn thám.............32
Bảng 3.1. Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DOS ..........................53
Bảng 3.2.Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển LaSRC .......................53
Bảng 3.3. Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH...................54
Bảng 3.4. Các mô hình khảo sát phân tích tương quan và hồi quy...........................61
Bảng 3.5. Các thông số trong phương pháp phân tích ANOVA...............................62
Bảng 4.1. Các kênh ảnh và độ phân giải không gian của ảnh LANDSAT 8 OLI ....65
Bảng 4.2. Đặc điểm dữ liệu thử nghiệm ...................................................................65
Bảng 4.3. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 22/1/201567
Bảng 4.4. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/201668
Bảng 4.5. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày
10/12/2016 .............................................................................................................69
Bảng 4.6. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày 22/01/2015
.............................................................................................................70
Bảng 4.7. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày
30/5/2015 .............................................................................................................71
Bảng 4.8. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày 10/12/2016
.............................................................................................................72
Bảng 4.9. Phân tích hồi quy tuyến tính các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển......73
Bảng 4.10. Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, với sử dụng phản xạ khí
quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC .......................76
Bảng 4.11. Kết quả kiểm tra mô hình chu kỳ ngày 22/1/2015 với chu kỳ đo bụi thực
địa ngày 22/1/2015; ngày 30/5/2015 và ngày 10/12/2016........................................77
Bảng 4.12. Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, với sử dụng phản xạ khí
quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC .......................79
Bảng 4.13. Kết quả kiểm tra mô hình chu kỳ ngày 30/5/2015 với chu kỳ đo bụi thực
địa ngày 30/5/2015, ngày 22/1/2015 và ngày 10/12/2016........................................80
Bảng 4.14. Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ (ngày 22/1/2015 và 30/5/2015)............84
ix
Bảng 4.15. Kết quả kiểm tra mô hình kết hợp với chu kỳ đo bụi thực địa ngày
22/1/2015, ngày 30/5/2015 và ngày 10/12/2016.......................................................86
Bảng PL.1.1: Giá trị phản xạ tại đỉnh khí quyển (TOA).........................................102
Bảng PL.1.2: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương
pháp DOS 1 ...........................................................................................................103
Bảng PL.1.3: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương
pháp FLAASH ........................................................................................................104
Bảng PL.1.4: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương
pháp LaSRC ...........................................................................................................105
Bảng PL.2.1: Kết quả chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu
chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS.....................................107
Bảng PL.2.2: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu
chỉnh DOS ...........................................................................................................107
Bảng PL.2.3: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển
khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ............................110
Bảng PL.2.4: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
FLAASH ...........................................................................................................110
Bảng PL.2.5: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, với sử dụng phản xạ khí
quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface
Reflectance Code) ...................................................................................................113
Bảng PL.2.6: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
LaSRC ...........................................................................................................113
Bảng PL.2.7: Kết quả chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu
chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS.....................................116
x
Bảng PL.2.8: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu
chỉnh DOS ...........................................................................................................116
Bảng PL.2.9: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển
khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ............................118
Bảng PL.2.10: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
FLAASH ...........................................................................................................118
Bảng PL.2.11: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, với sử dụng phản xạ khí
quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface
Reflectance Code) ...................................................................................................120
Bảng PL.2.12: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
LaSRC ...........................................................................................................121
Bảng PL.3.1: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và
30/5/2015), sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương
pháp hiệu chỉnh DOS ..............................................................................................123
Bảng PL.3.2: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu
chỉnh DOS ...........................................................................................................123
Bảng PL.3.3: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu
chỉnh DOS ...........................................................................................................126
Bảng PL.3.4: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và
30/5/2015), sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương
pháp FLAASH ........................................................................................................128
Bảng PL.3.5: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
FLAASH ...........................................................................................................128
xi
Bảng PL.3.6: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
FLAASH ...........................................................................................................131
Bảng PL.3.7: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và
30/5/2015), với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng
phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface Reflectance Code).................................133
Bảng PL.3.8: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp
LaSRC ...........................................................................................................133
Bảng PL.3.9: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015,
sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng LaSRC..........136
xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1.1 .Quy trình công nghệ thành lập bản đồ ô nhiễm không khí [8] .................12
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tổng quát xây dựng bản đồ phân bố không gian nồng độ
PM10 [11] .............................................................................................................13
Hình 1.3. Quy trình xây dựng bản đồ phân bố nồng độ PM10 [12] ........................15
Hình 1.4: Quy trình ước lượng PM2.5 từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS [69].............16
Hình 2.1. Sol khí và các nguồn gốc của sol khí [36] ................................................20
Hình 2.2. Hình dạng của sol khí [34].......................................................................21
Hình 2.3. Sự phân bố khối lượng của một tập hợp các hạt có đường kính khí động
học khác nhau [52]....................................................................................................22
Hình 2.4. Các phân lớp chính của khí quyển và các loại phân tử sol khí tìm thấy trong
mỗi lớp và sự khúc xạ trong khí quyển. Lưu ý rằng chỉ số khúc xạ cho mỗi tầng khí
quyển và mật độ của tầng khí quyển tương ứng được giả định và chỉ để minh họa.
(Được sửa đổi từ Miller, S. W., và Vermote, E., 2002) [53] ....................................24
Hình 2.5. (a) Sự tán xạ khí quyển (Rayleigh và Mie lan truyền) gây ra bởi phân tử và
sol khí và (b) cường độ tán xạ Rayleigh ánh sáng mặt trời trực tiếp (%) thay đổi
nghịch với mũ bốn năng lượng của bước sóng tới (λ4). [20]. ...................................25
Hình 2.6. Sự hấp thụ do một tập các khí khí quyển N2O, O2 và O3, CO2 và H2O trên
toàn bộ năng lượng điện từ phát ra từ mặt trời từ 0.1μm đến 30μm. Phần dưới cùng
xiii
của hình vẽ cho thấy kết quả tích luỹ của tất cả các thành phần này trong bầu khí
quyển cùng một lúc [32] ...........................................................................................27
Hình 2.7. Nguyên lý thu nhận dữ liệu viễn thám [15] ..............................................30
Hình 2.8. Dải tần số được sử dụng trong viễn thám [15]..........................................33
Hình 2.9. Biểu đồ diễn biến nồng độ bụi PM10 trung bình năm tại một số trạm quan
trắc tự động, liên tục giai đoạn 2011-2015 [13]........................................................33
Hình 2.10. Biểu đồ diễn biến chỉ số chất lượng không khí AQI ở 5 trạm quan trắc tự
động, liên tục giai đoạn 2011 - 2015 [13].................................................................34
Hình 2.11. Biểu đồ số ngày có AQI>100 do thông số PM10 cao ở 5 trạm quan trắc
tự động, liên tục giai đoạn 2011 - 2015 [13].............................................................34
Hình 2.12. Biểu đồ thống kê số ngày có nồng độ PM10 và PM2,5 trung bình 24h
không đạt QCVN 05:2013 ở các trạm chịu ảnh hưởng của giao thông đô thị giai đoạn
2011 - 2015 [13]........................................................................................................35
Hình 2.13. Biểu đồ diễn biến nồng độ bụi theo các tháng giai đoạn 2011 – 2015 tại
trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội [13]...........................................................................35
Hình 2.14. Biểu đồ xu hướng biến đổi theo mùa nồng độ các loại bụi PM1-PM2.5-
PM10 ở Nha Trang giai đoạn 2012 - 2015 [13]........................................................36
Hình 2.15. Biểu đồ xu hướng biến đổi theo mùa nồng độ các loại bụi PM2.5,
PM10 .............................................................................................................36
tại trạm Đồng Khởi, Biên Hòa, Đồng Nai [13].........................................................36
Hình 2.16. Biểu đồ diễn biến nồng độ các loại bụi PM10, PM2.5, PM1 trong ngày
tại một số trạm không khí tự động [13].....................................................................37
Hình 2.17. Biểu đồ diễn biến nồng độ TSP trong không khí xung quanh tại một số
khu dân cư trên toàn quốc giai đoạn 2011 - 2015 [13] .............................................37
Hình 2.18. Biểu đồ diễn biến nồng độ TSP trong không khí xung quanh tại một số
đô thị và vùng ven đô thị giai đoạn 2011- 2014 [13]................................................38
Hình 2.19. Biểu đồ diễn biến nồng độ NO2 trung bình năm tại một số trạm quan trắc
tự động liên tục [13]..................................................................................................39
xiv
Hình 2.20. Biểu đồ diễn biến nồng độ NO2 trung bình năm một số khu dân cư
giai đoạn 2011 - 2015 [13]........................................................................................39
Hình 2.21. Biểu đồ diễn biến nồng độ NOx trong ngày (minh họa số liệu của trạm
quan trắc không khí tự động liên tục Hạ Long, Đà Nẵng) [13] ................................40
Hình 2.22. Biểu đồ diễn biến nồng độ SO2 trung bình năm một số tuyến giao thông
và khu dân cư giai đoạn 2011 - 2015 [13] ................................................................40
Hình 3.1. Quy trình xác định bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu
đo bụi mặt đất............................................................................................................45
Hình 3.2. Biến đổi cấp độ sáng pixel ảnh DN về trị phản xạ tại bề mặt đất.............46
Hình 3.3. Đặc điểm phản xạ trên đỉnh khí quyển tại các thời điểm khác nhau ........48
Hình 3.4. Mối tương quan giữa PM10, PM2.5, SO2 và NO2 và tốc độ gió [29] ......49
Hình 3.5. Tần xuất hướng gió trong mỗi mùa tại thành phố Lan Châu, Trung Quốc.
(a) Mùa xuân, (b) Mùa hè, (c) Mùa thu, (d) Mùa đông [29].....................................49
Hình 3.6. Mối tương quan giữa nồng độ các chất PM2.5, PM10, SO2 và NO2 và hướng
gió của thành phố Lan Châu, Trung Quốc [29] ........................................................50
Hình 3.7. Mối quan hệ giữa nồng độ các chất SO2, NO2 và PM10 và nhiệt độ [29]50
Hình 3.8. Mối tương quan giữa nồng độ các chất PM10, PM2.5, SO2 và NO2 và lượng
mưa [29] .............................................................................................................51
Hình 3.9. So sánh các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển. (a) Giá trị phản xạ trên
đỉnh khí quyển; (b) Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DOS; (c) Phương pháp hiệu
chỉnh khí quyển LaSRC; (d) Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH;...........56
Hình 3.10. Giá trị TOA và giá trị phản xạ mặt đất sau hiệu chỉnh khí quyển tại 1 điểm
đo mặt đất (10/12/2016)............................................................................................58
Hình 3.11. Biểu đồ so sánh phương pháp lấy mẫu bụi PM10 [14]...........................59
Hình 3.12. Đo bụi tại thực địa và xử lý số liệu đo ....................................................60
Hình 4.1. Vị trí khu vực nghiên cứu .........................................................................64
Hình 4.2. Dữ liệu thử nghiệm LANDSAT 8OLI. (a) Chụp ngày 22/01/2015; (b) Chụp
ngày 30/05/2015; (c) Chụp ngày 10/12/2016 ...........................................................66
Hình 4.3. Ảnh LANDSAT 8 OLI ngày 22/1/2015với tổ hợp kênh (4,3,2) .............66
xv
Hình 4.4. Ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/2015 với tổ hợp kênh (4,3,2)....67
Hình 4.5. Ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 10/12/2016 với tổ hợp kênh (4, 3, 2)68
Hình 4.6. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 22/01/2015......................................70
Hình 4.7. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 30/05/2015......................................71
Hình 4.8. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 10/12/2016......................................72
Hình 4.9. Bản đồ phân bố bụi PM10 chu kỳ ngày 22/1/2015 được tính dựa trên 4
kênh ảnh sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh khí quyển. (a) Phương pháp
DOS; (b) Phương pháp FLAASH; (c) Phương pháp LaSRC ...................................74
Hình 4.10. Bản đồ phân bố bụi PM10 chu kỳ ngày 30/05/2015 được tính dựa trên 4
kênh ảnh sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh khí quyển. (a) Phương pháp
DOS; (b) Phương pháp FLAASH; (c) Phương pháp LaSRC ...................................74
Hình 4.11. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị trính theo
mô hình ngày 22/1/2015. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016..................78
Hình 4.12. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị tính theo
mô hình ngày 30/5/2015. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016..................81
Hình 4.13. Bản đồ phân bố bụi PM10 được tính toán sử dụng phản xạ khí quyển của
4 kênh ảnh LANDSAT 8OLI (Kênh 1 - Coastal aerosol; Kênh 2- Blue; Kênh 3 -
Green; Kênh 4 - Red). (a) Ảnh chụp ngày 22/1/2015; (b) Ảnh chụp ngày
30/5/2015 .............................................................................................................82
Hình 4.14. Bản đồ phân bố bụi PM10 được tính toán mô hỉnh sử dụng 4 kênh ảnh
(Kênh 1 - Coastal aerosol; Kênh 2- Blue; Kênh 3 - Green; Kênh 4 - Red) trên ảnh đa
thời gian 22/1/2015 và 30/5/2015. (a) Ảnh ngày 22/1/2015; (b) Ảnh chụp 30/05/2015
.............................................................................................................85
Hình 4.15. Bản đồ PM10 kết quả kiểm tra mô hình đa chu kỳ (chu kỳ ngày 22/1/2015
và 30/5/2015) sử dụng phản xạ khí quyển bằng phương pháp hiệu chỉnh khí quyển
xvi
LaSRC của 4 kênh ảnh vệ tinh LANDSAT 8OLI ngày 10/12/2016 để tính toán mô
hình .............................................................................................................85
Hình 4.16. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị tính theo
mô hình kết hợp đa chu kỳ. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016 ..............87
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Ô nhiễm không khí đang là vấn đề lo ngại của nhiều quốc gia trên thế giới và
Việt Nam. Việt Nam là nước đang phát triển, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh, các
khu đô thị được xây dựng, sự phát triển của các ngành công nghiệp, các phương tiện
giao thông ngày càng tăng khiến tình hình ô nhiễm không khí đang trở nên trầm trọng
hơn bao giờ hết. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí tại các đô thị làm
khoảng 800.000 người chết và 4.6 triệu người giảm tuổi thọ trên thế giới mỗi năm.
Trong đó, có khoảng 2/3 số người chết và giảm tuổi thọ do ô nhiễm không khí thuộc
các nước đang phát triển ở châu Á. Các chuyên gia y tế cho biết, không khí “bẩn”,
đặc biệt là các hạt bụi nhỏ có kích thước 2.5µm ÷ 10µm có thể vượt qua rào chắn như
khẩu trang, chất nhờn trong mũi lắng đọng ở đường hô hấp trên và đường thở lớn,
các hạt mịn (≤ 2.5µm) có thể vào đến phế quản và phế nang gây bệnh. Ô nhiễm không
khí khiến sức khỏe con người bị suy giảm, quá trình lão hóa trong cơ thể bị thúc đẩy,
chức năng của phổi bị suy giảm, gây bệnh hen suyễn, ho, viêm mũi, viêm họng, viêm
phế quản, suy nhược thần kinh, tim mạch và giảm tuổi thọ. Nguy hiểm nhất là có thể
gây ra bệnh ung thư phổi.
Theo kết quả nghiên cứu công bố tại Diễn đàn Kinh tế thế giới Davos năm
2017, Việt Nam nằm trong số 10 quốc gia có chất lượng không khí thấp, đứng thứ
123 trong tổng số 132 nước. Hầu hết các thành phố lớn đều bị ô nhiễm bụi, đặc biệt
là ở các nút giao thông chính, các khu vực có công trường xây dựng và khu công
nghiệp. Đối với Hà Nội, theo số liệu thống kê của công ty ARIA Technologies (Công
ty chuyên cung cấp giải pháp phần mềm tính toán, mô phỏng ô nhiễm môi trường
không khí và hỗ trợ dự báo khí tượng) của Pháp cho thấy, mỗi năm Hà Nội có tốc độ
tăng bình quân các phương tiện giao thông từ 12% - 15%, các phương tiện này góp
phần lớn vào lượng phát thải độc hại như SO2, NOX và nguồn gây ô nhiễm chính là
giao thông, thể hiện ở hàm lượng bụi PM10 cao gấp 4 lần mức khuyến cáo của WHO.
Còn theo số liệu của Trung tâm Quan trắc môi trường, Tổng cục Môi trường Việt
Nam cho thấy, ở các đô thị Việt Nam, nồng độ bụi mịn trong đó có PM10 ở các thành
phố lớn đã vượt quá ngưỡng tiêu chuẩn rất nhiều lần so với quy chuẩn Việt Nam và
trong thời gian 1/3 số ngày trong năm. Tại nhiều nút giao thông như Kim Liên - Giải
Phóng, Phùng Hưng - Hà Đông, những khu vực đông dân cư, nồng độ bụi thường cao
2
hơn mức cho phép, có lúc lên gấp 7 lần. Các khí ô nhiễm khác như CO, SO2 đang có
xu hướng tăng.
Ảnh vệ tinh được nghiên cứu sử dụng ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 80
của thế kỷ trước. Các ảnh vệ tinh chủ yếu được sử dụng tập trung vào các lĩnh vực
trắc địa và bản đồ, địa chất, lâm nghiệp, nông nghiệp, hải dương học, và một số lĩnh
vực khác. Hiện nay, Việt Nam vẫn đang giám sát chất lượng không khí dựa trên nội
duy số liệu đo từ các trạm quan trắc tự động, đây là phương pháp có độ chính xác
cao. Tuy nhiên, mức độ bao quát không rộng và chi phí rất tốn kém. Việc sử dụng tư
liệu ảnh vệ tinh để phục vụ giám sát chất lượng không khí gần như chưa được nghiên
cứu ứng dụng rộng rãi do thiếu các số liệu quan trắc và những nghiên cứu về cơ sở
khoa học ảnh hưởng của các hạt bụi nhỏ trong không khí đến đặc điểm phản xạ của
các bước sóng điện từ thu nhận tại bộ cảm. Với khả năng cung cấp thông tin kịp thời,
trên phạm vi rộng, đa thời gian. Kết quả xác định ô nhiễm môi trường trên diện rộng
từ tư liệu viễn thám sẽ giúp hỗ trợ các nhà lãnh đạo, các cấp quản lý trong việc quy
hoạch các vùng, miền, phát triển khu công nghiệp, khu đô thị; giảm thiểu ô nhiễm
không khí ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe cộng đồng. Mặt khác, việc thường
xuyên cung cấp các chỉ số liên quan đến chất lượng không khí ở các khu vực đô thị
cũng sẽ giúp cho cơ quan, tổ chức, cá nhân có thể khai thác thông tin và đưa ra những
cảnh bảo, phương pháp ứng phó với ô nhiễm môi trường không khí.
Vì vậy, việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thử nghiệm trên số liệu đo thực địa
ứng dụng ảnh vệ tinh để xác định nồng độ bụi trong không khí ở khu vực đô thị có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xây dựng phương pháp xác định nồng độ
bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học, góp phần nâng cao độ
chính xác và độ tin cậy của cơ sở dữ liệu bụi mịn trong đô thị Việt Nam nói chung và
của Hà Nội nói riêng.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Nồng độ bụi PM10 trong không khí khu vực đô thị và dữ liệu ảnh vệ tinh
quang học.
4. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu về không gian: Ô nhiễm không khí tại các đô thị phát
triển ở Việt Nam và thực nghiệm tại khu vực nội thành thành phố Hà Nội;
3
- Phạm vi nghiên cứu về tư liệu: Ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI với
các kênh 1 (Coastal aerosol); kênh 2 (Blue); kênh 3(Green); kênh 4 (Red).
5. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích các số liệu thống kê về ô nhiễm không khí, đặc biệt là nồng độ bụi
PM10 theo không gian và thời gian tại các khu vực đô thị lớn của Việt Nam;
- Nghiên cứu cơ sở khoa học quá trình phản xạ của các bước sóng điện từ thu
nhận tại bộ cảm vệ tinh của vệ tinh quang học dưới tác động của các hạt bụi nhỏ trong
không khí;
- Nghiên cứu về các phương pháp đo đạc xác định nồng độ bụi mặt đất;
- Nghiên cứu đề xuất mô hình hồi quy tuyến tính xác định nồng độ bụi không
khí (PM10) từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu đo bụi mặt đất tại cùng thời
điểm.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập, thống kê và xử lí số liệu: Tiến hành
điều tra, khảo sát hiện trạng thực tế khu vực nghiên cứu; thu thập thống kê và xử lí
số liệu đo chất lượng không khí từ các trạm đo mặt đất và dữ liệu ảnh vệ tinh;
- Phương pháp kiểm chứng: So sánh, kiểm chứng các kết quả xác định chất
lượng không khí từ các trạm đo trực tiếp ngoài thực địa với kết quả xác định chất
lượng không khí từ mô hình đề xuất;
- Phương pháp viễn thám: Sử dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu viễn thám để
chiết xuất các thông tin trên ảnh phục vụ cho các thực nghiệm của nghiên cứu;
- Phương pháp hồi quy: Sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến để
xây dựng mô hình tương quan giữa giá trị đo bụi mặt đất và phản xạ khí quyển xác
định trên ảnh vệ tinh quang học.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
7.1. Ý nghĩa khoa học của luận án
- Đã xác lập được cơ sở khoa học và phương pháp luận tích hợp dữ liệu ảnh
vệ tinh Landsat OLI và dữ liệu quan trắc mặt đất để xác định nồng độ bụi PM10 trong
các đô thị Việt Nam
- Xây dựng được quy trình phương pháp xác định nồng độ bụi không khí
(PM10) từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học.
7.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận án
- Kết quả nghiên cứu của luận án có thể được ứng dụng để xác định được nồng
độ bụi PM10 trong không khí ở các đô thị Việt Nam nói chung và của thành phố Hà
4
Nội nói riêng, nhằm cung cấp dữ liệu ô nhiễm khống khí, góp phần giám sát, ngăn
ngừa và giảm thiểu tác động của bụi PM10 đối với sức khỏe con người.
8. Những luận điểm bảo vệ của luận án
Luận điểm 1: Phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ việc tích
hợp phản xạ khí quyển được tính từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu đo mặt
đất cho kết quả có độ tin cậy cao.
Luận điểm 2: Mô hình hồi quy tuyến tính xây dựng từ tư liệu ảnh vệ tinh Landsat
OLI đa thời gian cho phép nâng cao độ chính xác xác định nồng độ bụi PM10 khu
vực đô thị
9. Những điểm mới của luận án
9.1. Đề xuất quy trình và mô hình tương quan giữa giá trị phản xạ khí quyển xác định
trên ảnh vệ tinh quang học và giá trị nồng độ bụi PM10 quan trắc mặt đất đo tại cùng
thời điểm.
9.2. Đánh giá ảnh hưởng phương pháp hiệu chỉnh khí quyển đến độ chính xác xác
định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat 8
OLI.
9.3. Đề xuất phương pháp kết hợp ảnh vệ tinh đa thời gian trong xây dựng hàm hồi
quy tuyến tính xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí.
10. Khối lượng và kết cấu luận án
Kết cấu luận án bao gồm các phần chính như sau:
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở khoa học xác định nồng độ bụi PM10 từ tư liệu viễn thám
Chương 3. Phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh
vệ tinh quang học
Chương 4. Thực nghiệm đề xuất phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong
không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Danh mục công trình công bố của tác giả
Phụ lục
Luận án được trình bày trong 137 trang, 54 hình vẽ và sơ đồ, 52 bảng biểu.
5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặt vấn đề
Vấn đề nghiên cứu ô nhiễm môi trường không khí ngày càng trở nên cần thiết,
vì nó liên quan trực tiếp tới sự sinh tồn của con người. Cùng với sự phát triển của kỹ
thuật viễn thám và các thiết bị quan trắc môi trường, các nhà khoa học trên thế giới
đã có nhiều những nghiên cứu đề xuất các phương pháp xác định nồng độ bụi trong
không khí từ phạm vi hẹp tại vị trí điểm đo đến những phạm vi rộng cho cả thành
phố. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay, để nghiên cứu và giám sát tình
trạng ô nhiễm không khí có 3 phương pháp cơ bản sau:
1.1.1. Các phương pháp quan trắc bằng thiết bị đo
Phương pháp quan trắc trực tiếp bằng thiết bị đo là phương pháp kinh điển
trong nghiên cứu môi trường không khí. Phương pháp này có hai cách thức thực hiện:
một là quan trắc trực tiếp từ các nguồn ô nhiễm và hai là quan trắc theo khu vực rộng
với nhiều điểm đo. Các yếu tố động lực và hóa học khí quyển có thể đo đạc dễ dàng
bằng các thiết bị đo khí tượng và hóa học đặt tại các nguồn gây ô nhiễm (ống khói,
bãi rác…) hoặc được đặt trên các thiết bị lưu động như máy bay, xe lửa hoặc ô tô.
Phương pháp này cho phép cung cấp các dữ liệu theo phương thẳng đứng cụ thể cho
một điểm duy nhất. Các bộ dữ liệu này đặc biệt hữu ích cho việc phân tích xu hướng
trong không gian dài, đo lường bán liên tục ô nhiễm không khí. Các phương pháp này
có thể cung cấp các phép đo với quy mô rộng, chi tiết về các quá trình khí quyển quan
trọng và đo đạc nồng độ chất ô nhiễm với độ phân giải theo thời gian và không gian
tốt. Nhưng đây là phương pháp đòi hỏi chi phí rất lớn về trang thiết bị. Đối với Việt
Nam rất khó khăn về kinh phí để có thể tiếp cận phương pháp này.
1.1.2. Các phương pháp mô hình
Các mô hình lan truyền chất ô nhiễm là các công cụ rất quan trọng được sử
dụng để xác định quá trình vận chuyển và đánh giá tác động của ô nhiễm không khí
trên quy mô lớn. Mô hình lan truyền chất ô nhiễm là các mô hình tính toán liên kết
với các nguồn phát thải ô nhiễm để tìm ra sự phân bố của chúng trong môi trường.
Chúng tích hợp với các quá trình khí tượng học, hóa học, vật lý để kiểm soát thành
phần và sự vận chuyển ô nhiễm không khí trong bầu khí quyển. Trong những thập kỷ
qua, khả năng dự báo chất lượng không khí đã được cải thiện đáng kể do sự phát triển
khả năng quan trắc và mô hình hóa khí quyển, vận chuyển và các quá trình di chuyển.
6
Tuy nhiên, mức độ chính xác trong các mô hình bị hạn chế bởi sự không chắc chắn
trong các dữ liệu đầu vào và các giả định trong mô hình. Ngoài ra, các mô hình thường
được xây dựng cho một khu vực riêng lẻ với các tham số đầu vào cố định cho từng
khu vực nên việc ứng dụng cho các vùng khác nhau gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải
hiệu chỉnh lại các thông số đầu vào.
1.1.3. Các phương pháp quan trắc bằng viễn thám
Thiết bị quan trắc bằng viễn thám có hai loại chính là cảm biến thụ động và
cảm biến chủ động. Cảm biến thụ động phát hiện bức xạ tự nhiên được phát ra hoặc
phản xạ bởi các đối tượng hoặc các khu vực xung quanh. Phản xạ ánh sáng mặt trời là
nguồn phổ biến nhất của bức xạ được đo bởi các cảm biến thụ động như
phim ảnh, hồng ngoại, thiết bị tích điện kép, máy đo bức xạ. Loại cảm biến chủ động
phát ra năng lượng để quét các đối tượng và các khu vực sau đó phát hiện và đo bức
xạ được phản xạ hoặc tán xạ ngược từ mục tiêu như tư liệu RADAR và LiDAR.
Dựa trên việc truyền và thu nhận tín hiệu từ các bước sóng khác nhau của
quang phổ điện từ và kết hợp giữa tư liệu viễn thám quy mô lớn và các trạm thu thập
dữ liệu mặt đất đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu đầy đủ thông tin để theo dõi quá
trình ô nhiễm không khí. Những nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh việc sử dụng
ảnh vệ tinh hoàn toàn có thể phát hiện ô nhiễm không khí ở khu vực mà chúng ta
quan tâm. Hiệu quả mang lại từ việc áp dụng công nghệ viễn thám vào lĩnh vực giám
sát ô nhiễm môi trường không khí sẽ giúp đánh giá được mức độ ô nhiễm trên diện
rộng.
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
1.2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới
Từ những năm đầu thập kỷ 70 khi vệ tinh dân sự giám sát tài nguyên bề mặt
Trái đất LANDSAT-1 của Mỹ được đưa lên quỹ đạo, các nhà khoa học ở các nước
phát triển đã tiến hành nghiên cứu ô nhiễm môi trường không khí bằng tư liệu ảnh
viễn thám dựa trên đặc điểm tán xạ của sóng điện từ trên các hạt bụi ô nhiễm trong
khí quyển. Theo Ohring G. và cộng sự (1973) [59] thì ô nhiễm không khí chủ yếu
xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển, tạo thành một lớp mù khí quyển và gọi là lớp sol
khí (aerosol). Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều phương pháp khác nhau để xác định
ô nhiễm không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh như sau:
- Phương pháp ước lượng nồng độ bụi ở khu vực đô thị sử dụng tỷ số giữa các
kênh phổ của tư liệu LANDSAT TM: Năm 1984, Carnahan W. H., Mausel P. W.,
7
Zhou G. P đã đề xuất phương pháp ước lượng nồng độ bụi ở khu vực đô thị sử dụng
tỷ số giữa các kênh phổ của tư liệu LANDSAT TM [23]. Trong nghiên cứu này, tác
giả sử dụng phương pháp phân tích tỉ số của các kênh ảnh LANDSAT TM như sau:
1/2, 1/3, 1/4, 1/5 và 1/6 và các ước tính về nồng độ hạt có nguồn gốc từ các ảnh tỷ lệ
và được kiểm tra qua độ phản xạ thấp tại các vị trí nước đục và đường cao tốc bê
tông. Từ phân tích dữ liệu, đối với nước thì mô hình tăng nồng độ hạt có liên quan
đến các giá trị tỷ lệ giảm trong tất cả các kết hợp băng tần được sử dụng. Kết quả cụ
thể, các giá trị tỷ số kênh ảnh 1/4 tuân theo mô hình dự đoán, trong khi 1/6 có các tỷ
số bị đảo ngược so với giá trị dự kiến.
- Phương pháp xác định độ dày quang học của sol khí từ dữ liệu vệ tinh bằng
cách sử dụng hiệu ứng làm mờ tán xạ [68]. Phương pháp này đã được áp dụng để xác
định sol khí ở khu vực Châu Phi phía Nam sa mac Saharan từ dữ liệu ảnh vệ tinh
LANDSAT TM. Bằng cách giả định phản xạ mặt đất là không đổi, các tín hiệu vệ
tinh thay đổi có thể là do sự thay đổi của tính chất quang học trong khí quyển. Sự
thay đổi theo thời gian của các cấu trúc cho phép chúng ta đưa ra hàm chất lượng sol
khí trên bề mặt đất. Kết quả thu được đã được chứng minh là phù hợp với các phép
đo đồng thời trên mặt đất.
- Phương pháp xác định bụi (PM) trong không khí bằng cách xây dựng hàm
tương quan giữa độ dày sol khí AOT với hàm lượng bụi thu được bằng việc đo trực
tiếp tại bề mặt. Một số nghiên cứu điển hình như sau:
+ Phương pháp xác định AOD từ ảnh hai thời điểm: Trong các nghiên cứu của
Sifakis và Deschamps (1992) [65] và Retalis và cộng sự (1998) [62] cũng sử dụng dữ
liệu ảnh vệ tinh SPOT và LANDSAT-5/TM để xác định AOD (Aerosol Optical
Depth) và thành lập bản đồ phân tán ngang của các hạt trong không khí ở các khu vực
đô thị. Điểm khác biệt của phương pháp là các tác giả sử dụng và so sánh hai ảnh vệ
tinh ở 2 điều kiện khác nhau. Một ảnh trong điều kiện ô nhiễm và ảnh còn lại ở điều
kiện không có ô nhiễm không khí để từ đó tính ra AOD. Tiếp tục phát triển phương
pháp này, trong nghiên cứu tiếp theo của Nuno Grosso và cộng sự (2007) [58] và
Retalis và Sifakis (2009) [61] đã đề xuất kết hợp với thuật toán DTA (Differential
Textural Analysis) để thành lập bản đồ sol khí tại Lisbon và Athens bằng dữ liệu ảnh
viễn thám MODIS và MERIS-ENVISAT. Sau đó kết hợp với giá trị đo bụi PM10
mặt đất để xây dựng hàm tương quan với giá trị AOT (Aerosol Optical Thickness).
Kết quả xác định được là với ảnh MODIS hệ số tương quan R2
= 0.77 và R2
= 0.83
với ảnh MERIS-ENVISAT.
8
+ Phương pháp bán tự động kết hợp dữ liệu AOT với dữ liệu bụi PM đo mặt
đất cục bộ: Jerome Vidot và cộng sự (2007) [39] đã sử dụng kết quả đo AOT mặt đất
và ảnh SeaWiFS. Sử dụng dữ liệu ảnh SeaWiFS đã được xử lý trên cả đất liền và đại
dương để xác định AOT kết hợp với dữ liệu bụi PM đo hàng ngày và cục bộ. Một
phần dữ liệu đo được sử dụng để xây dựng mô hình bằng phương pháp thống kê;
phần còn lại được sử dụng để kiểm tra mô hình. Kết quả phương pháp này cho phép
xác định PM10 với hệ số tương quan R2
= 0.42 và PM2.5 với hệ số tương quan R2
=
0.48.
Chu và cộng sự (2003) [26] đã chứng minh khả năng sử dụng MODIS để giám
sát ô nhiễm không khí toàn cầu, khu vực và địa phương. Ba nghiên cứu điển hình ở
miền bắc Italy, Los Angeles, và Bắc Kinh cho thấy kết quả áp dụng độ sâu quang học
được tính từ MODIS (τa) đối với ô nhiễm không khí khu vực và cục bộ đạt độ chính
xác (Δτa = ± 0.05 ± 0.2τa) và hệ số tương quan giữa Aerosol Robotic Network
(AERONET) trung bình hàng ngày τa và nồng độ PM10 (μg /m3
) ở miền bắc Italy là
0.82. Các phép đo từ ảnh vệ tinh MODIS cho cũng đã xác định được mức độ ô nhiễm
không khí tại các vùng ở miền Bắc Ý, Nam Ba Lan, Bỉ, Hà Lan và Ruhr, cũng như
các thành phố lớn và các thung lũng công nghiệp (Rhone, Danube) [42]. Sự tương
quan không gian giữa PM10 trung bình hàng năm và AOT là 0.6 đối với các trạm đo
ở nông thôn. Đồng thời, sự thay đổi theo mùa của AOT và PM là khác biệt rõ rệt.
Trong hầu hết các kết quả nghiên cứu tại Châu Âu, AOT được xác định từ tư liệu ảnh
MODIS có mức tối thiểu trong những tháng mùa đông. Do đó, mối tương quan giữa
chuỗi thời gian một năm của AOT với PM10/PM2.5 là thấp (0.3).
Jinshan Zhu và cộng sự (2011) [41], Adelaide và cộng sự (2010) [16] cho thấy
hệ số tương quan giữa AOT thu được từ hệ thống ảnh MODIS và bụi PM10 đo đạc
mặt đất trong khoảng 0.52 ≤ R ≤ 0.66. Francesco Nordio và cộng sự (2013) [30] đã
sử dụng phương pháp này bằng cách áp dụng vào dữ liệu PM10 tại Lombardy, Bắc
Italy, một khu vực có độ cao khác nhau và sự đảo ngược nhiệt độ thường xuyên. Kết
quả chứng minh rằng PM10 có thể dự đoán được một cách đáng tin cậy (R2
= 0.736
÷ 0.841) bằng cách sử dụng mô hình dự báo dựa trên dữ liệu AOD. Ngoài ra, tác giả
Muhammad Zeeshan và N.T. Kim Oanh (2014) [55] đề xuất kết hợp với các dữ liệu
đo được ở các trạm AERONET (AErosol RObotic NETwork) và hệ số tán xạ ngược
của sol khí đo bằng máy Lidar để khảo sát nâng cao độ chính xác mô hình xác định
bụi PM10.
9
+ Phương pháp sử dụng độ dày quang học (AOT) có đánh giá sự phụ thuộc,
ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng. Tác giả Jay Gao và Yong Zha (2010) [37] sử
dụng AOT thu được từ dữ liệu MODIS để xác định các chất ô nhiễm không khí được
đo gần bề mặt và đánh giá thêm sự phụ thuộc, ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng.
Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng của bốn thông số khí tượng (áp suất không
khí, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, và vận tốc gió) đối với dự báo ô nhiễm không khí từ
dữ liệu MODIS AOT cho thành phố Nam Kinh, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho
thấy PM10 có thể dự báo tuyến tính từ AOT với R2
= 0.438. Phân tích tương quan
theo mùa thì độ chính xác dự đoán cao hơn vào mùa hè R2
= 0.749 và mùa thu R2
=
0.634 và thấp hơn nhiều vào mùa xuân và mùa đông (R2
< 0.3). Tuy nhiên, không có
mô hình nào được thiết lập cho mùa xuân và mùa thu. Kết luận rằng các thông số khí
tượng học có ảnh hưởng khác nhau đến tính dự báo của ô nhiễm không khí từ AOT
trong khu vực nghiên cứu mà các chất gây ô nhiễm không khí bị chi phối bởi các hạt
lơ lửng.
+ Phương pháp sử dụng độ dày quang học (AOT) thu được từ dữ liệu ảnh vệ
tinh MODIS kết hợp với dữ liệu vệ tinh có độ phân giải cao hơn và các kết quả quan
trắc chất lượng không khí ở dưới mặt đất để nâng cao độ chi tiết xây dựng bản đồ ô
nhiễm không khí như tác giả N.Benas và cộng sự (2013) [19] sử dụng ảnh MODIS
kết hợp với ảnh MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer) có độ phân giải
cao, dữ liệu PM10 đo được và cảm biến quét dọc AATSR (Advanced Along-Track
Scanning Radiometer) để lấy các dữ liệu khí tượng, từ đấy khảo sát cả hàm hồi quy
tuyến tính và không tuyến tính để xây dựng mô hình xác định bụi PM10, với hệ số
tương quan R2
=0.7. Ngoài ra, tư liệu ảnh MODIS được nghiên cứu kết hợp với dữ
liệu LANDSAT TM/ETM+ [70, 33]; hệ thống đo tán xạ ngược LiDAR và các thiết
bị đo cầm tay [57].
Tư liệu LANDSAT 8 OLI cũng đã được nghiên cứu ứng dụng trong xác định
bụi không khí. Tác giả Zhang và cộng sự 2015 [78] đã sử dụng dữ liệu viễn thám
LANDSAT 8 OLI xác định AOD bằng cách áp dụng phương pháp DDV (Dense Dark
Vegetation). Kết quả cho thấy việc thu hồi AOD ở các khu vực đô thị có giá trị cao
và giá trị tương đối thấp hơn khu vực miền núi, sự phân bố của AOD bị ảnh hưởng
rất nhiều bởi đối tượng che phủ đất đai. Dữ liệu PM2.5 đo đạc trên mặt đất cũng được
sử dụng để đánh giá AOD thu được từ việc áp dụng thuật toán DDV với dữ liệu ảnh
LANDSAT 8 OLI. Kết quả cho thấy hệ số tương quan giữa AOD và PM2.5 là 0.8742.
Tác giả Lin Sun và cộng sự (2016) [49] cũng đề xuất một phương pháp mới để thu
10
hồi AOD từ hình ảnh LANDSAT 8 OLI trên các khu đô thị có phản xạ bề mặt ở Bắc
Kinh là sử dụng ảnh MODIS được sử dụng để hỗ trợ ước tính phản xạ bề mặt từ ảnh
LANDSAT 8 OLI. Các giá trị AOD xác định trên ảnh vệ tinh được kiểm tra bằng các
giá trị đo AOD từ các trạm AERONET và so sánh với các quan sát AOD cấp 2 của
MOD04 ở độ phân giải 10km. Kết quả cho thấy phương pháp mới này đã đạt được
độ chính xác hợp lý trong việc thu hồi AOD và mô tả các đặc tính thực tế của phân
bố sol khí chi tiết hơn các phương pháp tiêu chuẩn. Đáng lưu ý, trong nghiên cứu của
Saleh SAH và Hasan G (2014) [63] đã đề xuất mô hình thực nghiệm để xác định nồng
độ hạt (PM10) trong khí quyển sử dụng các dải nhìn thấy thấy (Aerosol, Red, Green
và Blue) của ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI trên thành phố Kirkuk- Iraq. Tính khả thi
của các thuật toán được đề xuất đã được nghiên cứu dựa trên hệ số tương quan (R)
và sai số trung bình (RMSE) so với dữ liệu đo lường mặt đất PM10. Kết quả của
nghiên cứu này chứng minh dải phổ nhìn thấy của LANDSAT 8 OLI có khả năng
tính toán nồng độ PM10 ở mức độ chính xác chấp nhận được.
- Một số nghiên cứu đã được thực hiện để phân tích mối quan hệ giữa dữ liệu
ảnh vệ tinh trong vùng sóng hồng ngoại nhiệt với một số tham số liên quan đến chất
lượng không khí. Tác giả Brivio và cộng sự (1995) [21], Basly (2000) [18] đã có
nghiên cứu bổ sung bằng chứng về mối tương quan giữa các bước sóng nhiệt hồng
ngoại và các thông số chất lượng không khí. Kết quả đã chỉ ra rằng nồng độ các hạt
có tương quan với nhiệt độ. Sifakis và cộng sự (1998)[66] đề xuất áp dụng bổ sung
quy trình 'suy giảm nhiệt độ' để nâng cao việc xác định ô nhiễm từ dữ liệu LANDSAT-
5/TM của khu vực đô thị Athens. Wald và Baleynaud (1999) [76] đã có nghiên cứu
sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt của vệ tinh LANDSAT TM để lập bản đồ các thông
số chất lượng không khí, đặc biệt là nồng độ của các hạt bụi đen, sulfur dioxide và
các chất gây ô nhiễm khác tại thành phố Nantes với các trạm mặt đất. Năm 2003, Ung
và cộng sự [73] đã nghiên cứu bổ sung bằng chứng về mối tương quan giữa các tham
số chất lượng không khí và các phép đo sử dụng ảnh vệ tinh trong phạm vi hồng
ngoại. Việc tăng các nồng độ chất gây ô nhiễm ban đầu gây ra sự cạn kiệt độ sáng lên
phía trên đo được trong dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Hệ số tương quan giữa nồng
độ các hạt lơ lửng PM10 và tỷ lệ phản xạ của các trạm đo trong vùng hồng ngoại
nhiệt có mức tin cậy lên đến 95%. Trên cơ sở phát triển tiếp các nghiên cứu đã có
Lim và cộng sự (2004, 2007) [44, 45, 46, 47, 48] nghiên cứu đề xuất để lấy các giá
trị chất lượng không khí bằng cách sử dụng dải hồng ngoại nhiệt và dải bước sóng
nhìn thấy từ ảnh vệ tinh LANDSAT TM.
11
Kết quả nghiên cứu đã chứng minh nồng độ bụi PM10 trong không khí phụ
thuộc vào đối tượng lớp phủ bề mặt. Do đó, một số nghiên cứu đề xuất sử dụng các
chỉ số phản xạ phổ được xác định từ tư liệu viễn thám để xây dựng hàm tương quan
với các chỉ số ô nhiễm không khí như chỉ số thực vật NDVI (Normalized Difference
Vegetation Index) và chỉ số đô thị hóa UI (Urbanization Index) từ tư liệu ảnh IRS P6
LISS IV và LANDSAT ETM + [25]. Khi so sánh giữa các hình ảnh được mô hình
hóa API và API nội suy thì độ chính xác đạt được là 90.5%.
1.2. 2. Tổng quan về những kết quả nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, các nghiên cứu xác định chất lượng không khí, đánh giá mức độ
ô nhiễm môi trường không khí thường áp dụng hai phương pháp truyền thống đó là :
- Phương pháp thực nghiệm: Đo đạc khảo sát tại nhiều điểm ở khu vực nghiên
cứu, bằng phương pháp thống kê, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường không khí ở
vùng đó với nghiên cứu của Phạm Ngọc Hồ, (1993, 1999, 2003, 2006) [2, 3, 4, 5];
- Phương pháp thống kê bán thực nghiệm: Dùng các mô hình toán học mô tả
quá trình khuếch tán chất ô nhiễm cũng như tính toán với sự trợ giúp của máy vi tính
để tính toán nồng độ tạp chất, chọn một số điểm đo đạc, khảo sát để kiểm tra độ tin
cậy của mô hình, sau đó áp dụng mô hình để đánh giá cho các vùng khác có điều kiện
tương tự. Áp dụng mô hình trị số [1], mô hình xác định hệ số khuếch tán rối ngang
[7], mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên lý thuyết Gauss [1], mô hình hình hộp
[6]. Các nghiên cứu nêu trên chỉ dừng ở mức đánh giá các thành phần ô nhiễm không
khí hoặc mô phỏng quá trình lan truyền, khuếch tán dựa trên số liệu của các trạm
quan trắc ngoài thực địa. Để đảm bảo độ chính xác, các phương pháp trên đòi hỏi một
mật độ trạm quan trắc bụi bề mặt phân bố đều trên một khu vực có diện tích lớn và
điều này là rất tốn kém. Ví dụ đối với thành phố Hà Nội trong thời gian qua để giám
chất lượng không khí đã lắp đặt 80 trạm quan trắc, tuy nhiên cũng chỉ ở các khu vực
quan trọng trong trung tâm thành phố.
Phương pháp sử dụng ảnh vệ tinh để phục vụ giám sát chất lượng không khí
có một số nghiên cứu đáng chú ý sau:
- Năm 2010, tác giả Lương Chính Kế [8] đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa
học cấp Bộ của Bộ Tài nguyên và Môi trường “Ứng dụng công nghệ viễn thám để
nghiên cứu khả năng pháp hiện và giám sát một số thành phần ô nhiễm môi trường
không khí khu vực đô thị và khu công nghiệp”. Đề tài đã sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh
để tính toán sol khí và kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc xác lập mối tương
12
quan sol khí với một số thành phần ô nhiễm không khí. Quy trình công nghệ được đề
xuất trong đề tài được thể hiện trong Hình 1.1. Tư liệu viễn thám trong nghiên cứu là
ảnh gốc của ảnh SPOT gồm 3 kênh phổ là Green, Red và Near Infrared cho hai thời
kỳ tháng 6/2003 và tháng 10/2008. Trong đó ảnh 2008 là ảnh SPOT 4, ảnh thời kỳ
2003 là ảnh SPOT 5 cho nên trong công tác chuẩn bị tác giả đã đưa hai loại ảnh về
cùng độ phân giải của ảnh SPOT 4 với độ phân giải không gia là 20m. Tuy nhiên,
hạn chế của đề tài là số liệu đo ô nhiễm ngoài thực địa không đúng vào thời điểm vệ
tinh bay qua. Ngoài ra, việc sử dụng tư liệu ảnh ở hai năm 2003 và 2008 cũng dẫn
đến sự khác biệt về dữ liệu phổ. Tác giả Lương Chính Kế đã đề xuất hiệu chỉnh dữ
liệu phổ của ảnh gốc và chuẩn hóa dữ liệu phổ của ảnh năm 2003 về ảnh năm 2008.
Phần xử lý phổ thứ hai là phát hiện ô nhiễm. Trong một nghiên cứu tại hội nghị ACRS
(Asian Conference on Remote Sensing) 2010, tác giả Lương Chính Kế và các cộng
sự [51] cũng sử dụng quy trình công nghệ tại Hình 1.1 để xác định bụi không khí ở
Cẩm Phả và Hà Nội bằng ảnh LANDSAT ETM+ chụp năm 2001 cho khu vực Cẩm
Phả và ảnh SPOT 2 chụp năm 2008 cho khu vực Hà Nội.
Hình 1.1 .Quy trình công nghệ thành lập bản đồ ô nhiễm không khí [8]
13
- Một nghiên cứu khác, tác giả Trần Xuân Trường thực hiện năm 2012 [9] sử
dụng ảnh vệ tinh MODIS để tính toán độ dày sol khí (AOT) và từ đó xác định được
các chỉ số về chất lượng không khí AQI và chỉ số về ô nhiễm không khí API. Do độ
phân giải không gian của ảnh MODIS thấp nên chỉ phù hợp cho nghiên cứu giám sát
chất lượng không khí ở cấp khu vực và quốc gia. Tác giả Trần Xuân Trường và Vương
Trọng Kha (2013) [10] đã nghiên cứu xây dựng thuật toán và chương trình giám sát
bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT 7. Nghiên cứu đã lập trình xây dựng
chương trình tính toán xác định nồng độ PM10 từ 8 mô hình và đã lựa chọn được mô
hình hợp lý trong giám sát bụi PM10. Tuy nhiên, nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế
như chưa lọc nhiễu trước khi đưa dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT 7 vào tính toán mô
hình và số lượng điểm thực nghiệm còn hạn chế.
- Tác giả Trần Thị Vân và các cộng sự (2012, 2014) [11,12] cũng đã có những
nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám trong xác định ô nhiễm không khí. Trong nghiên
cứu [11] tác giả sử dụng ảnh SPOT 5 vào hai thời kỳ 2003 và 2011 tại Thành phố Hồ
Chí Minh để tính toán xác định bụi PM10 (Hình 1.2).
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tổng quát xây dựng bản đồ phân bố không gian nồng độ
PM10 [11]
Bản đồ nồng độ bụi PM 10
ảnh phụ thuộc
Chuẩn hóa bức xạ
tương đối cho ảnh
phụ thuộc
Các thuật
toán biến đổi
Hiệu chỉnh hình học
Hiệu chỉnh bức xạ
(Chuyển từ DN sang Bλ)
Chuyển đổi giá trị phản xạ
Phân tích thống kê PM10 với từng
kênh ảnh tham chiếu
Các hàm hồi quy PM10
Hàm hồi quy tốt nhất
Dữ liệu mặt đất PM10Ảnh phụ thuộc Ảnh tham chiếu
Ảnh vệ tinh
Cácbướcthựchiệnchoảnhthamchiếu
14
Trong nghiên cứu [12] nhóm tác giả đã tiếp cận theo hướng ứng dụng công
nghệ viễn thám để giám sát thành phần bụi PM10. Phương pháp thực hiện của đề tài
thể hiện qua quy trình xử lý ảnh vệ tinh và tính toán giá trị độ dày quang học sol khí
(AOT) trên ảnh. Dữ liệu viễn thám được sử dụng cho nghiên cứu là ảnh viễn thám vệ
tinh LANDSAT/ETM+ ngày thu nhận là 21/2/1996 và 16/2/2003 chụp vào lúc 10h
sáng trên khu vực nghiên cứu. Nhóm tác giả đã chọn ảnh ngày 21/2/1996 được dùng
như ảnh ngày sạch vì các điều kiện trên ảnh khá tốt (biết ngày không ô nhiễm (ngày
sạch) là ngày trời rõ trong, không sương mù và ảnh thứ hai chụp ngày 16/2/2003 là
ngày có ô nhiễm (trời mù sương) và có giá trị đo nồng độ bụi PM10 đồng thời trên
mặt đất tại các trạm quan sát tự động. Giá trị AOT lần lượt được tính toán cho 4 kênh
ảnh ngày 16/2/2003 theo công thức sau :
∆𝜏 = 𝜏2 − 𝜏1 = ln⁡[
σ1(ρ)
σ2(ρ)
] (1.1)
Trong đó: Δτ là độ dày quang học sol khí AOT, τ1 là OT ngày sạch; τ2 là OT ngày ô
nhiễm; σ1 (ρ) là độ lệch chuẩn của phản xạ ngày sạch; σ2 (ρ) là độ lệch chuẩn của
phản xạ ngày ô nhiễm.
Độ dày quang học (AOT) được định nghĩa là thước đo sự truyền xạ của một
cột không khí theo chiều thẳng đứng trên đơn vị diện tích mặt cắt ngang. Với AOT
ngày sạch sắp xỉ bằng 0 do không có hoặc có rất ít các thành phần ô nhiễm, khi đó
τ1= 0 và τ2 lúc này cũng là AOT trên ảnh ngày ô nhiễm, công thức trên trở thành:
∆𝜏 = 𝜏2 = ln⁡[
σ1(ρ)
σ2(ρ)
(1.2)
Sau đó thực hiện phân tích tương quan, hồi quy giữa giá trị AOT tính toán trên
ảnh và nồng độ PM10 đo tại các trạm quan trắc mặt đất để tìm hàm hồi quy tốt nhất,
cuối cùng tính toán phân bố nồng độ PM10 trên ảnh (Hình 1.3).
Nhóm tác giả Trần Thị Vân đã chọn hàm hồi quy đa thức bậc 2 của nồng độ
PM10 tại các trạm đo mặt đất với AOT ở kênh 2 (Green) để ước tính phân bố nồng
độ PM10 cho khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh. Đặt giá trị nồng độ PM10
là y, giá trị AOT là x, hàm hồi quy kết quả sẽ có dạng sau:
y = 117.2x2
– 420.3x + 413.6 (1.3)
Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Trần Thị Vân và cộng sự đã đề xuất được
phương pháp xác định giá trị AOT từ tư liệu ảnh viễn thám LANDSAT ETM+ và xây
dựng hàm hồi quy tuyến tính giữa giá trị AOT và giá trị quan trắc mặt đất tại cùng
15
thời điểm thu ảnh. Tuy nhiên, các điểm đo mặt đất chủ yếu dựa trên các điểm quan
trắc tự động đặt tại một số điểm của Thành phố Hồ Chí Minh, số trạm quan trắc ít,
nên không có trạm để kiểm tra độc lập.
Hình 1.3. Quy trình xây dựng bản đồ phân bố nồng độ PM10 [12]
- Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Nhật Thanh và cộng sự (2015) [69] đã sử
dụng dữ liệu MODIS và phát triển các mô hình hồi quy có ý nghĩa thống kê để tính
toán các nồng độ PM trên mặt đất.
Trong nghiên cứu này, các tác giả tích hợp dữ liệu đo trên mặt đất, dữ liệu khí
tượng và dữ liệu vệ tinh để xác định nồng độ PM theo lưới (10km×10km) đối với
toàn bộ Việt Nam. Nhóm nghiên cứu thực nghiệm với các tỉnh có địa lý đa dạng ví
dụ: Đông Bắc, Đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ
Việt Nam.Từ đấy đưa ra mô hình và quy trình xác định bụi PM2.5 như sau:
PM2.5t-MOD= 21.444 x AOTt-MOD – 26.984 x Tempmr + 25.287
PM2.5t-MYD= 27.401 x AOTt-MYD – 18.909 x Tempmr + 18.993
(1.4)
Ảnh viễn thám ngày
sạch
(21/2/1996)
Hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh hình học
Hiệu chỉnh bức xạ
(DN -> Bλ -> Phản xạ)
Hiệu chỉnh bức xạ
(DN -> Bλ -> Phản xạ)
Số đo trạm mặt đất nồng độ
PM10
Phân tích thống kê nồng độ
PM10 với từng kên ảnh
Tính AOT
(Phản xạ -> AOT)
Các hàm hồi quy PM10
Bản đồ nồng độ PM10
Ảnh viễn thám ngày ô
nhiễm
(16/2/2003)
Các thuật toán biến
Hàm hồi quy tốt nhất
16
Hình 1.4: Quy trình ước lượng PM2.5 từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS [69]
Kết quả cho dữ liệu PM2.5 có nguồn gốc từ vệ tinh so với PM2.5 dựa trên mặt
đất (n = 285, R2
= 0.411, RMSE = 20.299 μgm−3
và RE = 39.789%). Hơn nữa, việc
xác định PM2.5 có nguồn gốc từ vệ tinh trên hai bộ dữ liệu độc lập cho Đông Bắc và
Duyên hải miền Trung cho kết quả tương tự (n = 40, R2
= 0.455, RMSE =
21.512μgm−3
, RE = 45.236% và n = 45, R2
= 0.444, RMSE = 8.551μgm−3
, RE =
46.46% tương ứng). Kết quả nghiên cứu cũng nêu bật tiềm năng sử dụng bộ dữ liệu
MODIS để ước tính PM ở quy mô khu vực tại Việt Nam. Tuy nhiên, giới hạn của mô
hình là việc xác định được các đỉnh tối đa và tối thiểu nồng độ PM2.5 và cần nhiều
về dữ liệu mặt đất, điều kiện khí quyển và các khía cạnh vật lý khác.
- Trong năm 2016, tác giả Trịnh Lê Hùng [43] sử dụng mô hình của Mozumder
và cộng sự (2012) [25] dựa trên mối tương quan với các giá trị phản xạ trên kênh
NIR, kênh SWIR và các chỉ số thực vật (VI, TVI) của ảnh LANDSAT 5 để xác định
bụi không khí tại khu vực thực nghiệm Quảng Ninh và được thể hiện trong công thức
(1.5).
APILANDSAT = -460.0 -10.4*SWIR +1.0*NIR -6.4*VI +851.6*TVI (1.5)
Ảnh vệ tinh
MODO4/MYD04, MODO7/MYD07
Giá trị đo PM2.5
Giá trị đo khí tượng
(Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm)
Lấy mẫu
Ảnh
Lấy mẫu
Không gian/ Thời gian
Tích hợp dữ liệu
Tiền xử lýPM2.5
Khí tượng
Lấy mẫu
MODO4/MYD04
PM2.5 ước lượng
(Hồi quy)
Hồi quy tuyến tính đa
biến
Mô hình hồi quy
tuyến tính đa biến
Bản đồ
PM2.5
Giá trị đo
PM2.5
PM2.5 nội suy
(Nội suy Kriging)
Lấy mẫu
Ảnh PM2.5
Xác nhậnPM2.5
Từ ảnh VT
17
Trong nghiên cứu này tác giả Trịnh Lê Hùng chỉ dừng lại ở việc đưa ra bản đồ
phân bố bụi nhưng không được kiểm chứng với số liệu thực tế. Mặt khác vào giữa
năm 2012, vệ tinh LANDSAT 5 gặp phải sự cố kỹ thuật và chính thức dừng hoạt
động vào ngày 21/12/2012.
1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới
Qua kết quả nghiên cứu trên thế giới và trong nước cho thấy các nghiên cứu
ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh để xác định nồng độ bụi trong không khí được phát triển
trên hai nội dung chính đó là: Phương pháp và dữ liệu sử dụng.
- Về phương pháp: Phần lớn các nghiên cứu xác định nồng độ bụi PM từ độ
dày sol khí (AOT). Các kết quả này giả thiết sự phân bố không gian của các hạt theo
hướng thẳng đứng của khí quyển và cung cấp một giải pháp thực tế cho việc ước
lượng giá trị PM. Việc phát triển, nâng cao độ chính của phương pháp này phụ thuộc
vào công nghệ cũng như dữ liệu xác định độ dày sol khí (AOT) hay độ sâu sol khí
(AOD). Từ dữ liệu AOT hay AOD thu được tiến hành ước lượng nồng độ PM trong
không khí sử dụng các phương pháp như hồi quy tuyến tính (LR- linear regression),
hồi quy tuyến tính đa biến (MLR- multiple linear regression) hoặc hồi quy phi tuyến
tính như mạng trí tuệ nhân tạo (ANN- artificial neural network), hỗ trợ hồi quy vector
(SVR- support vector regression) và bản đồ tự tổ chức (SOM- self organizing map).
Gần đây, các hệ thống mô hình hóa như GEOS-Chem hoặc CMAQ cũng được sử
dụng để liên kết giữa giá trị AOT với nồng độ PM [69]. Một số nghiên cứu kết hợp
với các dữ liệu AOT và các thông số vật lý khí quyển được đo từ các trạm mặt đất
AERONET để nâng cao độ chính xác cũng như độ chi tiết của dữ liệu. Đặc điểm của
những phương pháp này đòi hỏi về dữ liệu đo AOT mặt đất, dữ liệu về điều kiện khí
quyển (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm…) và các tham số vật lý là rất lớn và chỉ phù hợp với
các nước có hạ tẩng kỹ thuật viễn thám hoàn thiện, đã phát triển lâu dài. Tuy nhiên,
hiện nay ở Việt Nam có các trạm mặt đất AERONET là rất ít. Cả khu vực Hà Nội
mới chỉ có 1 trạm và số liệu đo rời rạc, để lấy số liệu cùng thời điểm chụp ảnh vệ tinh
là rất khó khăn, không đủ số lượng điểm tối thiểu để nghiên cứu. Một số phương pháp
đòi hỏi dữ liệu cũ (như dữ liệu ngày sạch). Hiện nay việc xác định ngày sạch là rất
khó khăn, đặc biệt đối với khu vực đô thị có mức độ ô nhiễm thường xuyên.
Mặt khác, cũng có một số nghiên cứu xuất phát từ tính chất vật lý của khí
quyển và đặc điểm của dữ liệu ảnh vệ tinh quang học để thành lập bản đồ ô nhiễm
không khí trực tiếp từ các chỉ số hoặc giá trị được chiết xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh
18
[40, 42, 43, 47, 48, 51, 77]. Đây là phương pháp cho phép nhanh chóng thành lập mô
hình xác định nồng độ bụi PM trong không khí thông qua các mô hình hồi quy tuyến
tính hoặc phương pháp bình phương nhỏ nhất. Nó rất phù hợp với các nước có hạ
tầng viễn thám chưa phát triển như Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay những nghiên cứu
trên thế giới và Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế như chưa đa dạng về mô hình thực
nghiệm và chưa được kiểm tra với các giá trị đo độc lập.
- Về dữ liệu sử dụng: Hiện nay các nghiên cứu chủ yếu xác định AOT hay
AOD từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS. Ảnh MODIS cung cấp dữ liệu ảnh toàn cầu 2
ngày một lần với độ phân giải không gian là 250m, 500m và 1000m. Số kênh phổ của
MODIS là 36 kênh và dữ liệu ở dạng 12 bit. MODIS có đặc tính đã hiệu chỉnh hình
học và phổ. Ảnh vệ tinh MODIS là một dữ liệu vệ tinh có chu kỳ chụp ngắn, rất tiện
lợi trong việc xác định bụi PM trong không khí và được rất nhiều nghiên cứu trên thế
giới cũng như trong nước sử dụng. Tuy nhiên ảnh có độ phân giải không gian thấp
nên chỉ phù hợp cho các nghiên cứu xác định nồng độ các chất ô nhiễm trong không
khí ở phạm vi rộng với độ chính xác thấp và không thể áp dụng cho quy mô nhỏ như
một thành phố. Để cải thiện về mức độ chi tiết của kết quả thực nghiệm, một số nghiên
cứu kết hợp giữa MODIS với các ảnh có độ phân giải không gian lớn hơn (như
LANDSAT, SPOT, ASTER…).
Dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT được sử dụng hiệu quả trong nghiên cứu nồng
độ bụi trong không khí. Các nghiên cứu đã sử dụng kênh 1 LANDSAT-5/TM [60];
kênh cận hồng ngoại của LANDSAT TM6 [72]; kênh cận hồng ngoại và kênh hồng
ngoại trung của LANDSAT 5 [43] và dữ liệu của LANDSAT 7 [28], LANDSAT 4
[71]…Ở Việt Nam, tư liệu chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu ô nhiễm không
khí là tư liệu LANDSAT [10, 12]... Ảnh LANDSAT 7 từ năm 2003 bị lỗi, trên ảnh
có các sọc đen vì vậy ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Những nghiên cứu về việc sử
dụng ảnh LANDSAT 8 OLI vào xác định bụi PM10 trong không khí nhưng chưa
hoàn thiện về quy trình xử lý và kết quả nghiên cứu kiểm chứng thực địa.
Các dạng tư liệu viễn thám có độ phân giải cao hơn ảnh LANDSAT như ảnh
SPOT cũng đã được nghiên cứu sử dụng và cho kết quả đáng tin cậy [8, 11, 65].
1.3. Những vấn đề được phát triển trong luận án
Dựa trên phân tích các kết quả nghiên cứu được công bố trên các tạp chí khoa
học của thế giới và trong nước về việc xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí,
tác giả đề xuất nội dung nghiên cứu trong luận án gồm:
19
- Đánh giá khả năng sử dụng các kênh ảnh (1, 2, 3, 4) của ảnh vệ tinh
LANDSAT 8OLI trong xác định nồng độ bụi không khí PM10.
- Đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển ảnh vệ tinh
đến độ chính xác xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí.
- Nghiên cứu đề xuất và đánh giá mô hình xác định nồng độ bụi không khí
PM10 sử dụng kết hợp ảnh vệ tinh LANDSAT 8OLI và dữ liệu đo mặt đất tại cùng
thời điểm chụp ảnh.
20
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TỪ
TƯ LIỆU VIỄN THÁM
2.1. Khái nhiệm về sol khí
2.1.1. Định nghĩa về sol khí (Aerosol)
Sol khí (Aerosol) là các hạt thể rắn hoặc lỏng tồn tại lơ lửng trong không khí
[36]. Sol khí được tạo ra theo các quá trình khác nhau xảy ra trên bề mặt đất, nước và
trong khí quyển. Chúng tồn tại cả trong tầng đối lưu và bình lưu với kích thước khác
nhau từ vài nanomet tới vài chục micromet, có hình dạng và thành phần hóa học khác
nhau.
Hình 2.1. Sol khí và các nguồn gốc của sol khí [36]
2.1.2. Phân bố của sol khí trong khí quyển
Sol khí có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo. Loại có nguồn gốc tự nhiên gồm
các hạt muối biển, bụi từ các cơn bão cát, núi lửa, cháy rừng, cháy các thảm thực vật
hoặc các phản ứng khí xảy ra trong tự nhiên. Loại có nguồn gốc nhân tạo gồm các
chất thải công nghiệp, nông nghiệp như khói, bụi từ các nhà máy công nghiệp, hoạt
động đốt nương làm rẫy, đốt sản phẩm phụ từ nông nghiệp (rơm, rạ...). Tính trung
bình trên phạm vi toàn cầu, sol khí có nguồn gốc nhân tạo chiếm khoảng 10% tổng
số hạt sol khí có trong khí quyển. Trong đó, hầu hết tập trung ở Bắc bán cầu [35], đôi
khi có thể quan sát được tại các vị trí khác nhau của lục địa Châu Mỹ, lục địa Châu
Á. Các phân tử bụi này là các hạt sol khí tương đối lớn tồn tại trong khí quyển và nó
thường bị loại khỏi khí quyển sau khi di chuyển được một quãng đường ngắn nếu
21
chúng không được đưa lên độ cao tương đối lớn (từ 4.57km trở lên) do các cơn bão
cát có cường độ cao. Các phân tử này hấp thụ và tán xạ ánh sáng Mặt trời làm ấm lớp
không khí chứa nó. Lớp không khí ấm hơn làm cản trở sự hình thành dòng thăng tạo
mây đối lưu dẫn đến mưa giảm. Do đó, lớp bụi này được coi như là một trong những
nguyên nhân mở rộng sa mạc.
Mật độ sol khí có nguồn gốc nhân tạo trong khí quyển tăng rất nhanh kể từ khi
bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp. Với mức độ sản xuất hiện nay, sol khí sunfat
có nguồn gốc nhân tạo đã vượt quá lượng sol khí sunfat có nguồn gốc tự nhiên. Mật
độ sol khí ở bán cầu Bắc cao nhất do nơi đây tập trung nhiều nhất các hoạt động công
nghiệp. Các nhóm sol khí chủ yếu bao gồm sunfat, cacbon hữu cơ, cacbon đen, nitrat,
bụi khoáng và muối biển. Trên thực tế, có rất nhiều trường hợp không hoàn toàn ở
các dạng trên mà các sol khí có xu hướng cụm lại với nhau tạo thành dạng hỗn hợp
[34].
Hình 2.2. Hình dạng của sol khí [34]
2.1.3. Kích thước của sol khí
Kích thước của sol khí trải dài trên một phạm vi rộng của bán kính từ vài
nanomet đến vài chục micron. Kích thước này thay đổi theo tính chất của nguồn gốc
hạt và theo các phản ứng mà sol khí trải qua trong thời gian tồn tại của chúng trong
khí quyển (tạo hạt, sự đông tụ và ngưng tụ khí ở trạng thái hạt). Tỷ lệ tương ứng với
đặc tính của kích thước của tập hợp sol khí, sự phân bố kích thước làm cho có thể
định lượng số lượng các hạt có bán kính nhất định. Phân bố này có một hoặc nhiều
cực đại (hoặc các kiểu).
Hình 2.3 cho thấy sự phân bố không phải về số lượng mà là khối lượng của
một tập hợp các hạt có đường kính khí động học khác nhau. Đường kính khí động
học tương ứng với đường kính mà một hạt hình cầu có mật độ 1g/cm3
phải có tốc độ
rơi giống như hạt được nghiên cứu. Đường kính khí động học da là một hàm của
22
đường kính vật lý dp và mật độ của hạt ρ (thường được thể hiện bằng g.cm-3
), được
viết như sau [52]:
da =⁡dP × √ρ (2.1)
Dạng siêu mịn (A) tương ứng với các hạt có bán kính vật lý (và không khí
động học) bé hơn 0.05 μm, nó rất nhỏ với các bước sóng ở vùng nhìn thấy và hồng
ngoại. Do đó, chúng không hoạt động về mặt quang học và ảnh hưởng bức xạ của
chúng có thể bỏ qua.
Dạng tích lũy (B) tương ứng với các hạt có bán kính vật lý từ 0.05μm đến 1μm,
thường được tạo ra bởi sự keo tụ của các phân tử nhỏ hơn và sự ngưng tụ không đồng
nhất của khí hơi vào các hạt sol khí đang tồn tại. Sol khí có kích thước lớn hơn khoảng
1μm là các hạt bụi do gió thổi đến và các hạt muối biển từ bụi nước biển và bong
bóng vỡ. Sau khi hình thành, các sol khí hoà trộn với nhau và di chuyển do sự chuyển
động của khí quyển và chủ yếu được loại bỏ bởi quá trình hình thành mây và mưa.
Hình 2.3. Sự phân bố khối lượng của một tập hợp các hạt có đường kính khí động
học khác nhau [52].
Trong đó: A: hạt siêu mịn; B: các hạt tích lũy; C: các hạt thô, TSP: tổng số hạt lơ
lửng.
23
Dạng thô (C) là các hạt có đường kính lớn hơn 1.0μm. Dạng Aitken và tích
lũy được tạo ra từ quá trình cơ học và hóa học bởi các quá trình này tạo ra các phân
tử sol khí có đường kính nằm trong hai dãy kích thước này. Hạt sol khí loại này chủ
yếu được hình thành bởi quá trình ngưng tụ như quá trình chuyển đổi của khí lưu
huỳnh dioxit SO2 (phát ra từ quá trình phun trào núi lửa) sang phân tử sunfat và hình
thành bồ hóng và khói trong suốt quá trình cháy. Các sol khí có kích thước nhỏ nhất
cơ bản được tạo ra bởi quá trình chuyển đổi từ dạng khí sang dạng hạt xảy ra trong
khí quyển.
Việc xác định số hạt n theo hàm lôgarit tự nhiên của bán kính (r) như sau [52]:
n(r) =
dN
dr
=
n0
σ0
exp [−
(ln⁡r−lnr0)2
2σ0
2 ] (2.2)
Trong đó: n(r) là số hạt có bán kính nằm giữa r và r + dr
r0 là bán kính modal
σ0 là độ lệch chuẩn (chiều rộng của phân bố)
n0 là số hạt hiện diện trong tập hợp đang được xem xét.
Việc đánh giá khối lượng của sol khí, sự phân bố của sol khí trong thể tích V
được xác định theo công thức sau [52]:
dV
dlnr
=
V0
σ3√2𝜋
exp [−
(ln⁡r−lnr3)2
2σ3
2 ] (2.3)
Trong đó: r3 và σ3 là bán kính và độ lệch tiêu chuẩn của sự phân bố thể tích và
V0 là nồng độ khối lượng tổng thể của các hạt.
Bán kính các dạng hạt phân bố r3 được xác định theo công thức sau [52]:
r3 = r0exp(3σ0
2) (2.4)
Lưu ý rằng r3 lớn hơn r0. Điều này phản ánh sự đóng góp lớn của các hạt lớn
vào sự phân bố thể tích và sự dịch chuyển của phân bố này sang bán kính lớn hơn.
Như vậy, bụi trong không khí được phân loại dựa trên kích thước hay đường
kính của phân tử bụi với đơn vị là µm. Bụi PM10 trong không khí được định nghĩa
là những hạt bụi có kích thước đường kính dưới 10µm (Hình 2.3).
2.2. Cơ sở khoa học xác định bụi trong không khí từ kỹ thuật viễn thám
2.2.1. Tán xạ khí quyển
Sự tán xạ khí quyển là kết quả của sự phản xạ khuếch tán đa dạng của bức xạ
điện từ (EMR) bởi các phân tử khí và các hạt lơ lửng (sol khí) trong khí quyển (Gupta
2003)[32]. Dựa vào chiều dài bước sóng của bức xạ điện từ (EMR) tương ứng với
24
đường kính khí, hơi nước, và các hạt lơ lửng. Bức xạ điện từ (EMR) tương tác và
phân tán bởi khí quyển có thể được chia thành hai loại chính: tán xạ Rayleigh và
nhiễu xạ Mie (đôi khi được gọi là tán xạ không chọn lọc). Sự tán xạ Rayleigh xảy ra
khi đường kính của các phân tử khí (O2 và N2) và các hạt nhỏ trong khí quyển, nhỏ
hơn nhiều so với bước sóng bức xạ tới. Tán xạ Rayleigh áp dụng cho trường hợp hạt
phân tán rất nhỏ (ví dụ kích thước hạt <1/10 bước sóng tới) và toàn bộ bề mặt sẽ phát
ra cùng một pha (Barnett 1942) [17]. Cụ thể, cường độ ánh sáng I của tán xạ Rayleigh
của một quả cầu nhỏ có đường kính d:
I = I0
1+cos2 θ
2R2 (
2π
λ
)
4
(
n2−1
n2+2
)
4
(
d
2
)
6
(2.5)
Trong đó: R là khoảng cách tới hạt và θ là góc tán xạ.
I0 là cường độ được cho bởi Seinfeld và Pandis (2006)[64]
n là chiết suất từ chùm ánh sáng không bị phân cực có bước sóng λ
Hình 2.4. Các phân lớp chính của khí quyển và các loại phân tử sol khí tìm thấy
trong mỗi lớp và sự khúc xạ trong khí quyển. Lưu ý rằng chỉ số khúc xạ cho mỗi
tầng khí quyển và mật độ của tầng khí quyển tương ứng được giả định và chỉ để
minh họa. (Được sửa đổi từ Miller, S. W., và Vermote, E., 2002) [53]
25
Tính trung bình qua tất cả các góc này cho phép phân tán tán xạ Rayleigh, σs
được xác định như sau [27]:
𝜎𝑆 =
2π5 𝑑6
3λ4 (
n2−1
n2+2
)
2
(2.6)
Phương trình (2.5) cũng có thể được viết lại cho các phân tử riêng biệt bằng
cách biểu hiện sự phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ về phân cực phân tử. Trong trường
hợp này, cường độ tán xạ Rayleigh (I), đối với một phân tử được đưa ra trong Đơn vị
CGS như sau [20]:
I = I0
8π4 𝛼2
λ4R2
(1 + cos2
θ) (2.7)
Theo phương trình (2.6) và phương trình (2.7), hiệu ứng tán xạ Rayleigh giảm
nhanh chóng với bước sóng tăng dần (λ-4
) (Hình 2.5b). Ví dụ, ánh sáng màu xanh ở
0.4μm nằm rải rác khoảng 5 lần so với ánh sáng đỏ ở 0.6 μm (nghĩa là, (0.6/0.4)-4
=
5.06). Vùng bước sóng ngắn giữa 0.4 μm và 0.7μm bị ảnh hưởng mạnh bởi sự phân
tán của phân tử (tán xạ Rayleigh), trong khi hiệu ứng tán xạ của sol khí cũng giảm
với bước sóng tăng lên, nhưng ở tốc độ chậm hơn (điển hình là λ-2
đến λ-1
) [31].
Hầu hết sự tán xạ Rayleigh bởi các phân tử khí xảy ra trong bầu khí quyển từ 2 đến 8
km so với mặt đất (Hình 2.4). Các bước sóng ngắn như tím và xanh hơn phân tán hiệu
quả hơn các bước sóng dài như màu cam, đỏ và bước song dài hơn. Bầu trời xanh là
do ánh sang mặt trời khi qua khí quyển bị tán xạ Rayleigh, vì sự tán xạ Rayleigh có
hiệu quả hơn ở các bước sóng ngắn (điểm cuối màu xanh của phổ khả kiến) (Hình
2.5a).
Hình 2.5. (a) Sự tán xạ khí quyển (Rayleigh và Mie lan truyền) gây ra bởi phân tử
và sol khí và (b) cường độ tán xạ Rayleigh ánh sáng mặt trời trực tiếp (%) thay đổi
nghịch với mũ bốn năng lượng của bước sóng tới (λ4). [20].
26
Sự tán xạ Mie diễn ra khi đường kính của các hạt lớn trong bầu trời trong bầu
khí quyển có thể dao động từ 0.1 đến 10 lần so với bước sóng tới. Do đó đôi khi sự
phân tán của tán xạ Mie được gọi là tán xạ các hạt chất của sol khí hoặc sự tán xạ
không chọn lọc [32]. Nếu chúng ta xem xét kích thước hạt lớn hơn 10 lần bước sóng
của bức xạ điện từ, xảy ra ở những phần thấp nhất của khí quyển. Các hạt bụi treo và
các phân tử hơi nước là các hạt phân huỷ chính của tán xạ Mie có vai trò quan trọng
ở các độ cao thấp của khí quyển (Hình 2.4). Tán xạ Mie tạo ra một mô hình như một
thùy anten, với thùy lồi tiến xa hơn và mạnh hơn đối với các hạt có kích thước lớn
hơn (Hình 2.5a) [20]. So với tán xạ Rayleigh, tán xạ Mie không phụ thuộc mạnh vào
bước sóng và tạo ra ánh chớp gần như trắng xung quanh mặt trời khi có nhiều đối
tượng dạng hạt trong không khí. Sự tán xạ Mie ảnh hưởng đến toàn bộ vùng phổ trong
vùng nhìn thấy tới cận cực tím, bao gồm cận hồng ngoại và có ảnh hưởng lớn hơn
đến các bước sóng dài hơn tán xạ Rayleigh [32]. Cả hai tán xạ Rayleigh và tán xạ
Mie được coi là những đóng góp chính cho bức xạ đường truyền khí quyển. Bức xạ
đường truyền khí quyển có thể làm giảm đáng kể nội dung thông tin của dữ liệu viễn
thám, dẫn đến mất đi sự tương phản hình ảnh giữa các đối tượng trên bề mặt và do
đó trở nên khó phân biệt chúng.
2.2.2 Sự hấp thụ bức xạ điện từ của khí quyển
Sự hấp thụ khí quyển là một quá trình mà năng lượng bức xạ phát ra từ đối
tượng và được giữ lại trong khí quyển. Có nhiều loại khí và các hạt khác nhau trong
khí quyển, hấp thụ và truyền các bước sóng khác nhau của năng lượng bức xạ điện từ
(EMR) đi qua bầu khí quyển. Trong số khoảng 30 khí khí quyển, chỉ có 8 loại khí
gồm hơi nước (H2O), các-bon đi-ô-xit (CO2), ozon (O3), oxit nitơ (N2O), các-bon mô-
nô-xit (CO), metan (CH4), oxy (O2) và nitơđi-ô-xit (NO2) gây ra các đặc tính hấp thụ
có thể quan sát được trong dữ liệu quang phổ của dải phổ từ 0,4 ÷ 3,0μm với độ phân
giải quang phổ từ 1 ÷ 20nm (Hình 2.6) [31]. Như vậy, khoảng một nửa của vùng
quang phổ giữa 0.1 và 30μm bị ảnh hưởng bởi sự hấp thụ hơi nước trong khí quyển.
Tác động tích lũy của sự hấp thụ bởi các chất khác nhau trong khí quyển có thể làm
cho khí quyển "đóng cửa" hoàn toàn ở các vùng bước sóng nhất định (tham khảo phần
dưới cùng của Hình 2.6). Ở vùng khác của dải phổ, bức xạ điện từ có thể truyền thông
qua bầu khí quyển của trái đất. Những vùng bước sóng quang phổ cho phép bức xạ
đi qua bầu khí quyển được gọi là các cửa sổ khí quyển. Trong các cửa sổ khí quyển
có ít sự suy giảm của bức xạ không khí nó đi qua. Do đó, chỉ có các vùng bước sóng
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị
Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị

More Related Content

Similar to Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị

ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...
ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...
ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...Dịch vụ viết thuê Khóa Luận - ZALO 0932091562
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...nataliej4
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 

Similar to Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị (20)

ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...
ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...
ứNg dụng máy rtk trong thành lập bản đồ địa chính tờ số 91 tỷ lệ 1 1000 thị t...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc ...
 
Luận văn: Nhận diện các dạng bề mặt phục vụ phân loại vật thể
Luận văn: Nhận diện các dạng bề mặt phục vụ phân loại vật thểLuận văn: Nhận diện các dạng bề mặt phục vụ phân loại vật thể
Luận văn: Nhận diện các dạng bề mặt phục vụ phân loại vật thể
 
Luận án: Xây dựng mô hình TP ảo cho công tác quy hoạch đô thị
Luận án: Xây dựng mô hình TP ảo cho công tác quy hoạch đô thịLuận án: Xây dựng mô hình TP ảo cho công tác quy hoạch đô thị
Luận án: Xây dựng mô hình TP ảo cho công tác quy hoạch đô thị
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
ứNg dụng công nghệ tin học và máy rtk sq gnss thành lập mảnh bản đồ địa chính...
 
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...
Ứng dụng phần mềm microstation và Famis vào biên tập thành lập bản đồ địa chí...
 
Phát hiện ngã sử dụng đặc trưng chuyển động và hình dạng cơ thể
Phát hiện ngã sử dụng đặc trưng chuyển động và hình dạng cơ thểPhát hiện ngã sử dụng đặc trưng chuyển động và hình dạng cơ thể
Phát hiện ngã sử dụng đặc trưng chuyển động và hình dạng cơ thể
 
Luận văn: Tạo ảnh siêu mật độ sử dụng kết hợp tần số, HAY
Luận văn: Tạo ảnh siêu mật độ sử dụng kết hợp tần số, HAYLuận văn: Tạo ảnh siêu mật độ sử dụng kết hợp tần số, HAY
Luận văn: Tạo ảnh siêu mật độ sử dụng kết hợp tần số, HAY
 
Luận án: Quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt Hà Nội
Luận án: Quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt Hà NộiLuận án: Quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt Hà Nội
Luận án: Quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt Hà Nội
 
Luận văn: Chế tạo bộ khuếch đại tạp âm thấp với cơ chế bảo vệ
Luận văn: Chế tạo bộ khuếch đại tạp âm thấp với cơ chế bảo vệLuận văn: Chế tạo bộ khuếch đại tạp âm thấp với cơ chế bảo vệ
Luận văn: Chế tạo bộ khuếch đại tạp âm thấp với cơ chế bảo vệ
 
Luận án: Phương pháp dự báo các đại lượng dịch chuyển đất đá
Luận án: Phương pháp dự báo các đại lượng dịch chuyển đất đáLuận án: Phương pháp dự báo các đại lượng dịch chuyển đất đá
Luận án: Phương pháp dự báo các đại lượng dịch chuyển đất đá
 
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...
Thành lập bản đồ đia chính tỉ lệ 11000 tờ bản đồ số 16 từ số liệu đo đạc tại ...
 
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...
Luận án: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô ...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thành lập bản đồ đ...
 
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH METI-LIS ĐỂ KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯ...
 
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...
ứNg dụng công nghệ tin học và phương pháp gnss thực hiện công tác đo vẽ, chỉn...
 
Luận án: Phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội- IC, HAY
Luận án: Phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội- IC, HAYLuận án: Phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội- IC, HAY
Luận án: Phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội- IC, HAY
 

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.docTạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.docDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.docYếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
 
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.docTừ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
 
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
 
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
 
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
 
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.docTác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
 
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
 
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.docSong Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
 
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.docỨng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
 
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.docVai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
 
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.docThu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
 
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.docTạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
 

Recently uploaded

30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoáCác điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoámyvh40253
 
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfhoangtuansinh1
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...Nguyen Thanh Tu Collection
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................TrnHoa46
 
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIGIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIĐiện Lạnh Bách Khoa Hà Nội
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
sách sinh học đại cương   -   Textbook.pdfsách sinh học đại cương   -   Textbook.pdf
sách sinh học đại cương - Textbook.pdfTrnHoa46
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfTrnHoa46
 
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIĐiện Lạnh Bách Khoa Hà Nội
 
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANG
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANGPHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANG
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANGhoinnhgtctat
 
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfchuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfVyTng986513
 
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptx
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptxpowerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptx
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptxAnAn97022
 

Recently uploaded (20)

30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoáCác điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
 
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
 
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
 
Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................Đề cương môn giải phẫu......................
Đề cương môn giải phẫu......................
 
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIGIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
 
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
sách sinh học đại cương   -   Textbook.pdfsách sinh học đại cương   -   Textbook.pdf
sách sinh học đại cương - Textbook.pdf
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
 
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
3-BẢNG MÃ LỖI CỦA CÁC HÃNG ĐIỀU HÒA .pdf - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
 
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANG
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANGPHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANG
PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG Ở TUYÊN QUANG
 
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdfchuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
chuong-7-van-de-gia-dinh-trong-thoi-ky-qua-do-len-cnxh.pdf
 
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptx
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptxpowerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptx
powerpoint lịch sử đảng cộng sản việt nam.pptx
 

Phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí khu vực đô thị

  • 1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN NHƯ HÙNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI (PM10) TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC ĐÔ THỊ VIỆT NAM TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2019
  • 2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN NHƯ HÙNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI (PM10) TRONG KHÔNG KHÍ KHU VỰC ĐÔ THỊ VIỆT NAM TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số: 9520503 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS TRẦN VÂN ANH 2. PGS.TS PHẠM QUANG VINH Hà Nội - 2019
  • 3. i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân tôi. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được tiến hành một cách khoa học, các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Như Hùng
  • 4. ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Vân Anh và PGS.TS Phạm Quang Vinh. Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, tác giả luôn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo và các đồng nghiệp trong Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, phòng Đào tạo Sau đại học, Lãnh đạo Nhà trường, Bộ môn Trắc địa Bản đồ - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ môn Công trình Quốc phòng - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Thủ trưởng Viện Kỹ thuật Công trình đặc biệt… Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến tất cả các thầy, cô giáo, các nhà khoa học, đồng nghiệp, thủ trưởng đơn vị và người thân đã tận tình giúp đỡ, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn!
  • 5. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ............................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ...............................................................xii MỞ ĐẦU ...............................................................................................................1 CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................5 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................5 1.1.1. Các phương pháp quan trắc bằng thiết bị đo............................................5 1.1.2. Các phương pháp mô hình........................................................................5 1.1.3. Các phương pháp quan trắc bằng viễn thám ............................................6 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước ..........................6 1.2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới ..........................................6 1.2. 2. Tổng quan về những kết quả nghiên cứu trong nước............................11 1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới .............................17 1.3. Những vấn đề được phát triển trong luận án .................................................18 CHƯƠNG 2 . CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM ..................................................................................................20 2.1. Khái nhiệm về sol khí ....................................................................................20 2.1.1. Định nghĩa về sol khí (Aerosol) .............................................................20 2.1.2. Phân bố của sol khí trong khí quyển ......................................................20 2.1.3. Kích thước của sol khí............................................................................21 2.2. Cơ sở khoa học xác định bụi trong không khí từ kỹ thuật viễn thám............23 2.2.1. Tán xạ khí quyển ....................................................................................23 2.2.2 Sự hấp thụ bức xạ điện từ của khí quyển ................................................26 2.2.3. Sự truyền tải bức xạ điện từ của khí quyển............................................27
  • 6. iv 2.2.4. Đặc điểm của kỹ thuật viễn thám ...........................................................29 2.2.5. Nguyên lý thu nhận và xử lý tư liệu viễn thám......................................30 2.3. Phân tích diễn biến nồng độ bụi PM10 tại đô thị của Việt Nam ...................33 2.3.1. Chất lượng không khí tại các đô thị của Việt Nam ................................33 2.3.2. Phân tích diễn biến nồng độ bụi PM10 theo không gian và thời gian ...34 2.4. Kết luận chương 2..........................................................................................40 CHƯƠNG 3 . PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TRONG KHÔNG KHÍ TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC.................................42 3.1. Công thức xác định nồng độ bụi PM10 từ ảnh vệ tinh quang học ................42 3.2. Quy trình công nghệ xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học ...........................................................................................45 3.2.1. Đề xuất phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học..........................................................................................................45 3.2.2. Chuyển đổi giá trị số về giá trị phản xạ phổ...........................................46 3.2.3. Hiệu chỉnh khí quyển ảnh vệ tinh quang học .........................................48 3.2.4. Đo bụi mặt đất ........................................................................................58 3.2.5. Mô hình khảo sát xác định bụi PM10 từ ảnh vệ tinh .............................60 3.3. Kết luận chương 3..........................................................................................63 CHƯƠNG 4 . THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TRONG KHÔNG KHÍ TỪ ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC LANDSAT 8 OLI.....64 4.1. Khu vực thực nghiệm.....................................................................................64 4.2. Dữ liệu thử nghiệm ........................................................................................65 4.2.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI .................................65 4.2.2. Dữ liệu đo bụi mặt đất............................................................................69 4.3. Thử nghiệm các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển.....................................73 4.4. Kết quả thực nghiệm với từng ảnh vệ tinh độc lập........................................75 4.4.1. Kết quả thực nghiệm với ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI ngày 22/1/2015..........................................................................................................76
  • 7. v 4.4.2. Kết quả thực nghiệm ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/2015 ..........................................................................................................................79 4.4.3. Đánh giá kết quả hồi quy tuyến tính với ảnh vệ tinh đơn thời gian .......82 4.5. Kết quả thực nghiệm với ảnh vệ tinh đa thời gian.........................................83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................89 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ..........................91 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................92 PHỤ LỤC ...........................................................................................................101
  • 8. vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASTER Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Vệ tinh ASTER AATSR Advanced Along-Track Scanning Radiometer Ảnh vệ tinh AATSR AERONET AErosol RObotic NETwork Hệ thống mạng quan trắc AERONET AOD Aerosol Optical Depth Độ sâu sol khí AOT Aerosol Optical Thickness Độ dày sol khí API Air Pollution Index Chỉ số ô nhiễm không khí AQI Air Quality Index Chỉ số chất lượng không khí BĐKH Biến đổi khí hậu DDV Dark Dense Vegetation method Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DDV DN Digital Number Giá trị số của kênh ảnh DOS Dark Object Subtraction Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DOS EMR Electromagnetic Radiation Bức xạ điện từ EMR Electromagnetic Radiation Bức xạ điện từ EnviSAT Environmental Satellite Vệ tinh EnviSAT ESA The European Space Agency Cơ quan Hàng không vũ trụ Châu Âu FLAASH Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Hypercubes Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH ImAero Improved Aerosol Retrieval Thuật toán truy xuất sol khí từ ảnh IRS satellites Indian Remote Sensing Vệ tinh của Ấn Độ KNK Khí nhà kính LANDSAT LANDSAT Vệ tinh quan sát Trái đất của cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ LANDSAT 8 OLI/TIRS The Landsat 8 Operational Land Imager/ Thermal Infrared Sensor Ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI/TIRS
  • 9. vii LANDSAT ETM+ The Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus Ảnh vệ tinh LANDSAT ETM+ LANDSAT TM The Landsat Thematic Mapper Ảnh vệ tinh LANDSAT TM LaSRC LANDSAT 8 Surface Reflectance Code Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển cho Landsat 8 LiDAR Light Detection And Ranging Viễn thám laze MERIS-EnviSAT Medium Resolution Imaging Spectrometer Vệ tinh nghiên cứu môi trường của Cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu MODIS Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Vệ tinh MODIS MODTRAN MODerate resolution atmospheric TRANsmission Phần mềm MODTRAN NDVI Normalized Difference Vegetation Index Chỉ số thực vật NIR Near Infrared Cận hồng ngoại PM10 Particulate Matter 10 Bụi có bán kính khí động học ≤ 10µm PM2.5 Particulate Matter 2.5 Bụi có bán kính khí động học ≤ 2.5µm RADAR RAdio Detection And Ranging Viễn thám RADAR RMSE Root Mean Square Error Sai số trung phương SPOT Pour l'Observation de la Terre Vệ tinh quan sát trái đất SPOT SSTP Sai số trung phương SWIR Short Wave Infrared Hồng ngoại sóng ngắn TOA Top Of Atmosphere reflectance Phản xạ đỉnh khí quyển TQT Trạm Quan Trắc TSP Total Suspended Particles Tổng số hạt lơ lửng TVI Transformed Vegetation Index Chỉ số biến đổi thực vật UI Urbanization Index Chỉ số đô thị hóa VI Vegetation index Chỉ số thực vật
  • 10. viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Đặc điểm của dải phổ điện từ sử dụng trong kỹ thuật viễn thám.............32 Bảng 3.1. Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DOS ..........................53 Bảng 3.2.Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển LaSRC .......................53 Bảng 3.3. Các hệ số của phương pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH...................54 Bảng 3.4. Các mô hình khảo sát phân tích tương quan và hồi quy...........................61 Bảng 3.5. Các thông số trong phương pháp phân tích ANOVA...............................62 Bảng 4.1. Các kênh ảnh và độ phân giải không gian của ảnh LANDSAT 8 OLI ....65 Bảng 4.2. Đặc điểm dữ liệu thử nghiệm ...................................................................65 Bảng 4.3. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 22/1/201567 Bảng 4.4. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/201668 Bảng 4.5. Các thông số các kênh của ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 10/12/2016 .............................................................................................................69 Bảng 4.6. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày 22/01/2015 .............................................................................................................70 Bảng 4.7. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày 30/5/2015 .............................................................................................................71 Bảng 4.8. Dữ liệu đo bụi tại thực địa bằng máy đo bụi DustTrack II ngày 10/12/2016 .............................................................................................................72 Bảng 4.9. Phân tích hồi quy tuyến tính các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển......73 Bảng 4.10. Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC .......................76 Bảng 4.11. Kết quả kiểm tra mô hình chu kỳ ngày 22/1/2015 với chu kỳ đo bụi thực địa ngày 22/1/2015; ngày 30/5/2015 và ngày 10/12/2016........................................77 Bảng 4.12. Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC .......................79 Bảng 4.13. Kết quả kiểm tra mô hình chu kỳ ngày 30/5/2015 với chu kỳ đo bụi thực địa ngày 30/5/2015, ngày 22/1/2015 và ngày 10/12/2016........................................80 Bảng 4.14. Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ (ngày 22/1/2015 và 30/5/2015)............84
  • 11. ix Bảng 4.15. Kết quả kiểm tra mô hình kết hợp với chu kỳ đo bụi thực địa ngày 22/1/2015, ngày 30/5/2015 và ngày 10/12/2016.......................................................86 Bảng PL.1.1: Giá trị phản xạ tại đỉnh khí quyển (TOA).........................................102 Bảng PL.1.2: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương pháp DOS 1 ...........................................................................................................103 Bảng PL.1.3: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương pháp FLAASH ........................................................................................................104 Bảng PL.1.4: Giá trị phản xạ bề mặt được tính hiệu chỉnh khí quyển theo phương pháp LaSRC ...........................................................................................................105 Bảng PL.2.1: Kết quả chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS.....................................107 Bảng PL.2.2: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS ...........................................................................................................107 Bảng PL.2.3: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ............................110 Bảng PL.2.4: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ...........................................................................................................110 Bảng PL.2.5: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 22/1/2015, với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface Reflectance Code) ...................................................................................................113 Bảng PL.2.6: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC ...........................................................................................................113 Bảng PL.2.7: Kết quả chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS.....................................116
  • 12. x Bảng PL.2.8: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS ...........................................................................................................116 Bảng PL.2.9: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ............................118 Bảng PL.2.10: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ...........................................................................................................118 Bảng PL.2.11: Kết quả tính hồi quy chu kỳ ngày 30/5/2015, với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface Reflectance Code) ...................................................................................................120 Bảng PL.2.12: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC ...........................................................................................................121 Bảng PL.3.1: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và 30/5/2015), sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS ..............................................................................................123 Bảng PL.3.2: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS ...........................................................................................................123 Bảng PL.3.3: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp hiệu chỉnh DOS ...........................................................................................................126 Bảng PL.3.4: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và 30/5/2015), sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ........................................................................................................128 Bảng PL.3.5: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ...........................................................................................................128
  • 13. xi Bảng PL.3.6: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp FLAASH ...........................................................................................................131 Bảng PL.3.7: Kết quả tính hồi quy đa chu kỳ ảnh (chu kỳ ngày 22/1/2015 và 30/5/2015), với sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC (Landsat 8 Surface Reflectance Code).................................133 Bảng PL.3.8: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 22/1/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng phương pháp LaSRC ...........................................................................................................133 Bảng PL.3.9: Kết quả kiểm tra với các điểm đo trong cùng chu kỳ ngày 30/5/2015, sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh phản xạ bề mặt bằng LaSRC..........136
  • 14. xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1 .Quy trình công nghệ thành lập bản đồ ô nhiễm không khí [8] .................12 Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tổng quát xây dựng bản đồ phân bố không gian nồng độ PM10 [11] .............................................................................................................13 Hình 1.3. Quy trình xây dựng bản đồ phân bố nồng độ PM10 [12] ........................15 Hình 1.4: Quy trình ước lượng PM2.5 từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS [69].............16 Hình 2.1. Sol khí và các nguồn gốc của sol khí [36] ................................................20 Hình 2.2. Hình dạng của sol khí [34].......................................................................21 Hình 2.3. Sự phân bố khối lượng của một tập hợp các hạt có đường kính khí động học khác nhau [52]....................................................................................................22 Hình 2.4. Các phân lớp chính của khí quyển và các loại phân tử sol khí tìm thấy trong mỗi lớp và sự khúc xạ trong khí quyển. Lưu ý rằng chỉ số khúc xạ cho mỗi tầng khí quyển và mật độ của tầng khí quyển tương ứng được giả định và chỉ để minh họa. (Được sửa đổi từ Miller, S. W., và Vermote, E., 2002) [53] ....................................24 Hình 2.5. (a) Sự tán xạ khí quyển (Rayleigh và Mie lan truyền) gây ra bởi phân tử và sol khí và (b) cường độ tán xạ Rayleigh ánh sáng mặt trời trực tiếp (%) thay đổi nghịch với mũ bốn năng lượng của bước sóng tới (λ4). [20]. ...................................25 Hình 2.6. Sự hấp thụ do một tập các khí khí quyển N2O, O2 và O3, CO2 và H2O trên toàn bộ năng lượng điện từ phát ra từ mặt trời từ 0.1μm đến 30μm. Phần dưới cùng
  • 15. xiii của hình vẽ cho thấy kết quả tích luỹ của tất cả các thành phần này trong bầu khí quyển cùng một lúc [32] ...........................................................................................27 Hình 2.7. Nguyên lý thu nhận dữ liệu viễn thám [15] ..............................................30 Hình 2.8. Dải tần số được sử dụng trong viễn thám [15]..........................................33 Hình 2.9. Biểu đồ diễn biến nồng độ bụi PM10 trung bình năm tại một số trạm quan trắc tự động, liên tục giai đoạn 2011-2015 [13]........................................................33 Hình 2.10. Biểu đồ diễn biến chỉ số chất lượng không khí AQI ở 5 trạm quan trắc tự động, liên tục giai đoạn 2011 - 2015 [13].................................................................34 Hình 2.11. Biểu đồ số ngày có AQI>100 do thông số PM10 cao ở 5 trạm quan trắc tự động, liên tục giai đoạn 2011 - 2015 [13].............................................................34 Hình 2.12. Biểu đồ thống kê số ngày có nồng độ PM10 và PM2,5 trung bình 24h không đạt QCVN 05:2013 ở các trạm chịu ảnh hưởng của giao thông đô thị giai đoạn 2011 - 2015 [13]........................................................................................................35 Hình 2.13. Biểu đồ diễn biến nồng độ bụi theo các tháng giai đoạn 2011 – 2015 tại trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội [13]...........................................................................35 Hình 2.14. Biểu đồ xu hướng biến đổi theo mùa nồng độ các loại bụi PM1-PM2.5- PM10 ở Nha Trang giai đoạn 2012 - 2015 [13]........................................................36 Hình 2.15. Biểu đồ xu hướng biến đổi theo mùa nồng độ các loại bụi PM2.5, PM10 .............................................................................................................36 tại trạm Đồng Khởi, Biên Hòa, Đồng Nai [13].........................................................36 Hình 2.16. Biểu đồ diễn biến nồng độ các loại bụi PM10, PM2.5, PM1 trong ngày tại một số trạm không khí tự động [13].....................................................................37 Hình 2.17. Biểu đồ diễn biến nồng độ TSP trong không khí xung quanh tại một số khu dân cư trên toàn quốc giai đoạn 2011 - 2015 [13] .............................................37 Hình 2.18. Biểu đồ diễn biến nồng độ TSP trong không khí xung quanh tại một số đô thị và vùng ven đô thị giai đoạn 2011- 2014 [13]................................................38 Hình 2.19. Biểu đồ diễn biến nồng độ NO2 trung bình năm tại một số trạm quan trắc tự động liên tục [13]..................................................................................................39
  • 16. xiv Hình 2.20. Biểu đồ diễn biến nồng độ NO2 trung bình năm một số khu dân cư giai đoạn 2011 - 2015 [13]........................................................................................39 Hình 2.21. Biểu đồ diễn biến nồng độ NOx trong ngày (minh họa số liệu của trạm quan trắc không khí tự động liên tục Hạ Long, Đà Nẵng) [13] ................................40 Hình 2.22. Biểu đồ diễn biến nồng độ SO2 trung bình năm một số tuyến giao thông và khu dân cư giai đoạn 2011 - 2015 [13] ................................................................40 Hình 3.1. Quy trình xác định bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu đo bụi mặt đất............................................................................................................45 Hình 3.2. Biến đổi cấp độ sáng pixel ảnh DN về trị phản xạ tại bề mặt đất.............46 Hình 3.3. Đặc điểm phản xạ trên đỉnh khí quyển tại các thời điểm khác nhau ........48 Hình 3.4. Mối tương quan giữa PM10, PM2.5, SO2 và NO2 và tốc độ gió [29] ......49 Hình 3.5. Tần xuất hướng gió trong mỗi mùa tại thành phố Lan Châu, Trung Quốc. (a) Mùa xuân, (b) Mùa hè, (c) Mùa thu, (d) Mùa đông [29].....................................49 Hình 3.6. Mối tương quan giữa nồng độ các chất PM2.5, PM10, SO2 và NO2 và hướng gió của thành phố Lan Châu, Trung Quốc [29] ........................................................50 Hình 3.7. Mối quan hệ giữa nồng độ các chất SO2, NO2 và PM10 và nhiệt độ [29]50 Hình 3.8. Mối tương quan giữa nồng độ các chất PM10, PM2.5, SO2 và NO2 và lượng mưa [29] .............................................................................................................51 Hình 3.9. So sánh các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển. (a) Giá trị phản xạ trên đỉnh khí quyển; (b) Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển DOS; (c) Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển LaSRC; (d) Phương pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH;...........56 Hình 3.10. Giá trị TOA và giá trị phản xạ mặt đất sau hiệu chỉnh khí quyển tại 1 điểm đo mặt đất (10/12/2016)............................................................................................58 Hình 3.11. Biểu đồ so sánh phương pháp lấy mẫu bụi PM10 [14]...........................59 Hình 3.12. Đo bụi tại thực địa và xử lý số liệu đo ....................................................60 Hình 4.1. Vị trí khu vực nghiên cứu .........................................................................64 Hình 4.2. Dữ liệu thử nghiệm LANDSAT 8OLI. (a) Chụp ngày 22/01/2015; (b) Chụp ngày 30/05/2015; (c) Chụp ngày 10/12/2016 ...........................................................66 Hình 4.3. Ảnh LANDSAT 8 OLI ngày 22/1/2015với tổ hợp kênh (4,3,2) .............66
  • 17. xv Hình 4.4. Ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 30/5/2015 với tổ hợp kênh (4,3,2)....67 Hình 4.5. Ảnh LANDSAT 8 OLI chụp ngày 10/12/2016 với tổ hợp kênh (4, 3, 2)68 Hình 4.6. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 22/01/2015......................................70 Hình 4.7. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 30/05/2015......................................71 Hình 4.8. Sơ đồ vị trí đo bụi tại thực địa ngày 10/12/2016......................................72 Hình 4.9. Bản đồ phân bố bụi PM10 chu kỳ ngày 22/1/2015 được tính dựa trên 4 kênh ảnh sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh khí quyển. (a) Phương pháp DOS; (b) Phương pháp FLAASH; (c) Phương pháp LaSRC ...................................74 Hình 4.10. Bản đồ phân bố bụi PM10 chu kỳ ngày 30/05/2015 được tính dựa trên 4 kênh ảnh sử dụng phản xạ khí quyển khi đã hiệu chỉnh khí quyển. (a) Phương pháp DOS; (b) Phương pháp FLAASH; (c) Phương pháp LaSRC ...................................74 Hình 4.11. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị trính theo mô hình ngày 22/1/2015. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016..................78 Hình 4.12. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị tính theo mô hình ngày 30/5/2015. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016..................81 Hình 4.13. Bản đồ phân bố bụi PM10 được tính toán sử dụng phản xạ khí quyển của 4 kênh ảnh LANDSAT 8OLI (Kênh 1 - Coastal aerosol; Kênh 2- Blue; Kênh 3 - Green; Kênh 4 - Red). (a) Ảnh chụp ngày 22/1/2015; (b) Ảnh chụp ngày 30/5/2015 .............................................................................................................82 Hình 4.14. Bản đồ phân bố bụi PM10 được tính toán mô hỉnh sử dụng 4 kênh ảnh (Kênh 1 - Coastal aerosol; Kênh 2- Blue; Kênh 3 - Green; Kênh 4 - Red) trên ảnh đa thời gian 22/1/2015 và 30/5/2015. (a) Ảnh ngày 22/1/2015; (b) Ảnh chụp 30/05/2015 .............................................................................................................85 Hình 4.15. Bản đồ PM10 kết quả kiểm tra mô hình đa chu kỳ (chu kỳ ngày 22/1/2015 và 30/5/2015) sử dụng phản xạ khí quyển bằng phương pháp hiệu chỉnh khí quyển
  • 18. xvi LaSRC của 4 kênh ảnh vệ tinh LANDSAT 8OLI ngày 10/12/2016 để tính toán mô hình .............................................................................................................85 Hình 4.16. Đánh giá tính tương quan giữa giá trị đo bụi thực địa và giá trị tính theo mô hình kết hợp đa chu kỳ. (a) 22/1/2015; (b) 30/5/2015; (c) 10/12/2016 ..............87
  • 19. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ô nhiễm không khí đang là vấn đề lo ngại của nhiều quốc gia trên thế giới và Việt Nam. Việt Nam là nước đang phát triển, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh, các khu đô thị được xây dựng, sự phát triển của các ngành công nghiệp, các phương tiện giao thông ngày càng tăng khiến tình hình ô nhiễm không khí đang trở nên trầm trọng hơn bao giờ hết. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí tại các đô thị làm khoảng 800.000 người chết và 4.6 triệu người giảm tuổi thọ trên thế giới mỗi năm. Trong đó, có khoảng 2/3 số người chết và giảm tuổi thọ do ô nhiễm không khí thuộc các nước đang phát triển ở châu Á. Các chuyên gia y tế cho biết, không khí “bẩn”, đặc biệt là các hạt bụi nhỏ có kích thước 2.5µm ÷ 10µm có thể vượt qua rào chắn như khẩu trang, chất nhờn trong mũi lắng đọng ở đường hô hấp trên và đường thở lớn, các hạt mịn (≤ 2.5µm) có thể vào đến phế quản và phế nang gây bệnh. Ô nhiễm không khí khiến sức khỏe con người bị suy giảm, quá trình lão hóa trong cơ thể bị thúc đẩy, chức năng của phổi bị suy giảm, gây bệnh hen suyễn, ho, viêm mũi, viêm họng, viêm phế quản, suy nhược thần kinh, tim mạch và giảm tuổi thọ. Nguy hiểm nhất là có thể gây ra bệnh ung thư phổi. Theo kết quả nghiên cứu công bố tại Diễn đàn Kinh tế thế giới Davos năm 2017, Việt Nam nằm trong số 10 quốc gia có chất lượng không khí thấp, đứng thứ 123 trong tổng số 132 nước. Hầu hết các thành phố lớn đều bị ô nhiễm bụi, đặc biệt là ở các nút giao thông chính, các khu vực có công trường xây dựng và khu công nghiệp. Đối với Hà Nội, theo số liệu thống kê của công ty ARIA Technologies (Công ty chuyên cung cấp giải pháp phần mềm tính toán, mô phỏng ô nhiễm môi trường không khí và hỗ trợ dự báo khí tượng) của Pháp cho thấy, mỗi năm Hà Nội có tốc độ tăng bình quân các phương tiện giao thông từ 12% - 15%, các phương tiện này góp phần lớn vào lượng phát thải độc hại như SO2, NOX và nguồn gây ô nhiễm chính là giao thông, thể hiện ở hàm lượng bụi PM10 cao gấp 4 lần mức khuyến cáo của WHO. Còn theo số liệu của Trung tâm Quan trắc môi trường, Tổng cục Môi trường Việt Nam cho thấy, ở các đô thị Việt Nam, nồng độ bụi mịn trong đó có PM10 ở các thành phố lớn đã vượt quá ngưỡng tiêu chuẩn rất nhiều lần so với quy chuẩn Việt Nam và trong thời gian 1/3 số ngày trong năm. Tại nhiều nút giao thông như Kim Liên - Giải Phóng, Phùng Hưng - Hà Đông, những khu vực đông dân cư, nồng độ bụi thường cao
  • 20. 2 hơn mức cho phép, có lúc lên gấp 7 lần. Các khí ô nhiễm khác như CO, SO2 đang có xu hướng tăng. Ảnh vệ tinh được nghiên cứu sử dụng ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ trước. Các ảnh vệ tinh chủ yếu được sử dụng tập trung vào các lĩnh vực trắc địa và bản đồ, địa chất, lâm nghiệp, nông nghiệp, hải dương học, và một số lĩnh vực khác. Hiện nay, Việt Nam vẫn đang giám sát chất lượng không khí dựa trên nội duy số liệu đo từ các trạm quan trắc tự động, đây là phương pháp có độ chính xác cao. Tuy nhiên, mức độ bao quát không rộng và chi phí rất tốn kém. Việc sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh để phục vụ giám sát chất lượng không khí gần như chưa được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi do thiếu các số liệu quan trắc và những nghiên cứu về cơ sở khoa học ảnh hưởng của các hạt bụi nhỏ trong không khí đến đặc điểm phản xạ của các bước sóng điện từ thu nhận tại bộ cảm. Với khả năng cung cấp thông tin kịp thời, trên phạm vi rộng, đa thời gian. Kết quả xác định ô nhiễm môi trường trên diện rộng từ tư liệu viễn thám sẽ giúp hỗ trợ các nhà lãnh đạo, các cấp quản lý trong việc quy hoạch các vùng, miền, phát triển khu công nghiệp, khu đô thị; giảm thiểu ô nhiễm không khí ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe cộng đồng. Mặt khác, việc thường xuyên cung cấp các chỉ số liên quan đến chất lượng không khí ở các khu vực đô thị cũng sẽ giúp cho cơ quan, tổ chức, cá nhân có thể khai thác thông tin và đưa ra những cảnh bảo, phương pháp ứng phó với ô nhiễm môi trường không khí. Vì vậy, việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thử nghiệm trên số liệu đo thực địa ứng dụng ảnh vệ tinh để xác định nồng độ bụi trong không khí ở khu vực đô thị có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xây dựng phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học, góp phần nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của cơ sở dữ liệu bụi mịn trong đô thị Việt Nam nói chung và của Hà Nội nói riêng. 3. Đối tượng nghiên cứu - Nồng độ bụi PM10 trong không khí khu vực đô thị và dữ liệu ảnh vệ tinh quang học. 4. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu về không gian: Ô nhiễm không khí tại các đô thị phát triển ở Việt Nam và thực nghiệm tại khu vực nội thành thành phố Hà Nội;
  • 21. 3 - Phạm vi nghiên cứu về tư liệu: Ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI với các kênh 1 (Coastal aerosol); kênh 2 (Blue); kênh 3(Green); kênh 4 (Red). 5. Nội dung nghiên cứu - Phân tích các số liệu thống kê về ô nhiễm không khí, đặc biệt là nồng độ bụi PM10 theo không gian và thời gian tại các khu vực đô thị lớn của Việt Nam; - Nghiên cứu cơ sở khoa học quá trình phản xạ của các bước sóng điện từ thu nhận tại bộ cảm vệ tinh của vệ tinh quang học dưới tác động của các hạt bụi nhỏ trong không khí; - Nghiên cứu về các phương pháp đo đạc xác định nồng độ bụi mặt đất; - Nghiên cứu đề xuất mô hình hồi quy tuyến tính xác định nồng độ bụi không khí (PM10) từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu đo bụi mặt đất tại cùng thời điểm. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập, thống kê và xử lí số liệu: Tiến hành điều tra, khảo sát hiện trạng thực tế khu vực nghiên cứu; thu thập thống kê và xử lí số liệu đo chất lượng không khí từ các trạm đo mặt đất và dữ liệu ảnh vệ tinh; - Phương pháp kiểm chứng: So sánh, kiểm chứng các kết quả xác định chất lượng không khí từ các trạm đo trực tiếp ngoài thực địa với kết quả xác định chất lượng không khí từ mô hình đề xuất; - Phương pháp viễn thám: Sử dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu viễn thám để chiết xuất các thông tin trên ảnh phục vụ cho các thực nghiệm của nghiên cứu; - Phương pháp hồi quy: Sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến để xây dựng mô hình tương quan giữa giá trị đo bụi mặt đất và phản xạ khí quyển xác định trên ảnh vệ tinh quang học. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 7.1. Ý nghĩa khoa học của luận án - Đã xác lập được cơ sở khoa học và phương pháp luận tích hợp dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat OLI và dữ liệu quan trắc mặt đất để xác định nồng độ bụi PM10 trong các đô thị Việt Nam - Xây dựng được quy trình phương pháp xác định nồng độ bụi không khí (PM10) từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học. 7.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận án - Kết quả nghiên cứu của luận án có thể được ứng dụng để xác định được nồng độ bụi PM10 trong không khí ở các đô thị Việt Nam nói chung và của thành phố Hà
  • 22. 4 Nội nói riêng, nhằm cung cấp dữ liệu ô nhiễm khống khí, góp phần giám sát, ngăn ngừa và giảm thiểu tác động của bụi PM10 đối với sức khỏe con người. 8. Những luận điểm bảo vệ của luận án Luận điểm 1: Phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ việc tích hợp phản xạ khí quyển được tính từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và dữ liệu đo mặt đất cho kết quả có độ tin cậy cao. Luận điểm 2: Mô hình hồi quy tuyến tính xây dựng từ tư liệu ảnh vệ tinh Landsat OLI đa thời gian cho phép nâng cao độ chính xác xác định nồng độ bụi PM10 khu vực đô thị 9. Những điểm mới của luận án 9.1. Đề xuất quy trình và mô hình tương quan giữa giá trị phản xạ khí quyển xác định trên ảnh vệ tinh quang học và giá trị nồng độ bụi PM10 quan trắc mặt đất đo tại cùng thời điểm. 9.2. Đánh giá ảnh hưởng phương pháp hiệu chỉnh khí quyển đến độ chính xác xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat 8 OLI. 9.3. Đề xuất phương pháp kết hợp ảnh vệ tinh đa thời gian trong xây dựng hàm hồi quy tuyến tính xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí. 10. Khối lượng và kết cấu luận án Kết cấu luận án bao gồm các phần chính như sau: Mở đầu Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Chương 2. Cơ sở khoa học xác định nồng độ bụi PM10 từ tư liệu viễn thám Chương 3. Phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học Chương 4. Thực nghiệm đề xuất phương pháp xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh quang học LANDSAT 8 OLI Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục công trình công bố của tác giả Phụ lục Luận án được trình bày trong 137 trang, 54 hình vẽ và sơ đồ, 52 bảng biểu.
  • 23. 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Đặt vấn đề Vấn đề nghiên cứu ô nhiễm môi trường không khí ngày càng trở nên cần thiết, vì nó liên quan trực tiếp tới sự sinh tồn của con người. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật viễn thám và các thiết bị quan trắc môi trường, các nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều những nghiên cứu đề xuất các phương pháp xác định nồng độ bụi trong không khí từ phạm vi hẹp tại vị trí điểm đo đến những phạm vi rộng cho cả thành phố. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay, để nghiên cứu và giám sát tình trạng ô nhiễm không khí có 3 phương pháp cơ bản sau: 1.1.1. Các phương pháp quan trắc bằng thiết bị đo Phương pháp quan trắc trực tiếp bằng thiết bị đo là phương pháp kinh điển trong nghiên cứu môi trường không khí. Phương pháp này có hai cách thức thực hiện: một là quan trắc trực tiếp từ các nguồn ô nhiễm và hai là quan trắc theo khu vực rộng với nhiều điểm đo. Các yếu tố động lực và hóa học khí quyển có thể đo đạc dễ dàng bằng các thiết bị đo khí tượng và hóa học đặt tại các nguồn gây ô nhiễm (ống khói, bãi rác…) hoặc được đặt trên các thiết bị lưu động như máy bay, xe lửa hoặc ô tô. Phương pháp này cho phép cung cấp các dữ liệu theo phương thẳng đứng cụ thể cho một điểm duy nhất. Các bộ dữ liệu này đặc biệt hữu ích cho việc phân tích xu hướng trong không gian dài, đo lường bán liên tục ô nhiễm không khí. Các phương pháp này có thể cung cấp các phép đo với quy mô rộng, chi tiết về các quá trình khí quyển quan trọng và đo đạc nồng độ chất ô nhiễm với độ phân giải theo thời gian và không gian tốt. Nhưng đây là phương pháp đòi hỏi chi phí rất lớn về trang thiết bị. Đối với Việt Nam rất khó khăn về kinh phí để có thể tiếp cận phương pháp này. 1.1.2. Các phương pháp mô hình Các mô hình lan truyền chất ô nhiễm là các công cụ rất quan trọng được sử dụng để xác định quá trình vận chuyển và đánh giá tác động của ô nhiễm không khí trên quy mô lớn. Mô hình lan truyền chất ô nhiễm là các mô hình tính toán liên kết với các nguồn phát thải ô nhiễm để tìm ra sự phân bố của chúng trong môi trường. Chúng tích hợp với các quá trình khí tượng học, hóa học, vật lý để kiểm soát thành phần và sự vận chuyển ô nhiễm không khí trong bầu khí quyển. Trong những thập kỷ qua, khả năng dự báo chất lượng không khí đã được cải thiện đáng kể do sự phát triển khả năng quan trắc và mô hình hóa khí quyển, vận chuyển và các quá trình di chuyển.
  • 24. 6 Tuy nhiên, mức độ chính xác trong các mô hình bị hạn chế bởi sự không chắc chắn trong các dữ liệu đầu vào và các giả định trong mô hình. Ngoài ra, các mô hình thường được xây dựng cho một khu vực riêng lẻ với các tham số đầu vào cố định cho từng khu vực nên việc ứng dụng cho các vùng khác nhau gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải hiệu chỉnh lại các thông số đầu vào. 1.1.3. Các phương pháp quan trắc bằng viễn thám Thiết bị quan trắc bằng viễn thám có hai loại chính là cảm biến thụ động và cảm biến chủ động. Cảm biến thụ động phát hiện bức xạ tự nhiên được phát ra hoặc phản xạ bởi các đối tượng hoặc các khu vực xung quanh. Phản xạ ánh sáng mặt trời là nguồn phổ biến nhất của bức xạ được đo bởi các cảm biến thụ động như phim ảnh, hồng ngoại, thiết bị tích điện kép, máy đo bức xạ. Loại cảm biến chủ động phát ra năng lượng để quét các đối tượng và các khu vực sau đó phát hiện và đo bức xạ được phản xạ hoặc tán xạ ngược từ mục tiêu như tư liệu RADAR và LiDAR. Dựa trên việc truyền và thu nhận tín hiệu từ các bước sóng khác nhau của quang phổ điện từ và kết hợp giữa tư liệu viễn thám quy mô lớn và các trạm thu thập dữ liệu mặt đất đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu đầy đủ thông tin để theo dõi quá trình ô nhiễm không khí. Những nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh việc sử dụng ảnh vệ tinh hoàn toàn có thể phát hiện ô nhiễm không khí ở khu vực mà chúng ta quan tâm. Hiệu quả mang lại từ việc áp dụng công nghệ viễn thám vào lĩnh vực giám sát ô nhiễm môi trường không khí sẽ giúp đánh giá được mức độ ô nhiễm trên diện rộng. 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 1.2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới Từ những năm đầu thập kỷ 70 khi vệ tinh dân sự giám sát tài nguyên bề mặt Trái đất LANDSAT-1 của Mỹ được đưa lên quỹ đạo, các nhà khoa học ở các nước phát triển đã tiến hành nghiên cứu ô nhiễm môi trường không khí bằng tư liệu ảnh viễn thám dựa trên đặc điểm tán xạ của sóng điện từ trên các hạt bụi ô nhiễm trong khí quyển. Theo Ohring G. và cộng sự (1973) [59] thì ô nhiễm không khí chủ yếu xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển, tạo thành một lớp mù khí quyển và gọi là lớp sol khí (aerosol). Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều phương pháp khác nhau để xác định ô nhiễm không khí từ dữ liệu ảnh vệ tinh như sau: - Phương pháp ước lượng nồng độ bụi ở khu vực đô thị sử dụng tỷ số giữa các kênh phổ của tư liệu LANDSAT TM: Năm 1984, Carnahan W. H., Mausel P. W.,
  • 25. 7 Zhou G. P đã đề xuất phương pháp ước lượng nồng độ bụi ở khu vực đô thị sử dụng tỷ số giữa các kênh phổ của tư liệu LANDSAT TM [23]. Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng phương pháp phân tích tỉ số của các kênh ảnh LANDSAT TM như sau: 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 và 1/6 và các ước tính về nồng độ hạt có nguồn gốc từ các ảnh tỷ lệ và được kiểm tra qua độ phản xạ thấp tại các vị trí nước đục và đường cao tốc bê tông. Từ phân tích dữ liệu, đối với nước thì mô hình tăng nồng độ hạt có liên quan đến các giá trị tỷ lệ giảm trong tất cả các kết hợp băng tần được sử dụng. Kết quả cụ thể, các giá trị tỷ số kênh ảnh 1/4 tuân theo mô hình dự đoán, trong khi 1/6 có các tỷ số bị đảo ngược so với giá trị dự kiến. - Phương pháp xác định độ dày quang học của sol khí từ dữ liệu vệ tinh bằng cách sử dụng hiệu ứng làm mờ tán xạ [68]. Phương pháp này đã được áp dụng để xác định sol khí ở khu vực Châu Phi phía Nam sa mac Saharan từ dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT TM. Bằng cách giả định phản xạ mặt đất là không đổi, các tín hiệu vệ tinh thay đổi có thể là do sự thay đổi của tính chất quang học trong khí quyển. Sự thay đổi theo thời gian của các cấu trúc cho phép chúng ta đưa ra hàm chất lượng sol khí trên bề mặt đất. Kết quả thu được đã được chứng minh là phù hợp với các phép đo đồng thời trên mặt đất. - Phương pháp xác định bụi (PM) trong không khí bằng cách xây dựng hàm tương quan giữa độ dày sol khí AOT với hàm lượng bụi thu được bằng việc đo trực tiếp tại bề mặt. Một số nghiên cứu điển hình như sau: + Phương pháp xác định AOD từ ảnh hai thời điểm: Trong các nghiên cứu của Sifakis và Deschamps (1992) [65] và Retalis và cộng sự (1998) [62] cũng sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT và LANDSAT-5/TM để xác định AOD (Aerosol Optical Depth) và thành lập bản đồ phân tán ngang của các hạt trong không khí ở các khu vực đô thị. Điểm khác biệt của phương pháp là các tác giả sử dụng và so sánh hai ảnh vệ tinh ở 2 điều kiện khác nhau. Một ảnh trong điều kiện ô nhiễm và ảnh còn lại ở điều kiện không có ô nhiễm không khí để từ đó tính ra AOD. Tiếp tục phát triển phương pháp này, trong nghiên cứu tiếp theo của Nuno Grosso và cộng sự (2007) [58] và Retalis và Sifakis (2009) [61] đã đề xuất kết hợp với thuật toán DTA (Differential Textural Analysis) để thành lập bản đồ sol khí tại Lisbon và Athens bằng dữ liệu ảnh viễn thám MODIS và MERIS-ENVISAT. Sau đó kết hợp với giá trị đo bụi PM10 mặt đất để xây dựng hàm tương quan với giá trị AOT (Aerosol Optical Thickness). Kết quả xác định được là với ảnh MODIS hệ số tương quan R2 = 0.77 và R2 = 0.83 với ảnh MERIS-ENVISAT.
  • 26. 8 + Phương pháp bán tự động kết hợp dữ liệu AOT với dữ liệu bụi PM đo mặt đất cục bộ: Jerome Vidot và cộng sự (2007) [39] đã sử dụng kết quả đo AOT mặt đất và ảnh SeaWiFS. Sử dụng dữ liệu ảnh SeaWiFS đã được xử lý trên cả đất liền và đại dương để xác định AOT kết hợp với dữ liệu bụi PM đo hàng ngày và cục bộ. Một phần dữ liệu đo được sử dụng để xây dựng mô hình bằng phương pháp thống kê; phần còn lại được sử dụng để kiểm tra mô hình. Kết quả phương pháp này cho phép xác định PM10 với hệ số tương quan R2 = 0.42 và PM2.5 với hệ số tương quan R2 = 0.48. Chu và cộng sự (2003) [26] đã chứng minh khả năng sử dụng MODIS để giám sát ô nhiễm không khí toàn cầu, khu vực và địa phương. Ba nghiên cứu điển hình ở miền bắc Italy, Los Angeles, và Bắc Kinh cho thấy kết quả áp dụng độ sâu quang học được tính từ MODIS (τa) đối với ô nhiễm không khí khu vực và cục bộ đạt độ chính xác (Δτa = ± 0.05 ± 0.2τa) và hệ số tương quan giữa Aerosol Robotic Network (AERONET) trung bình hàng ngày τa và nồng độ PM10 (μg /m3 ) ở miền bắc Italy là 0.82. Các phép đo từ ảnh vệ tinh MODIS cho cũng đã xác định được mức độ ô nhiễm không khí tại các vùng ở miền Bắc Ý, Nam Ba Lan, Bỉ, Hà Lan và Ruhr, cũng như các thành phố lớn và các thung lũng công nghiệp (Rhone, Danube) [42]. Sự tương quan không gian giữa PM10 trung bình hàng năm và AOT là 0.6 đối với các trạm đo ở nông thôn. Đồng thời, sự thay đổi theo mùa của AOT và PM là khác biệt rõ rệt. Trong hầu hết các kết quả nghiên cứu tại Châu Âu, AOT được xác định từ tư liệu ảnh MODIS có mức tối thiểu trong những tháng mùa đông. Do đó, mối tương quan giữa chuỗi thời gian một năm của AOT với PM10/PM2.5 là thấp (0.3). Jinshan Zhu và cộng sự (2011) [41], Adelaide và cộng sự (2010) [16] cho thấy hệ số tương quan giữa AOT thu được từ hệ thống ảnh MODIS và bụi PM10 đo đạc mặt đất trong khoảng 0.52 ≤ R ≤ 0.66. Francesco Nordio và cộng sự (2013) [30] đã sử dụng phương pháp này bằng cách áp dụng vào dữ liệu PM10 tại Lombardy, Bắc Italy, một khu vực có độ cao khác nhau và sự đảo ngược nhiệt độ thường xuyên. Kết quả chứng minh rằng PM10 có thể dự đoán được một cách đáng tin cậy (R2 = 0.736 ÷ 0.841) bằng cách sử dụng mô hình dự báo dựa trên dữ liệu AOD. Ngoài ra, tác giả Muhammad Zeeshan và N.T. Kim Oanh (2014) [55] đề xuất kết hợp với các dữ liệu đo được ở các trạm AERONET (AErosol RObotic NETwork) và hệ số tán xạ ngược của sol khí đo bằng máy Lidar để khảo sát nâng cao độ chính xác mô hình xác định bụi PM10.
  • 27. 9 + Phương pháp sử dụng độ dày quang học (AOT) có đánh giá sự phụ thuộc, ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng. Tác giả Jay Gao và Yong Zha (2010) [37] sử dụng AOT thu được từ dữ liệu MODIS để xác định các chất ô nhiễm không khí được đo gần bề mặt và đánh giá thêm sự phụ thuộc, ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng. Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng của bốn thông số khí tượng (áp suất không khí, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, và vận tốc gió) đối với dự báo ô nhiễm không khí từ dữ liệu MODIS AOT cho thành phố Nam Kinh, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy PM10 có thể dự báo tuyến tính từ AOT với R2 = 0.438. Phân tích tương quan theo mùa thì độ chính xác dự đoán cao hơn vào mùa hè R2 = 0.749 và mùa thu R2 = 0.634 và thấp hơn nhiều vào mùa xuân và mùa đông (R2 < 0.3). Tuy nhiên, không có mô hình nào được thiết lập cho mùa xuân và mùa thu. Kết luận rằng các thông số khí tượng học có ảnh hưởng khác nhau đến tính dự báo của ô nhiễm không khí từ AOT trong khu vực nghiên cứu mà các chất gây ô nhiễm không khí bị chi phối bởi các hạt lơ lửng. + Phương pháp sử dụng độ dày quang học (AOT) thu được từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS kết hợp với dữ liệu vệ tinh có độ phân giải cao hơn và các kết quả quan trắc chất lượng không khí ở dưới mặt đất để nâng cao độ chi tiết xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí như tác giả N.Benas và cộng sự (2013) [19] sử dụng ảnh MODIS kết hợp với ảnh MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer) có độ phân giải cao, dữ liệu PM10 đo được và cảm biến quét dọc AATSR (Advanced Along-Track Scanning Radiometer) để lấy các dữ liệu khí tượng, từ đấy khảo sát cả hàm hồi quy tuyến tính và không tuyến tính để xây dựng mô hình xác định bụi PM10, với hệ số tương quan R2 =0.7. Ngoài ra, tư liệu ảnh MODIS được nghiên cứu kết hợp với dữ liệu LANDSAT TM/ETM+ [70, 33]; hệ thống đo tán xạ ngược LiDAR và các thiết bị đo cầm tay [57]. Tư liệu LANDSAT 8 OLI cũng đã được nghiên cứu ứng dụng trong xác định bụi không khí. Tác giả Zhang và cộng sự 2015 [78] đã sử dụng dữ liệu viễn thám LANDSAT 8 OLI xác định AOD bằng cách áp dụng phương pháp DDV (Dense Dark Vegetation). Kết quả cho thấy việc thu hồi AOD ở các khu vực đô thị có giá trị cao và giá trị tương đối thấp hơn khu vực miền núi, sự phân bố của AOD bị ảnh hưởng rất nhiều bởi đối tượng che phủ đất đai. Dữ liệu PM2.5 đo đạc trên mặt đất cũng được sử dụng để đánh giá AOD thu được từ việc áp dụng thuật toán DDV với dữ liệu ảnh LANDSAT 8 OLI. Kết quả cho thấy hệ số tương quan giữa AOD và PM2.5 là 0.8742. Tác giả Lin Sun và cộng sự (2016) [49] cũng đề xuất một phương pháp mới để thu
  • 28. 10 hồi AOD từ hình ảnh LANDSAT 8 OLI trên các khu đô thị có phản xạ bề mặt ở Bắc Kinh là sử dụng ảnh MODIS được sử dụng để hỗ trợ ước tính phản xạ bề mặt từ ảnh LANDSAT 8 OLI. Các giá trị AOD xác định trên ảnh vệ tinh được kiểm tra bằng các giá trị đo AOD từ các trạm AERONET và so sánh với các quan sát AOD cấp 2 của MOD04 ở độ phân giải 10km. Kết quả cho thấy phương pháp mới này đã đạt được độ chính xác hợp lý trong việc thu hồi AOD và mô tả các đặc tính thực tế của phân bố sol khí chi tiết hơn các phương pháp tiêu chuẩn. Đáng lưu ý, trong nghiên cứu của Saleh SAH và Hasan G (2014) [63] đã đề xuất mô hình thực nghiệm để xác định nồng độ hạt (PM10) trong khí quyển sử dụng các dải nhìn thấy thấy (Aerosol, Red, Green và Blue) của ảnh vệ tinh LANDSAT 8 OLI trên thành phố Kirkuk- Iraq. Tính khả thi của các thuật toán được đề xuất đã được nghiên cứu dựa trên hệ số tương quan (R) và sai số trung bình (RMSE) so với dữ liệu đo lường mặt đất PM10. Kết quả của nghiên cứu này chứng minh dải phổ nhìn thấy của LANDSAT 8 OLI có khả năng tính toán nồng độ PM10 ở mức độ chính xác chấp nhận được. - Một số nghiên cứu đã được thực hiện để phân tích mối quan hệ giữa dữ liệu ảnh vệ tinh trong vùng sóng hồng ngoại nhiệt với một số tham số liên quan đến chất lượng không khí. Tác giả Brivio và cộng sự (1995) [21], Basly (2000) [18] đã có nghiên cứu bổ sung bằng chứng về mối tương quan giữa các bước sóng nhiệt hồng ngoại và các thông số chất lượng không khí. Kết quả đã chỉ ra rằng nồng độ các hạt có tương quan với nhiệt độ. Sifakis và cộng sự (1998)[66] đề xuất áp dụng bổ sung quy trình 'suy giảm nhiệt độ' để nâng cao việc xác định ô nhiễm từ dữ liệu LANDSAT- 5/TM của khu vực đô thị Athens. Wald và Baleynaud (1999) [76] đã có nghiên cứu sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt của vệ tinh LANDSAT TM để lập bản đồ các thông số chất lượng không khí, đặc biệt là nồng độ của các hạt bụi đen, sulfur dioxide và các chất gây ô nhiễm khác tại thành phố Nantes với các trạm mặt đất. Năm 2003, Ung và cộng sự [73] đã nghiên cứu bổ sung bằng chứng về mối tương quan giữa các tham số chất lượng không khí và các phép đo sử dụng ảnh vệ tinh trong phạm vi hồng ngoại. Việc tăng các nồng độ chất gây ô nhiễm ban đầu gây ra sự cạn kiệt độ sáng lên phía trên đo được trong dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Hệ số tương quan giữa nồng độ các hạt lơ lửng PM10 và tỷ lệ phản xạ của các trạm đo trong vùng hồng ngoại nhiệt có mức tin cậy lên đến 95%. Trên cơ sở phát triển tiếp các nghiên cứu đã có Lim và cộng sự (2004, 2007) [44, 45, 46, 47, 48] nghiên cứu đề xuất để lấy các giá trị chất lượng không khí bằng cách sử dụng dải hồng ngoại nhiệt và dải bước sóng nhìn thấy từ ảnh vệ tinh LANDSAT TM.
  • 29. 11 Kết quả nghiên cứu đã chứng minh nồng độ bụi PM10 trong không khí phụ thuộc vào đối tượng lớp phủ bề mặt. Do đó, một số nghiên cứu đề xuất sử dụng các chỉ số phản xạ phổ được xác định từ tư liệu viễn thám để xây dựng hàm tương quan với các chỉ số ô nhiễm không khí như chỉ số thực vật NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) và chỉ số đô thị hóa UI (Urbanization Index) từ tư liệu ảnh IRS P6 LISS IV và LANDSAT ETM + [25]. Khi so sánh giữa các hình ảnh được mô hình hóa API và API nội suy thì độ chính xác đạt được là 90.5%. 1.2. 2. Tổng quan về những kết quả nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, các nghiên cứu xác định chất lượng không khí, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường không khí thường áp dụng hai phương pháp truyền thống đó là : - Phương pháp thực nghiệm: Đo đạc khảo sát tại nhiều điểm ở khu vực nghiên cứu, bằng phương pháp thống kê, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường không khí ở vùng đó với nghiên cứu của Phạm Ngọc Hồ, (1993, 1999, 2003, 2006) [2, 3, 4, 5]; - Phương pháp thống kê bán thực nghiệm: Dùng các mô hình toán học mô tả quá trình khuếch tán chất ô nhiễm cũng như tính toán với sự trợ giúp của máy vi tính để tính toán nồng độ tạp chất, chọn một số điểm đo đạc, khảo sát để kiểm tra độ tin cậy của mô hình, sau đó áp dụng mô hình để đánh giá cho các vùng khác có điều kiện tương tự. Áp dụng mô hình trị số [1], mô hình xác định hệ số khuếch tán rối ngang [7], mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên lý thuyết Gauss [1], mô hình hình hộp [6]. Các nghiên cứu nêu trên chỉ dừng ở mức đánh giá các thành phần ô nhiễm không khí hoặc mô phỏng quá trình lan truyền, khuếch tán dựa trên số liệu của các trạm quan trắc ngoài thực địa. Để đảm bảo độ chính xác, các phương pháp trên đòi hỏi một mật độ trạm quan trắc bụi bề mặt phân bố đều trên một khu vực có diện tích lớn và điều này là rất tốn kém. Ví dụ đối với thành phố Hà Nội trong thời gian qua để giám chất lượng không khí đã lắp đặt 80 trạm quan trắc, tuy nhiên cũng chỉ ở các khu vực quan trọng trong trung tâm thành phố. Phương pháp sử dụng ảnh vệ tinh để phục vụ giám sát chất lượng không khí có một số nghiên cứu đáng chú ý sau: - Năm 2010, tác giả Lương Chính Kế [8] đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ của Bộ Tài nguyên và Môi trường “Ứng dụng công nghệ viễn thám để nghiên cứu khả năng pháp hiện và giám sát một số thành phần ô nhiễm môi trường không khí khu vực đô thị và khu công nghiệp”. Đề tài đã sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh để tính toán sol khí và kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc xác lập mối tương
  • 30. 12 quan sol khí với một số thành phần ô nhiễm không khí. Quy trình công nghệ được đề xuất trong đề tài được thể hiện trong Hình 1.1. Tư liệu viễn thám trong nghiên cứu là ảnh gốc của ảnh SPOT gồm 3 kênh phổ là Green, Red và Near Infrared cho hai thời kỳ tháng 6/2003 và tháng 10/2008. Trong đó ảnh 2008 là ảnh SPOT 4, ảnh thời kỳ 2003 là ảnh SPOT 5 cho nên trong công tác chuẩn bị tác giả đã đưa hai loại ảnh về cùng độ phân giải của ảnh SPOT 4 với độ phân giải không gia là 20m. Tuy nhiên, hạn chế của đề tài là số liệu đo ô nhiễm ngoài thực địa không đúng vào thời điểm vệ tinh bay qua. Ngoài ra, việc sử dụng tư liệu ảnh ở hai năm 2003 và 2008 cũng dẫn đến sự khác biệt về dữ liệu phổ. Tác giả Lương Chính Kế đã đề xuất hiệu chỉnh dữ liệu phổ của ảnh gốc và chuẩn hóa dữ liệu phổ của ảnh năm 2003 về ảnh năm 2008. Phần xử lý phổ thứ hai là phát hiện ô nhiễm. Trong một nghiên cứu tại hội nghị ACRS (Asian Conference on Remote Sensing) 2010, tác giả Lương Chính Kế và các cộng sự [51] cũng sử dụng quy trình công nghệ tại Hình 1.1 để xác định bụi không khí ở Cẩm Phả và Hà Nội bằng ảnh LANDSAT ETM+ chụp năm 2001 cho khu vực Cẩm Phả và ảnh SPOT 2 chụp năm 2008 cho khu vực Hà Nội. Hình 1.1 .Quy trình công nghệ thành lập bản đồ ô nhiễm không khí [8]
  • 31. 13 - Một nghiên cứu khác, tác giả Trần Xuân Trường thực hiện năm 2012 [9] sử dụng ảnh vệ tinh MODIS để tính toán độ dày sol khí (AOT) và từ đó xác định được các chỉ số về chất lượng không khí AQI và chỉ số về ô nhiễm không khí API. Do độ phân giải không gian của ảnh MODIS thấp nên chỉ phù hợp cho nghiên cứu giám sát chất lượng không khí ở cấp khu vực và quốc gia. Tác giả Trần Xuân Trường và Vương Trọng Kha (2013) [10] đã nghiên cứu xây dựng thuật toán và chương trình giám sát bụi PM10 từ dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT 7. Nghiên cứu đã lập trình xây dựng chương trình tính toán xác định nồng độ PM10 từ 8 mô hình và đã lựa chọn được mô hình hợp lý trong giám sát bụi PM10. Tuy nhiên, nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế như chưa lọc nhiễu trước khi đưa dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT 7 vào tính toán mô hình và số lượng điểm thực nghiệm còn hạn chế. - Tác giả Trần Thị Vân và các cộng sự (2012, 2014) [11,12] cũng đã có những nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám trong xác định ô nhiễm không khí. Trong nghiên cứu [11] tác giả sử dụng ảnh SPOT 5 vào hai thời kỳ 2003 và 2011 tại Thành phố Hồ Chí Minh để tính toán xác định bụi PM10 (Hình 1.2). Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tổng quát xây dựng bản đồ phân bố không gian nồng độ PM10 [11] Bản đồ nồng độ bụi PM 10 ảnh phụ thuộc Chuẩn hóa bức xạ tương đối cho ảnh phụ thuộc Các thuật toán biến đổi Hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh bức xạ (Chuyển từ DN sang Bλ) Chuyển đổi giá trị phản xạ Phân tích thống kê PM10 với từng kênh ảnh tham chiếu Các hàm hồi quy PM10 Hàm hồi quy tốt nhất Dữ liệu mặt đất PM10Ảnh phụ thuộc Ảnh tham chiếu Ảnh vệ tinh Cácbướcthựchiệnchoảnhthamchiếu
  • 32. 14 Trong nghiên cứu [12] nhóm tác giả đã tiếp cận theo hướng ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát thành phần bụi PM10. Phương pháp thực hiện của đề tài thể hiện qua quy trình xử lý ảnh vệ tinh và tính toán giá trị độ dày quang học sol khí (AOT) trên ảnh. Dữ liệu viễn thám được sử dụng cho nghiên cứu là ảnh viễn thám vệ tinh LANDSAT/ETM+ ngày thu nhận là 21/2/1996 và 16/2/2003 chụp vào lúc 10h sáng trên khu vực nghiên cứu. Nhóm tác giả đã chọn ảnh ngày 21/2/1996 được dùng như ảnh ngày sạch vì các điều kiện trên ảnh khá tốt (biết ngày không ô nhiễm (ngày sạch) là ngày trời rõ trong, không sương mù và ảnh thứ hai chụp ngày 16/2/2003 là ngày có ô nhiễm (trời mù sương) và có giá trị đo nồng độ bụi PM10 đồng thời trên mặt đất tại các trạm quan sát tự động. Giá trị AOT lần lượt được tính toán cho 4 kênh ảnh ngày 16/2/2003 theo công thức sau : ∆𝜏 = 𝜏2 − 𝜏1 = ln⁡[ σ1(ρ) σ2(ρ) ] (1.1) Trong đó: Δτ là độ dày quang học sol khí AOT, τ1 là OT ngày sạch; τ2 là OT ngày ô nhiễm; σ1 (ρ) là độ lệch chuẩn của phản xạ ngày sạch; σ2 (ρ) là độ lệch chuẩn của phản xạ ngày ô nhiễm. Độ dày quang học (AOT) được định nghĩa là thước đo sự truyền xạ của một cột không khí theo chiều thẳng đứng trên đơn vị diện tích mặt cắt ngang. Với AOT ngày sạch sắp xỉ bằng 0 do không có hoặc có rất ít các thành phần ô nhiễm, khi đó τ1= 0 và τ2 lúc này cũng là AOT trên ảnh ngày ô nhiễm, công thức trên trở thành: ∆𝜏 = 𝜏2 = ln⁡[ σ1(ρ) σ2(ρ) (1.2) Sau đó thực hiện phân tích tương quan, hồi quy giữa giá trị AOT tính toán trên ảnh và nồng độ PM10 đo tại các trạm quan trắc mặt đất để tìm hàm hồi quy tốt nhất, cuối cùng tính toán phân bố nồng độ PM10 trên ảnh (Hình 1.3). Nhóm tác giả Trần Thị Vân đã chọn hàm hồi quy đa thức bậc 2 của nồng độ PM10 tại các trạm đo mặt đất với AOT ở kênh 2 (Green) để ước tính phân bố nồng độ PM10 cho khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh. Đặt giá trị nồng độ PM10 là y, giá trị AOT là x, hàm hồi quy kết quả sẽ có dạng sau: y = 117.2x2 – 420.3x + 413.6 (1.3) Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Trần Thị Vân và cộng sự đã đề xuất được phương pháp xác định giá trị AOT từ tư liệu ảnh viễn thám LANDSAT ETM+ và xây dựng hàm hồi quy tuyến tính giữa giá trị AOT và giá trị quan trắc mặt đất tại cùng
  • 33. 15 thời điểm thu ảnh. Tuy nhiên, các điểm đo mặt đất chủ yếu dựa trên các điểm quan trắc tự động đặt tại một số điểm của Thành phố Hồ Chí Minh, số trạm quan trắc ít, nên không có trạm để kiểm tra độc lập. Hình 1.3. Quy trình xây dựng bản đồ phân bố nồng độ PM10 [12] - Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Nhật Thanh và cộng sự (2015) [69] đã sử dụng dữ liệu MODIS và phát triển các mô hình hồi quy có ý nghĩa thống kê để tính toán các nồng độ PM trên mặt đất. Trong nghiên cứu này, các tác giả tích hợp dữ liệu đo trên mặt đất, dữ liệu khí tượng và dữ liệu vệ tinh để xác định nồng độ PM theo lưới (10km×10km) đối với toàn bộ Việt Nam. Nhóm nghiên cứu thực nghiệm với các tỉnh có địa lý đa dạng ví dụ: Đông Bắc, Đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ Việt Nam.Từ đấy đưa ra mô hình và quy trình xác định bụi PM2.5 như sau: PM2.5t-MOD= 21.444 x AOTt-MOD – 26.984 x Tempmr + 25.287 PM2.5t-MYD= 27.401 x AOTt-MYD – 18.909 x Tempmr + 18.993 (1.4) Ảnh viễn thám ngày sạch (21/2/1996) Hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh bức xạ (DN -> Bλ -> Phản xạ) Hiệu chỉnh bức xạ (DN -> Bλ -> Phản xạ) Số đo trạm mặt đất nồng độ PM10 Phân tích thống kê nồng độ PM10 với từng kên ảnh Tính AOT (Phản xạ -> AOT) Các hàm hồi quy PM10 Bản đồ nồng độ PM10 Ảnh viễn thám ngày ô nhiễm (16/2/2003) Các thuật toán biến Hàm hồi quy tốt nhất
  • 34. 16 Hình 1.4: Quy trình ước lượng PM2.5 từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS [69] Kết quả cho dữ liệu PM2.5 có nguồn gốc từ vệ tinh so với PM2.5 dựa trên mặt đất (n = 285, R2 = 0.411, RMSE = 20.299 μgm−3 và RE = 39.789%). Hơn nữa, việc xác định PM2.5 có nguồn gốc từ vệ tinh trên hai bộ dữ liệu độc lập cho Đông Bắc và Duyên hải miền Trung cho kết quả tương tự (n = 40, R2 = 0.455, RMSE = 21.512μgm−3 , RE = 45.236% và n = 45, R2 = 0.444, RMSE = 8.551μgm−3 , RE = 46.46% tương ứng). Kết quả nghiên cứu cũng nêu bật tiềm năng sử dụng bộ dữ liệu MODIS để ước tính PM ở quy mô khu vực tại Việt Nam. Tuy nhiên, giới hạn của mô hình là việc xác định được các đỉnh tối đa và tối thiểu nồng độ PM2.5 và cần nhiều về dữ liệu mặt đất, điều kiện khí quyển và các khía cạnh vật lý khác. - Trong năm 2016, tác giả Trịnh Lê Hùng [43] sử dụng mô hình của Mozumder và cộng sự (2012) [25] dựa trên mối tương quan với các giá trị phản xạ trên kênh NIR, kênh SWIR và các chỉ số thực vật (VI, TVI) của ảnh LANDSAT 5 để xác định bụi không khí tại khu vực thực nghiệm Quảng Ninh và được thể hiện trong công thức (1.5). APILANDSAT = -460.0 -10.4*SWIR +1.0*NIR -6.4*VI +851.6*TVI (1.5) Ảnh vệ tinh MODO4/MYD04, MODO7/MYD07 Giá trị đo PM2.5 Giá trị đo khí tượng (Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm) Lấy mẫu Ảnh Lấy mẫu Không gian/ Thời gian Tích hợp dữ liệu Tiền xử lýPM2.5 Khí tượng Lấy mẫu MODO4/MYD04 PM2.5 ước lượng (Hồi quy) Hồi quy tuyến tính đa biến Mô hình hồi quy tuyến tính đa biến Bản đồ PM2.5 Giá trị đo PM2.5 PM2.5 nội suy (Nội suy Kriging) Lấy mẫu Ảnh PM2.5 Xác nhậnPM2.5 Từ ảnh VT
  • 35. 17 Trong nghiên cứu này tác giả Trịnh Lê Hùng chỉ dừng lại ở việc đưa ra bản đồ phân bố bụi nhưng không được kiểm chứng với số liệu thực tế. Mặt khác vào giữa năm 2012, vệ tinh LANDSAT 5 gặp phải sự cố kỹ thuật và chính thức dừng hoạt động vào ngày 21/12/2012. 1.2.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới Qua kết quả nghiên cứu trên thế giới và trong nước cho thấy các nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh để xác định nồng độ bụi trong không khí được phát triển trên hai nội dung chính đó là: Phương pháp và dữ liệu sử dụng. - Về phương pháp: Phần lớn các nghiên cứu xác định nồng độ bụi PM từ độ dày sol khí (AOT). Các kết quả này giả thiết sự phân bố không gian của các hạt theo hướng thẳng đứng của khí quyển và cung cấp một giải pháp thực tế cho việc ước lượng giá trị PM. Việc phát triển, nâng cao độ chính của phương pháp này phụ thuộc vào công nghệ cũng như dữ liệu xác định độ dày sol khí (AOT) hay độ sâu sol khí (AOD). Từ dữ liệu AOT hay AOD thu được tiến hành ước lượng nồng độ PM trong không khí sử dụng các phương pháp như hồi quy tuyến tính (LR- linear regression), hồi quy tuyến tính đa biến (MLR- multiple linear regression) hoặc hồi quy phi tuyến tính như mạng trí tuệ nhân tạo (ANN- artificial neural network), hỗ trợ hồi quy vector (SVR- support vector regression) và bản đồ tự tổ chức (SOM- self organizing map). Gần đây, các hệ thống mô hình hóa như GEOS-Chem hoặc CMAQ cũng được sử dụng để liên kết giữa giá trị AOT với nồng độ PM [69]. Một số nghiên cứu kết hợp với các dữ liệu AOT và các thông số vật lý khí quyển được đo từ các trạm mặt đất AERONET để nâng cao độ chính xác cũng như độ chi tiết của dữ liệu. Đặc điểm của những phương pháp này đòi hỏi về dữ liệu đo AOT mặt đất, dữ liệu về điều kiện khí quyển (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm…) và các tham số vật lý là rất lớn và chỉ phù hợp với các nước có hạ tẩng kỹ thuật viễn thám hoàn thiện, đã phát triển lâu dài. Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam có các trạm mặt đất AERONET là rất ít. Cả khu vực Hà Nội mới chỉ có 1 trạm và số liệu đo rời rạc, để lấy số liệu cùng thời điểm chụp ảnh vệ tinh là rất khó khăn, không đủ số lượng điểm tối thiểu để nghiên cứu. Một số phương pháp đòi hỏi dữ liệu cũ (như dữ liệu ngày sạch). Hiện nay việc xác định ngày sạch là rất khó khăn, đặc biệt đối với khu vực đô thị có mức độ ô nhiễm thường xuyên. Mặt khác, cũng có một số nghiên cứu xuất phát từ tính chất vật lý của khí quyển và đặc điểm của dữ liệu ảnh vệ tinh quang học để thành lập bản đồ ô nhiễm không khí trực tiếp từ các chỉ số hoặc giá trị được chiết xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh
  • 36. 18 [40, 42, 43, 47, 48, 51, 77]. Đây là phương pháp cho phép nhanh chóng thành lập mô hình xác định nồng độ bụi PM trong không khí thông qua các mô hình hồi quy tuyến tính hoặc phương pháp bình phương nhỏ nhất. Nó rất phù hợp với các nước có hạ tầng viễn thám chưa phát triển như Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay những nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế như chưa đa dạng về mô hình thực nghiệm và chưa được kiểm tra với các giá trị đo độc lập. - Về dữ liệu sử dụng: Hiện nay các nghiên cứu chủ yếu xác định AOT hay AOD từ dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS. Ảnh MODIS cung cấp dữ liệu ảnh toàn cầu 2 ngày một lần với độ phân giải không gian là 250m, 500m và 1000m. Số kênh phổ của MODIS là 36 kênh và dữ liệu ở dạng 12 bit. MODIS có đặc tính đã hiệu chỉnh hình học và phổ. Ảnh vệ tinh MODIS là một dữ liệu vệ tinh có chu kỳ chụp ngắn, rất tiện lợi trong việc xác định bụi PM trong không khí và được rất nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng như trong nước sử dụng. Tuy nhiên ảnh có độ phân giải không gian thấp nên chỉ phù hợp cho các nghiên cứu xác định nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí ở phạm vi rộng với độ chính xác thấp và không thể áp dụng cho quy mô nhỏ như một thành phố. Để cải thiện về mức độ chi tiết của kết quả thực nghiệm, một số nghiên cứu kết hợp giữa MODIS với các ảnh có độ phân giải không gian lớn hơn (như LANDSAT, SPOT, ASTER…). Dữ liệu ảnh vệ tinh LANDSAT được sử dụng hiệu quả trong nghiên cứu nồng độ bụi trong không khí. Các nghiên cứu đã sử dụng kênh 1 LANDSAT-5/TM [60]; kênh cận hồng ngoại của LANDSAT TM6 [72]; kênh cận hồng ngoại và kênh hồng ngoại trung của LANDSAT 5 [43] và dữ liệu của LANDSAT 7 [28], LANDSAT 4 [71]…Ở Việt Nam, tư liệu chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu ô nhiễm không khí là tư liệu LANDSAT [10, 12]... Ảnh LANDSAT 7 từ năm 2003 bị lỗi, trên ảnh có các sọc đen vì vậy ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Những nghiên cứu về việc sử dụng ảnh LANDSAT 8 OLI vào xác định bụi PM10 trong không khí nhưng chưa hoàn thiện về quy trình xử lý và kết quả nghiên cứu kiểm chứng thực địa. Các dạng tư liệu viễn thám có độ phân giải cao hơn ảnh LANDSAT như ảnh SPOT cũng đã được nghiên cứu sử dụng và cho kết quả đáng tin cậy [8, 11, 65]. 1.3. Những vấn đề được phát triển trong luận án Dựa trên phân tích các kết quả nghiên cứu được công bố trên các tạp chí khoa học của thế giới và trong nước về việc xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí, tác giả đề xuất nội dung nghiên cứu trong luận án gồm:
  • 37. 19 - Đánh giá khả năng sử dụng các kênh ảnh (1, 2, 3, 4) của ảnh vệ tinh LANDSAT 8OLI trong xác định nồng độ bụi không khí PM10. - Đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp hiệu chỉnh khí quyển ảnh vệ tinh đến độ chính xác xác định nồng độ bụi PM10 trong không khí. - Nghiên cứu đề xuất và đánh giá mô hình xác định nồng độ bụi không khí PM10 sử dụng kết hợp ảnh vệ tinh LANDSAT 8OLI và dữ liệu đo mặt đất tại cùng thời điểm chụp ảnh.
  • 38. 20 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI PM10 TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM 2.1. Khái nhiệm về sol khí 2.1.1. Định nghĩa về sol khí (Aerosol) Sol khí (Aerosol) là các hạt thể rắn hoặc lỏng tồn tại lơ lửng trong không khí [36]. Sol khí được tạo ra theo các quá trình khác nhau xảy ra trên bề mặt đất, nước và trong khí quyển. Chúng tồn tại cả trong tầng đối lưu và bình lưu với kích thước khác nhau từ vài nanomet tới vài chục micromet, có hình dạng và thành phần hóa học khác nhau. Hình 2.1. Sol khí và các nguồn gốc của sol khí [36] 2.1.2. Phân bố của sol khí trong khí quyển Sol khí có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo. Loại có nguồn gốc tự nhiên gồm các hạt muối biển, bụi từ các cơn bão cát, núi lửa, cháy rừng, cháy các thảm thực vật hoặc các phản ứng khí xảy ra trong tự nhiên. Loại có nguồn gốc nhân tạo gồm các chất thải công nghiệp, nông nghiệp như khói, bụi từ các nhà máy công nghiệp, hoạt động đốt nương làm rẫy, đốt sản phẩm phụ từ nông nghiệp (rơm, rạ...). Tính trung bình trên phạm vi toàn cầu, sol khí có nguồn gốc nhân tạo chiếm khoảng 10% tổng số hạt sol khí có trong khí quyển. Trong đó, hầu hết tập trung ở Bắc bán cầu [35], đôi khi có thể quan sát được tại các vị trí khác nhau của lục địa Châu Mỹ, lục địa Châu Á. Các phân tử bụi này là các hạt sol khí tương đối lớn tồn tại trong khí quyển và nó thường bị loại khỏi khí quyển sau khi di chuyển được một quãng đường ngắn nếu
  • 39. 21 chúng không được đưa lên độ cao tương đối lớn (từ 4.57km trở lên) do các cơn bão cát có cường độ cao. Các phân tử này hấp thụ và tán xạ ánh sáng Mặt trời làm ấm lớp không khí chứa nó. Lớp không khí ấm hơn làm cản trở sự hình thành dòng thăng tạo mây đối lưu dẫn đến mưa giảm. Do đó, lớp bụi này được coi như là một trong những nguyên nhân mở rộng sa mạc. Mật độ sol khí có nguồn gốc nhân tạo trong khí quyển tăng rất nhanh kể từ khi bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp. Với mức độ sản xuất hiện nay, sol khí sunfat có nguồn gốc nhân tạo đã vượt quá lượng sol khí sunfat có nguồn gốc tự nhiên. Mật độ sol khí ở bán cầu Bắc cao nhất do nơi đây tập trung nhiều nhất các hoạt động công nghiệp. Các nhóm sol khí chủ yếu bao gồm sunfat, cacbon hữu cơ, cacbon đen, nitrat, bụi khoáng và muối biển. Trên thực tế, có rất nhiều trường hợp không hoàn toàn ở các dạng trên mà các sol khí có xu hướng cụm lại với nhau tạo thành dạng hỗn hợp [34]. Hình 2.2. Hình dạng của sol khí [34] 2.1.3. Kích thước của sol khí Kích thước của sol khí trải dài trên một phạm vi rộng của bán kính từ vài nanomet đến vài chục micron. Kích thước này thay đổi theo tính chất của nguồn gốc hạt và theo các phản ứng mà sol khí trải qua trong thời gian tồn tại của chúng trong khí quyển (tạo hạt, sự đông tụ và ngưng tụ khí ở trạng thái hạt). Tỷ lệ tương ứng với đặc tính của kích thước của tập hợp sol khí, sự phân bố kích thước làm cho có thể định lượng số lượng các hạt có bán kính nhất định. Phân bố này có một hoặc nhiều cực đại (hoặc các kiểu). Hình 2.3 cho thấy sự phân bố không phải về số lượng mà là khối lượng của một tập hợp các hạt có đường kính khí động học khác nhau. Đường kính khí động học tương ứng với đường kính mà một hạt hình cầu có mật độ 1g/cm3 phải có tốc độ rơi giống như hạt được nghiên cứu. Đường kính khí động học da là một hàm của
  • 40. 22 đường kính vật lý dp và mật độ của hạt ρ (thường được thể hiện bằng g.cm-3 ), được viết như sau [52]: da =⁡dP × √ρ (2.1) Dạng siêu mịn (A) tương ứng với các hạt có bán kính vật lý (và không khí động học) bé hơn 0.05 μm, nó rất nhỏ với các bước sóng ở vùng nhìn thấy và hồng ngoại. Do đó, chúng không hoạt động về mặt quang học và ảnh hưởng bức xạ của chúng có thể bỏ qua. Dạng tích lũy (B) tương ứng với các hạt có bán kính vật lý từ 0.05μm đến 1μm, thường được tạo ra bởi sự keo tụ của các phân tử nhỏ hơn và sự ngưng tụ không đồng nhất của khí hơi vào các hạt sol khí đang tồn tại. Sol khí có kích thước lớn hơn khoảng 1μm là các hạt bụi do gió thổi đến và các hạt muối biển từ bụi nước biển và bong bóng vỡ. Sau khi hình thành, các sol khí hoà trộn với nhau và di chuyển do sự chuyển động của khí quyển và chủ yếu được loại bỏ bởi quá trình hình thành mây và mưa. Hình 2.3. Sự phân bố khối lượng của một tập hợp các hạt có đường kính khí động học khác nhau [52]. Trong đó: A: hạt siêu mịn; B: các hạt tích lũy; C: các hạt thô, TSP: tổng số hạt lơ lửng.
  • 41. 23 Dạng thô (C) là các hạt có đường kính lớn hơn 1.0μm. Dạng Aitken và tích lũy được tạo ra từ quá trình cơ học và hóa học bởi các quá trình này tạo ra các phân tử sol khí có đường kính nằm trong hai dãy kích thước này. Hạt sol khí loại này chủ yếu được hình thành bởi quá trình ngưng tụ như quá trình chuyển đổi của khí lưu huỳnh dioxit SO2 (phát ra từ quá trình phun trào núi lửa) sang phân tử sunfat và hình thành bồ hóng và khói trong suốt quá trình cháy. Các sol khí có kích thước nhỏ nhất cơ bản được tạo ra bởi quá trình chuyển đổi từ dạng khí sang dạng hạt xảy ra trong khí quyển. Việc xác định số hạt n theo hàm lôgarit tự nhiên của bán kính (r) như sau [52]: n(r) = dN dr = n0 σ0 exp [− (ln⁡r−lnr0)2 2σ0 2 ] (2.2) Trong đó: n(r) là số hạt có bán kính nằm giữa r và r + dr r0 là bán kính modal σ0 là độ lệch chuẩn (chiều rộng của phân bố) n0 là số hạt hiện diện trong tập hợp đang được xem xét. Việc đánh giá khối lượng của sol khí, sự phân bố của sol khí trong thể tích V được xác định theo công thức sau [52]: dV dlnr = V0 σ3√2𝜋 exp [− (ln⁡r−lnr3)2 2σ3 2 ] (2.3) Trong đó: r3 và σ3 là bán kính và độ lệch tiêu chuẩn của sự phân bố thể tích và V0 là nồng độ khối lượng tổng thể của các hạt. Bán kính các dạng hạt phân bố r3 được xác định theo công thức sau [52]: r3 = r0exp(3σ0 2) (2.4) Lưu ý rằng r3 lớn hơn r0. Điều này phản ánh sự đóng góp lớn của các hạt lớn vào sự phân bố thể tích và sự dịch chuyển của phân bố này sang bán kính lớn hơn. Như vậy, bụi trong không khí được phân loại dựa trên kích thước hay đường kính của phân tử bụi với đơn vị là µm. Bụi PM10 trong không khí được định nghĩa là những hạt bụi có kích thước đường kính dưới 10µm (Hình 2.3). 2.2. Cơ sở khoa học xác định bụi trong không khí từ kỹ thuật viễn thám 2.2.1. Tán xạ khí quyển Sự tán xạ khí quyển là kết quả của sự phản xạ khuếch tán đa dạng của bức xạ điện từ (EMR) bởi các phân tử khí và các hạt lơ lửng (sol khí) trong khí quyển (Gupta 2003)[32]. Dựa vào chiều dài bước sóng của bức xạ điện từ (EMR) tương ứng với
  • 42. 24 đường kính khí, hơi nước, và các hạt lơ lửng. Bức xạ điện từ (EMR) tương tác và phân tán bởi khí quyển có thể được chia thành hai loại chính: tán xạ Rayleigh và nhiễu xạ Mie (đôi khi được gọi là tán xạ không chọn lọc). Sự tán xạ Rayleigh xảy ra khi đường kính của các phân tử khí (O2 và N2) và các hạt nhỏ trong khí quyển, nhỏ hơn nhiều so với bước sóng bức xạ tới. Tán xạ Rayleigh áp dụng cho trường hợp hạt phân tán rất nhỏ (ví dụ kích thước hạt <1/10 bước sóng tới) và toàn bộ bề mặt sẽ phát ra cùng một pha (Barnett 1942) [17]. Cụ thể, cường độ ánh sáng I của tán xạ Rayleigh của một quả cầu nhỏ có đường kính d: I = I0 1+cos2 θ 2R2 ( 2π λ ) 4 ( n2−1 n2+2 ) 4 ( d 2 ) 6 (2.5) Trong đó: R là khoảng cách tới hạt và θ là góc tán xạ. I0 là cường độ được cho bởi Seinfeld và Pandis (2006)[64] n là chiết suất từ chùm ánh sáng không bị phân cực có bước sóng λ Hình 2.4. Các phân lớp chính của khí quyển và các loại phân tử sol khí tìm thấy trong mỗi lớp và sự khúc xạ trong khí quyển. Lưu ý rằng chỉ số khúc xạ cho mỗi tầng khí quyển và mật độ của tầng khí quyển tương ứng được giả định và chỉ để minh họa. (Được sửa đổi từ Miller, S. W., và Vermote, E., 2002) [53]
  • 43. 25 Tính trung bình qua tất cả các góc này cho phép phân tán tán xạ Rayleigh, σs được xác định như sau [27]: 𝜎𝑆 = 2π5 𝑑6 3λ4 ( n2−1 n2+2 ) 2 (2.6) Phương trình (2.5) cũng có thể được viết lại cho các phân tử riêng biệt bằng cách biểu hiện sự phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ về phân cực phân tử. Trong trường hợp này, cường độ tán xạ Rayleigh (I), đối với một phân tử được đưa ra trong Đơn vị CGS như sau [20]: I = I0 8π4 𝛼2 λ4R2 (1 + cos2 θ) (2.7) Theo phương trình (2.6) và phương trình (2.7), hiệu ứng tán xạ Rayleigh giảm nhanh chóng với bước sóng tăng dần (λ-4 ) (Hình 2.5b). Ví dụ, ánh sáng màu xanh ở 0.4μm nằm rải rác khoảng 5 lần so với ánh sáng đỏ ở 0.6 μm (nghĩa là, (0.6/0.4)-4 = 5.06). Vùng bước sóng ngắn giữa 0.4 μm và 0.7μm bị ảnh hưởng mạnh bởi sự phân tán của phân tử (tán xạ Rayleigh), trong khi hiệu ứng tán xạ của sol khí cũng giảm với bước sóng tăng lên, nhưng ở tốc độ chậm hơn (điển hình là λ-2 đến λ-1 ) [31]. Hầu hết sự tán xạ Rayleigh bởi các phân tử khí xảy ra trong bầu khí quyển từ 2 đến 8 km so với mặt đất (Hình 2.4). Các bước sóng ngắn như tím và xanh hơn phân tán hiệu quả hơn các bước sóng dài như màu cam, đỏ và bước song dài hơn. Bầu trời xanh là do ánh sang mặt trời khi qua khí quyển bị tán xạ Rayleigh, vì sự tán xạ Rayleigh có hiệu quả hơn ở các bước sóng ngắn (điểm cuối màu xanh của phổ khả kiến) (Hình 2.5a). Hình 2.5. (a) Sự tán xạ khí quyển (Rayleigh và Mie lan truyền) gây ra bởi phân tử và sol khí và (b) cường độ tán xạ Rayleigh ánh sáng mặt trời trực tiếp (%) thay đổi nghịch với mũ bốn năng lượng của bước sóng tới (λ4). [20].
  • 44. 26 Sự tán xạ Mie diễn ra khi đường kính của các hạt lớn trong bầu trời trong bầu khí quyển có thể dao động từ 0.1 đến 10 lần so với bước sóng tới. Do đó đôi khi sự phân tán của tán xạ Mie được gọi là tán xạ các hạt chất của sol khí hoặc sự tán xạ không chọn lọc [32]. Nếu chúng ta xem xét kích thước hạt lớn hơn 10 lần bước sóng của bức xạ điện từ, xảy ra ở những phần thấp nhất của khí quyển. Các hạt bụi treo và các phân tử hơi nước là các hạt phân huỷ chính của tán xạ Mie có vai trò quan trọng ở các độ cao thấp của khí quyển (Hình 2.4). Tán xạ Mie tạo ra một mô hình như một thùy anten, với thùy lồi tiến xa hơn và mạnh hơn đối với các hạt có kích thước lớn hơn (Hình 2.5a) [20]. So với tán xạ Rayleigh, tán xạ Mie không phụ thuộc mạnh vào bước sóng và tạo ra ánh chớp gần như trắng xung quanh mặt trời khi có nhiều đối tượng dạng hạt trong không khí. Sự tán xạ Mie ảnh hưởng đến toàn bộ vùng phổ trong vùng nhìn thấy tới cận cực tím, bao gồm cận hồng ngoại và có ảnh hưởng lớn hơn đến các bước sóng dài hơn tán xạ Rayleigh [32]. Cả hai tán xạ Rayleigh và tán xạ Mie được coi là những đóng góp chính cho bức xạ đường truyền khí quyển. Bức xạ đường truyền khí quyển có thể làm giảm đáng kể nội dung thông tin của dữ liệu viễn thám, dẫn đến mất đi sự tương phản hình ảnh giữa các đối tượng trên bề mặt và do đó trở nên khó phân biệt chúng. 2.2.2 Sự hấp thụ bức xạ điện từ của khí quyển Sự hấp thụ khí quyển là một quá trình mà năng lượng bức xạ phát ra từ đối tượng và được giữ lại trong khí quyển. Có nhiều loại khí và các hạt khác nhau trong khí quyển, hấp thụ và truyền các bước sóng khác nhau của năng lượng bức xạ điện từ (EMR) đi qua bầu khí quyển. Trong số khoảng 30 khí khí quyển, chỉ có 8 loại khí gồm hơi nước (H2O), các-bon đi-ô-xit (CO2), ozon (O3), oxit nitơ (N2O), các-bon mô- nô-xit (CO), metan (CH4), oxy (O2) và nitơđi-ô-xit (NO2) gây ra các đặc tính hấp thụ có thể quan sát được trong dữ liệu quang phổ của dải phổ từ 0,4 ÷ 3,0μm với độ phân giải quang phổ từ 1 ÷ 20nm (Hình 2.6) [31]. Như vậy, khoảng một nửa của vùng quang phổ giữa 0.1 và 30μm bị ảnh hưởng bởi sự hấp thụ hơi nước trong khí quyển. Tác động tích lũy của sự hấp thụ bởi các chất khác nhau trong khí quyển có thể làm cho khí quyển "đóng cửa" hoàn toàn ở các vùng bước sóng nhất định (tham khảo phần dưới cùng của Hình 2.6). Ở vùng khác của dải phổ, bức xạ điện từ có thể truyền thông qua bầu khí quyển của trái đất. Những vùng bước sóng quang phổ cho phép bức xạ đi qua bầu khí quyển được gọi là các cửa sổ khí quyển. Trong các cửa sổ khí quyển có ít sự suy giảm của bức xạ không khí nó đi qua. Do đó, chỉ có các vùng bước sóng