ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG
NGHIÊN CỨU NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT BẰNG TƢ LIỆU ẢNH MODIS
PHỤC VỤ CẢNH BÁO HẠN HÁN KHU VỰC TÂY NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÀ NỘI – 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG
NGHIÊN CỨU NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẤT BẰNG TƢ LIỆU ẢNH MODIS
PHỤC VỤ CẢNH BÁO HẠN HÁN KHU VỰC TÂY NGUYÊN
Chuyên ngành: QUản lý tài nguyên môi trƣờng
Mã số: 60850101
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÀ NỘI – 2013
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài. .................................................................................... 2
3. Giới hạn phạm vi nghiên cứu. ........................................................................................ 3
4. Cấu trúc luận văn ........................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1 .......................................................................................................................... 5
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH MODIS TRONG TÍNH TOÁN NHIỆT
ĐỘ BỀ MẶT VÀ CẢNH BÁO KHÔ HẠN ........................................................................... 5
1.1. Một số khái niệm liên quan đến nội dung nghiên cứu .................................................. 5
1.1.1. Nhiệt độ bề mặt đất .............................................................................................. 5
1.1.2. Hạn hán, chỉ số khô hạn ....................................................................................... 7
1.2. Giới thiệu chung về dữ liệu ảnh MODIS .......................................... 9_Toc377308318
1.3. Cơ sở ứng dụng tƣ liệu ảnh MODIS trong tính toán nhiệt độ bề mặt và chỉ số khô hạn
nhiệt độ - thực vật ............................................................................................................ 14
1.3.1. Sử dụng tư liệu ảnh MODIS cho tính toán nhiệt độ bề mặt ................................. 14
1.3.1.1. Cơ sở lý thuyết tính toán nhiệt độ bề mặt ......................................................... 14
1.3.1.2. Tính toán chỉ số nhiệt độ bề mặt đất từ ảnh MODIS ........................................ 18
1.3.2. Sử dụng tư liệu ảnh MODIS cho tính toán chỉ số khô hạn ................................... 23
1.3.2.1. Mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt đất LST và chỉ số thực vật NDVI ................ 23
1.3.2.2. Cơ sở tính toán chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật ........................................... 29
1.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 36
CHƢƠNG 2 ........................................................................................................................ 37
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT VÀ NGUY CƠ HẠN HÁN Ở
TÂY NGUYÊN ................................................................................................................... 37
2.1. Các nhân tố tự nhiên ................................................................................................. 37
2.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................................... 37
2.1.2. Địa chất ............................................................................................................. 37
2.1.3. Địa hình - địa mạo ............................................................................................. 39
2.1.4. Khí hậu .............................................................................................................. 43
2.1.5. Thủy văn ............................................................................................................ 49
2.1.6. Thổ nhưỡng ........................................................................................................ 53
2.2. Các hoạt động kinh tế xã hội ..................................................................................... 58
2.2.1. Dân tộc và chính sách phát triển kinh tế xã hội .................................................. 58
2.2.2. Phát triển nông – lâm nghiệp: ............................................................................ 60
CHƢƠNG 3 ........................................................................................................................ 65
3.1. Cơ sở dữ liệu và mô hình tính toán............................................................................ 65
3.1.1. Cơ sở dữ liệu ..................................................................................................... 65
3.1.3. Quy trình tính toán ............................................................................................ 69
3.2. Tính toán nhiệt độ bề mặt khu vực Tây Nguyên ........................................................ 70
3.3. Tính toán chỉ số khô hạn khu vực Tây Nguyên.......................................................... 75
3.3.1. Tính toán chỉ số NDVI từ MOD09A1 .................................................................. 75
ii
3.3.2. Tính TVDI từ LST và NDVI ................................................................................ 78
3.4. Cảnh báo nguy cơ hạn hán khu vực Tây Nguyên ................................................... 83
KẾT LUẬN......................................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 92
iii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu
Hình 1.1. Sơ đồ phân phối các sản phẩm MODIS theo hệ thống mắt lƣới sinusoidal
Hình 1.2. Bức xạ điện từ của vật đen tuyệt đối ở các bƣớc sóng
Hình 1.3. Định luật Wien và quan hệ bƣớc sóng/ cƣờng độ nhiệt độ bức xạ
Hình 1.4. So sánh phát xạ của thạch anh với vật đen tuyệt đối
Hình 1.5. Công suất bức xạ của kim loại theo các bƣớc sóng
Hình 1.6. Cửa số khí quyển và các vùng phát xạ nhiệt
Hình 1.7. Sơ đồ không gian của nhiệt độ bề mặt - chỉ số thực vật và mối quan hệ với
sự bay hơi (evaporation), sự thoát hơi nƣớc của cây (transpiration) và phần trăm lớp
phủ thực vật
Hình 1.8. Mô phỏng về các yếu tố ảnh hƣởng tới nhiệt độ bề mặt đất. Các biến trong
đƣờng tròn có thể nhận đƣợc từ dữ liệu viễn thám
Hình 1.9. Chỉ số TVDI của một pixel ảnh (Ts, NDVI) đƣợc xác định nhƣ một tỷ lệ
giữa đƣờng A =
min
()
ss
TT
và B =
max min
()
ss
TT
Hình 1.10. Ví dụ về không gian đặc trƣng tiêu chuẩn Ts- NDVI
Hình 2.1. Bản đồ địa hình và bản đồ vờn bóng địa hình Tây Nguyên
Hình 2.2. Bản đồ địa mạo Tây Nguyên
Hình 2.3. Nhiệt độ trung bình tháng và lƣợng mƣa tháng của trạm Đà Lạt và Buôn Ma
Thuột năm 2012
Hình 2.4. Sơ đồ các trạm khí tƣợng khu vực Tây Nguyên
Hình 2.5. Bản đồ thủy văn Tây Nguyên
Hình 2.6. Bản đồ đất của Tây Nguyên
Hình 2.7. Hiện trạng lớp phủ rừng Tây Nguyên năm 2010
Hình 3.1. Quy trình tính toán chỉ số khô hạn TVDI
Hình 3.2. Bản đồ nhiệt độ bề mặt đất khu vực Tây Nguyên tổ hợp 8 ngày từ
26/02/2012 đến 5/03/2012
