Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HÀ MINH THIỆN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ DẦU TIẾNG VÀ SÔNG SÀI GÒN Case Study: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT TM TRONG ĐÁNH GIÁ NỒNG ĐỘ CHLOROPHYL A, ĐỘ ĐỤC VÀ SS LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: PGS – TS Lê Văn Trung Cán hướng dẫn khoa học 2: TS Nguyễn Thị Vân Hà Cán chấm nhận xét 1: PGS – TS Trần Vĩnh Phước Cán chấm nhận xét 2: TS Đặng Viết Hùng Luận văn Thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …… tháng …….năm12000 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày … tháng … năm 200 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên Học viên: HÀ MINH THIỆN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 27 tháng 03 năm 1981 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Quản lý Môi trường MSHV: 02605588 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ DẦU TIẾNG VÀ SƠNG SÀI GỊN Case Study: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT TM TRONG ĐÁNH GIÁ NỒNG ĐỘ CHLOROPHYL A, ĐỘ ĐỤC VÀ SS II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng nước hồ Dầu Tiếng sơng Sài Gịn; Xây dựng mơ hình tốn mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng Pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm nước Hồ Dầu Tiếng sông Sài Gòn; Do giới hạn thời gian thu thập không đủ số liệu quan trắc chất lượng nước sơng Sài Gịn thời điểm chụp ảnh nên Đề tài chưa thể thực nghiên cứu cho Khu vực sông Sài III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: (Ngày bắt đầu thực luận văn ghi Quyết định giao đề tài): IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS - TS LÊ VĂN TRUNG TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS - TS LÊ VĂN TRUNG CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ Nộ dung đề cương luận văn thạc sĩ hội đồng chuyên ngành thông qua ngày … tháng …… năm 200 TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Lời cảm ơn LỜI CÁM ƠN Luận văn hồn thành với nỗ lực người viết kiến thức học, liệu thu từ thực tế với hướng dẫn tận tâm thầy Lê Văn Trung cô Nguyễn Thị Vân Hà Em xin gửi đến Thầy, Cô lời cảm ơn chân thành Qua luận văn xin bày tỏ lịng biết ơn đến Ban Tổng Giám đốc, tồn thể anh chị Phòng Quy hoạch – Xây dựng & Môi trường Công ty Cổ phần Khu Công nghiệp Hiệp Phước giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn bạn cựu sinh viên Khoa Kỹ thuật môi trường Trường Đại học Bách Khoa T.p Hồ Chí Minh cung cấp cho tơi số liệu để hoàn tất đề tài nghiên cứu Chân thành cảm ơn người bạn khóa cao học Quản lý Môi trường 2005 động viên cho lời khuyên suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, vô ghi nhớ công ơn Bố, Mẹ gia đình hết lịng quan tâm, chăm lo, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian qua Do giới hạn thời gian nên trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót mong thơng cảm góp ý thầy bạn Chân thành cảm ơn ! Tóm tắt Luận văn TĨM TẮT LUẬN VĂN Mục đích nghiên cứu tìm phương pháp phát nhanh xác tiêu hóa lý hóa sinh nước sơng Sài Gịn hồ Dầu Tiếng, Việt Nam Một ảnh Viễn thám Landsat Thematic Mapper (TM) chụp vào ngày 24 tháng 02 năm 2007 kết quan trắc chất lượng nước vào ngày 23/02/2006 thu thập Sử dụng phương pháp thống kê để xây dựng mơ hình tốn mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng pixel (trung bình 5x5 pixel) ảnh viễn thám với nồng độ chất nhiễm có nước sơng, hồ Kết tìm số mối tương quan thống kê có ý nghĩa mặt tốn học giá trị xạ phổ từ kênh phổ từ đến kênh cảm biến TM với nồng độ chất có nước Chlorophyll a, Chất rắn lơ lửng, Độ đục, Secchi Disc Depth (SDD) tổng Phospho Abstract: The Objective of this research is to explore a precise and fast way of monitoring water physiochemical and biochemical quality in the reservoirs of Sai Gon River and Dau Tieng Lake, Vietnam One Scene Thematic Mapper (TM) image on February 24th, 2006 was acquired and the simultaneous in situ measurement, sampling and analysis on February, 23th, 2006 were performed Main methods in include radiometric calibration of TM remote sensor, and statistical model construction Statistical relationship between calibrated image (average 5x5 pixel) of TM bands and laboratory analyzed data of water samples indicate reflectance of TM band to band and band and pollution measurements such as Chlorophyll a (chl-a), Suspended Sediments (SS), Turbidity (TURB), Secchi Disc Depth (SDD), Total Phosphor had higher correlation Mục lục MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC .3 2.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 2.2 Tình hình nghiên cứu nước CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .8 3.1 Hồ Dầu Tiếng 3.2 Sơng Sài Gịn .34 CHƯƠNG 4: CỞ SỞ LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 64 4.1 Cơ sở lý thuyết 64 4.1.1 Viễn thám .64 4.1.2 Phần mềm ENVI 68 4.1.3 Vệ tinh Landsat 70 4.1.4 Phần mềm SPSS .72 4.2 Phương pháp nghiên cứu 78 4.2.1 Phương pháp thu thập thông tin .78 4.2.2 Phương pháp phân tích thống kê, giải đốn ảnh viễn thám 78 4.2.3 Nội dung thực 78 4.2.4 Các bước thực 79 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ .80 5.1 Số liệu xây dựng mơ hình 80 5.2 Kết nghiên cứu 87 5.3 Mơ hình tốn xây dựng 98 5.4 Kiểm chứng mơ hình tốn 99 5.5 Bàn luận kết 103 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 105 6.1 Kết luận 105 6.2 Kiến nghị nghiên cứu 106 Chương : Mở đầu CHƯƠNG MỞ ĐẦU Việt Nam nước nơng nghiệp có hệ thống sông, hồ dày đặc Tuy nhiên, thời gian gần với phát triển kinh tế - xã hội người vơ tình hay cố ý làm ảnh hưởng tới chất lượng nước hệ thống sông, hồ Chất lượng nước sông hồ nước biến đổi theo chiều hướng ngày giảm chất lượng ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe người làm giảm suất ngành sản xuất mũi nhọn đất nước Nhiều nước phát triển giới có nghiên cứu cụ thể việc ứng dụng ảnh viễn thám việc quản lý chất lượng nước sông, hồ đạt kết khả quan 1.1 Sự cần thiết phải thực Đề tài Việc nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám để đánh giá chất lượng nước sông hồ Việt Nam thời điểm cần thiết phù hợp Việc ứng dụng thành công viễn thám việc đánh giá chất lượng nước sông hồ điều kiện Việt Nam bổ sung thêm công cụ hữu hiệu công tác quản lý chất lượng nước sơng, hồ phạm vi tồn quốc Mục tiêu nghiên cứu – Phạm vi nghiên cứu Đề tài 1.2.1 Mục tiêu Đề tài: - Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat Thematic Mapper (TM) đánh giá chất lượng nước Hồ Dầu Tiếng Sơng Sài Gịn; - Xây dựng mơ hình tốn đánh giá chất lượng nước dựa mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm có nước 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu: - Sử dụng 02 scence ảnh viễn thám Landsat Thematic Mapper chụp vào ngày 24/02/2006 09/03/2005; Chương : Mở đầu - Xây dựng mơ hình tốn mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất nhiễm có nước hồ Dầu Tiếng 1.3 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài: Phương pháp có số ưu điểm bật sau: - Tiết kiệm thời gian chi phí so với phương pháp truyền thống; - Có thể xác định nồng độ chất ô nhiễm thời điểm năm, không phụ thuộc vào điều kiện địa hình thời tiết; - Có thể đánh giá dự báo chất lượng nước sông hồ cách sử dụng ảnh đa thời gian; - Xác định nhanh chóng các nguyên nhân, nguồn phát sinh nhiễm để từ có biện pháp xử lý thích hợp 1.4 Ý nghĩa khoa học Đề tài - Đề tài xây dựng sở toán học cho việc đánh giá nhanh chất lượng nước sông, hồ dựa mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm có nước; - Mở hướng nghiên cứu việc đánh giá chất lượng nước sông, hồ điều kiện Việt Nam Chương 2: Tình hình nghiên cứu ngồi nước CHƯƠNG TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI Sự phát triển viễn thám gắn liền với phát triển phương pháp chụp ảnh thu nhận thông tin đối tượng mặt đất chuyên gia quan tâm Năm 1858 người sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh nhằm mục đích thành lập đồ địa hình ảnh chụp từ máy bay Wilbur Wright thực vùng Centocelli Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thám có bước phát triển nhảy vọt vào năm sau Khi vệ tinh Landsat-1 phóng vào năm 1972, ứng dụng viễn thám lĩnh vực giám sát môi trường quản lý tài nguyên thiên nhiên trở nên phổ biến trở thành phương pháp hiệu việc cập nhật thông tin vùng hay tồn lãnh thổ phục vụ cho cơng tác khai thác quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát biến động nghiên cứu môi trường, nghiên cứu hệ sinh thái thành lập đồ lớp phủ đồ trạng sử dụng đất Năm 2001, Kh Dewidar A.Khedr ngành khoa học đại học Mansoura nghiên cứu mối quan hệ thông số chất lượng nước với xạ từ Landsat-5 Thematic Mapper (TM) Bằng cách so sánh giá trị xạ nhận từ ảnh vệ tinh kênh 1, 2, 3, 4, và tỉ lệ kênh 3/1, 2/1, 2/4 3/4 với giá trị phân tích chất lượng nước (tại thời điểm chụp ảnh) phịng thí nghiệm Từ xây dựng mơ hình mối tương quan giá trị sáng pixel ảnh viễn thám với thay đổi nồng độ chất nhiễm có nước Các thông số chất lượng nước nghiên cứu bao gồm: K+, Na+, tổng Phostpho, tổng Chương 2: Tình hình nghiên cứu ngồi nước Nitơ, Oxy hịa tan, pH… nghiên cứu đạt kết khả quan thông qua việc xây dựng số mơ hình đánh giá chất lượng nước từ việc giải đoán ảnh viễn thám Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám Landsat TM việc đánh giá thay đổi chất lượng nước sông Shenzhen, Trung Quốc từ năm 1988 đến năm 1996, Yunpeng Wang, Hao Xia, Jiamo Fu, Guoying Sheng đạt kết khả quan Nghiên cứu đến kết luận ứng dụng ảnh viễn thám Landsat TM đa thời gian để đánh giá thay đổi chất lượng nước sông (đối với số tiêu định) theo thời gian Nghiên cứu đưa số khuyến cáo quan trọng ứng dụng công nghệ viễn thám thay cho phương pháp đánh giá chất lượng nước truyền thống phương pháp ứng dụng cơng nghệ viễn thám khơng có khả xác định số tiêu ô nhiễm kim loại nặng, nitrat, phosphate ô nhiễm hữu Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Landsat Thematic Mapper để nghiên cứu chất lượng nước Cảng New York F.L Hellweger, P Schlosser, U Lall, J.K Weissel đại học Columbia, USA đạt kết khả quan Nghiên cứu đưa số kết luận quan trọng như: - Xác định độ đục cực đại sông Hudson; - Mối liên hệ tập trung nồng độ Chlorophyll a với tỷ lệ kênh màu xanh kênh màu đỏ ảnh Landsat TM Năm 2004, Ronghua Ma Jinfang Dai Nanjin Institute of Georaphy and Limnology tiến hành nghiên cứu mối tương quan thay đổi giá trị xạ ảnh Landsat ETM với nồng độ Chlorophyl-a chất rắn lơ lửng nước hồ Taihu, Trung Quốc Nghiên cứu xây dựng sở xây dựng mối tương quan thay đổi giá trị xạ ảnh Landsat ETM với nồng độ Chlorophyll-a chất rắn lơ lửng có nước hồ Nghiên cứu đến số nhận xét sau: - Có thể sử dụng giá trị độ sáng pixel ảnh Landsat ETM để đánh giá nồng độ Chlorophyll-a chất rắn lơ lửng có nước hồ Chương : Kết Nhận xét: Thông qua việc sử phần mềm SPSS để xây dựng mơ hình tốn mơi tương quan thay đổi giá trị sáng Pixel kênh 1, ảnh viễn thám nồng độ oxy hòa tan (DO), thu số kết sau: - Hệ số tương quan (R2) = 0.912; - Tính độc lập biến phụ thuộc (sig) = 0.031 Kết luận: quan hệ có ý nghĩa mặt tốn học 5.2.4 Mơ hình tương quan nồng độ tổng P (mg/l) giá trị độ sáng kênh phổ band 1, band 5, band Descriptive Statistics Mean Total P Std Deviation N 01193 005237 10 BAND 76.1280 2.55999 10 BAND 18.4760 3.13741 10 BAND 15.9240 2.20959 10 Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed BAND 7, BAND , BAND 5(a) Method Enter a All requested variables entered b Dependent Variable: Total P Model Summary Model R R Square Adjusted R Std Error of Square the Estimate Change Statistics R Square Change 866(a) 749 624 003211 a Predictors: (Constant), BAND 7, BAND , BAND 92 749 F Change df1 df2 Sig F Change 5.983 031 Chương : Kết ANOVA(b) Sum of Model df Squares Mean Square Regression 000 000 Residual 000 000 Total 000 F Sig 5.983 031(a) a Predictors: (Constant), BAND 7, BAND , BAND b Dependent Variable: Total P Coefficients(a) Standardized Model B Coefficients Unstandardized Coefficients (Constant) Std Error -.063 039 BAND 002 001 BAND 000 BAND -.002 t Sig Beta -1.608 159 736 2.374 055 002 -.277 -.290 782 003 -.833 -.784 463 a Dependent Variable: Total P Nhận xét: Thông qua việc sử phần mềm SPSS để xây dựng mơ hình tốn mơi tương quan thay đổi giá trị sáng Pixel kênh 1, ảnh viễn thám nồng độ tổng Phospho, thu số kết sau: - Hệ số tương quan (R2) = 0.749; - Tính độc lập biến phụ thuộc (sig) = 0.031 Kết luận: quan hệ có ý nghĩa mặt tốn học 93 Chương : Kết 5.2.5 Mơ hình tương quan nồng độ tổng Clorophyll a (mg/m3) giá trị độ sáng kênh phổ band , band 2, band 4, độ sâu lấy mẫu, độ sâu mực nước Descriptive Statistics Mean Std Deviation N Clorophyl a (mg/m3) 3.31116 1.380039 10 BAND 57.0280 3.89183 10 BAND 19.7160 8.78171 10 12.170 3.4413 10 20 422 10 Water level (m) Sample Depth (m) Variables Entered/Removed(b) Model Variables Removed Variables Entered Sample Depth (m), BAND 4, BAND 2, Water level (m)(a) Method Enter a All requested variables entered b Dependent Variable: Clorophyl a (mg/m3) Model Summary Model R R Square 960(a) 922 Adjusted R Square Std Error of the Estimate 860 515485 Change Statistics R Square Change 922 F Change 14.876 df1 df2 a Predictors: (Constant), Sample Depth (m), BAND 4, BAND 2, Water level (m) ANOVA(b) Model Sum of Squares Regression Residual df 15.812 Mean Square 3.953 1.329 266 Total 17.141 a Predictors: (Constant), Sample Depth (m), BAND 4, BAND 2, Water level (m) b Dependent Variable: Clorophyl a (mg/m3) 94 F 14.876 Sig .006(a) Sig F Change 006 Chương : Kết Coefficients(a) Model Standardized Coefficients Unstandardized Coefficients t Sig B -4.977 Std Error 3.212 -1.549 182 BAND 092 051 259 1.816 129 BAND -.043 020 -.273 -2.112 088 361 059 901 6.148 002 -2.524 489 -.771 -5.159 004 (Constant) Water level (m) Beta Sample Depth (m) a Dependent Variable: Clorophyl a (mg/m3) Nhận xét: Thông qua việc sử phần mềm SPSS để xây dựng mơ hình tốn mơi tương quan thay đổi giá trị sáng Pixel kênh 1, ảnh viễn thám nồng độ Chlorophyll a, thu số kết sau: - Hệ số tương quan (R2) = 0.922; - Tính độc lập biến phụ thuộc (sig) = 0.006 Kết luận: quan hệ có ý nghĩa mặt tốn học 5.2.6 Mơ hình tương quan nồng độ tổng SDD (cm) giá trị độ sáng kênh phổ band 1, band 2, band 4, band 5, band 7, độ sâu lấy mẫu, độ sâu mực nước Descriptive Statistics Mean SDD (cm) Std Deviation N 217.00 34.657 10 BAND 76.1280 2.55999 10 BAND 57.0280 3.89183 10 BAND 19.7160 8.78171 10 BAND 18.4760 3.13741 10 BAND 15.9240 2.20959 10 12.170 3.4413 10 20 422 10 Water level (m) Sample Depth (m) 95 Chương : Kết Variables Entered/Removed(b) Variables Variables Entered Removed Sample Depth (m) , BAND 7, BAND 2, Water level (m) , BAND 4, BAND , BAND 5(a) a All requested variables entered b Dependent Variable: SDD (cm) Model Method Enter Model Summary(b) Model R R Square 999(a) Adjusted R Square 998 Std Error of the Estimate 990 Change Statistics R Square Change 998 3.429 F Change 131.024 df1 df2 Sig F Change 008 a Predictors: (Constant), Sample Depth (m), BAND 7, BAND 2, Water level (m), BAND 4, BAND , BAND b Dependent Variable: SDD (cm) ANOVA(b) Model Regression Residual Total Sum of Squares 10786.479 df Mean Square 1540.926 23.521 11.761 10810.000 F 131.024 Sig .008(a) a Predictors: (Constant), Sample Depth (m), BAND 7, BAND 2, Water level (m), BAND 4, BAND , BAND b Dependent Variable: SDD (cm) Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Model Standardized Coefficients t Sig B -311.077 Std Error 76.205 -4.082 055 BAND 18.582 1.639 1.373 11.335 008 BAND -11.664 711 -1.310 -16.410 004 BAND 3.593 262 910 13.695 005 BAND 8.205 2.789 743 2.942 099 BAND -32.045 5.039 -2.043 -6.360 024 5.043 454 501 11.115 008 25.364 4.248 309 5.971 027 (Constant) Water level (m) Beta Sample Depth (m) a Dependent Variable: SDD (cm) 96 Chương : Kết Residuals Statistics(a) Minimum 169.53 Maximum 259.14 Mean 217.00 Std Deviation 34.619 Residual -3.011 3.166 000 1.617 10 Std Predicted Value -1.371 1.217 000 1.000 10 -.878 923 000 471 10 Predicted Value Std Residual N 10 a Dependent Variable: SDD (cm) Nhận xét: Thông qua việc sử phần mềm SPSS để xây dựng mơ hình tốn môi tương quan thay đổi giá trị sáng Pixel kênh 1, ảnh viễn thám Secchi Dics Depth (SDD), thu số kết sau: - Hệ số tương quan (R2) = 0.998; - Tính độc lập biến phụ thuộc (sig) = 0.008 Kết luận: quan hệ có ý nghĩa mặt tốn học 97 Chương : Kết 5.3 MƠ HÌNH TỐN ĐƯỢC XÂY DỰNG Stt Thơng số chất Mơ hình tồn (R2) lượng nước SS (mg/l) TURB (mg/l) 10.083 - 0.342X1 + 0.316 X2 7.803 – 0.526X1 + 0.109X2 + 0.774X3 + 0.14X4 – 1.043X5 + 0.979X7 DO (mg/l) 12.77 + 0.032X1 - 0.138X2 + 0.039X3 + 0.012X4 + 0.083SD Tổng P (mg/l) Clorophyll a - 0.063 + 0.002X1 – 0.002X7 - 4.977 + 0.092X2 - 0.043X4 + 0.36WL - 2.524SD Secchi Dick Depth Hệ số tương quan 0.707 0.969 0.912 0.749 0.922 - 311.077 + 18.582X1 – 11.664X2 + 3.593X4 + 8.205X5 – 32.045X7 + 0.998 5.043WL + 25.364SD Với: - X1, X2, X3, X4, X5, X7 giá trị độ sáng trung bình pixel vị trí lấy mẫu tương ứng ảnh với kênh phổ (band 1, band 2, band 3, band 4, band 5, band 7); - WL: độ sâu Hồ vị trí lấy mẫu (Water level); - SD: độ sâu lấy mẫu (Sample Depth) 98 Chương : Kết 5.4 KIỂM CHỨNG MƠ HÌNH Sử dụng ảnh viễn thám chụp vào ngày 09/03/2005 số liệu quan trắc chất lượng nước hồ Dầu Tiếng vào ngày 18/03/2005 để kiểm chứng mơ hình thiết lập 5.4.1 Ảnh viễn thám chụp vào ngày 09/03/2005 Hình 5.3: Ảnh vệ tinh (Landsat TM) chụpHồ Dầu Tiếng vào ngày 09/03/2005 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước hồ Dầu Tiếng thể ảnh Landsat TM tương ứng với vị trí lấy mẫu hình 5.1 99 Chương : Kết 5.4.2 Giá trị độ sáng trung bình pixel vị trí lấy mẫu tương ứng Hồ Dầu Tiếng STT CODE MONTH Date TD2 TD3 3 TD4 TD5 TD6 TD7 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 BAND BAND BAND BAND BAND BAND 95.92 79 63.32 20.08 16.44 13.16 90.12 65.52 49.6 17.4 14.4 12.24 87.68 63.36 48.6 17.72 14.12 12.12 88.44 61.8 48.92 18.6 15.08 12.64 89.48 63.2 50.48 50.48 18.4 15.04 87.08 62.24 48.04 19.84 16.92 12.88 Bảng 5.4 Giá trị độ sáng trung bình pixel vị trí lấy mẫu tương ứng Hồ Dầu Tiếng Ảnh vệ tinh (Landsat TM) chụpHồ Dầu Tiếng vào ngày 09/03/2005 100 Chương : Kết 5.4.2 Kết quan trắc chất lượng nước hồ Dầu Tiếng vào ngày 18/09/2005 CODE MONTH Date Water level (m) Sample Depth (m) pH Clorophyl a (mg/m3) TDS (g/L) TURB (NTU) TD2 TD3 3 TD4 TD5 TD6 TD7 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 4.8 10 13 11.7 14 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 7.08 6.77 6.82 8.02 7.09 8.49 1.177 3.565 7.547 8.585 10.086 15.446 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 13 6 CODE MONTH Date COD BOD5 DO NH4 N-NO2 N-NO3 Total N P-P04 Total P TD2 TD3 3 TD4 TD5 TD6 TD7 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 2.2 2.6 3 3 1.2 1.6 2.1 2.6 2.5 2.5 13.4 13.3 10.7 12.1 11.3 12.0 0.016 0.015 0.021 0.019 0.017 0.031 0.006 0.003 0.002 0.002 0.004 0.002 0.059 0.074 0.195 0.035 0.033 0.040 1.53 0.006 0.003 0.006 0.003 0.004 0.014 0.024 0.022 0.016 0.016 0.013 0.024 STT STT 0.68 3.9 2.8 5.000 Bảng 5.5 Kết quan trắc chất lượng nước hồ Dầu Tiếng vào ngày 18/09/2005 101 Chương : Kết 5.4.3 Kết nồng độ chất ô nhiễm nước thu từ mơ hình tốn xây dựng Vị trí SS (mg/l) TURB (NTU) DO (mg/l) P-PO4 (mg/l) Tổng P (mg/l) Clorophyl a (mg/m3) SDD (cm) TD2 2.24236 13.51768 7.89638 0.0458 0.10252 1.89356 366.8866 TD3 5.33172 9.04528 0.0346 0.09276 1.37864 458.67448 TD4 0.1182 5.82508 9.18862 0.033 0.08812 3.50816 443.80516 TD5 5.13396 9.45126 0.0374 0.0886 2.8588 463.90162 TD6 9.297 9.73474 0.0466 0.08588 497.93048 TD7 3.7056 9.32758 0.0534 0.0854 3.67396 457.032 Bảng 5.6 Kết thu từ mơ hình tốn 102 Chương : Kết 5.5 BÀN LUẬN KẾT QUẢ 5.5.1 So sánh kết quan trắc chất lượng môi trường với kết có từ mơ hình tốn STT CODE Date Water level (m) Sample Depth (m) TURB (NTU) DO (mg/l) Total P (mg/l) Clorophyl a (mg/m3) TD2 TD3 TD4 TD5 TD6 TD7 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 18/03/2005 4.8 10 13 11.7 14 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 13 6 13.4 13.3 10.7 12.1 11.3 12.0 0.024 0.022 0.016 0.016 0.013 0.024 1.177 3.565 7.547 8.585 10.086 15.446 Bảng 5.7: kết quan trắc chất lượng nước hồ Dầu Tiếng vào ngày 18/03/2005 Vị trí SS (mg/l) TURB (NTU) DO (mg/l) Tổng P (mg/l) Clorophyl a (mg/m3) SDD (cm) TD2 2.24236 13.51768 7.89638 0.10252 1.89356 366.8866 TD3 5.33172 9.04528 0.09276 1.37864 458.67448 TD4 0.1182 5.82508 9.18862 0.08812 3.50816 443.80516 TD5 5.13396 9.45126 0.0886 2.8588 463.90162 TD6 9.297 9.73474 0.08588 497.93048 TD7 3.7056 9.32758 0.0854 3.67396 457.032 STT Bảng 5.8: Kết thu từ mô hình tốn 103 Chương : Kết 5.5.2 Bàn luận Đề tài sử dụng ảnh viễn thám chụp vào thời điểm gần với thời điểm quan trắc chất lượng nước hồ Dầu Tiếng (Hồ) để xây dựng mơ hình tốn mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm Hồ So sánh kết nồng độ chất ô nhiễm nước hồ thu từ mơ hình tốn xây dựng với kết quan trắc chất lượng nước hồ có từ việc lấy mẫu phân tích phịng thí nghiệm, rút số nhận xét sau: Xây dựng số mô hình tốn có mối tương quan có ý nghĩa thay đổi giá trị độ sáng pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm hồ Dầu Tiếng (đặc biệt Clorophyl a, TURB, SDD); Sai số trung bình kết có từ mơ hình tốn với kết thu từ việc phân tích phịng thí nghiệm: Stt Mơ hình tốn Sai số trung bình SS TURB 36,2% DO 24,20% Tổng Phospho 394,95% Chlorophyl a 69,77% SDD Ghi Khơng có kết quan trắc Khơng có kết quan trắc Kết thu từ mơ hình tốn kết phân tích chất lượng nước phịng thí nghiệm có sai số trung bình lớn do: - Thời gian chụp ảnh (ảnh dùng để kiểm chứng) thời gian lấy mẫu cách xa lớn (9 ngày) sai số lớn (sai số chính); - Độ phân giải chất lượng ảnh không tốt nên ảnh hưởng đến kết Đề tài 104 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Trung, Viễn Thám, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2005; Lê Văn Trung (Chủ biên), Lâm Đạo Nguyên, Phạm Bách Việt, Thực hành Viễn thám, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2006; Nguyễn Bảo Quốc Thăng, Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng phân tầng vận hành đến việc khai thác sử dụng hồ Dầu Tiếng”, tháng 12/205; F.L Hellweger, P Schlosser, U Lall, J.K Weissel, 2003 Use of satellite imagery for Water quality studies in New York Habor Estuarine, Coastal and Shelf Science 61, pp 337-347; Ronghua Ma, Jinfang Dai, 2004 Investigation of chlorophyll-a anh total suspended matter concentrations using Landsat ETM and field spectral measurement in Taihu Lake, China International Journal of Remote Sensing, pp 1-15; Kh Dewidar, A,Khed, 2001 Water quality assessment with simultaneous Landsat-5 TM at Manzala Lagoon, Egypt Kluwer Acedamic Publishers, pp 49-57; Steven M Kloiber, Patrick L Brezonik, Leif G Olmanson, Marvin E Bauer, 2001 A procedure for regional lake water clarity assessment using Landsat multispectral data Romote Sensing of Environment 82, pp 38-47; Tiit Kutser, Donald C Pierson, Lars Tranvik, Anu Reinart, Sebastian Sobek and Kari Kallio, 2002 Using satellite remote sensing to estimate the colored dissolved organic matter absorption coefficient in Lake Remote Sensing of Environment; Các tài liệu trang Web khác LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: HÀ MINH THIỆN Ngày tháng năm sinh: 27 tháng 03 năm 1981 Nơi sinh: Thái Bình Q TRÌNH ĐÀO TẠO: - Từ năm 2000 đến 2005: học Khoa Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh; - Từ năm 2005 đến nay: học cao học ngành Quản lý môi trường Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC: - Từ tháng 03 đến tháng 10 năm 2005: công tác Công ty Tư vấn, Đầu tư & Chuyển giao công nghệ Invest Consultant Group; - Từ tháng 10 năm 2005 đến tháng 04 năm 2006: công tác Trung tâm Sinh thái Môi trường Tài nguyên CEER; - Từ tháng 04 năm 2006 đến nay: công tác Phịng Quy hoạch – Xây dựng & Mơi trường Công ty Cổ phần Khu Công nghiệp Hiệp Phước ... TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ DẦU TIẾNG VÀ SƠNG SÀI GỊN Case Study: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH LANDSAT TM TRONG ĐÁNH GIÁ NỒNG ĐỘ CHLOROPHYL A, ĐỘ ĐỤC VÀ SS II NHIỆM VỤ VÀ... DUNG: Ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng nước hồ Dầu Tiếng sơng Sài Gịn; Xây dựng mơ hình tốn mối tương quan thay đổi giá trị độ sáng Pixel ảnh viễn thám với nồng độ chất ô nhiễm nước Hồ Dầu. .. việc ứng dụng ảnh viễn thám việc quản lý chất lượng nước sông, hồ đạt kết khả quan 1.1 Sự cần thiết phải thực Đề tài Việc nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám để đánh giá chất lượng nước sông hồ Việt