Tài liệu ứng dụng ảnh vệ tinh trích xuất độ sâu hồ dầu tiếng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH TRÍCH XUẤT ĐỘ SÂU HỒ DẦU TIẾNG Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HỮU TUẤN Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2013 - 2017 Tháng 6/2017 ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH TRÍCH XUẤT ĐỘ SÂU HỒ DẦU TIẾNG Tác giả NGUYỄN HỮU TUẤN Tiểu luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hƣớng dẫn: KS. NGUYỄN DUY LIÊM Tháng 6 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn thầy PGS. TS Nguyễn Kim Lợi, trƣởng bộ môn GIS và Tài nguyên, khoa Môi Trƣờng và Tài Nguyên, trƣờng Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi, truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm cũng nhƣ những kiến thức quý báu làm cơ sở để tôi có thể hoàn thành bài tiểu luận tốt nghiệp này. Tôi cũng xin cảm ơn thầy KS. Nguyễn Duy Liêm giảng viên bộ môn GIS và Tài Nguyên đã trực tiếp giúp đỡ tôi tận tình để tôi có thể hoàn thành tốt bài tiểu luận tốt nghiệp. Ngoài ra, tôi cũng xin cảm ơn toàn thể các bạn trong lớp DH13GI đã luôn bên cạnh giúp tôi trong thời gian qua. Cuối cùng con xin cảm ơn đến cha mẹ và biết ơn công lao dƣỡng dục, tạo điều kiện tốt nhất, luôn động viên con để con có đƣợc nhƣ ngày hôm nay. Nguyễn Hữu Tuấn Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Số điện thoại: 01657639986 Email: [email protected] i TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng ảnh vệ tinh trích xuất độ sâu hồ Dầu Tiếng” đã đƣợc thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng 6/2017. Mục tiêu đề tài bao gồm: (1) Hiệu chình khí quyển, hiệu chỉnh cột nƣớc loại bỏ các ảnh hƣởng khí quyển, cột nƣớc. (2) Thành lập bản đồ độ sâu tƣơng đối, độ sâu tuyệt đối của hồ Dầu Tiếng. (3) Thành lập bản đồ dung tích hồ Dầu Tiếng. Phƣơng pháp tiếp cận của đề tài là thu thập dữ liệu ảnh Landsat 8; xử lí ảnh đầu vào; sử dụng các phƣơng pháp hiệu chỉnh khí quyển FLAASH để loại bỏ ảnh hƣởng của khí quyển; Sử dụng phƣơng pháp hiệu chỉnh cột nƣớc loại bỏ các vấn đề về độ sâu. Từ những kết quả hiệu chỉnh cột nƣớc, thành lập bản đồ độ sâu tƣơng đối, bản đồ độ sâu tuyệt đối. Từ những giá trị độ sâu tuyệt đối, thực hiện tính giá trị dung tích hồ dầu tiếng. Kết quả đạt đƣợc của tiểu luận cho thấy sau quá trình hiệu chỉnh khí quyển các giá trị trung bình của ảnh tăng lên rõ rệt. Sau quá trình hiệu chỉnh cột nƣớc loại bỏ cột nƣớc thu đƣợc giá trị độ sâu tƣơng đối từ 0 tới 1. Kết quả tính toán giá trị độ sâu tuyệt đối dựa trên giá trị độ sâu tối đa thực tế tại khu vực cho thấy hồ có độ sâu lớn nhất là 25 m và nhỏ nhất là 1 m. Từ kết quả độ sâu tuyệt đối tính dung tích hồ, hồ có tổng dung tích là 2.093,472 triệu m3. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................... i TÓM TẮT ..............................................................................................................................ii MỤC LỤC.............................................................................................................................iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................... vi CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................... 2 1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3 2.1. Tổng quan độ sâu ............................................................................................................ 3 2.1.1. Khái niệm độ sâu của nƣớc ..................................................................................... 3 2.1.2. Phƣơng pháp đo độ sâu ........................................................................................... 3 2.2. Tổng quan về hồ Dầu Tiếng ........................................................................................... 4 2.2.1. Mực nƣớc hồ ........................................................................................................... 5 2.2.2. Độ sâu hồ ................................................................................................................. 5 2.2.3. Tốc độ dòng chảy .................................................................................................... 6 2.2.4. Hƣớng chảy ............................................................................................................. 6 2.3. Tổng quan phƣơng pháp ................................................................................................. 6 2.3.1. Ảnh Landsat 8 ......................................................................................................... 6 2.3.2. Sự tƣơng tác giữa bức xạ điện từ và nƣớc .............................................................. 1 2.3.3. Hiệu chỉnh khí quyển .............................................................................................. 2 2.3.4. Hiệu chỉnh cột nƣớc ................................................................................................ 3 2.4. Tình hình nghiên cứu ...................................................................................................... 3 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 5 3.1. Dữ liệu ............................................................................................................................. 5 iii 3.2. Phƣơng pháp ................................................................................................................... 5 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN ............................................................................ 13 4.1. Kết quả hiệu chỉnh khí quyển ....................................................................................... 13 4.2. Bản đồ độ sâu tƣơng đối ............................................................................................... 15 4.3. Bản đồ độ sâu tuyệt đối ................................................................................................ 16 4.4. Bản đồ dung tích hồ ...................................................................................................... 17 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .......................................................................... 19 4.5. Kết luận ......................................................................................................................... 19 4.6. Kiến nghị....................................................................................................................... 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 20 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Mô tả chi tiết các kênh ảnh Landsat ...................................................................... 1 Bảng 4.1 Giá trị phản xạ trung bình trƣớc và sau hiệu chỉnh khí quyển FLAASH ........... 13 Bảng 4.2 Diện tích các cấp độ sâu tuyệt đối ...................................................................... 17 Bảng 4.3 Tổng dung tích hồ Dầu Tiếng ............................................................................. 17 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Vị trí địa lí hồ Dầu Tiếng ....................................................................................... 5 Hình 2.2 Sự tƣơng tác giữa bức xạ điện từ và nƣớc (James A. Goodman và cộng sự, 2013) ...................................................................................................................................... 1 Hình 3.3 Tiến trình chuyển đổi DNs sang Radiance............................................................ 6 Hình 3.4 Ảnh sau khi thực hiện chuyển đổi DNs sang Radiance ........................................ 7 Hình 3.5 Khai báo thông tin đầu vào mô hình FlAASH ..................................................... 8 Hình 3.6 Tiến trình hiệu chỉnh cột nƣớc .............................................................................. 9 Hình 3.7 Tiến trình hiệu chỉnh cột nƣớc ............................................................................ 10 Hình 3.8 Tính giá trị tuyệt đối ............................................................................................. 11 Hình 3.9 Tính dung tích hồ .................................................................................................. 12 Hình 4.1 Hiệu chỉnh khí quyển FLAASH ........................................................................... 13 Hình 4.2 So sánh giá trị của các kênh trƣớc và sau hiệu chỉnh khí quyển; (a) ảnh ban đầu, (b) ảnh sau khi hiệu chỉnh.................................................................................................... 14 Hình 4.4 Bản đồ độ sâu tuyệt đối tại hồ Dầu Tiếng ........................................................... 16 vi CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Hồ chứa có tầm quan trọng trong đời sống sinh hoạt của con ngƣời nhƣ cung cấp nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu, phát điện, cắt lũ và nuôi trồng thủy sản. Hiện nay một trong những vấn ảnh hƣởng đến hồ chứa đó là việc bồi lắng hồ chứa, dẫn tới xuống cấp trầm trọng hồ chứa, tích tụ chất độc hại làm cho việc xử lí vấn đề này gặp nhiều khó khăn hoặc không xử lí đƣợc, ảnh hƣởng xấu đến kinh tế địa phƣơng cũng nhƣ ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng. Có thể thấy việc đo độ sâu là một trong những vấn đề quan trọng trong việc duy trùy và bảo vệ nguồn nƣớc hồ chứa. Việc đo độ sâu có thể đánh giá đƣợc sự thay đổi về sự bồi lắng của cát, sự di chuyển của khối cát trong lòng hồ để đƣa ra những quyết định kịp thời trong việc xử lí vấn đề. Ở Việt Nam, có hơn 2000 hồ chứa lớn nhỏ phân bố rộng khắp, các hồ chứa nƣớc có tuổi đời cao nhất là hơn 40 năm, còn hầu hết chỉ từ 10-30 năm trở lại đây. Hồ Dầu Tiếng là một trong những công trình thủy lợi lớn nhất nƣớc ta với diện tích lớn nhất là 27.000 ha, thể tích khối nƣớc là 1,58 tỷ m3. Hồ Dầu Tiếng có nhiệm vụ khai thác tài nguyên nƣớc mặt thƣợng nguồn sông Sài Gòn tạo nên sự thay đổi lớn về mặt kinh tế cho địa phƣơng. Đƣợc xây dựng với mục đích đầu tiên phục vụ cho nhu cầu nông nghiệp tại địa phƣơng, hồ có nhiệm vụ cung cấp điện, công trình thủy lợi phục nông nghiệp, cung cấp nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân, điều tiết dòng chảy, cắt lũ trong mùa mƣa (Bùi Đức Tuấn, 2011). Nhằm thuận tiện cho việc quản lí và một số mục đích khác thì việc thành lập bản đồ độ sâu với mục đích giám sát sự thay đổi về độ sâu, dung tích hồ là đều cần thiết. Ứng dụng ảnh viễn thám là một trong những công cụ hữu hiệu cho việc quan sát, đánh giá, phân loại sinh cảnh của khu vực. Ảnh vệ tinh Landsat 8 là loại ảnh có độ phân giải trung bình có khả năng ứng dụng trong quản lí tài nguyên thiên nhiên, quản lí sử dụng đất. Xuất phát từ những lý do trên đề tài “Ứng dụng dụng ảnh vệ tinh trích xuất độ sâu đáy tại hồ Dầu Tiếng” đƣợc thực hiện. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài: Hiệu chình khí quyển, hiệu chỉnh cột nƣớc loại bỏ ảnh hƣởng khí quyển, cột nƣớc. Thành lập bản đồ độ sâu tƣơng đối, bản đồ độ sâu tuyệt đối của hồ Dầu Tiếng Thành lập bản đồ dung tích hồ Dầu Tiếng 1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: độ sâu của hồ chứa Phạm vi nghiên cứu: hồ Dầu Tiếng 2 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan độ sâu 2.1.1. Khái niệm độ sâu của nƣớc Độ sâu của nƣớc là khoảng cách từ bề mặt thoáng tới bề mặt địa hình đáy theo phƣơng thẳng đứng (Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Quý Phƣợng, 2003). Mục đích của công tác đo sâu là xác định độ sâu và tính chất của địa hình đáy sông, hồ, hồ chứa. Sau công tác đo sâu có thể lên đƣợc sơ đồ lòng sông hoặc đáy các thuỷ vực nghiên cứu. Ngoài ra tài liệu đo sâu còn phục vụ cho việc tính toán nhiều đặc trƣng thuỷ lực và thuỷ văn khác (Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Quý Phƣợng, 2003). Nhiệm vụ của công tác đo sâu bao gồm: ((Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Quý Phƣợng, 2003). Nghiên cứu các đối tƣợng nƣớc theo mục đích địa mạo. Đo độ sâu phục vụ cho đo đạc thuỷ văn (đo vận tốc, tính lƣu lƣợng nƣớc và phù sa v.v...). Đo độ sâu phục vụ giao thông thuỷ. Đo độ sâu và địa hình đáy phục vụ cho thiết kế các công trình thuỷ. Đo độ sâu và địa hình đáy để phục vụ cho việc nghiên cứu diễn biến lòng sông và sự bồi lắng các thuỷ vực (Nguyễn Thanh Sơn, Đặng Quý Phƣợng, 2003). 2.1.2. Phƣơng pháp đo độ sâu Phƣơng pháp đo độ sâu phổ biến nhất là sử dụng thiết bị gắn ở đáy thuyền có tên gọi là SONARS. Phƣơng pháp đo hồi âm này gửi sóng âm từ bề mặt nƣớc đến địa hình đáy, sau đó bắt đầu tính thời gian sóng âm truyền trở lại để tính độ sâu cho mặt nƣớc (Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Quý Phƣợng, 2003). Phƣơng pháp đo thủ công là một phƣơng pháp đo rất đơn giản đã xuất hiện lâu đời, sử dụng các công cụ và thiết bị đơn giản, phƣơng pháp thích hợp cho các trƣờng hợp không thể đo bằng phƣơng pháp hồi âm. Phƣơng pháp này đƣợc chia làm hai loại: (Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Quý Phƣợng, 2003) 3 Sử dụng dây dọi làm từ vật liệu không co giãn, có đánh vạch chia chiều dài và một đầu nối với 1 vật nặng. Sử dụng sào độ sâu từ một thanh gỗ hay nhôm có chia vạch chiều dài. Phƣơng pháp giao hội góc thuận là phƣơng pháp xác định vị trí điểm áp dụng cho khu vực gần bờ mà trên đó đã có lƣới khống chế dày đặc hoặc các điểm định hƣớng vị trí của tàu hay mục tiêu đƣợc xác định bằng 3 máy kinh vĩ đặt trên ba điểm đã biết tọa độ nằm trên đất liền. Do tính biến động của môi trƣờng biển nên công tác xác định cần phải thực hiện một cách đồng bộ nhờ cờ hiệu và bộ đàm. Phƣơng pháp chỉ tác dụng trong phạm vi cách bờ từ 20 – 25 km với độ chính xác đạt từ 5 – 15 m (Nguyễn Tân Sơn, 2017). Phƣơng pháp hội giao góc nghịch để tiến hành ít nhất trên hai hƣớng, giữa các điểm định hƣớng hay điểm khoảng cách nằm trên bờ, thiết bị sử dụng là máy sekstan, thƣờng đƣợc xác định đồng thời với hai ngƣời quan sát. Phƣơng pháp này chỉ thực hiện ở phạm vi cách bờ từ 20 – 25 km và độ chính xác đạt đƣợc từ 10 – 15 m (Nguyễn Tân Sơn, 2017). Phƣơng pháp sử dụng ảnh vệ tinh để đo độ sâu tƣơng đối của khu vực thông qua quá trình hiệu chỉnh cột nƣớc cũng là phƣơng pháp đƣợc quan tâm, cho kết quả chính xác liên tục trên vực nghiên cứu. Phƣơng pháp sử dụng ảnh vệ tinh có những hạn chế về mặt tự nhiên nhƣ các yếu tố về mực nƣớc, thành phần của nƣớc, nhiệt độ của nƣớc làm cho việc tính toán dễ sai lệch. Phƣơng pháp thực hiện theo nguyên tắc khi ánh sáng xuyên xuống nƣớc, cƣờng độ của nó giảm theo hàm mũ khi độ sâu tăng lên. Hệ số này cho phép chuyển đổi phổ phản xạ bề mặt về phản xạ nền đáy. (P. J. Mumby và cộng sự, 1998). 2.2. Tổng quan về hồ Dầu Tiếng Hồ Dầu Tiếng đi qua địa phận 3 tỉnh: Tây Ninh, Bình Dƣơng và Bình Phƣớc, trong đó lƣu vực chủ yếu nằm trên địa phận huyện Dƣơng Minh Châu, tỉnh Tây Ninh. Công trình thủy lợi hồ Dầu Tiếng có một đập xả lũ ra đầu nguồn sông Sài Gòn, và hai dòng kênh Đông, kênh Tây phục vụ tƣới tiêu cho những cánh đồng mì, mía, lúa không chỉ ở Tây Ninh mà còn ở Củ Chi (TPHCM). Đây cũng là nguồn cung cấp nƣớc chính cho các nhà máy lọc nƣớc xung quanh, hồ có tầm quan trọng trong việc chống xâm nhập mặn, bảo vệ môi trƣờng (Bùi Đức Tuấn, 2011). 4 Hình 2.1 Vị trí địa lí hồ Dầu Tiếng 2.2.1. Mực nƣớc hồ Mực nƣớc mùa lũ: Trƣớc khi xây hồ, mực nƣớc trung bình tháng các tháng mùa lũ của sông Sài Gòn tại Dầu Tiếng biến đổi từ 73 – 131 cm. Sau khi xây hồ, mùa lũ là mùa tích nƣớc nên mực nƣớc trong hồ tăng dần từ đầu mùa khoảng 1.800 cm đến cuối tháng khoảng 2.450 cm (Bùi Đức Tuấn, 2011). Mực nƣớc mùa cạn: Trƣớc khi xây hồ, mực nƣớc trung bình của sông biến đổi trong khoảng 59 – 75 cm. còn sau khi xây hồ, mùa cạn là thời gian hồ cấp nƣớc cho hạ du nên mực nƣớc giảm dần từ đầu đến cuối mùa, biến đổi từ 2.450 – 1.800 cm (Bùi Đức Tuấn, 2011). 2.2.2. Độ sâu hồ Trƣớc khi xây hồ, độ sâu sông khoảng 6 – 7 m. Sau khi xây hồ, độ sâu hồ khoảng 6 – 10 m, có nơi 20 m. Độ sâu tuyệt đối của hồ là 25 m (Bộ Khoa học Công nghệ, 2001). 5 2.2.3. Tốc độ dòng chảy Trƣớc khi có hồ, tốc độ dòng chảy trong sông tự nhiên có thể đạt 1 - 1,7 m/s. Sau khi có hồ, tốc độ dòng chảy trong hồ rất nhỏ, chỉ từ 0 - 0,05 m/s (Bùi Đức Tuấn, 2011). 2.2.4. Hƣớng chảy Trƣớc khi xây hồ, hƣớng chảy dòng nƣớc trùng theo hƣớng của dòng sông. Sau khi xây hồ, hƣớng chảy trong hồ không đồng nhất, phụ thuộc nhiều vào gió (Bùi Đức Tuấn, 2011). 2.3. Tổng quan phƣơng pháp 2.3.1. Ảnh Landsat 8 Landsat 8 là vệ tinh quan sát Trái Đất của Hoa Kỳ đƣợc phóng lên vào ngày 11 tháng 2 năm 2013. Đây là vệ tinh thứ 8 trong chƣơng trình Landsat. Ban đầu đƣợc gọi là Liên kết Dữ liệu Landsat (LDCM), đó là sự hợp tác giữa NASA và Cơ quan Địa chất Hoa Kỳ (USGS). Landsat 8 cung cấp các phép đo độ phân giải trung bình (khoảng 15 m- 100 m, tùy thuộc vào tần số quang phổ) của vùng đất liền và cực của trái đất, gần hồng ngoại, hồng ngoại ngắn, và hồng ngoại nhiệt. Landsat 8 cung cấp sự liên tục với bộ dữ liệu ảnh Landsat land dài hơn 40 năm. Ảnh Landsat 8 sử dụng thƣờng xuyên cho quy hoạch sử dụng đất và giám sát các quy mô vùng, địa phƣơng, hỗ trợ ứng phó và đánh giá thiên tai, và giám sát sử dụng nƣớc (Charlie Loyd và MapBox, 2013). Các tải trọng vệ tinh Landsat 8 bao gồm hai thiết bị: Máy quay đất hoạt động (OLI) và Thiết bị cảm biến nhiệt (TIRS). Hai cảm biến này cung cấp phạm vi phủ sóng theo mùa của toàn cầu ở độ phân giải không gian 30 m (nhìn thấy, NIR, SWIR), 100 m (nhiệt) và 15 m (Toàn sắc) (Charlie Loyd và MapBox, 2013). 6 Bảng 2.1 Mô tả chi tiết các kênh ảnh Landsat Kênh ảnh Dải phổ (μm) Độ phân giải không gian (m) B1: Coastal aerosol 0,433–0,453 30 B2: Blue 0,450–0,515 30 B3: Green 0,525–0,600 30 B4: Red 0,630–0,680 30 B5: Near infrared 0,845–0,885 30 B6: Shortwave infrared 1 1,560–1,660 30 B7: Shortwave infrared 2 2,100–2,300 30 B8: Panchromatic 0,500–0,680 15 B9: Cirrus 1,360–1,390 30 B10: Thermal infrared 1 10,6-11,2 100 B11: Thermal infrared 2 11,5-12,5 100 2.3.2. Sự tƣơng tác giữa bức xạ điện từ và nƣớc Hình 2.2 Sự tương tác giữa bức xạ điện từ và nước (James A. Goodman và cộng sự, 2013) 1 Năng lƣợng bức xạ của mặt trời, khi truyền xuống phải chịu sự ảnh hƣởng của môi trƣờng khí quyển, quá trình khúc xạ mặt nƣớc, môi trƣờng dƣới bề mặt nƣớc. Khi năng lƣợng ánh sáng truyến qua môi trƣờng không khí diễn ra hiện tƣợng tán xạ ánh sáng dẫn đến phản xạ năng lƣợng theo nhiều hƣớng khác nhau (Lê Văn Trung, 2012). Ngoài ra, còn xảy ra hiện tƣợng hấp thụ năng lƣợng bởi hơi nƣớc, khí cacbonic, ozon làm giảm cƣờng độ làm giảm cƣờng độ năng lƣợng ánh sáng. Khi năng lƣợng ánh sáng truyền tới bề mặt nƣớc sẽ xảy ra hiện tƣợng khúc xạ ánh sáng và phản xạ lại một phần năng lƣợng. Giống nhƣ môi trƣờng khí quyển, khi năng lƣợng truyền qua môi trƣờng nƣớc cũng xảy ra hiện tƣợng hấp thụ và tán xạ, sau đó các năng lƣợng đƣợc truyền tới các đối tƣợng bề mặt đáy, từ đó sẽ có những phản xạ khác nhau tùy thuộc vào hình cấu trúc bề mặt của đối tƣợng. 2.3.3. Hiệu chỉnh khí quyển Hiệu chỉnh khí quyển là quá trình loại bỏ những ảnh hƣởng của quá trình tán xạ hay hấp thụ trong khí quyển lên ảnh, từ đó có những giá trị phản xạ bề mặt đất. FLAASH là công cụ hiệu chỉnh khí quyển điều chỉnh các bƣớc sóng trong vùng nhìn thấy qua các vùng hồng ngoại cận hồng ngoại và sóng ngắn. FLAASH là công cụ tốt loại bỏ các ảnh hƣởng của khí quyển đảm bảo chính xác cho ảnh. FLAASH không giống nhƣ các mô hình khác sử dụng nội suy từ dữ liệu thuộc tính, mà mô hình kết hợp mã truyền MODTRAN4 (Stuart Blundell, 2017). Trong đó: là giá trị phản xạ của pixel e là giá trị phản xạ bề mặt trung bình của pixel và các pixel lân cận. S là suất phản chiếu bề mặt hình cầu của khí quyển. La là năng lƣợng bức xạ bị tán xạ bởi khí quyển. A và B là các hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí quyển 2 2.3.4. Hiệu chỉnh cột nƣớc Phƣơng pháp hiệu chỉnh cột nƣớc đƣợc áp dụng theo nguyên tắc khi ánh sáng xuyên xuống nƣớc, cƣờng độ của nó giảm theo hàm mũ khi độ sâu tăng lên. Hệ số này cho phép chuyển đổi phổ phản xạ bề mặt về phản xạ nền đáy. (P. J. Mumby và cộng sự, 1998). Phƣơng pháp hiệu chỉnh độ sâu đƣợc thực hiện theo các mô hình của Lyzenga (1978, 1981), bằng cách sáng tạo từ hai kênh phổ khác nhau trong cùng một ảnh (Xi and Xj). Đầu tiên, mối quan hệ giữa giá trị phản xạ và sự suy giảm hàm mũ khi độ sâu tăng lên thể hiện bằng phƣơng trình tuyến tính (1). Thứ hai, tỷ lệ suy giảm (Ki / Kj) đã đƣợc xác định từ một hệ chuyển đổi giá trị phản xạ từ hai kênh phổ (Li và Lj) (2). (P. J. Mumby và cộng sự, 1998). Xi= Ln(Li) (1) Li là phổ phản xạ của chất đáy trên mặt nƣớc của kênh i. Ki / Kj: tỉ lệ hệ số suy giảm độ sâu theo mũ tăng theo độ sâu. Ki: hệ số suy giảm cƣờng độ ánh sáng của kênh i, Kj: hệ số suy giảm cƣờng độ ánh sáng của kênh j. (3) Dij (Depth Invariant Band): Hằng số về độ sâu 2.4. Tình hình nghiên cứu Mai Thành Tân và cộng sự (2013). Nghiên cứu bồi lắng lòng hồ Trị An bằng phƣơng pháp phân tích hạt nhân, địa chất kết hợp với hệ thống thông tin địa lí (GIS). Bằng cách đo trực tiếp tại các vị trí hồ có kết hợp GPS định vị tọa độ địa lí, phân tích tính chất của hồ, sử dụng ArcGIS để thể hiện, tích hợp dữ liệu, thể hiện bản đồ. Kết quả cho thấy hồ Trị An những diễn biến về bề dày chất bồi lắng. Trong vòng 23 năm qua từ 1987 đến 2010 hồ Trị An bị bồi lắng trung bình dày khoảng 12 cm, cực đại đạt tới 132 cm. Bồi tụ xảy ra mạnh ở nửa phía thƣợng lƣu đặc biệt là ở khu vực gần nơi các sông Đồng Nai và La Ngà đổ vào hồ. Trong vòng 10 năm tới (2020) bề dày bồi tích trung bình ở hồ Trị An 3 là 17 cm và cực đại là 189 cm. Phần diện tích bồi tụ mạnh trên 75 cm chỉ chiếm 3% diện tích hồ. Trong vòng 50 năm tới (2060) bề dày bồi tích trung bình ở hồ Trị An là 38 cm và cực đại đạt 417 cm. Phần diện tích hồ có chiều dày bồi lắng trên 150 cm chỉ chiếm 3% diện tích và chỉ có 1% diện tích có chiều dày bồi lắng trên 200cm. Quá trình bồi lắng đã dẫn tới giảm dung tích hồ chứa (cả dung tích chết lẫn dung tích hữu ích) làm ảnh hƣởng tới việc khai thác vận hành hồ. Tuy nhiên, ảnh hƣởng này là không đáng kể vì dung tích hữu hiệu tính đến năm các năm 2020 và 2060 còn tƣơng ứng 98,8% và 97,0% so với dung tích ban đầu. Nguyễn Biểu và cộng sự (2005). “Áp dụng phƣơng pháp viễn thám trong nghiên cứu địa mạo biển ở khu vực Tây Nam Biển Đông”. Áp dụng phƣơng pháp phân tích ảnh viễn thám có độ phân giải Khác nhau kết hợp với bản đồ độ đẳng sâu và sự phân bố trầm tích nghiên cứu địa mạo đáy biển khu vực tây nam biển Đông. Kết quả việc áp dụng phƣơng pháp phân tích ảnh viễn thám có độ phân giải khác nhau kết hợp với bản đồ đẳng sâu và sự phân bố trầm tích cho phép nghiên cứu địa mạo đáy biển ở khu vực Tây Nam Biển Đông từ mức độ khu vực đến chi tiết. Sử dụng ảnh viễn thám độ phân giải thấp kết hợp với tài liệu đo sâu trong nghiên cứu địa mạo đáy biển cho phép phân chia địa hình đáy biển thành 4 vùng địa mạo nhƣ thềm, sƣờn, chân lục địa và đáy biển sâu. Sử dụng ảnh viễn thám độ phân giải trung bình (100 đến 200m) trong nghiên cứu địa mạo đáy biển có thể xác định sự phân bố các kiểu địa hình và kết quả này góp phần hiệu chỉnh các bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 200.000 và 1: 500.000. Sử dụng ảnh viễn thám có độ phân giải từ 2 đến 5 m trong nghiên cứu địa mạo ở mức độ chi tiết cho phép chỉ rõ hình thái thành phần địa hình và dự báo các tiềm ẩn tai biến địa chất liên quan. Stumpf và cộng sự, (2003), “Lập bản đồ độ sâu trong môi trƣờng nƣớc” tại vùng biển 3, Baltimore, Maryland. Sử dụng ảnh vệ tinh IKONOS thực hiện phƣơng pháp điều chỉnh ánh sáng, khí quyển, và chuyển đổi sang phản xạ nƣớc. Kết quả cho thấy độ đục làm cho độ chính xác không cao (dẫn đến độ sâu khoảng 0,1 m). Các độ sâu khác nhau phù hợp với những điểm đƣợc xác định từ biểu đồ hải lý. 4 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Dữ liệu Dữ liệu ảnh Landsat 8 thu thập phục để tài đƣợc chụp ngày 29 tháng 3 năm 2015, ảnh bao gồm 11 kênh ảnh, hệ tọa độ UTM WGS 84. 3.2. Phƣơng pháp Hình 3.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu Bƣớc 1: Thu thập dữ liệu Đề tài sử dụng ảnh Landsat_8 đƣợc chụp ngày 29 tháng 3 năm 2015, ảnh đƣợc định dạng GeoTIFF, có kích thƣớc pixels lần lƣợt là 15 m, 30 m, 100 m tƣơng ứng với các kênh toàn sắc, đa phổ, nhiệt. Ảnh sử dụng phép chiếu UTM, với hệ tọa độ UTM WSG 84. 5 Bƣớc 2: Hiệu chỉnh khí quyển Chuyển dữ liệu ảnh từ DNs sang phản xạ ảnh Randiance: chuyển đổi làm thay đổi các giá trị phản xạ các giá trị pixel. Với dữ liệu đầu vào là các file có đuôi .TXT, phần mềm ENVI tự động chuyển các dữ liệu thành các dữ liệu phản xạ về chung một tệp duy nhất. Chọn ENVI, chọn từ Toolbox => Radiometric Correction => Radiometric Calibration. Xuất hiện hộp thoại File Selection, chọn file đầu vào và tùy chỉnh ảnh rồi chọn Ok. Xuất hiện hộp thoại Radiometic Calibration, tại hộp thoại ta chọn kiểu hiệu chỉnh là Radiance, loại dữ liệu là BIL, với giá trị từ 0 – 1, sau đó chọn Ok. Hình 3.1 Tiến trình chuyển đổi DNs sang Radiance 6