Giám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám

Thanh Lan| 15/03/2017 20:36

KHPT-​ Môi trường nước vùng cửa sông ven bờ hiện bị tác động rất mạnh bởi các hoạt động của con người như xây dựng các hồ chứa thượng nguồn, phát triển cảng biển, mở rộng đô thị, nuôi trồng thủy sản, cũng như bởi biến đổi khí hậu.

Với hướng tiếp cận sử dụng kết hợp công nghệ viễn thám và GIS giám sát chất lượng tài nguyên và môi trường, nhóm các nhà khoa học thuộc Viện tài nguyên và môi trường biển, Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam do TS. Nguyễn Văn Thảo đứng đầu triển khai thực hiện đề tài "Nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá và giám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độ phân giải trung bình, đa thời gian; áp dụng thử nghiệm cho ảnh của vệ tinh VNREDSat-1".
Đề tài đã tiến hành 7 chuyến khảo sát thực địa, trong đó tháng 7/2014 kết hợp với tàu nghiên cứu biển ALIS của Pháp tiến hành khảo sát thực địa đo đạc quang học và lấy mẫu nước tại vùng ven bờ châu thổ sông Hồng và Hạ Long (73 điểm), Cửu Long (75 điểm; tháng 6/2015 có 3 chuyến khảo sát thực địa tại 3 vùng nghiên cứu là Hạ Long (14 điểm), ven bờ sông Hồng (16 điểm) và Cửu Long (16 điểm); phân tích 194 mẫu Chl-a, 194 mẫu SPM và 194 mẫu CDOM tại 3 vùng nghiên cứu. Đề tài đã sử dụng các phương pháp mô hình toán, phương pháp xây dựng thuật toán, bản đồ, cơ sở dữ liệu, công nghệ thông tin, khảo sát và đo đạc thực địa... để triển khai thực hiện các nội dung nghiên cứu.
Đề tài đã xây dựng 2 thuật toán theo mô hình truyền thống là OC2 Vietnam và OC4 Vietnam để xử lý dữ liệu ảnh MODIS xác định phân bố hàm lượng Chl-a trên cơ sở bộ dữ liệu đo quang học và hàm lượng Chl-a tại vùng biển Việt Nam. Thuật toán OC2 Vietnam dựa trên quan hệ hàm mũ giữa hàm lượng Chl-a với tỷ số phổ phản xạ giữa bước sóng 440 nm và 551 nm. Thuật toán OC4 Vietnam được xây dựng bằng cách xác định các hệ số a = -127,47, b = 9,16, c = 7,34, d = -3,06 và e = 0,11 của thuật toán OC4 cho vùng biển Việt Nam. Hai thuật toán được phát triển để xử lý dữ liệu viễn thám xác định hàm lượng SPM cho vùng biển Việt Nam trên ảnh MODIS, Landsat-8 và VNREDSAT1.
Đã xác định được quan hệ giữa acdom (412 nm) với tỷ số phổ phản xạ rời mặt nước Rrs (531 nm)/Rrs (443 nm) tuân theo hàm e mũ có hệ số hồi quy R2 = 0,754 là lớn nhất cho vùng biển Việt Nam. Đây là cơ sở xây dựng thuật toán truyền thống xác định giá trị CDOM trên ảnh vệ tinh MODIS. Ảnh VNREDSAT-1 hạn chế trong xây dựng thuật toán xác định hàm lượng Chl-a và giá trị CDOM do thiếu các kênh phổ có các bước sóng dưới 0,43 nm. Tuy nhiên, ảnh VNREDSAT-1 có thể được sử dụng để xác định hàm lượng SPM vùng ven biển ở tỷ lệ lớn.
Tập bản đồ phân bố hàm lượng Chl-a trung bình tháng của năm từ 2004 đến 2014 cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:2.000.000 được xây dựng từ kết quả xử lý ảnh MODIS; 12 bản đồ phân bố hàm lượng SPM trung bình tháng của 11 năm (từ 2004 đến 2014) cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:7.000.000 từ xử lý ảnh MODIS, 10 bản đồ hiện trạng phân bố hàm lượng SPM đại diện cho mùa mưa và mùa khô được xây dựng tại tỷ lệ 1:50.000 cho khu vực vịnh Hạ Long, ven bờ sông Hồng và Cửu Long từ xử lý ảnh Landsat-8 và VNREDSAT-1. Tập bản đồ phân bố giá trị acdom (412 nm) trung bình tháng của năm từ 2004 đến 2014 cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:7.000.000 được xây dựng từ kết quả xử lý ảnh MODIS.
Cổng thông tin điện tử được thiết kế và xây dựng trên nền tảng công nghệ Web, đơn giản, linh hoạt, thân thiện, dễ truy cập và khai thác dữ liệu, đảm bảo đầy đủ các tính năng cần thiết phục vụ công tác quản lý và chia sẻ các kết quả nghiên cứu của đề tài http://www.imer.ac.vn:8082/. Cổng thông tin điện tử của đề tài đã được tích hợp trên trang thông tin điện tử của Viện tài nguyên và môi trường biển giúp cho việc chia sẻ và phổ biến thông tin đến người sử dụng được thuận lợi và linh hoạt hơn. Thiết lập chức năng phân quyền về khai thác, cập nhật, chỉnh sửa, chuyển giao dữ liệu đối với người sử dụng để quản trị cổng thông tin điện tử.
Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS không chỉ đáp ứng yêu cầu quản lý dữ liệu đa dạng của đề tài mà còn góp phần phục vụ công tác quản lý, bảo vệ, giám sát biến động môi trường biển theo không gian và thời gian dài. Cơ sở dữ liệu gồm nhiều lớp thông tin GIS về các thông số Chl-a, SPM, CDOM của môi trường nước vùng biển Việt Nam từ năm 2004 đến 2015. Các lớp thông tin GIS được xây dựng từ kết quả xử lý dữ liệu viễn thám và chuẩn hóa đảm bảo tính thống nhất, logic của dữ liệu theo đúng tiêu chuẩn của một lớp thông tin GIS về dữ liệu địa lý, thuộc tính và thông tin dữ liệu. Cơ sở dữ liệu được quản trị dưới dạng web để hỗ trợ tối đa người sử dụng trong tìm kiếm, cập nhật và quản lý dữ liệu.

(0) Bình luận
Nổi bật
Đừng bỏ lỡ
Giám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO