ESTIMATION OF LAND SURFACE TEMPERATURE USING EMISSIVITY CALCULATED FROM NORMALIZED DIFFERENCE VEGETATION INDEX

Le Van Anh, Tran Anh Tuan
2014 Vietnam Journal of Earth Sciences  
Mở đầu Nhiệt độ bề mặt đất là một nhân tố quan trọng trong nghiên cứu môi trường đặc biệt là trong bối cảnh hiện nay khi mà vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu đang được chú trọng quan tâm. Phương pháp truyền thống để tính toán nhiệt độ bề mặt là sử dụng các máy đo đạc đặt ở các trạm quan trắc mặt đất từ đó tính toán nội suy cho toàn khu vực dựa trên kết quả thu nhận tại các điểm quan trắc. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ phản ánh được chính xác nhiệt độ cục bộ xung quanh trạm đo chứ chưa đảm bảo
more » ... ợc cho toàn khu vực, hơn nữa rất khó để có thể thiết lập được hệ thống trạm quan trắc với mật độ dày đặc, liên tục theo thời gian. Với sự ra đời của công nghệ viễn thám, phương pháp tính toán nhiệt độ bề mặt đã phát triển một bước lớn bằng việc sử dụng các bộ cảm hồng ngoại nhiệt với kênh phổ trong khoảng từ 8 đến 14µm để thu nhận tín hiệu. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về các cách tính nhiệt độ bề mặt sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt của các loại tư liệu vệ tinh khác nhau như GOES, AVHRR, MODIS với độ phân giải trên 1km. Ngày nay, tư liệu vệ tinh ASTER (90m) và LANDSAT (30m) với độ phân giải cao hơn đã và đang được khai thác để ứng dụng cho các nghiên cứu đòi hỏi độ chi tiết và chính xác cao như nghiên cứu nhiệt độ bề mặt các vùng đô thị hóa nơi có biến động sử dụng đất lớn làm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ bề mặt. Cho tới nay, có nhiều cách tiếp cận và phương pháp tính toán nhiệt độ bề mặt đã được giới thiệu và sử dụng. Một số phương pháp đơn giản đã được áp dụng bằng cách tính chuyển giá trị số (DN) sang giá trị bức xạ phổ (radiometric) trực tiếp từ các kênh nhiệt, từ đó sử dụng các thuật toán khác nhau để tính ra nhiệt độ bề mặt. Tuy nhiên, ngoài năng lượng mặt trời chiếu tới, nhiệt độ bề mặt còn bị ảnh hưởng bởi độ phát xạ bề mặt và các hiệu ứng của khí quyển. Để nâng cao độ chính xác, các kênh nhiệt này được hiệu chỉnh khí quyển để loại bỏ nhiễu [4, 8] . Nhưng thông thường rất khó để thu thập được đầy đủ thông số về khí quyển của thời điểm quan trắc, vì thế nhiều nghiên cứu đã bỏ qua bước này. Độ phát xạ bề mặt phụ thuộc vào các loại hình bề mặt và lớp phủ mặt đất. Nhiều nghiên cứu giả thiết độ phát xạ bề mặt là hằng số [10] hoặc sử dụng hệ số độ phát xạ lấy từ cơ sở dữ liệu đã được đo đạc, công nhận qua các thí nghiệm cho các đối tượng lớp phủ chính [12] . Việt Nam những năm gần đây đã bước đầu nghiên cứu sử dụng ảnh hồng ngoại nhiệt để tính nhiệt độ bề mặt nhưng phần lớn mới chỉ sử dụng các phương pháp ước tính nhiệt độ đơn giản để cho kết quả nhanh. Một số nghiên cứu sử dụng công thức Plank để ước tính nhiệt độ bề mặt chỉ từ duy nhất kênh hồng ngoại nhiệt và không sử dụng độ phát xạ bề mặt [9], hoặc sử dụng độ phát xạ là hằng số chung cho các đối tượng lớp phủ điển hình của toàn khu vực [13] . Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tính toán nhiệt độ bề mặt đất sử dụng phương pháp xác định độ phát xạ bằng chỉ số thực vật NDVI, phương pháp này thay thế việc sử dụng một hệ số phát xạ chung cho toàn khu vực của các phương
doi:10.15625/0866-7187/36/2/4500 fatcat:az4slyf4ebg5zjndjrdjxccjqq