Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt khu vực Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT<br /> <br /> ĐINH THỊ THU HIỀN<br /> <br /> NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIÁM SÁT<br /> MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT KHU VỰC HÀ NỘI TỪ DỮ LIỆU<br /> VỆ TINH VNREDSAT-1A<br /> <br /> Ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ<br /> Mã số : 9.52.05.03<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT<br /> <br /> HÀ NỘI – 2018<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám,<br /> Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS.TS Trần Xuân Trường, Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> 2. TS Lê Quốc Hưng, Cục Viễn thám quốc gia<br /> <br /> Phản biện 1:<br /> <br /> PGS.TS Trần Thị Vân Anh<br /> <br /> Phản biện 2:<br /> <br /> PGS.TS Phạm Quang Vinh<br /> <br /> Phản biện 3:<br /> <br /> PGS.TS Phạm Việt Hòa<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp trường họp tại<br /> Trường Đại học Mỏ - Địa chất, vào hồi .... giờ .... ngày ..... tháng ..... năm 2018<br /> <br /> Có thể tìm hiều luận án tại thư viện : Thư viện Quốc gia Hà Nội hoặc Thư<br /> viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất.<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Lý do chọn đề tài<br /> Nước nói chung và nước mặt nói riêng là yếu tố không thể thiếu trong toàn bộ sự<br /> sống và các quá trình xảy ra trên Trái Đất. Nước là môi trường cho các phản ứng chuyển<br /> dịch nhiều loại vật chất, góp phần điều tiết và điều hòa khí hậu. Nước còn có vai trò quyết<br /> định trong các hoạt động kinh tế và đời sống văn hóa tinh thần của loài người [18].<br /> Các phương pháp nghiên cứu truyền thống sử dụng kết quả phân tích các mẫu nước<br /> thử nghiệm chỉ đánh giá được chất lượng nước một cách cục bộ xung quan điểm đo. Hơn<br /> nữa, cũng không thể lấy quá nhiều mẫu thử nghiệm hay thiết lập mạng lưới quan trắc chất<br /> lượng nước dày đặc do tốn kém về thời gian và chi phí. Những hạn chế này đã được khắc<br /> phục khi sử dụng tư liệu viễn thám, với ưu điểm diện tích phủ trùm rộng, tiết kiệm thời gian,<br /> dải phổ và số lượng kênh phổ đa dạng, chi phí thấp...<br /> Dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A đã được sử dụng trong thành lập bản đồ lớp phủ,<br /> giám sát biến động khu vực lục địa, hải đảo và xuyên biên giới, đảm bảo mục đích quốc phòng<br /> - an ninh… Mặc dù vậy, cho đến nay mới chỉ có Cục viễn thám quốc gia thực hiện dự án sản<br /> xuất bằng dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A, dự án đã thông qua nhiều lần hội thảo khoa học,<br /> bảo vệ sản phẩm niên độ qua các thời kỳ trong đánh giá và giám sát chất lượng nước mặt. Các<br /> nghiên cứu ứng dụng tư liệu viễn thám đánh giá chất lượng môi trường nước mặt chủ yếu sử<br /> dụng tư liệu ảnh vệ tinh quang học độ phân giải trung bình như Landsat, SPOT,…hoặc độ phân<br /> giải thấp (MODIS)Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ<br /> giám sát môi trường nước mặt khu vực Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A”<br /> được lựa chọn xuất phát từ nhu cầu thực tế, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.<br /> 2. Mục đích nghiên cứu của luận án<br /> Nghiên cứu nhằm xây dựng được quy trình giám sát chất lượng nước mặt một số<br /> sông, hồ, đầm khu vực Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat - 1A.<br /> 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu<br /> • Đối tượng nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu trong luận án là chất lượng nước mặt ở<br /> một số sông, hồ, đầm khu vực Hà Nội.<br /> • Phạm vi nghiên cứu:<br /> + Phạm vi không gian: Giới hạn trong một số sông, hồ khu vực Hà Nội.<br /> + Phạm vi thời gian: trong nghiên cứu sử dụng 02 cảnh ảnh VNREDSat-1A, chụp<br /> ngày 20 tháng 10 năm 2016 và ngày 21 tháng 12 năm 2017.<br /> 4. Phương pháp nghiên cứu<br /> Phương pháp phân tích, tổng hợp; Phương pháp viễn thám; Phương pháp GIS;<br /> <br /> 2<br /> Phương pháp hồi quy<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> <br /> a) Ý nghĩa khoa học:<br /> • Kết quả nghiên cứu đã minh chứng tính hiệu quả và độ tin cậy của công nghệ viễn<br /> thám trong đánh giá và giám sát chất lượng nước mặt so với các phương pháp<br /> nghiên cứu truyền thống.<br /> • Góp phần minh chứng tính hiệu quả của dữ liệu ảnh vệ tinh quang học<br /> <br /> VNREDSat-1A trong xác định phân bố hàm lượng các thông số chất lượng nước<br /> mặt, phục vụ công tác giám sát, đánh giá và thành lập bản đồ chất lượng nước<br /> mặt.<br /> b) Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần cung cấp thông tin để các nhà quản lý đưa ra các biện pháp<br /> trong giám sát và ứng phó với ô nhiễm môi trường nước mặt ở khu vực Hà Nội. Bên cạnh<br /> đó, kết quả nhận được trong đề tài cũng có thể sử dụng, tham khảo trong công tác nghiên<br /> cứu khoa học, giảng dạy ở các trường đại học, viện nghiên cứu.<br /> <br /> 6. Nội dung nghiên cứu<br /> Luận án gồm: phần mở đầu, ba chương, phần kết luận và kiến nghị và phụ lục.<br /> Chương 1 trình bày tổng quan về vấn đề nghiên cứu; Chương 2 trình bày cơ sở khoa học<br /> xây dựng quy trình công nghệ giám sát môi trường nước mặt từ dữ liệu ảnh vệ tinh<br /> VNREDSat-1A; Chương 3 thực nghiệm xác định hàm lượng chất lượng nước mặt khu<br /> vực Hà Nội từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A. Các kết quả chính của luận án được<br /> trình bày trong phần kết luận và kiến nghị<br /> 7. Luận điểm bảo vệ<br /> Luận điểm 1: Có mối quan hệ chặt chẽ giữa phổ phản xạ của nước mặt được xác<br /> định từ ảnh vệ tinh VNREDSat-1A sau khi hiệu chỉnh khí quyển với hàm lượng các thông<br /> số chất lượng nước mặt khu vực Hà Nội.<br /> <br /> Luận điểm 2: Quy trình công nghệ giám sát nước mặt được đề xuất góp phần nâng<br /> cao hiệu quả và độ chính xác xác định hàm lượng các thông số chất lượng nước mặt từ dữ<br /> liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A.<br /> 8. Những điểm mới của luận án<br /> • Xây dựng được quy trình công nghệ, giám sát môi trường nước mặt thông qua các<br /> thông số chất lượng nước mặt từ dữ liệu ảnh vệ tinh VNREDSat-1A.<br /> • Xây dựng được hàm quan hệ giữa hàm lượng các thông số chất lượng nước xác<br /> <br /> 3<br /> <br /> định từ các mẫu thực địa và giá trị phổ phản xạ từ ảnh vệ tinh VNREDSat-1A sau<br /> khi đã hiệu chỉnh khí quyển.<br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU<br /> 1.1 Tổng quan về tài nguyên nước mặt Việt Nam<br /> Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10 km trở lên, trong đó có 109 sông<br /> chính. Cả nước có 16 lưu vực sông với diện tích lưu vực lớn hơn 2.500 km2, trong đó 10/16<br /> lưu vực có diện tích trên 10.000 km2. Tổng diện tích các lưu vực sông trên cả nước lên đến<br /> 1.167.000 km2, trong đó phần lưu vực nằm ngoài diện tích lãnh thổ chiếm đến 72% [4].<br /> Như vậy, có thể nhận thấy, tài nguyên nước ở Việt Nam có vai trò hết sức quan trọng<br /> và đang trở nên quý hiếm trong những năm gần đây. Trong khi nhu cầu về nước không<br /> ngững tăng cao, nguồn nước mặt ở nhiều sông, hồ lại đang bị suy thoái và ô nhiễm nghiêm<br /> trọng dẫn đến nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm. Hạn hán, thiếu nước xảy ra thường<br /> xuyên, nghiêm trọng ở nhiều vùng ở nước ta, không chỉ vào mùa khô mà cả mùa mưa. Ảnh<br /> hưởng của biến đổi khí hậu, sự gia tăng dân số và các hoạt động của con người đang gây áp<br /> lực rất lớn đến chất lượng nguồn nước mặt, đe dọa an ninh về nguồn nước ở Việt Nam. Ở<br /> nhiều thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, các hệ thống sông, hồ bị ô nhiễm<br /> hết sức nghiêm trọng bởi rác thải, nước thải sinh hoạt, công nghiệp, ý tế. Đặc biệt ở Hà Nội,<br /> nơi tập trung 22% làng nghề cả nước (1.350 làng có nghề, 286 làng nghề truyền thống),<br /> trong đó có 43 làng chế biến thực phẩm, 59 làng dệt nhuộm đồ da, 135 làng thủ công mỹ<br /> nghệ, chất lượng nước mặt ở các sông, hồ bị ô nhiễm nặng nề.<br /> 1.2 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt: Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt; Ô nhiễm<br /> do nước thải công nghiệp; Ô nhiễm do nước thải y tế; Ô nhiễm do nước thải nông nghiệp,<br /> làng nghề<br /> <br /> 1.3 Các thông số chất lượng môi trường nước mặt<br /> Có nhiều thông số để đánh giá chất lượng môi trường nước mặt. Theo Quy chuẩn kỹ<br /> thuật quốc gia về chất lượng nước mặt năm 2015 (QCVN 08-MT:2015/BTNMT), có tới 36<br /> thông số có thể sử dụng nhằm đánh giá chất lượng môi trường nước mặt (Bảng 1.4) [7].<br /> <br /> 1.4 Tổng quan các nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám giám sát chất lượng<br /> nước mặt<br /> 1.4.1 Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu chất lượng nước<br /> mặt<br /> Dữ liệu ảnh viễn thám với độ phân giải không gian đa dạng cho phép nghiên cứu,<br /> giám sát các vùng nước ở các quy mô khác nhau. Đối với những khu vực rộng lớn như<br /> <br />