Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu và đánh giá độ dày quang học sol khí từ ảnh vệ tinh dựa trên các trạm quan trắc

Nội dung luận văn bao gồm 3 chương như sau: Chương 1 - Tổng quan về sol khí và ảnh vệ tinh: Trình bày tổng quan về ô nhiễm không khí, khái niệm... Chương 2 - Các sản phẩm sol khí: Trình bày về các sản phẩm sol khí của MODIS, VIIRS và AERONET nói chung. Chương 3 - Trình bày về phương pháp tiền xử lý ảnh vệ tinh, tích hợp dữ liệu AOD từ trạm mặt đất. Chương 4 - Trình bày kết quả thực nghiệm, đánh giá và phân tích về AOD từ ảnh vệ tinh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu và đánh giá độ dày quang học sol khí từ ảnh vệ tinh dựa trên các trạm quan trắc1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆBÙI THỊ MAINGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ DÀY QUANG HỌCSOL KHÍ TỪ ẢNH VỆ TINH DỰA TRÊN CÁC TRẠMQUAN TRẮCNgành: Công nghệ thông tinChuyên ngành: Kỹ thuật phần mềmMã số: 60480103TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TINHà Nội, 201721. Đặt vấn đề, định hướng nghiên cứuTrong những năm qua, với xu thế đổi mới và hội nhập,các nước trong khu vực Đông Nam Á và khu vực lân cận đãvà đang từng bước đổi mới hướng đến công nghiệp hóa. Tuynhiên, cùng với sự phát triển mạnh mẽ đó, các quốc gia vẫnđang phải đối mặt với rất nhiều thách thức, trong đó có vấn đềô nhiễm môi trường không khí. Khói bụi, chất thải từ các nhàmáy, tình trạng đốt rừng và phá huỷ hàng ngàn hecta rừngnguyên sinh phục vụ cho công nghiệp và nông nghiệp, núi lửaphun trào…dẫn đến ô nhiễm không khí nghiêm trọng đặc biệtlà các thành phố lớn. Ô nhiễm không khí cùng với việc khaithác tài nguyên không hợp lý, chặt phá rừng bừa bãi…, làmcho tầng Ozon bị thủng, gây nên hiệu ứng nhà kính và đặc biệtlà thay đổi khí hậu toàn cầu gây nên hiện tượng El nino kèmtheo những trận mưa lụt, bão khủng khiếp và hạn hán kéo dài.Ô nhiễm không khí không chỉ là vấn đề nóng tập trung ở cácđô thị phát triển, các khu, cụm công nghiệp… mà đã trở thànhmối quan tâm của toàn xã hội.Sol khí là một trong số các thành phần gây ô nhiễmkhông khí. Theo [1] sol khí có thể ảnh hưởng trực tiếp tới khíhậu do tính tán xạ và hấp thụ bức xạ mặt trời của chúng làmthay đổi cân bằng năng lượng của hệ thống Trái đất - Khíquyển. Sol khí ảnh hưởng gián tiếp tới khí hậu bởi chúng làhạt nhân ngưng kết mây và hạt nhân của băng, có khả nănglàm thay đổi tính chất quang học, vi vật lý và thời gian tồn tạicủa mây. Chính vì vậy, hiểu biết về phân bố và xu hướng biếnđổi theo không gian và thời gian của sol khí là rất quan trọng3để hiểu về đặc điểm của sol khí và ảnh hưởng của chúng đếnkhí hậu Trái đất.Nhằm giám sát sol khí và khí hậu, NASA vàPHOTONS cùng với hàng trăm các cộng tác viên đến từ cáctrường đại học, các cơ quan… đã thiết lập lên một mạng lướiquan trắc tại nhiều khu vực trên thế giới. Mặc dù vậy việcgiám sát sol khí còn nhiều hạn chế trong việc duy trì hoạt độngvà cung cấp số liệu nghiên cứu. Mặt khác các thông số này chỉđại diện cho một khu vực nhỏ đặt trạm quan trắc mà không thểgiám sát liên tục cũng như bao quát toàn bộ Trái đất. Vì vậy,các nhà khoa học đã nghiên cứu và thực hiện gắn các thiết bịlên vệ tinh để giám sát sol khí, khí hậu, đất, nước... với phạmvi rộng lớn hơn. Sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh trong giám sát ônhiễm không khí trong đó có sol khí là một hướng tiếp cận đầyhứa hẹn. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra tiềm năng trong việcsử dụng công nghệ ảnh vệ tinh viễn thám như MODIS,VIIRS… giám sát ô nhiễm kết hợp với các nguồn quan trắcmặt đất AERONET. Nhằm đảm bảo chất lượng của nguồn dữliệu đầu vào khi sử dụng sản phẩm ảnh vệ tinh cho các ứngdụng, cần thực hiện đánh giá chất lượng các sản phẩm. Theohướng nghiên cứu này, tôi thực hiện Nghiên cứu và đánh giáđộ dày quang học sol khí từ ảnh vệ tinh dựa trên các trạmquan trắc cho khu vực Đông Nam Á cùng với Đài Loan vàHồng Kông.2. Mục tiêu của luận vănẢnh viễn thám được ứng dụng trong quản lý khí hậuvà biến đổi môi trường, giám sát ô nhiễm không khí, nguồn4nước, đất đai…cập nhật khí hậu theo từng vùng, địa phương,hỗ trợ dự báo thời tiết, phân loại các địa hình, thành lập bảnđồ… Để ứng dụng các sản phẩm ảnh sol khí từ vệ tinh vàotrong các nghiên cứu và hệ thống giám sát, cần thực hiện đánhgiá các sản phẩm sol khí này. Vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài“Nghiên cứu và đánh giá độ dày quang học sol khí từ ảnh vệtinh dựa trên các trạm quan trắc”. Với mục đích nghiên cứu vàđánh giá độ dày quang học sol khí (AOD) từ ảnh vệ tinh, tôiđã bước đầu làm chủ được kiến thức và công nghệ trong lĩnhvực này.Để đạt được mục tiêu trên, tôi đã nghiên cứu và họctập lý thuyết về ảnh vệ tinh, từ đó đi vào nghiên cứu các sảnphẩm về sol khí. Đồng thời, nhằm đối chiếu với dữ liệu từ cáctrạm quan trắc tôi đã bước đầu nắm được các tri thức, công cụvà kĩ thuật xử lý và trích xuất dữ liệu sol khí từ ảnh vệ tinh. Từđó, tích hợp dữ liệu từ ảnh vệ tinh và dữ liệu từ trạm quan trắctrên mặt đất để tiến hành đánh giá.Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu, đánh giá và xácđịnh được xu hướng biến đổi của độ dày quang học sol khítheo biến trình năm, theo tháng trên phạm vi toàn khu vực vàtheo từng quốc gia dựa trên số liệu từ các trạm quan trắc.Đồng thời, đưa ra các nhận định về mối quan hệ giữa nồng độsol khí trên các quốc gia và các điểm cháy trong khu vực.3. Phạm vi và phương pháp nghiên cứuLuận văn giới hạn nghiên cứu trong khu vực ĐôngNam Á, Đài Loan và Hồng Kông. Trên cơ sở đó, tôi đã thựchiện nghiên cứu về ảnh viễn thám, tiền xử lý và giải đoán ảnh.5Trong đó tập trung tìm hiểu về ảnh vệ tinh MODIS AOD cóđộ phân giải 3 km và ảnh vệ tinh VIIRS AOD có độ phân giải6 km. Đồng thời thực hiện tìm hiểu về các công cụ mã nguồnmở để xử lý và trích xuất dữ liệu ảnh viễn thám. Trong đó cóbộ thư viện GDAL (Geospatial Data Abstraction Library) giúpđọc các thông tin siêu dữ liệu (metadata), trích xuất các bandchứa dữ liệu sol khí, chuyển đổi các định dạng và tạo cácảnh... Ngôn ngữ kịch bản Python và ngôn ngữ lập trình PHPđược sử dụng để viết các mã lệnh xử lý ảnh vệ tinh. Cơ sở dữliệu không gian PostgreSQL – PostGIS lưu trữ thông tin ảnhvệ tinh và dữ liệu ảnh dưới dạng raster.Bước tiếp theo sẽ thực hiện trích xuất dữ liệu sol khítừ ảnh vệ tinh MODIS và VIIRS, lấy dữ liệu từ các trạm quantrắc, lấy dữ liệu cháy rừng…Sau khi có đầy đủ dữ liệu, thựchiện tích hợp dữ liệu ảnh vệ tinh và dữ liệu từ các tram quantrắc dựa trên khoảng thời gian và không gian xác định.Cuối cùng, đưa ra các đánh giá và phân tích độ dàyquang học sol khí dựa trên ...