Lập trình GIS xây dựng công cụ theo dõi nhiệt độ bề mặt tại tỉnh Bình Dương giai đoạn 1995-2024 bằng chuỗi ảnh Landsat

Nguyễn Trọng Nhân ¹*, Tô Nguyễn Nhật Khôi¹, Lê Thiên Bảo¹

¹Khoa Trắc địa, Bản đồ và Thông tin Địa lý, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

Tóm tắt:

Phát triển đô thị hoá đã đẩy nhanh sự mở rộng diện tích của bề mặt không thấm và gián tiếp gây ra sự gia tăng sức nóng của môi trường nhiệt tại khu vực đô thị tỉnh Bình Dương. Để theo dõi sự biến đổi của môi trường nhiệt, bài báo xây dựng công cụ tự động tính toán chỉ số nhiệt độ bề mặt LST (Land Surface Temperature) trên kênh hồng ngoại nhiệt của ảnh Landsat giai đoạn 1995–2024 bằng ngôn ngữ lập trình Python và thư viện ArcPy của phần mềm ArcMap. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ bề mặt tại tỉnh Bình Dương có xu hướng gia tăng với nhiệt độ trung bình toàn tỉnh tăng 4,5^oC từ năm 1995 (28,5^oC) đến năm 2024 (33^oC) và nhiệt độ cao chủ yếu phân bố tập trung ở các khu đô thị, khu công nghiệp của các thành phố lớn nhỏ như TP Thủ Dầu Một, TP Dĩ An, TP Thuận An, TP Tân Uyên hay thị xã Bến Cát và huyện Bàu Bàng. Đồng thời, độ tin cậy của công cụ được đánh giá cao với hệ số xác định R² gần xấp xỉ 1 và sai số rất thấp RMSE <0,15 khi so sánh với kết quả tính toán giá trị nhiệt bằng Google Earth Engine. Qua đó, chứng minh tính hiệu quả của công cụ có khả năng phân tích dữ liệu viễn thám góp phần tính toán nhanh chóng nhiệt độ bề mặt trên ảnh quang học qua nhiều thời điểm đã góp phần hỗ trợ công tác theo dõi môi trường nhiệt nói chung và quản lý tài nguyên môi trường nói riêng trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay.

Từ khóa:Công cụ, GIS, Landsat, Môi trường nhiệt, Nhiệt độ bề mặt

GIS programming to build a thermal environment monitoring tool in Binh Duong province

 period 1995-2024 using Landsat image series

Nguyen Trong Nhan^1*, To Nguyen Nhat Khoi¹, Le Thien Bao²

¹Department of Geodesy, Cartography and Geomatic, University of Natural Resources and Environment Ho Chi Minh City, Viet Nam

Corresponding Author Email: ntnhan@hcmunre.edu.vn

Abstract:

Urbanization development has accelerated the expansion of the area of ​​impermeable surfaces and indirectly caused an increase in the heat of the thermal environment in the urban area of ​​Binh Duong province. To monitor changes in the thermal environment, the article builds a tool to automatically calculate the surface temperature index LST (Land Surface Temperature) on the thermal infrared channel of Landsat images for the period 1995–2024 using the programming language. Python program and ArcPy library of ArcMap software. Research results show that surface temperature in Binh Duong province tends to increase with the average temperature of the whole province increasing by 4.5^oC from 1995 (28.5^oC) to 2024 (33^oC) and the High altitude is mainly distributed in urban areas and industrial parks of large and small cities such as Thu Dau Mot City, Di An City, Thuan An City, Tan Uyen City or Ben Cat town and Bau Bang district. The reliability of the tool is highly appreciated with a coefficient of determination R² close to approximately 1 and a very low error RMSE <0.15 when comparing the results of heat value calculations using Google Earth Engine.Thereby, proving the effectiveness of the research tool capable of analyzing remote sensing data, contributing to quickly calculating surface temperature on optical images over many times, contributing to supporting environmental monitoring work. Thermal environment in general and environmental resource management in particular in the context of current climate change.

Keywords: Tool, GIS, Landsat, Thermal environment, Land surface temperature

Bản đồ nhiệt độ bề mặt tỉnh Bình Dương năm 1995 (a), 2005 (b), 2015 (c) và 2024 (d)

Chi tiết bài viết tại đây (PDF)