Bài viết Thiết lập mô hình quan hệ của hệ số cây trồng giải tích với chỉ số thực vật NDVI từ ảnh vệ tinh landsat để ước tính lượng bốc thoát hơi nước cho lưu vực Sông Cầu thiết lập mô hình về mối quan hệ tuyến tính giữa hệ số cây trồng khu vực của lưu vực Sông Cầu trên pixel ảnh Landsat bằng phương pháp giải tích (Kc-gt) với chỉ số thực vật NDVI.
Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 THIẾT LẬP MƠ HÌNH QUAN HỆ CỦA HỆ SỐ CÂY TRỒNG GIẢI TÍCH VỚI CHỈ SỐ THỰC VẬT NDVI TỪ ẢNH VỆ TINH LANDSAT ĐỂ ƯỚC TÍNH LƯỢNG BỐC THỐT HƠI NƯỚC CHO LƯU VỰC SƠNG CẦU Lƣơng Chính Kế1, Nguyễn Văn Hùng2, Trần Ngọc Tƣởng3,* Hội Trắc địa - Bản đồ - Viễn thám Việt Nam, Số Đặng Thùy Trâm, Hà Nội Cục Viễn thám quốc gia, 83 Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội Bộ Công An, 47 Phạm Văn Đồng, Hà Nội * Email: lchinhke@gmail.com MỞ ĐẦU Định lượng nhu cầu nước trồng cần biết xác để lập kế hoạch tưới tiêu thiết kế sở hạ tầng tưới tiêu khu vực xác định Hệ số trồng (Kc) liên quan đến nhu cầu nước loại trồng cụ thể loại trồng tham chiếu [1] Kc phân làm hai loại Kc đơn (Single Kc) Kc kép (Dual Kc) Kc đơn hiểu Kc sử dụng đồng thời cho trồng đất; Kc kép Kc tách biệt riêng cho đất (Ke) cho trồng (Kcb) Phương pháp truyền thống xác định Kc dựa cỏ đề cập tài liệu FAO irrigation and Drainage Papers no 24 and no 33 [1, 2] Doorenbos Kassam (1986) phương pháp cho phép dự báo khả bốc thoát nước tiềm khoảng sai số từ 10 % đến 20 % với liệu khí tượng tin cậy tổng thời gian sinh trưởng độ dài giai đoạn phát triển biết Phương pháp viễn thám xác định Kc Đối với bề mặt địa hình khơng đồng nhất, gồm loại trồng khác giai đoạn sinh trưởng khác nhau, khó để gán giá trị Kc thích hợp Do đó, phương pháp giải tích tính Kc từ tư liệu viễn thám (Kc-gt) áp dụng cho lưu vực xác định mà không cần thông tin loại trồng giai đoạn sinh trưởng [3] Trong phương pháp này, việc xác định hệ số trồng (Kc-gt) đòi hỏi cần ước tính độc lập đại lượng bốc nước tiềm trồng dựa vào số tham số lý - sinh bề mặt địa hình trích xuất từ ảnh viễn thám (từ số thực vật) [4]; đồng thời bốc thoát nước tham chiếu ETo từ số liệu quan trắc khí tượng khu vực [5] Xu sử dụng số thực vật để xác định hệ số trồng tư liệu ảnh viễn thám, sau tính bốc nước thực tế trung bình ngày nhiều sở nghiên cứu quan tâm [6, 7, 8, -12] Mục đích nghiên cứu thiết lập mơ hình mối quan hệ tuyến tính hệ số trồng khu vực lưu vực Sông Cầu pixel ảnh Landsat phương pháp giải tích (Kc-gt) với số thực vật NDVI Sau tính bốc nước thực tế ETa đánh giá so sánh với số liệu thực địa ETa-TĐ; đồng thời đánh giá so sánh với số liệu ETa ước tính phương pháp viễn thám S-SEBI (Simple- Surface Energy Balance Index) [13] PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu lưu vực SÔNG CẦU nằm phạm vi tọa độ địa lý: 21o07' - 22o18' vĩ bắc, 105o28' - 106o08' kinh Đơng Phía đơng lưu vực Sơng Cầu có đỉnh núi cao 700m 213 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 Dãy núi Tam Đảo phía tây có đỉnh Tam Đảo cao 1592m Khí hậu Lưu vực Sơng Cầu có đặc điểm nhiệt đới gió mùa Mơ hình số độ cao (DEM) Lưu vực Sông Cầu lập từ đồ địa hình 1/25.000 có độ phân giải 30x30m Bản đồ hành DEM lưu vực Sơng Cầu thể Hình 2.2 Tƣ liệu ảnh số liệu khí tƣợng Dữ liệu ảnh LANDSAT-7 ETM thu nhận ngày 23/11/2001 04/11/2000 mức xử lý 1T, không mây, có độ phân giải trung bình ảnh đa phổ 30 mx30 m (Hình 1) Tại thời điểm thu nhận ảnh, số liệu đo đạc trạm khí tượng ngoại nghiệp nhiệt độ khơng khí Ta, vận tốc gió u, nắng thực n, độ ẩm khơng khí RH đại lượng bốc nước thực tế ETa-TĐ ghi Bảng Bảng Số liệu ngoại nghiệp 06 trạm quan trắc khí tượng ngày 04/11/2000 23/11/2011 Ngày 04/11/2000 Z Ta (oC) Ngày 23/11/2001 u n RH T quan trắc Bắc Ninh Bắc Giang Vĩnh Yên Tam Đảo Th Nguyên Bắc Kạn m Tmin Tmax m/s % 17 685 36 138 13,8 13,3 14,8 12,2 13,2 11,1 27,3 28,0 27,7 22,2 28,6 28,8 4 4 9,9 9,8 10,0 10,1 10,4 8,7 70 72 76 54 73 79 ETa -TĐ mm/ ng 4,9 3,9 3,1 4,3 4,4 2,8 Ta (oC) u n RH Tmin Tmax m/s % 13,0 12,4 13,1 10,0 11,5 8,5 9,3 9,2 8,8 9,6 8,6 7,9 9,3 9,2 8,8 9,6 8,6 7,9 9,3 9,2 8,8 9,6 8,6 7,9 72 73 76 59 72 80 ETaTĐ mm/ ng 3,4 2,9 2,4 3,5 3,1 2,4 2.3 Phƣơng pháp Ước tính lượng bốc thực tế (ETa) cách sử dụng hệ số trồng Kc giải tích (Kc-gt) hàm số số thực vật NDVI trích xuất từ ảnh vệ tinh ETa thực tế tính theo cách truyền thống cách sử dụng hệ số trồng (Kc-gt) bốc thoát nước tham chiếu (ETo): ETa = Kc-gt x ETo (1) với Kc tính từ NDVI trích xuất ảnh vệ tinh thơng qua tham số tuyến tính a, b: Kc-gt = a.NDVI + b (2) Biểu thức (1) biểu thức phản ánh thực tế khách quan quan trắc trình thời kỳ sinh trưởng kể từ trồng hay thời kỳ đầu qua thời kỳ phát triển, vào thời kỳ kết trái sau thời kỳ cuối chín thu hoạch [8] 2.3.1 Phương pháp giải tích xác định hệ số trồng Kc, (Kc-gt) Kc khảo sát thực nghiệm, Kc tính tốn dựa vào phương pháp giải tích DEMETER (DEMonstration of Earth observation Technologies in Routine irrigation advisory service) [3]: Kc-gt = (3) Trong đó: PET(rs = rsmin) - Bốc thoát nước tiềm cho trường hợp nhận kháng bề mặt rs = minimum; ETo - Bốc thoát nước tham chiếu Kháng bề mặt mơ tả sức kháng dịng nước mà trồng thải bề mặt đất bốc Kháng bề mặt rs = trồng kháng bề mặt phụ thuộc vào số diện tích LAI (Leaf Area Index), (FAO-56) [5]: 214 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 rs,min = rleaf,min/LAIactive (4) Trong LAIactive số diện tích hứng nắng Mặt Trời nhận (1/2)LAI (03:13:46, 04-11-2000), LE71270452000309S01 _B1, 30m (03:46:30, 23-11-2001) LE71270452001327S01 _B1, 30m Lưu vực Sông Cầu DEM (30mx30m) Hình Tư liệu ảnh, đồ hành lưu vực Sơng Cầu DEM tương ứng Một số tham số lý - sinh bề mặt địa hình sử dụng việc tính Kc-gt (3) cần xác định [4]: ▪ Kháng khí động học tải nhiệt, ra,H; ▪ Vận tốc ma-sát, ; ▪ Độ nhám động lượng, zom (m); ▪ Chỉ số diện tích lá, LAI; ▪ Nhiệt bề mặt, Ts; ▪ Bức xạ rịng trung bình ngày, Rnd Sáu tham số trích xuất từ số thực vật NDVI ảnh viễn thám kết hợp với số liệu trạm khí tượng khu vực Ở khu vực địa hình có độ chênh cao lớn, số đại lượng lý-sinh bề mặt địa hình cần chuẩn hóa (hiệu chỉnh ảnh hưởng yếu tố chênh cao địa hình) nhiệt bề mặt, độ nhám động lượng, [4, 5] 2.3.2 Ước tính bốc thoát nước tham chiếu ETo FAO-56 phương pháp kết hợp Penman-Monteith đề xuất để tính bốc nước tham chiếu trung bình ngày ETo (mm/ngày) Tổ chức Nông Lương giới (FAO) khuyến cáo sử dụng, coi tiêu chuẩn giới Chi tiết FAO-56 trình bầy tài liệu “FAO Irrigration and drainage paper 56” [5] 2.3.3 Phương pháp S-SEBI Phương pháp S-SEBI (Simple-Surface Energy Balance Index) Roerink et al., 2000 [13] đề xuất Nhận tổng thông lượng nhiệt đất G xấp xỉ (Allen cộng sự, 1998) [14] giá trị bốc thoát nước thực tế bề mặt đất ETa tính cơng thức: (5) 215 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 Trong đó: ETa - Bốc thoát nước thực tế bề mặt đất (mm/ngày); - Bức xạ rịng trung bình ngày (MJ/m2/ngày), - Hằng số Tỷ phần bốc thoát nước theo ngày nhận xấp xỉ tỷ phần bốc thoát nước tức thời Cơng thức để tính dựa vào quan hệ tuyến tính suất phân sai bề mặt α (hay albedo) nhiệt độ bề mặt Ts đưa ra: (6) Trong đó: - Là hệ số truyến tính đường thẳng biểu diễn quan hệ nhiệt độ bề mặt Ts với albedo tương ứng cho điều kiện “khô” điều kiện “ẩm” bề mặt Theo [15], ETa (5) tính sau nhiệt bề mặt Ts trích xuất từ kênh ảnh nhiệt hiệu chỉnh chênh cao địa hình nhờ DEM Biểu thức (5) cịn cải nhờ hệ số liên hệ c Công thức xác định “hệ số liên hệ c” đề xuất sau: (ETa_PT)/(ETFi × ETo_Rnd_VT) (7) Trong đó: ETFi - Tỷ phần bốc nước tức thời tính theo phương pháp S-SEBI; ETa_PT - Bốc thoát nước thực tế bề mặt xác định theo phương pháp Priestley-Taylor; ETo_Rnd_VT - Bốc thoát nước tham chiếu xác định theo phương pháp FAO-56 PM (bức xạ rịng trung bình ngày chiết xuất từ ảnh viễn thám) Trong thực nghiệm, tham số sử dụng đề đánh giá độ xác phương pháp, phương án bao gồm: sai số trung phương, RMSE (Root Mean Square Error); Sai số tuyệt đối trung bình, MAE (Mean Absolute Error); sai số độ lệch trung bình MBE (Mean Bias Error); tham số hiệu mơ hình, ME (Modeling Eficiency); Chỉ số phù hợp mơ hình, AI (Modeling Agreement Index) KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Trong phần thực nghiệm, hai nội dung tiến hành giải quyết: 1/ Thiết lập mơ hình Kc tối ưu thời kỳ 23/11/2001 (Phương án 3T 6T): Sử dụng cặp trị NDVI với Kc-gt tương ứng xác định hệ số tuyến tính a, b tối ưu cho Kc Kc tối ưu cần thỏa mãn điều kiện: Giữa NDVI Kc giải tích tối ưu, ETa tính từ Kc giải tích tối ưu với ETa_TĐ có hệ số tương quan R ≥ 70 % Phương án 3T sử dụng trạm Bắc Giang, Vĩnh Yên Tam Đảo để xác định a, b tối ưu cho Kc Ba điểm lại: Bắc Ninh, Thái Nguyên, Bắc Kạn sử dụng làm điểm kiểm tra (3C) để đánh giá độ xác 2/ Kiểm chứng mơ hình Kc tối ưu thời kỳ 23/11/2001 sử dụng ảnh thời kỳ 4/11/2000: Sử dụng hệ số a, b thời kỳ 23/11/2001 NDVI thời kỳ 04/11/2000 (ký hiệu NDVI(2000) để tính ETa cho thời kỳ 04/11/2000 (ký hiệu ETa (2000) 3.1 Thiết lập mơ hình Kc = a NDVI (2001) + b tính ETa cho thời kỳ 23/11/2001 Thời kỳ 23/11/2001 vào đầu mùa đông Đối với trồng thời vụ, hạt thu hoạch Đối với lâu năm vào thời điểm ương chín Đối với thảm thực vật rừng thời điểm ngả vàng Vào thời điểm này, kháng bề mặt tương đối thấp nhận rs cho lưu vực Sông Cầu 30 (s/m) Một số tham số lý-sinh bề mặt địa hình lưu vực Sơng Cầu cho thời kỳ ngày 23/11/2001 trạm khí tượng tính từ số thực vật NDVI (trích xuất từ ảnh phản bề mặt từ kênh Red NIR) dựa theo mục Để tính Kc-gt, ngồi tham số lý-sinh bề mặt địa hình, cần tính số tham số thời tiết trạm khí tượng theo FAO-56, cần tính xạ rịng trung bình ngày cho bề mặt tham chiếu Rnd-ref (MJ/m2/ngày) (nhận thông lượng nhiệt đất trung bình ngày 0, G = 0) dựa vào số liệu thời tiết đo trạm khí tượng (Bảng 1) 216 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 Cuối hệ số trồng giải tích (Kc-gt) trạm khí tượng tính tốn phương trình (3) Kết số tham số sau tính tốn thống kê Bảng Theo phương án trình bầy, cần xác định hai hệ số a, b cách sử dụng cặp trị NDVI (2001) với Kc-gt Bảng để tính a, b thỏa mãn điều kiện đặt Kết tính tốn nhận được: ▪ Phương án 3T: Kc(2001) = 0.8228xNDVI(2001) - 0.0541 (8a) ▪ Phương án 6T: Kc(2001) = - 0.0465xNDVI(2001) + 0.9208 (8b) Do khuôn khổ cho phép báo, Hình thể bốn ảnh: NDVI, Kc, ETo, ETa thời kỳ 23/11/2001 làm ví dụ cho phương án 6T Sử dụng phương trình (8a) (8b) trị ETa phương án 3T 6T trạm khí tượng trình bầy Bảng Cột cuối Bảng trị ETa tính phương pháp S-SEBI trích lục từ tài liệu [15] Biến thiên trị ETa phương án trạm khí tượng thể Hình Quan sát hình 3, nhận thấy phương án 6T xác định Kc tối ưu hàm số số thực vật NDVI cho ETa bám sát vào trị đo thực địa Eta - TĐ Các sai số ETa phương pháp ghi Bảng -0.36 0.89 NDVI(2001) 0.88 0.94 Kc-6T(2001) 2.08 4.19 ETo(2001) 1.95 3.57 ETa(2001) Hình Bốn ảnh NDVI, Kc, ETo ETa thời kỳ 23/11/2001 Bảng Kc-giải tích sáu trạm khí tượng thời kỳ 23/11/2001 ETa-TD (mm/ng) NDVI (-) LAI (-) raH (s/m) Rnd-ref (MJ/m2/ng) ETo (G=0) (mm/ng) Kc-gt (2001) (-) Bắc Ninh 3.4 0.324 0.14895 (s/m) 8.86765 3.51694 1.06663 Bắc Giang 2.9 0.172 0.01509 0.79323 8.86713 3.28624 1.06869 Vĩnh Yên 2.4 0.356 0.20939 1.05722 8.75416 3.09389 1.05700 Tam Đảo 3.5 0.767 3.35986 1.05616 8.12711 4.02192 0.98930 Th Nguyên 3.1 0.382 0.27017 0.42434 8.41648 3.38569 1.05808 Bắc Kạn 2.4 0.257 0.06445 0.79062 8.15238 2.62767 1.05526 Tr Khí Tg 217 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 Bảng Kết tính ETa từ Kc tối ưu phương pháp, thời kỳ 23/11/2001 ETa-6T (mm/d) ETa-3T (mm/d) ETa (SSEBI) Bắc Ninh 3.4 3.185 2.896 2.6 Bắc Giang 2.9 99 2.712 2.29 Vĩnh Yên 2.4 2.798 2.523 2.4 Tam Đảo 3.5 3.560 3.056 3.71 T Nguyên 3.1 3.057 2.764 3.05 Bắc Kạn 2.4 2.388 2.139 2.75 ETa-TD ETa (mm/d) ETaTĐ (mm/d) Thời kỳ 23/11/2001 ETa phương án, 23/11/2001 ETa-6T 3.75 3.5 3.25 2.75 2.5 2.25 1.Bắc Ninh 2.Bắc Giang 3.Vĩnh 4.Tam 5.Th 6.Bắc Đảo Ngun Kạn n Trạm khí tượng Hình Biến thiên ETa phương án trạm khí tượng, thời kỳ 23/11/2001 3.2 Kiểm chứng mơ hình Kc thời kỳ 23/11/2001 cách tính ETa cho thời kỳ 04/11/2000 Bảng Kết tính Kc- ETa thời kỳ (04/11/2000) ETa_TĐ (mm/d) NDVI (-) Kc (-) ETo (mm/d) ETa (mm/d) ETa (S-SEBI) (mm/d) Bắc Ninh 4.9 0.302 0.90676 4.14835 3.762 3.84 Bắc Giang 3.9 0.218 0.91066 4.06217 3.699 2.40 Vĩnh Yên 3.1 0.384 0.90294 4.01080 3.622 3.02 Tam Đảo 4.3 0.85 0.88127 4.98392 4.392 4.68 T Nguyên 4.4 0.389 0.90271 4.11331 3.713 3.39 Bắc Kạn 2.8 0.185 0.91220 3.47028 3.166 2.65 ETa ba phương pháp, 04/11/2000 ETa (mm/ng) ETa-(S-SEBI) ETa-6T ETa-TD 5,1 4,6 4,1 3,6 3,1 2,6 2,1 1.Bắc Ninh 2.Bắc Giang 3.Vĩnh Yên 4.Tam Đảo 5.Th Ngun 6.Bắc Kạn Trạm khí tượng Hình Biến thiên ETa phương pháp trạm khí tượng, thời kỳ 04/11/2000 Thực nghiệm nghiên cứu mục nhằm giải đáp cho câu hỏi: Liệu sử dụng Kc tối ưu (tham số a b phương án 6T) thời kỳ 23/11/2001 để tính ETa từ NDVI cho thời kỳ 4/11/2000 vào thời điểm tháng, mùa? Trả lời câu hỏi này, thiết lập mơ hình (9) cho thời kỳ 04/11/2000 Kết nhận đồng thời đánh giá so sánh với trị thực địa ETa-TĐ kết ETa phương pháp S-SEBI lấy từ nghiên cứu [15] Hệ số trồng Kc ETa cho thời kỳ 04/11/2000 viết: ETa(2000) = (-0.0465 NDVI(2000) + 0.9208).ETo(2000) 218 (9) Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 Trong đó: NDVI(2000) ETo(2000) số thực vật bốc thoát nước tham chiếu thời kỳ 04/11/2000 Kết tính tốn giới thiệu Bảng So sánh biến thiên giá trị ETa thời kỳ 04/11/2000 sáu trạm khí tượng ba phương pháp: đo thực địa (ETa-TĐ), phương án 6T đề xuất (ETa) phương pháp S-SEBI giới thiệu Hình Bằng trực giác dễ dàng nhận thấy phương án đề xuất (nét liền mầu xanh) sát với trị đo thực địa Để đánh giá mơ hình (9), sai số RMSE, MAE, MBE số thống kê ME, AI phương pháp đề xuất tổng kết Bảng mục 3.3 Bốn ảnh thời kỳ 04/11/2000 giới thiệu Hình -0.36 0.89 NDVI(2000) 0.87 0.94 Kc-6T(2000) 2.47 5.26 ETo(2000) 2.33 4.60 ETa-6T(2000) Hình Ảnh NDVI Kc, ETo, ETa sử dụng phương án 6T cho thời kỳ 4/11/2000 3.3 So sánh đánh giá phƣơng pháp tính ETa hai thời kỳ 23/11/2001 04/11/2000 Các sai số RMSE, MAE, MBE số ME, AI phương án xác định ETa dựa vào Kc so sánh với phương pháp S-SEBI ghi tổng kết Bảng Bảng Các sai số số đánh giá phương án, phương pháp cho hai thời kỳ Thời kỳ 23/11/2001 Thời kỳ 04/11/2000 Ph pháp tính ETa MBE (mm) RMSE (mm); (%) MAE (%) ME (-) AI (-) 3T 0.170 0.289; 9.80 8.10 0.59141 0.82671 3C 0.367 0.381; 12.83 12.18 0.17415 0.81 6T 0.048 0.191; 6.49 4.16 0.74474 0.88390 S-SEBI 0.15 0.444; 15.04 11.13 -0.04070 0.74840 6T -0.089 0.582; 15.60 12.67 0.31831 0.68842 S-SEBI 0.57 0.872; 22.37 16.64 -0.40090 0.67680 Quan sát Bảng so sánh đánh giá kết nghiên cứu, nhận thấy: ▪ Phương án 3T thời kỳ 23/11/2001 (xác định Kc tối ưu từ cặp điểm) cho sai số RMSE MAE xấp xỉ 10 % với số ME, AI 0,59 0,83 Đánh giá mơ hình điểm kiểm tra (3C), RMSE MAE 12,83 12,18; tham số ME nhỏ 0,17 ▪ Phương án 6T thời kỳ 23/11/2001 (xác định Kc tối ưu từ cặp điểm) cho sai số nhỏ (RMSE MAE nhỏ 10 %) với số ME, AI lớn (0,74 0,88) so với phương án khác Điều chứng tỏ phương trình (8b) thiết lập cho độ xác độ tin cậy cao 219 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 ▪ Sử dụng mơ hình Kc phương án 6T (hai hệ số a, b) năm 2001 để tính ETa cho 4/11/ 2000 vào tháng, mùa (tháng 11, đầu mùa Đông) với việc sử dụng NDVI năm 2000, độ xác ETa(2000) thông qua sai số RMSE MAE 16 % 13 % với ME, AI tương ứng 0,32 0,69 Trong RMSE MAE phương pháp S-SEBI 22 % 17 % với ME mang dấu (-) KẾT LUẬN Bằng phương pháp giải tích sử dụng tư liệu viễn thám tích hợp với số liệu khí tượng cho phép xác định hệ số trồng tức thời Kc pixel ảnh có độ phân giải cao ảnh Landsat Nó phản ánh thực tế khách quan trạng thái thảm thực vật nguồn nước cung cấp cho trồng thông qua đại lượng ETa Việc xác định Kc tối ưu (thông qua hệ số a, b) hàm số NDVI tăng độ xác xác định ETa giao động quanh 10 % Nghiên cứu sử dụng hệ số Kc tối ưu năm để tính ETa năm kề cận vào tháng mùa với độ xác nhỏ 20 % có NDVI trích xuất từ ảnh năm Điều có ý nghĩa ứng dụng thực tế Kết nghiên cứu cho thấy phương án đề xuất có độ xác cao so với phương pháp S-SEBI trích xuất ETa từ ảnh Landsat Bốc nuớc thực tế ETa lưu vực tham số quan trọng để xác định nhu cầu nước trồng khu vực Cần mở rộng nghiên cứu lưu vực khác để áp dụng phương án đề xuất sản xuất quy mô rộng TÀI LIỆU THAM KHẢO Doorenbos, J and W O Pruitt 1977 - “Guidelines for predicting crop water requyrements.” FAO Irrigation and Drainage Paper, FAO, Rome, 24, pp 144 Doorenbos, J and A H Kassam 1986 - “Yield response to water.” FAO Irrigation and Drainage paper, FAO, Rome, 33, pp 193 D‟Urso et al., 2007 - EO technology for irrigation water control & management Porfolio/Library of harmonized EO technology Work Package Project deliverable D10a Draft v Allen, R., Tasumi M., Trezza R., Waters R., Bastiaanssen W., 2002 - SEBAL Surface Eneregy Balance Algorithm for Land Idaho Implementation Advanced training and Users manual Version FAO Irrigation and Drainage Paper No 56: Guidelines for computing crop water requyrement, book González1 A R., T Trooien1, J Kjaersgaard, C Hay and D G Reta-Sánchez 2016 Development of Crop Coefficients Using Remote Sensing-Based Vegetation Index and Growing Degree Days ASABE Annual International Meeting Orlando, Florida July 17-20 Kamble B., Kilic A., Hubbard K., 2013 - Estimating Crop Coefficients Using Remote SensingBased Vegetation Index Remote Sensing, 5(4), 1588-1602 Rocha J., Perdigão A., R Melo and C Henriques, 2012 - Remote Sensing Based Crop Coefficients for Water Management in Agriculture Chapter 8, http://creativecommons.org/ licenses/by/3.0, pp.167-192 Luong Chinh Ke, Tran Ngoc Tuong, 2013 - Evaluating the accuracy of hourly net radiation in Northern Vietnam extracted from MODIS satellite image Proceedings of 16-th National 220 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 conference on the Science Meteorology, Environment and Climate Change Sub-Institute of Met & Hyd in HCM City, (in Vietnamese) 10 Luong Chinh Ke, Nguyen Van Hung, Tran Ngoc Tuong, Pham Van Manh, 2014 - Effects of daily net radiation from MODIS on daily reference evapotranspiration Proceedings of the International Symposium on Geo-Informatics for Spatial-Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences (GIS-IDEAS) Da Nang, Dec 6-9, 2014 11 Tuong Ngoc Tran, Ke Chinh Luong 2015 - Actual evapotranpiration model for North Vietnam using vegetation indices of Modid data Proceedings of ACRS 2015 Philippines 12 Minh Le, Ke Luong Chinh, Tuong Tran Ngoc, Hung Nguyen Van, Son Le Minh, 2013 Essessing the accuracy of land surfacr evapotranspriration estimated by Makkink‟s model based on solar radiation extracted from Modis data Proceedings of the 9th International Conference on Geo-information for Disaster Management, Hanoi, Vietnam, 9-11 Dec 2013 13 Roerink, G J.; Su, Z.; Menenti, M (2000) - S-SEBI A simple remote sensing algorithm to estimate the surface energy balance Phys Chem Earth B 25, 147-157 14 Bastiaanssen, W G M 1998 - “Remote sensing in water resources management: The state of the art.” International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka, pp 118 15 Nguyễn Văn Hùng 2017 - Nghiên cứu ứng dụng viễn thám xác định lượng nước bốc xạ Mặt Trời lưu vực Sông Cầu Luận văn Tiến sĩ Viện Đo đạc Bản đồ, Hà Nội CREATING CROP ANALYTICAL COEFFICIENT MODEL AS A FUNCTION OF LANDSAT-NDVI VEGETATION INDEX FOR ESTIMATING CROP WATER REQUYREMENT OVER CAU RIVER BASIN Luong Chinh Ke1, Nguyen Van Hung2, Tran Ngoc Tuong3,* (1) Viet Nam Society for Surveying, Mapping and Remote Sensing, (2) Department of National Remote Sensing, (3) * Ministry of Public Security Email: lchinhke@gmail.com ABSTRACT Sustainable management of water resources play an important role in agricultural production under pressure of climate change The research here is focused on actual evapotranspiration calculation (ETa) of the CAU River basin based on crop analytical coefficients (Kc-gt) with the use of meteorological data and the NDVI vegetation index extracted from Landsat images The research was conducted on Landsat-7 images on 23/11/2001 and verified on image on 4/11/2000 by two methods: (1) ETa was estimated from optimal Kc-gt that is a function of the NDVI vegetation index and (2) ETa was estimated using Simple - Surface Energy Balance Index (S-SEBI) Experimental results give some remarks: (i) - ETa of the CAU River basin based on optimal Kc-gt and NDVI from Landsat-7 image has the Root Mean Square, Error and Mean Absolute Error, MAE smaller than 10 %; and accuracy higher than method of S-SEBI (23/11/2001 period) (ii) - Can use the model optimal Kc-gt built for this year's period (23/11/2001) to calculate ETa in adjacent period (05/11/2000) in the same month in the same season with the RMSE, MAE agitated around 15 % Keywords: Lansdsat, NDVI, crop, actual evapotranspiration 221 ... pháp Ước tính lượng bốc thực tế (ETa) cách sử dụng hệ số trồng Kc giải tích (Kc-gt) hàm số số thực vật NDVI trích xuất từ ảnh vệ tinh ETa thực tế tính theo cách truyền thống cách sử dụng hệ số trồng. .. cao so với phương pháp S-SEBI trích xuất ETa từ ảnh Landsat Bốc nuớc thực tế ETa lưu vực tham số quan trọng để xác định nhu cầu nước trồng khu vực Cần mở rộng nghiên cứu lưu vực khác để áp dụng... mặt địa hình lưu vực Sông Cầu cho thời kỳ ngày 23/11/2001 trạm khí tượng tính từ số thực vật NDVI (trích xuất từ ảnh phản bề mặt từ kênh Red NIR) dựa theo mục Để tính Kc-gt, ngồi tham số lý-sinh