(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel2 và dữ liệu radar sentinel1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ KHÁNH CHÂU NGHIÊN CỨU KẾT HỢP ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC SENTINEL-2 VÀ RADAR SENTINEL-1 TRONG XÁC ĐỊNH TRỮ LƢỢNG RỪNG TẠI VƢỜN QUỐC GIA YOK ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 8620211 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HẢI HOÀ Hà Nội, 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình thực hiện, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa có cơng bố cơng trình khác Tác giả Hà Khánh Châu ii LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel-2 liệu radar sentinel-1 xác định trữ lượng rừng vườn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk” đƣợc hồn thành theo chƣơng trình đào tạo Thạc sỹ, khóa 2017 - 2019 trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Trong trình học tập thực luận văn, tác giả nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp; Khoa đào tạo sau đại học; Các thầy giáo, cô giáo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp; Các anh, chị, em, bạn bè đồng nghiệp Nhân dịp này, tác giả xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trƣớc quan tâm giúp đỡ q báu Xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Hải Hịa tận tình hƣớng dẫn bảo suốt trình thực luận văn Mặc dù cố gắng nỗ lực, nhƣng kinh nghiệm nghiên cứu chƣa nhiều, đặc biệt hạn chế mặt thời gian trình nghiên cứu nên luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận đƣợc góp ý thầy cô giáo bạn bè đồng nghiệp luận văn đƣợc hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 24 tháng 05 năm 2019 Học viên Hà Khánh Châu iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH, CÁC BIỂU ĐỒ .vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu ảnh vệ tinh theo d i diễn biến tài nguyên rừng 1.2 Tình hình nghiên cứu khả kết hợp ảnh Quang học ảnh Radar việc xác định trữ lƣợng rừng 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Ở Việt Nam 12 Chƣơng MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Mục tiêu 19 2.1.1 Mục tiêu chung 19 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 19 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 19 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 19 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.4.1 Phương pháp kế thừa tư liệu………………………………………20 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 21 iv Chƣơng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VƢỜN QUỐC GIA YOK ĐƠN 29 3.1 Vị trí địa lý 29 3.2 Địa hình, địa 31 3.3 Khí hậu thuỷ văn 31 3.3.1 Khí hậu 31 3.3.2 Thuỷ văn 32 3.4 Địa chất thổ nhƣỡng 32 3.5 Đa dạng sinh học 33 3.5.1 Hệ thực vật 34 3.5.2 Hệ động vật 35 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Đặc điểm trạng rừng vƣờn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk 36 4.2 Phƣơng pháp kết hợp ảnh quang học tƣ liệu Radar 38 4.2.1 Mối quan hệ giá trị NDVI; phân cực tổ hợp phân cực VH, VV với trữ lượng rừng (MGO) 39 4.2.2 Mơ hình xác định trữ lượng rừng Sentinel-1 Sentinel-2 42 4.2.3 Đánh giá độ xác c a mơ hình ch số RMSE 48 4.3 Thử nghiệm xác định trữ lƣợng rừng từ ảnh quang học tƣ liệu radar cho vƣờn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk 49 4.4 Đề xuất phƣơng pháp kết hợp ảnh quang học tƣ liệu radar để xác định trữ lƣợng rừng 52 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ BIỂU v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Đặc điểm khả ứng dụng sô loại ảnh vệ tinh Bảng 2.1 Phân loại NDVI theo chất lƣợng thực vật lớp phủ bề mặt đất24 Bảng 4.1 Diện tích loại rừng đất lâm nghiệp phân theo mục đích sử dụng VQG Yok Đơn, tỉnh Đắk Lắk 37 Bảng 4.2 Mối quan hệ giá trị điểm ảnh với trữ lƣợng rừng 41 Bảng 4.3: Mối quan hệ tổ hợp giá trị điểm ảnh với trữ lƣợng rừng 47 Bảng 4.4 Kết đánh giá độ xác mơ hình 48 Bảng 4.5 Diện tích, trữ lƣợng rừng VQG Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk 49 vi DANH MUC CÁC HÌNH Hình 3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 30 Hình 4.1 Hệ thống điểm điều tra VQG Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk 38 Hình 4.3 Hiện trạng rừng vƣờn quốc gia Yok Đơn, tỉnh Đắk Lắk 51 Hình 4.2 Phân bố trữ lƣợng gỗ vƣờn quốc gia Yok Đôn, 50 tỉnh Đắk Lắk 50 DANH MUC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1 Mối quan hệ VH với MGO 39 Biều đồ 4.2 Mối quan hệ phân cực VV với MGO 40 Biều đồ 4.3 Mối quan hệ giá trị trung bình phân cực VV, VH với MGO 40 Biều đồ 4.4 Mối quan hệ NDVI với MGO 41 Biều đồ 4.5 Mối quan hệ tổ hợp NDVI-VHMN với MGO 42 Biều đồ 4.6 Mối quan hệ tổ hợp NDVI-VVMN với MGO 43 Biều đồ 4.7 Mối quan hệ tổ hợp NDVI-TBMN với MGO 43 Biều đồ 4.8 Mối quan hệ tổ hợp NDVI+VHMN với MGO 44 Biều đồ 4.9 Mối quan hệ tổ hợp NDVI+VVMN với MGO 44 Biều đồ 4.10 Mối quan hệ tổ hợp NDVI+TBMN với MGO 45 Biều đồ 4.11 Mối quan hệ tổ hợp NDVI*VHMN với MGO 45 Biều đồ 4.12 Mối quan hệ tổ hợp NDVI*VVMN với MGO 46 Biều đồ 4.13 Mối quan hệ tổ hợp NDVI*TBMN với MGO 46 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VQG Vƣờn quốc gia VH, VV Phân cực đứng-ngang, phân cực đứng – đứng (trong vệ tinh radar) MGO Trữ lƣợng gỗ NDVI Chỉ số khác biệt thực vật (Nomalize Different Vegetation Index) VHMN Giá trị tán xạ trung bình phân cực đứng-ngang VVMN Giá trị tán xạ trung bình phân cực đứng – đứng TBMN Giá trị tán xạ trung bình phân cực đứng – ngang đứng – đứng GIS Hệ thống thông tin địa lý FAO Tổ chức nông lƣơng liên hợp quốc GPS Hệ tống định vị toàn cầu NIR Kênh cận hồng ngoại RED Kênh đỏ dB Đề-xi-ben (Đơn vị đo cƣờng độ tán xạ tia radar) OTC Ô tiêu chuẩn (dùng để đo đếm trữ lƣợng gỗ thực địa) RMSE Sai số trung phƣơng (Root Mean Square Error) ĐẶT VẤN ĐỀ Trƣớc phần lớn đất nƣớc Việt Nam có rừng che phủ, nhƣng khoảng kỷ qua, rừng bị suy thoái nặng nề Tỷ lệ che phủ rừng giảm từ 43% vào năm 1943 xuống 27,1% vào năm 1980 26,2% vào năm 1985 (Bộ Lâm nghiệp, 1991) Nhờ chƣơng trình trồng rừng (chƣơng trình 327 giai đoạn 1992-1998 dự án trồng triệu rừng giai đoạn 1998-2010), tính đến năm 2005, nƣớc có 12,6 triệu rừng (trong đó: rừng tự nhiên có gần 10,3 triệu ha, rừng trồng 2,3 triệu ha), nâng độ che phủ rừng đạt 37% (nguồn - Cục Kiểm lâm); năm 2009 độ che phủ rừng nƣớc ta 39,1% [1] Nguyên nhân rừng công tác quản lý rừng nƣớc ta chƣa bền vững bộc lộ nhiều yếu kém, cụ thể: công tác kiểm kê rừng hàng năm chƣa cập nhật kịp thời diện tích, trữ lƣợng trạng thái rừng Nhiều diện tích rừng bị đốt nƣơng làm rẫy,chuyển đất có rừng sang đất sản xuất, khai thác mức vƣợt khả phục hồi tự nhiên rừng… nhƣ diện tích rừng đƣợc tăng lên nhờ cơng tác trồng khoanh nuôi bảo vệ không đƣợc thống kê, cập nhật kịp thời vào đồ trạng Việc điều tra, đánh giá tài nguyên rừng công việc tốn nhiều nhân lực, vật lực Thời gian chu kỳ điều tra kéo dài năm, tài nguyên rừng biến động nhanh dẫn tới kết điều tra thiếu xác Mặt khác, trạng biến động thảm thực vật rừng quan trọng phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ, phát triển khai thác sử dụng tài nguyên rừng cách bền vững Chính vậy, nhiệm vụ đặt quan chức nhà quản lý lâm nghiệp cần phải áp dụng phƣơng pháp cập nhật nhanh, kịp thời, xác xây dựng đồ trạng rừng Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học vũ trụ, công nghệ xử lý ảnh viễn thám xuất ngày tỏ r tính ƣu việt cơng tác điều tra, quản lý tài nguyên Dữ liệu viễn thám với tính chất đa thời gian, đa phổ, phủ trùm diện tích rộng cho phép cập nhật thơng tin, tiến hành nghiên cứu cách nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm đƣợc thời gian công sức Trong nghiên cứu trạng tài nguyên rừng, nghiên cứu ảnh viễn thám ngày tỏ ƣu khả cập nhật thơng tin phân tích biến động cách nhanh chóng Nghiên cứu ảnh viễn thám ứng dụng vào thực tiễn từ lâu giới; năm 1960 thành lập đồ rừng đồ lớp phủ bề mặt Tuy nhiên, đến Việt Nam chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi, việc tiến hành quy hoạch, lập đồ trạng rừng cấp chủ yếu theo phƣơng pháp thủ công, tức thống kê dựa vào số liệu kiểm kê địa phƣơng Ảnh vệ tinh Radar với ƣu nhƣ khả chụp ảnh không phụ thuộc vào thời tiết, chụp ảnh ban ngày lẫn ban đêm công cụ hữu hiệu để theo dõi, giám sát Tài nguyên Môi trƣờng, nƣớc thƣờng xuyên bị ảnh hƣởng mây nhƣ Việt nam Không đƣợc thu nhận vùng sóng dài nhiều so với sóng nhìn thấy thơng thƣờng ảnh vệ tinh radar nhạy cảm với đặc tính cấu trúc, độ gồ ghề, tính đồng độ ẩm bề mặt đất, thông tin hầu nhƣ đƣợc ảnh quang học truyền thống Tuy nhiên, ảnh radar có nhiều mặt hạn chế đáng kể nhƣ biến dạng lớn hình học,nhiều nhiễu hình ảnh đối tƣợng có nhiều khác biệt so với cảm nhận ngƣời, làm ảnh hƣởng nhiều đến việc triển khai ứng dụng ảnh radar Nhƣ thấy hai loại ảnh radar ảnh quang học truyền thống có mạnh điểm yếu riêng [2] Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn tiến hành thực luận văn “Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel-2 liệu radar Sentinel-1 xác định trữ lượng rừng Vườn Quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk” ...i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình tơi thực hiện, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa có cơng bố cơng trình khác Tác giả Hà Khánh Châu ii LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên... chân thành cảm ơn! Hà Nội, 24 tháng 05 năm 2019 Học viên Hà Khánh Châu iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH