Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 trong phân loại các trạng thái rừng tỉnh bắc kạn tt

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGÔ VĂN TÚ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH SPOT-5 TRONG PHÂN LOẠI CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Điều tra Quy hoạch rừng Mã số: 62.62.02.08 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2015 Luận án đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Xuân Mai, Chƣơng Mỹ, Hà Nội Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TSKH Nguyễn Duy Chuyên Phản biện 1: ……………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………… Phản biện 3: ……………………………………………… Luận án đƣợc bảo vệ Hội đồng chấm luận án cấp Trƣờng họp tại: Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Vào hồi… giờ… ngày… tháng.….năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án thƣ viện: Thƣ viện Quốc gia Thƣ viện trƣờng Đại học Lâm nghiệp PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết Tại Việt Nam, trạm thu ảnh vệ tinh SPOT-5 thức vận hành vào tháng năm 2009 Từ năm 2002 đến có 5.112 cảnh ảnh SPOT-5 (tỷ lệ mây 20%) [62] chụp lãnh thổ Việt Nam tương đương gần 24 lần lãnh thổ lưu trữ Công ty SPOT Cục Viễn thám Quốc gia Đây nguồn ảnh vệ tinh chất lượng tốt phủ kín nước từ năm 2002 đến năm 2015, có khả sử dụng để giải đoán xây dựng đồ trạng rừng tỷ lệ 1/10.000 nhiều thời điểm khứ Tuy nhiên, kỹ thuật khả sử dụng ảnh SPOT-5 để xây dựng đồ trạng rừng Việt Nam hạn chế Cho đến có ba nghiên cứu điển hình ứng dụng ảnh SPOT-5 xây dựng đồ rừng Việt Nam gồm: - Lê Anh Hùng cộng nghiên cứu huyện Đình Lập Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn; - Nguyễn Thanh Hương nghiên cứu huyện Đăk RLấp, tỉnh Đăk Nông; - Vũ Tiến Điển cộng nghiên cứu huyện Cư Jút, tỉnh Đăk Nông, huyện Con Cuông tỉnh Nghệ An huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La Trong đó, hai nghiên cứu đầu sử dụng phương pháp phân loại ảnh truyền thống theo điểm ảnh (pixel based) Nhiều nghiên cứu cho thấy phương pháp phân loại điểm ảnh ảnh phân giải cao đưa độ xác thấp phương pháp hướng đối tượng (object based) Nghiên cứu thứ ba có ưu điểm sử dụng phương pháp phân loại hướng đối tượng thực vùng sinh thái khác bị hạn chế phân loại ảnh tổ hợp màu tự nhiên (chỉ có kênh trộn từ kênh ảnh đa phổ) liệu ảnh đa phổ SPOT-5 Trước thực trạng nêu trên, luận án “Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 phân loại trạng thái rừng tỉnh Bắc Kạn” tiến hành với mục tiêu là: góp phần hoàn thiện sở lý luận, thực tiễn xây dựng đồ trạng rừng, đất lâm nghiệp dựa ảnh vệ tinh phân giải cao điều kiện địa hình đồi núi khí hậu nhiệt đới ẩm vùng miền núi phía bắc Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn Phương pháp phân loại hướng đối tượng (object-based) Luận án nghiên cứu ảnh vệ tinh độ phân giải không gian cao Ngoài giá trị xám độ ảnh túy mà phương pháp điểm ảnh (pixel-based) sử dụng, nhiều tiêu thống kê cấu trúc không gian giá trị xám độ ảnh lô rừng đất rừng nghiên cứu nhằm nâng cao khả phân loại trạng thái độ lệch chuẩn, mức độ đồng (Homogeneity), mức độ khác biệt (Dissimilarity), mức độ ngẫu nhiên (Entropy) phân bố giá trị xám độ ảnh Kết nghiên cứu đóng góp cho thực tiễn giải đoán ảnh vệ tinh hệ thống trạng thái rừng đất lâm nghiệp phân biệt ảnh SPOT-5, mức độ tách biệt trạng thái để từ định hướng kiểm tra, chỉnh lý đồ kết giải đoán thực địa giúp giảm chi phí, nhân công trường Kết nghiên cứu đóng góp hoàn thiện biện pháp kỹ thuật, định mức kinh tế kỹ thuật giải đoán ảnh vệ tinh xây dựng đồ trạng rừng Hơn nữa, nghiên cứu dùng ngưỡng xám độ, đặc trưng xám độ ảnh vệ tinh để giải đoán nhiều cảnh ảnh thay giải đoán cảnh ảnh độc lập trước Các đặc trưng ảnh vệ tinh tính theo phương pháp hướng đối tượng luận án tiền đề nghiên cứu phân loại trạng rừng ảnh vệ tinh độ phân giải cao ứng dụng Việt Nam ảnh SPOT-6, SPOT-7, VNREDSat-1, Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Đánh giá khả phân loại trạng thái rừng đất lâm nghiệp tỉnh Bắc Kạn dựa vào ảnh vệ tinh SPOT5 góp phần xây dựng sở lý luận thực tiễn ứng dụng ảnh viễn thám độ phân giải cao điều tra tài nguyên rừng Việt Nam Mục tiêu cụ thể: - Đề xuất phương pháp phù hợp hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh SPOT-5 tỉnh Bắc Kạn - Xây dựng đồ trữ lượng gỗ dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 theo phương pháp nhóm điểm quan sát gần giá trị xám độ (k-nn) - Phân loại trạng thái rừng đất rừng tỉnh Bắc Kạn dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 - Xây dựng quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 thiết lập đồ trạng rừng đất lâm nghiệp Những đóng góp Hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh SPOT-5 theo phương pháp thống kê bán thực nghiệm hệ số c cho kết phù hợp thống kê thực nghiệm điều kiện tỉnh Bắc Kạn Trong trường hợp quan hệ xám độ ảnh vệ tinh SPOT-5 trữ lượng gỗ yếu tương quan, đồ trữ lượng gỗ cho điểm ảnh xây dựng theo phương pháp nhóm điểm quan sát gần giá trị xám độ (k-nn) có độ xác không cao Theo phương pháp phân loại ảnh vệ tinh SPOT-5 hướng đối tượng, giá trị xám độ, số cấu trúc không gian xám độ cho đối tượng Homogeneity, Dissimilarity Entropy đóng góp quan trọng để phân loại trạng thái rừng đất lâm nghiệp Xây dựng 60.827 tổ hợp xám độ số cấu trúc không gian xám độ ảnh SPOT-5 làm khóa để giải đoán ảnh vệ tinh xây dựng đồ trạng rừng đất lâm nghiệp 5 Đối tƣợng, phạm vi giới hạn nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: nội dung nghiên cứu thực địa bàn tỉnh Bắc Kạn Đối tượng nghiên cứu tất trạng thái rừng đất lâm nghiệp Giới hạn nghiên cứu: nghiên cứu thực 278.941 rừng đất lâm nghiệp vùng ảnh vệ tinh không bị ảnh hưởng mây, bóng mây, bóng núi, tổng diện tích tự nhiên 485.944 tỉnh Bắc Kạn Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Qua đánh giá cho thấy Việt Nam song song ứng dụng công nghệ viễn thám với tiến giới Cách thức tiếp cận vừa học, nghiên cứu vừa ứng dụng sản xuất đẩy nhanh tốc độ ứng dụng, nâng cao lực cán gắn lý thuyết với thực hành Bên cạnh mặt mạnh cách tiếp cận bộc lộ hạn chế chuyên môn chưa có đầy đủ nghiên cứu trước áp dụng đại trà, cụ thể như: - Nghiên cứu tiền xử lý ảnh, xử lý ảnh trước sử dụng ảnh để phân loại xây dựng đồ trạng rừng chưa quan tâm tới điều kiện địa hình Diện tích đất lâm nghiệp chủ yếu phân bố vùng miền núi với địa hình đồi núi liên tục độ dốc lớn Tuy nhiên số lượng nghiên cứu nhằm hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình đến chất lượng ảnh vệ tinh Chính trình phân loại ảnh vệ tinh phòng có độ xác chưa cao nói cách khác chưa tận dụng tối đa thông tin từ ảnh vệ tinh - Liên quan đến hệ thống phân loại Việt Nam sử dụng có tiêu chí trữ lượng gỗ Khi dùng phương pháp phân loại trạng thái thông thường chủ yếu phát hiện trạng bề mặt lớp phủ mà khó nhận biết thông tin trữ lượng gỗ Chính vậy, phương pháp tính trữ lượng gỗ từ ảnh viễn thám nên tách riêng sau với kết hợp lại với phương pháp phân loại trạng thái để đưa hệ thống phân loại theo yêu cầu nhà quản lý Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Nhằm đạt mục tiêu đề ra, luận án thực bốn nội dung nghiên cứu sau đây: 2.1.1 Hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh SPOT-5 - Hiệu chỉnh xám độ ảnh hưởng địa hình theo phương pháp thống kê thực nghiệm - Hiệu chỉnh xám độ ảnh hưởng địa hình theo phương pháp bán thực nghiệm - hệ số c - Đánh giá kết hiệu chỉnh xám độ từ hai phương pháp 2.1.2 Ước lượng trữ lượng gỗ dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 Nội dung nghiên cứu nhằm tạo đồ trữ lượng gỗ làm thông tin đầu vào cho nội dung trình phân loại trạng thái rừng - Hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh cho tất cảnh ảnh - Ghép ảnh vùng nghiên cứu - Xử lý số liệu ô tiêu chuẩn - Xây dựng đồ trữ lượng gỗ cho vùng nghiên cứu theo phương án khác - Đánh giá độ xác định chọn đồ trữ lượng gỗ thành 2.1.3 Phân loại trạng thái rừng dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 - Chuẩn hóa đồ kết kiểm kê rừng tỉnh Bắc Kạn theo thời gian chụp ảnh vệ tinh, loại vùng bị mây, bóng núi, ranh giới không liên quan đến trạng thái (ranh giới hành chính, tiểu khu, khoảnh, chủ quản lý) - Khảo sát giá trị xám độ ảnh vệ tinh trạng thái rừng, đất lâm nghiệp - Đánh giá khả nhận biết trạng thái rừng đất lâm nghiệp dựa ảnh vệ tinh SPOT-5 - Đánh giá khả nhận biết trạng thái rừng đất lâm nghiệp dựa ảnh vệ tinh SPOT-5 đồ trữ lượng gỗ - Xây dựng quy tắc phân loại trạng thái rừng đất dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 2.1.4 Đề xuất quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 xây dựng đồ trạng rừng - Phân tích bước thực công đoạn - Đề xuất quy trình giải đoán ảnh xây dựng đồ trạng rừng 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Quá trình nghiên cứu thực theo bốn nội dung luận án Nội dung thứ nghiên cứu để chọn phương pháp phù hợp hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh Dữ liệu đầu vào thực cho bước gồm ảnh vệ tinh hiệu 11 Đánh giá kết hiệu chỉnh thông qua độ lệch chuẩn giá trị xám độ hướng dốc Khoảng chênh lệch (biến thiên) độ lệch chuẩn hướng dốc kênh phương pháp hiệu chỉnh bán thực nghiệm thấp phương pháp thống kê thực nghiệm kênh 1, kênh kênh Kênh ngược lại không cao nhiều Trên diện tích nghiên cứu rộng, đối tượng khác biệt lớn hướng dốc Vì vậy, độ lệch chuẩn giá trị xám độ hướng tương đồng nhau, khác biệt lớn Như vậy, kết hiệu chỉnh bán thực nghiệm hệ số c cho kết tốt hiệu chỉnh thống kê thực nghiệm Hình 3.2: Đánh giá độ lệch chuẩn xám độ theo hƣớng dốc 12 3.2 Ƣớc lƣợng trữ lƣợng gỗ dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 Nghiên cứu xây dựng 16 đồ trữ lượng gỗ cho điểm ảnh vùng nghiên cứu theo phương án khác cách tính giá trị xám độ trung bình ô vuông 900m2, 2.500m2, số điểm k 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25 29 Các đồ xây dựng dựa vào số liệu 584 ô tiêu chuẩn gồm: 315 ô rừng gỗ tự nhiên (272 ô núi đất, 43 ô núi đá), 198 ô rừng gỗ trồng 71 ô đất trống Các đồ trữ lượng đánh giá độ xác thông qua hệ thống 65 ô tiêu chuẩn/điểm kiểm chứng độc lập gồm: 32 ô rừng gỗ tự nhiên (28 ô núi đất, ô núi đá), 23 ô rừng trồng gỗ 10 ô đất trống Bảng 3.1: Sai trung phƣơng đồ trữ lƣợng gỗ theo phƣơng án Đơn vị tính: ±m3/ha TT Loại ảnh k=1 k=5 k=9 k=13 k=17 k=21 k=25 k=29 Ảnh chưa hiệu chỉnh, xám độ điểm 100,4 59,2 54,8 53,6 51,7 50,7 50,4 50,1 Ảnh chưa hiệu chỉnh, xám độ 25 điểm 98,8 64,3 55,0 53,2 51,3 50,7 50,5 51,3 Ảnh hiệu chỉnh, xám độ điểm 93,5 57,6 53,1 49,4 46,8 46,0 46,1 46,2 Ảnh hiệu chỉnh, xám độ 25 điểm 89,7 50,7 46,9 45,8 44,8 44,3 43,2 43,2 Kết đánh giá độ xác cho thấy: - Cùng phương án số điểm gần (k) đồ trữ lượng xây dựng dựa vào ảnh hiệu chỉnh xám độ ảnh 13 hưởng địa hình có độ xác cao (sai số trung phương thấp) ảnh chưa hiệu chỉnh Như cho thấy ảnh hiệu chỉnh xám độ ảnh hưởng địa hình nâng độ xác đồ trữ lượng xây dựng - Giá trị xám độ ảnh tính từ ô vuông 25 điểm ảnh cho kết độ xác cao xám độ tính từ ô vuông điểm ảnh - Sai số trung phương đồ trữ lượng có xu hướng giảm mạnh tăng số điểm quan sát từ lên Xu hướng tiếp tục giảm nhẹ tăng k lên từ đến 13, 17, 21 25 Số điểm quan sát tăng từ 25 lên 29 cho thấy sai số đồ trữ lượng tạo giữ nguyên có chiều hướng tiếp tục giảm - Độ xác cao đồ trữ lượng tạo từ phương án ảnh hiệu chỉnh xám độ 25 điểm với k 25 29 ±43,2 m3/ha Với nhận xét trên, nghiên cứu định chọn đồ trữ lượng cho điểm ảnh xây dựng từ ảnh vệ tinh hiệu chỉnh xám độ ảnh hưởng địa hình, giá trị xám độ tính từ ô vuông 2.500m2 (25 điểm ảnh) số điểm quan sát có giá trị xám độ giống với điểm ước lượng trữ lượng 25 điểm (k=25) Sai số trung phương đồ trữ lượng ±43,2 m3/ha 14 Hình 3.3: Trữ lƣợng gỗ cho điểm 10m * 10m 15 3.3 Phân loại trạng thái rừng dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 Diện tích tự nhiên tỉnh Bắc Kạn 485.944 tương ứng với 182.397 lô đồ kết kiểm kê rừng Trong có 207.033 (119.253 lô) không tham gia vào nghiên cứu phân tách trạng thái rừng gồm 11.939 bị mây bóng mây phủ ảnh vệ tinh, 94.226 lô bị ảnh hưởng bóng núi 100.847 diện tích đất khác, đất không xác định trạng thái rừng đất lâm nghiệp Diện tích tham gia nghiên cứu 278.941 (63.126 lô) với 14 trạng thái rừng trạng thái rừng (đất trống gỗ, đất trống, mặt nước) Hình 3.4: Vai trò đặc trƣng ảnh Trong số bốn nhóm đặc trưng ảnh, tiêu Homogeneity có ảnh hưởng lớn đến khả nhận biết đối tượng Thiếu tiêu 16 này, khả nhận biết đối tượng giảm từ 94% xuống 77% Chỉ tiêu đóng góp 17% vào khả nhận biết Thiếu tiêu ảnh hưởng lớn đến khả nhận biết trạng thái rừng giàu, trung bình, nghèo, nghèo kiệt, phục hồi, hỗn giao Phương pháp chọn 20 đặc trưng ảnh đặc trưng chia tổ 803 tổ hợp lẫn đối tượng Trong số có 568 tổ hợp mà đồ trữ lượng không giúp tách đối tượng tổ hợp lẫn đối tượng gỗ gỗ Số tổ hợp lại 235 tổ hợp (533 lô) lẫn đối tượng rừng giàu, trung bình, nghèo, nghèo kiệt, phục hồi, đất trống gỗ, đất trống dùng đồ trữ lượng để tách thêm đối tượng Kết tách thêm lô rừng giàu diện tích 10,14 ha; 74 lô rừng trung bình diện tích 1.095,02 Với tham gia đồ trữ lượng, khả nhận biết trạng thái rừng giàu tăng 1%, rừng trung bình tăng 9%, đưa khả tách biệt tổng thể lên 95% (tăng 1%) Như vậy, đồ trữ lượng có tác dụng lớn việc nhận biết thêm trạng thái rừng trung bình 17 Bảng 3.2: Khả tách biệt có tham gia đồ trữ lƣợng gỗ 20 đặc trƣng, tổ TT Hạng mục Diện Phần tích trăm Rừng gỗ TN LRTX giàu 5.553 87% Rừng gỗ TN LRTX trung bình Rừng gỗ TN LRTX nghèo Rừng gỗ TN LRTX nghèo kiệt Rừng gỗ TN LRTX phục hồi Rừng TN hỗn giao Rừng TN tre nứa 20 đặc trƣng, tổ, trữ lƣợng Bản đồ Diện Phần KKR tích trăm 5.563 88% 6.354 11.235 87% 12.330 96% 12.843 18.081 91% 18.081 91% 19.964 95% 95% 1.544 1.544 1.624 90.497 95% 90.497 95% 95.379 71.398 94% 71.398 94% 75.714 99% 99% 2.976 2.976 3.005 Rừng trồng 23.808 97% 23.808 97% 24.617 Đất trống có gỗ 11.890 97% 11.890 97% 12.232 10 Đất trống 24.880 97% 24.880 97% 25.711 98% 98% 11 Nước Tổng cộng 1.475 263.336 1.475 94% 264.441 1.499 95% 278.941 18 Hình 3.5: Phân loại trạng thái có tham gia đồ trữ lượng gỗ 19 Bảng 3.3: Số lƣợng tổ hợp đặc trƣng ảnh để nhận biết đối tƣợng, độ xác TT 10 11 12 13 14 15 16 17 Tên đối tƣợng Rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh giàu Rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh trung bình Rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh nghèo Rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh nghèo kiệt Rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh phục hồi Rừng tự nhiên hỗn giao Hỗn giao gỗ tre nứa Hỗn giao tre nứa gỗ Hỗn giao gỗ cọ Rừng tự nhiên tre nứa Rừng trồng Rừng trồng loài Mỡ Rừng trồng loài Keo Rừng trồng loài Hồi Rừng trồng loài Thông Các loài rừng trồng Đất trống có gỗ rải rác Đất trống Mặt nước Tổng số tổ hợp Số tổ hợp Độ xác 361 87% 1.168 87% 2.896 91% 614 95% 11.713 95% 9.574 6.791 2.268 495 1.384 14.362 1.959 7.201 1.165 689 3.348 5.436 12.265 1.054 60.827 94% 93% 93% 99% 99% 97% 98% 96% 91% 98% 96% 97% 97% 98% 94% 20 3.4 Đề xuất quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 xây dựng đồ trạng rừng Từ phương pháp thực kết nghiên cứu, quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 đề xuất hình 3.42 Hình 3.6: Sơ đồ giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 xây dựng đồ trạng rừng 21 Dữ liệu đầu vào cần loại sau: - Ảnh vệ tinh SPOT-5: ảnh đa phổ có kênh ảnh kèm thông tin thời gian chụp, vị trí mặt trời thời điểm chụp ảnh - Bản đồ địa hình: đồ địa hình cần có tối thiểu thông tin: lớp thủy văn giao thông, đường đồng mức có giá trị độ cao, điểm độ cao có giá trị độ cao trường thuộc tính Nên sử dụng đồ địa hình tỷ lệ từ 1/10.000 trở lên - Khóa tổ hợp phân ngưỡng giải đoán ảnh: khoảng giá trị để phân tổ đặc trưng ảnh trình bày luận án Bước 1: Hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh Bước 2: Loại vùng bị mây, bóng mây, khuất núi bóng núi Bước 3: Hiệu chỉnh xám độ địa hình phương pháp bán thực nghiệm hệ số-c Bước 4: Ghép ảnh vùng nghiên cứu Bước 5: Chuẩn hóa xám độ theo ảnh SPOT-5 tỉnh Bắc Kạn Bước 6: Phân vùng ảnh tính đặc trưng ảnh Bước 7: Gán trạng thái rừng, đất cho lô Bước 8: Đánh giá độ xác kết giải đoán Bước 9: Chồng xếp đồ giải đoán với lớp thông tin khác 22 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu, Luận án rút kết luận sau: (1) Hiệu chỉnh xám độ ảnh vệ tinh SPOT-5 ảnh hưởng địa hình theo phương pháp bán thực nghiệm hệ số-c phù hợp phương pháp thống kê thực nghiệm điều kiện địa hình đồi núi chủ yếu tỉnh Bắc Kạn (2) Bản đồ trữ lượng gỗ tỉnh Bắc Kạn xây dựng từ ảnh vệ tinh SPOT-5 theo phương pháp nhóm điểm quan sát có giá trị xám độ gần (k-nn) cho độ xác chưa cao Sai số trung phương tốt đạt ±43,2 m3/ha với phương án 25 điểm quan sát giá trị xám độ tính từ ô vuông 25 điểm ảnh Mặc dù vậy, thông tin từ đồ trữ lượng đóng góp nâng khả phân loại trạng thái rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh trung bình từ 87% lên 96% (3) Tại tỉnh Bắc Kạn, nghiên cứu phân loại được trạng thái rừng đối tượng khác dựa ảnh vệ tinh SPOT5 gồm: rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh giàu, trung bình, nghèo, nghèo kiệt, phục hồi, rừng tự nhiên hỗn giao, rừng tự nhiên tre nứa, rừng trồng, đất trống có gỗ, đất trống mặt nước với độ xác đạt 94% (4) Trạng thái rừng tự nhiên hỗn giao phân loại chi tiết đến trạng thái hỗn giao gỗ tre nứa đạt 93%, hỗn giao tre nứa 23 gỗ đạt 93% hỗn giao gỗ cọ đạt 99% Trạng thái rừng trồng phân loại chi tiết đến rừng trồng Mỡ đạt 98%, rừng trồng Keo đạt 96%, rừng trồng Hồi đạt 91% rừng trồng Thông đạt 98% (5) Chỉ số Homogeneity, Dissimilarity lô có ảnh hưởng lớn đến khả phân loại trạng thái rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh giàu, trung bình nghèo Thiếu số này, khả phân loại trạng thái không vượt 66%, đặc biệt rừng giàu đạt 47% thiếu số Dissimilarity vùng nghiên cứu (6) Nghiên cứu đề xuất quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT-5 xây dựng đồ trạng rừng đất lâm nghiệp gồm bước công việc từ xử lý ảnh đến hoàn thiện đồ trạng rừng với đầy đủ lớp thông tin Tồn Mặc dù giải trọn vẹn nội dung đáp ứng mục tiêu nghiên cứu đặt ra, đề tài số tồn là: - Bốn cảnh ảnh vệ tinh sử dụng chụp không mùa sinh trưởng (3 cảnh chụp tháng 11, cảnh chụp tháng 1) yếu tố mùa sinh trưởng chưa nghiên cứu ghép cảnh ảnh - Yếu tố góc chụp ảnh vệ tinh chưa nghiên cứu, xử lý Luận án 24 - Phân bố ô tiêu chuẩn chưa vùng nghiên cứu (nhất rừng gỗ tự nhiên núi đá khó tiếp cận), số lượng ô chưa tỷ lệ với diện tích trạng thái rừng diện tích đo đếm vòng ô tiêu chuẩn chưa đủ lớn dẫn đến sai số đồ trữ lượng tương đối cao CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ Ngô Văn Tú (2014), “Xử lý ảnh hưởng địa hình ảnh vệ tinh SPOT-5 phục vụ xây dựng đồ trạng rừng”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn Số 19/2014, trang 129-134 Ngô Văn Tú (2014), “Xây dựng đồ trữ lượng gỗ từ ảnh vệ tinh SPOT-5”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn Số 22/2014, trang 106-112 Ngô Văn Tú, Nguyễn Duy Chuyên (2015), “Khả phân biệt trạng thái rừng ảnh vệ tinh SPOT-5”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn Số 8/2015, trang 103-109 [...]... đoán ảnh vệ tinh SPOT- 5 xây dựng bản đồ hiện trạng rừng Từ phương pháp thực hiện và kết quả nghiên cứu, quy trình giải đoán ảnh vệ tinh SPOT- 5 được đề xuất trong hình 3.42 Hình 3.6: Sơ đồ giải đoán ảnh vệ tinh SPOT- 5 xây dựng bản đồ hiện trạng rừng 21 Dữ liệu đầu vào cần 3 loại như sau: - Ảnh vệ tinh SPOT- 5: ảnh đa phổ có 4 kênh ảnh kèm thông tin thời gian chụp, vị trí mặt trời tại thời điểm chụp ảnh. .. lập gồm: 32 ô rừng gỗ tự nhiên (28 ô núi đất, 4 ô núi đá), 23 ô rừng trồng gỗ và 10 ô đất trống Bảng 3.1: Sai trung phƣơng bản đồ trữ lƣợng gỗ theo các phƣơng án Đơn vị tính: ±m3/ha TT Loại ảnh k=1 k =5 k=9 k=13 k=17 k=21 k= 25 k=29 1 Ảnh chưa hiệu chỉnh, xám độ 9 điểm 100,4 59 ,2 54 ,8 53 ,6 51 ,7 50 ,7 50 ,4 50 ,1 2 Ảnh chưa hiệu chỉnh, xám độ 25 điểm 98,8 64,3 55 ,0 53 ,2 51 ,3 50 ,7 50 ,5 51,3 3 Ảnh hiệu chỉnh,... ±43,2 m3/ha với phương án 25 điểm quan sát và giá trị xám độ tính từ ô vuông 25 điểm ảnh Mặc dù vậy, thông tin từ bản đồ trữ lượng đã đóng góp nâng khả năng phân loại trạng thái rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh trung bình từ 87% lên 96% (3) Tại tỉnh Bắc Kạn, nghiên cứu đã phân loại được được 8 trạng thái rừng chính và 3 đối tượng khác dựa trên ảnh vệ tinh SPOT5 gồm: rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường... tổ TT Hạng mục Diện Phần tích trăm 1 Rừng gỗ TN LRTX giàu 5. 553 87% Rừng gỗ TN LRTX 2 trung bình Rừng gỗ TN LRTX 3 nghèo Rừng gỗ TN LRTX 4 nghèo kiệt Rừng gỗ TN LRTX 5 phục hồi 6 Rừng TN hỗn giao 7 Rừng TN tre nứa 20 đặc trƣng, 4 tổ, trữ lƣợng Bản đồ Diện Phần KKR tích trăm 5. 563 88% 6. 354 11.2 35 87% 12.330 96% 12.843 18.081 91% 18.081 91% 19.964 95% 95% 1 .54 4 1 .54 4 1.624 90.497 95% 90.497 95% 95. 379... vuông 2 .50 0m2 ( 25 điểm ảnh) và số điểm quan sát có giá trị xám độ giống nhất với điểm ước lượng trữ lượng là 25 điểm (k= 25) Sai số trung phương của bản đồ trữ lượng là ±43,2 m3/ha 14 Hình 3.3: Trữ lƣợng gỗ cho từng điểm 10m * 10m 15 3.3 Phân loại trạng thái rừng dựa vào ảnh vệ tinh SPOT- 5 Diện tích tự nhiên tỉnh Bắc Kạn là 4 85. 944 ha tương ứng với 182.397 lô trong bản đồ kết quả kiểm kê rừng Trong đó... Ghép ảnh vùng nghiên cứu Bước 5: Chuẩn hóa xám độ theo ảnh SPOT- 5 tỉnh Bắc Kạn Bước 6: Phân vùng ảnh và tính đặc trưng ảnh Bước 7: Gán trạng thái rừng, đất cho các lô Bước 8: Đánh giá độ chính xác kết quả giải đoán Bước 9: Chồng xếp bản đồ giải đoán với các lớp thông tin khác 22 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận Từ kết quả nghiên cứu, Luận án rút ra các kết luận sau: (1) Hiệu chỉnh xám độ ảnh vệ. .. đó có 207.033 ha (119. 253 lô) không tham gia vào nghiên cứu phân tách trạng thái rừng gồm 11.939 ha bị mây và bóng mây phủ trên ảnh vệ tinh, 94.226 ha các lô bị ảnh hưởng bởi bóng núi và 100.847 ha diện tích đất khác, đất không xác định trạng thái rừng và đất lâm nghiệp Diện tích tham gia nghiên cứu là 278.941 ha (63.126 lô) với 14 trạng thái rừng và 3 trạng thái không phải rừng (đất trống cây gỗ,... giải đoán ảnh vệ tinh SPOT- 5 xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp gồm 9 bước công việc từ xử lý ảnh đến hoàn thiện bản đồ hiện trạng rừng với đầy đủ các lớp thông tin 2 Tồn tại Mặc dù đã giải quyết trọn vẹn các nội dung và đáp ứng mục tiêu nghiên cứu đặt ra, đề tài còn một số tồn tại là: - Bốn cảnh ảnh vệ tinh sử dụng được chụp không cùng mùa sinh trưởng (3 cảnh chụp tháng 11, 1 cảnh chụp... lý ảnh hưởng của địa hình trên ảnh vệ tinh SPOT- 5 phục vụ xây dựng bản đồ hiện trạng rừng , Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Số 19/2014, trang 129-134 2 Ngô Văn Tú (2014), “Xây dựng bản đồ trữ lượng gỗ từ ảnh vệ tinh SPOT- 5 , Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Số 22/2014, trang 106-112 3 Ngô Văn Tú, Nguyễn Duy Chuyên (20 15) , “Khả năng phân biệt trạng thái rừng trên ảnh vệ tinh SPOT- 5 ,... 96%, rừng trồng Hồi đạt 91% và rừng trồng Thông đạt 98% (5) Chỉ số Homogeneity, Dissimilarity của lô có ảnh hưởng lớn đến khả năng phân loại trạng thái rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh giàu, trung bình và nghèo Thiếu một trong những chỉ số này, khả năng phân loại các trạng thái trên không vượt quá 66%, đặc biệt rừng giàu chỉ đạt 47% nếu thiếu chỉ số Dissimilarity tại vùng nghiên cứu (6) Nghiên cứu ... dựa ảnh vệ tinh SPOT-5 - Đánh giá khả nhận biết trạng thái rừng đất lâm nghiệp dựa ảnh vệ tinh SPOT-5 đồ trữ lượng gỗ - Xây dựng quy tắc phân loại trạng thái rừng đất dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5. .. đoán nhiều cảnh ảnh thay giải đoán cảnh ảnh độc lập trước Các đặc trưng ảnh vệ tinh tính theo phương pháp hướng đối tượng luận án tiền đề nghiên cứu phân loại trạng rừng ảnh vệ tinh độ phân giải... vào ảnh vệ tinh SPOT-5 theo phương pháp nhóm điểm quan sát gần giá trị xám độ (k-nn) - Phân loại trạng thái rừng đất rừng tỉnh Bắc Kạn dựa vào ảnh vệ tinh SPOT-5 - Xây dựng quy trình giải đoán ảnh