Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng thuật toán của Louis Giglio và cộng sự phát triển năm 2003 dựa trên thuật toán gốc của Kaufman năm1993 để trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS nhằm phục vụ phát hiện cháy rừng ở Việt Nam. Để đánh giá khả năng trích xuất và mức độ phù hợp kết quả nghiên cứu trong điều kiện ở Việt Nam, nhóm tác giả sử dụng ảnh vệ tinh MODIS từ năm 2010 2015 để trích xuất điểm dị thường nhiệt, đồng thời tổng hợp và phân tích khả năng phân bố các điểm dị thường nhiệt theo thời gian và không gian. Kết quả phân tích sự phân bố các điểm dị thường nhiệt theo không gian và thời gian đều tương đối phù hợp điều kiện kết quả phân vùng trọng điểm cháy rừng và mùa cháy rừng ở Việt Nam. Đây là cơ sở khoa học quan trọng trong việc ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS để phát hiện và cảnh báo cháy rừng ở Việt Nam.
Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường ỨNG DỤNG THUẬT TỐN TRÍCH XUẤT ĐIỂM DỊ THƯỜNG NHIỆT TỪ ẢNH VỆ TINH MODIS ĐỂ PHÁT HIỆN CHÁY RỪNG Ở VIỆT NAM Lê Ngọc Hoàn1, Trần Quang Bảo2 1,2 Trường Đại học Lâm nghiệp TĨM TẮT Bài báo trình bày kết nghiên cứu ứng dụng thuật toán Louis Giglio cộng phát triển năm 2003 dựa thuật tốn gốc Kaufman năm1993 để trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS nhằm phục vụ phát cháy rừng Việt Nam Để đánh giá khả trích xuất mức độ phù hợp kết nghiên cứu điều kiện Việt Nam, nhóm tác giả sử dụng ảnh vệ tinh MODIS từ năm 2010 - 2015 để trích xuất điểm dị thường nhiệt, đồng thời tổng hợp phân tích khả phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian khơng gian Kết phân tích phân bố điểm dị thường nhiệt theo không gian thời gian tương đối phù hợp điều kiện kết phân vùng trọng điểm cháy rừng mùa cháy rừng Việt Nam Đây sở khoa học quan trọng việc ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS để phát cảnh báo cháy rừng Việt Nam Từ khóa: Cháy rừng, điểm dị thường nhiệt, MODIS, phát cháy rừng I ĐẶT VẤN ĐỀ Cháy rừng thảm họa, gây thiệt hại lớn tính mạng tài sản người, tài nguyên rừng môi trường sống Ảnh hưởng khơng tác động đến quốc gia mà ảnh hưởng đến khu vực toàn cầu Trong thực tế, cháy rừng thường quan sát thấy lan diện tích rộng, dẫn đến khó khăn việc kiểm sốt ngăn chặn chí bất khả thi (Doanh et al., 2014) Trong năm gần đây, trung bình năm Việt Nam xảy khoảng 650 vụ cháy, thiệt hại trung bình 4.340 rừng, rừng trồng khoảng 3.200 rừng tự nhiên khoảng 1.140 Năm 2002, cháy rừng U Minh Thượng U Minh Hạ thiêu huỷ 5.500 rừng Tràm, có 60% rừng Tràm nguyên sinh Đầu năm 2010, cháy rừng Vườn Quốc gia Hoàng Liên - Lào Cai, thiệt hại 700 rừng Những tổn thất cháy rừng gây kinh tế, xã hội môi trường lớn khó tính (Bao et al., 2017) Công tác quản lý cháy rừng, phòng cháy chữa cháy rừng Việt Nam phân cấp cụ thể cho chủ rừng, quan quản lý từ trung ương đến địa phương Tuy nhiên, mức độ đầu tư quan tâm đạo quản lý địa phương khác Trong nhiều trường hợp, cháy rừng xảy ra, chí xảy 94 diện rộng phát được, kết gây nhiều khó khăn công tác chữa cháy rừng Để nâng cao hiệu cơng tác phòng cháy chữa cháy rừng, thơng tin nguy cháy thông tin đám cháy rừng cần phát cách kịp thời, xác để cấp quản lý rừng có giải pháp phù hợp việc phòng chữa cháy rừng, giảm thiểu thiệt hại cháy rừng gây Từ lý trên, nhóm nghiên cứu tiến hành ứng dụng thuật toán phát cháy rừng Louis Giglio cộng phát triển năm 2003 dựa thuật toán gốc Kaufman năm1993 (Louis et al., 2003) để trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS nhằm phục vụ phát sớm cháy rừng Việt Nam II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu ứng dụng thuật tốn để trích xuất điểm dị thường từ ảnh vệ tinh MODIS khái quát hình 01 2.1 Vật liệu nghiên cứu Tư liệu ảnh viễn thám sử dụng để nghiên cứu phần mềm ảnh MODIS Lever 1B Ảnh Modis có 36 kênh phổ, sử dụng kênh từ ánh sáng nhìn thấy đền cận hồng ngoại để phát khu vực có cháy Ảnh MODIS khai thác trực tiếp từ website Cơ quan hàng không vũ trụ Hoa Kỳ - NASA (www.earthdata.nasa.gov; www.ladsweb.nascom.nasa.gov) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường ẢNH VỆ TINH MODIS (Được cung cấp quan Hàng khơng Khơng gian Hoa Kỳ_NASA) THUẬT TỐN TRÍCH XUẤT ĐIỂM DỊ THƯỜNG NHIỆT Xác định điểm nóng cháy hoạt động Xác định lớp phủ bề mặt mây nước Hệ thống điểm dị thường nhiệt thuộc lãnh thổ Việt Nam Ngưỡng kiểm tra tuyệt đối Đặc tính Ngưỡng kiểm tra ngữ cảnh Xác định phân bố điểm dị thường theo thời gian (tháng) Phân bố điểm dị thường theo không gian (tỉnh, TP/Vùng) Phát điểm dị thường nhiệt So sánh xác định mức độ phù với mùa tháy rừng/phân bố diện tích rừng Việt Nam Hình 01 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS 2.2 Thuật tốn trích xuất điểm dị thường nhiệt Thuật tốn phát điểm nóng cháy thực sử dụng theo thuật toán thác phát mạnh xạ kênh hồng ngoại trung (Louis Giglio et al., 2003) Các bước hoạt động thuật toán sau: (1) Xác định lớp phủ bề mặt mây nước: Những điểm ban ngày coi bị mây che khuất thỏa mãn điều kiện: (ƿ0.65 + ƿ0.86> 0.9) || (T12< 265K) || (ƿ0.65 + ƿ0.86 > 0.7 & T12 < 285K) Những điểm ban đêm xác định mây thỏa mãn điều kiện T12< 265K Tiêu chí xác định đám mây lớn lạnh hơn, bỏ đám mây nhỏ rìa đám mây Tuy nhiên, điểm nóng cháy khơng quan sát không bị nhầm lẫn đám mây (Christopher Justice cộng sự, 2006; Louis Giglio cộng sự, 2003) (2) Xác định điểm nóng cháy hoạt động: Một điểm ảnh ban ngày xác định điểm cháy tiềm thỏa mãn điều kiện: T4 > 310 K, ∆T > 10 K & ƿ0.86 < 0.3 với ∆T = T4 - T11 Với điểm ban đêm thỏa mãn điều kiện: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 95 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường T4 > 305 K, ∆T > 10 K & ƿ0.86 < 0.3 với ∆T = T4 - T11 Những điểm không thỏa mãn thử nghiệm sơ phân loại thành điểm khơng cháy Có hai hướng để qua điểm nóng cháy xác định Hướng sử dụng kiểm tra ngưỡng tuyệt đối, cố định đơn giản Ngưỡng phải thiết lập đủ cao để kích hoạt điểm nóng cháy rõ ràng hội tạo cảnh bảo sai Hướng thứ hai chứa đựng chuỗi kiểm tra ngưỡng ngữ cảnh thiết kế sẵn để xác định phần lớn điểm nóng cháy hoạt động rõ ràng (3) Ngưỡng kiểm tra tuyệt đối: Tiêu chí ngưỡng kiểm tra tuyệt đối giống với việc làm thuật toán gốc năm 1998 (Louis Giglio et al., 2003) T4 > 360 K (320 K đêm) (1) Tuy ngưỡng kiểm tra ban ngày cao sử dụng để loại bỏ tia sáng mặt trời, tia sáng đủ mạnh lóe lên mặt trời gây cảnh báo sai (4) Đặc tính đám cháy: Những điểm lân cận xung quanh điểm nóng cháy sử dụng để ước tính giá trị đám cháy (khung cửa sổ) Nền điểm nóng cháy xác định có T4 > 325K ∆T > 20K trường hợp quan sát ban ngày; T4 > 310K ∆T > 10K trường hợp quan sát đêm Cửa sổ bắt đầu điểm hình vng 3x3 pixel bao xung quanh điểm nóng cháy tiềm Sự bao xung quanh lớn lên đến tối đa 21x21 pixel cần thiết, đến 25% điểm ảnh khung cửa sổ cho hợp lệ số lượng điểm ảnh hợp lệ điểm (Louis Giglio et al., 2003) (5) Ngưỡng kiểm tra ngữ cảnh: Nếu 96 đặc tính có kết quả, loạt kiểm tra theo ngưỡng ngữ cảnh thực để phát điểm cháy liên quan Sự tìm kiếm cho dấu hiệu đặc trưng điểm cháy hoạt động kênh nhiệt sáng µm (T4) độ lệch (∆T) kênh nhiệt sáng µm 11 µm từ không cháy Ngưỡng tương đối điều chỉnh dựa thay đổi tự nhiên Sự kiểm tra (Louis Giglio et al., 2003): ∆T > ∆T + 3.5 δ∆T (2) ∆T > ∆T + 6K (3) T4 > T4 + 3δ4 (4) (5) T11 > T11 + δ11 - 4K ’ δ > 5K (6) Đầu tiên điểm cháy tách từ không cháy Hệ số 3.5 xuất kiểm tra (2) lớn hệ số kiểm tra (4) để giúp điều chỉnh tương quan kênh quan sát µm 11 µm Điều kiện (5) giới hạn cho điểm ban ngày, sử dụng chủ yếu để loại bỏ điểm ảnh nhỏ mây xuất ấm lên kênh µm (phụ thuộc vào phát xạ tia sáng mặt trời) mát kênh 11 µm Nó giúp giảm bớt cảnh báo sai miền ven biển xảy điểm ảnh nước mát vơ tình có khung cửa sổ Tuy nhiên kiểm tra δ11, rủi ro loại bỏ điểm nóng cháy lớn chúng làm tăng đáng kể kênh 11 µm Ví dụ: Trên bề mặt đất phổ biến δ11 ~ 1K điểm ảnh vùng đất nối với vùng cháy rừng lớn δ11 thường xuyên vượt ngưỡng 20K Vì lý này, kiểm tra (6) làm vơ hiệu kiểm tra (5) mà khung xuất chứa đựng đám cháy lớn (Christopher Justice cộng sự, 2006; Louis Giglio cộng sự, 2003) (6) Phát điểm nóng cháy: Với điểm cháy vào ban ngày, bước sau sử dụng để giúp loại bỏ cảnh báo sai TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường tia sáng mặt trời, bề mặt sa mạc nóng hay bờ biển tuyến ven bờ biển (Louis Giglio, at all 2003) - Điểm cháy ban ngày nếu: {(1) true}|| {(2) (4) true && [(5) || (6) true]}, Còn lại không cháy - Điểm cháy ban đêm nếu: {(1) true} || {(2) - (4) true}, Còn lại khơng cháy Tên trường gid latitude ongitude brightness scan track acq_date acq_time satellite confidence geom bright_T31 frp Đối với điểm ban ngày ban đêm mà đặc tính không thỏa mãn, số lượng điểm ảnh hợp lệ xác định không đủ, kiểm tra (1) áp dụng Nếu điểm ảnh khơng thỏa mãn, phân loại “chưa biết”, thuật tốn khơng thể đưa kết luận rõ ràng Kết đầu thuật toán liệu sản phẩm điểm dị thường nhiệt dạng Text, chứa thông tin (bảng 01) Bảng 01 Bảng cấu trúc liệu điểm dị thường nhiệt Kiểu liệu Mơ tả serial Khóa (mã) real Vĩ độ điểm cháy góc thập phân (WGS-84) real Kinh độ điểm cháy góc thập phân WGS-84) real Nhiệt độ kênh sáng 21/22 tính theo thang độ K real Kích thước điểm quét real Kích thước điểm theo dõi date Ngày vệ tinh thu nhận liệu điểm cháy integer Thời gian điểm cháy (UTC) Char Vệ tinh thu thập liệu: ‘A’ Aqua, ‘T’ Terra integer Cung cấp mức độ tin cậy (0-100%) geometry Vị trí điểm cháy real Nhiệt độ kênh sáng 31 tính theo thang độ K real Năng lượng phát xạ 2.3 Xác định phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian không gian - Xác định điểm dị thường nhiệt thuộc lãnh thổ Việt Nam: Ứng dụng phần mềm ArcGis 10.4 (Trần Quang Bảo cộng sự, 2013) để chồng ghép lên ranh giới hành Việt Nam xác định điểm dị thường nhiệt nằm lãnh thổ Việt Nam Kết danh mục điểm dị thường nhiệt chứa đựng thông tin xã, huyện, tỉnh Việt Nam - Xác định điểm dị thường nhiệt phân bố theo thời gian không gian: Trên sở kết bước xác định phân bổ điểm dị thường nhiệt phân bổ theo thời gian không gian phần mềm ứng dụng Microsoft Excel - So sánh mức độ phù hợp điểm dị thường nhiệt với phân mùa cháy rừng Việt Nam từ kết nghiên cứu công bố III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS Từ sơ đồ phương pháp nghiên cứu hình 01 kết lựa chọn tư liệu ảnh vệ tinh thích hợp, nhóm tác giả tiến hành download ảnh vệ tinh modis từ website NASA, đồng thời ứng dụng thuật toán Louis Giglio cộng phát triển năm 2003 dựa thuật toán gốc Kaufman năm 1998 (Louis Giglio et al., 2003) tự động xử lý liệu kênh 20, 22 31 với ảnh mặt nạ mây để tạo liệu cháy dạng ảnh danh mục điểm dị thường nhiệt Kết xử lý ảnh vệ tinh MODIS thuật toán (sau lọc điểm dị thường nhiệt không thuộc lãnh thổ Việt Nam) cho kết quả: 123.558 điểm dị thường nhiệt Về chất, thuật tốn phân tích liệu từ ảnh vệ tinh MODIS cách sử dụng kênh cận TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 97 Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường hồng ngoại qua phát xuất điểm dị thường nhiệt Tùy thuộc vào cháy ẩm ỉ cháy rực, hiệu ứng nhà kính… để có lượng nhiệt định, nhiệt độ có phát xạ mạnh vùng cận hồng ngoại Phát xạ đám cháy tương phản mạnh với không cháy Một điểm cháy xác định điểm ảnh mà tương phản điểm ảnh mơi trường xung quanh đủ cao Do vậy, điểm dị thường nhiệt thuật trích xuất từ thuật toán điểm cháy rừng diễn điểm cháy rừng tiềm năng, đốt nương dẫy, từ vùng đất trống trọc, khu cơng nghiệp nóng lên khu đô thị mùa hè… Để đánh giá mức độ phù hợp điểm dị thường nhiệt thuật tốn trích xuất từ tư liệu ảnh vệ tinh MODIS điều kiện Việt Nam, đặc biệt xem xét góc độ phân mùa cháy rừng theo vùng địa lý Việt Nam, tác giả tiến hành phân tích đánh giá phân bố điểm dị thường nhiệt theo không gian thời gian 3.2 Kết phân bố điểm dị thường nhiệt theo khơng gian Từ kết trích xuất điểm dị thường nhiệt, tác giả tiến hành tổng hợp mô tả phân bố điểm dị thường nhiệt theo không gian từ năm 2010 đến năm 2015 để xác định mức độ phù hợp điểm dị thường nhiệt với mùa cháy rừng vùng địa lý (hình 02, bảng 02) Hình 02 Phân bố điểm dị thường nhiệt theo không gian giai đoạn 2010 - 2015 98 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Bảng 02 Phân bố điểm dị thường nhiệt theo vùng địa lý Phân bố điểm dị thường nhiệt theo không gian Vùng địa lý 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Đồng Sông Hồng 199 278 228 211 196 303 Đông Bắc Bộ 2123 801 1255 1254 1480 1700 Tây Bắc Bộ 7548 2446 6230 3606 6314 4208 Bắc Trung Bộ 2310 1627 1539 1793 2190 2744 Nam Trung Bộ 1771 1671 1783 2199 3105 3718 Tây Nguyên 7073 6962 6029 5214 5766 5502 Đông Nam Bộ 2041 1539 1177 1171 1419 1607 Tây Nam Bộ 2180 876 1436 1850 2056 2830 Kết cho thấy: Phân bố điểm dị thường nhiệt nước ta từ năm 2010 - 2015 tập trung từ 15 đến 25 nghìn điểm, tùy điều kiện khí hậu năm khác xuất điểm dị thường nhiệt khác Xét không gian điểm dị thường nhiệt chủ yếu phân bố tỉnh thuộc vùng Tây Bắc: 46.519 điểm (tập trung tỉnh Điện Biên: 19.714 điểm; Sơn La: 16.256 điểm tỉnh Lai Châu: 9.740 điểm); vùng Tây Nguyên: 52.221 điểm (tập trung tỉnh Kon Tum: 14.238 điểm; Gia Lai: 12.918 điểm tỉnh Đăk Lắc: 11.057 điểm); vùng Trung Bộ: 38.217 điểm (tập trung cao tỉnh Nghệ An: 8.086 điểm tỉnh Quảng Nam: 7.947 điểm); sau đến vùng Tây Nam Bộ: 15.689 điểm, vùng Đông Bắc Bộ: 13.809 điểm, vùng Đông Nam Bộ: 13.000 điểm cuối vùng Đồng Sơng Hồng: 2177 điểm Nhìn chung điểm dị thường nhiệt tỉnh có nhiều diện tích rừng đất rừng 3.3 Kết phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian Từ số liệu điểm dị thường nhiệt từ năm 2010 - 2016 phạm vi nước, tác giả tổng hợp để xác định phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian, cụ thể phân bổ theo tháng năm Kết tổng hợp theo bảng 03 hình 03 Bảng 03 Tổng hợp phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian TT Thời gian Số điểm dị thường nhiệt Ghi 10 11 12 Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 13608 29867 55116 35995 15728 8342 4457 4577 3130 2591 2814 5407 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 2010-2016 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 99 Số điểm dị thường nhiệt Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường 60000 50000 40000 30000 20000 10000 10 11 12 Tháng Hình 03 Biểu đồ phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian toàn quốc Kết cho thấy điểm dị thường nhiệt xuất chủ yếu từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau, chí đến tháng tập trung chủ yếu tháng đến tháng 5, đặc biệt tỉnh khu vực phía Bắc, sau tượng mưa phùn giảm (thường tháng 2) tượng xuất nhiều điểm dị thường nhiệt tháng tháng Sở dĩ có xuất nhiều điểm dị thường nhiệt thời kỳ mùa khô hạn kéo dài nên tượng khô hanh cộng với nhiệt lượng từ mặt trời làm tăng nhiệt độ bề mặt dẫn phát xạ nhiệt từ bề mặt đất, thực tế thời điểm thường xảy cháy rừng vùng miền nước Tuy nhiên, tùy theo địa phương vùng địa lý khác xuất nhiều hay kéo dài thời gian xuất điểm dị thường nhiệt khác Để tìm hiểu sâu rõ vấn đề này, tác giả tổng hợp phân tích đặc điểm phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian vùng địa lý phạm vị nước theo bảng 04 hình 04 Bảng 04 Phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian vùng địa lý Phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian Vùng địa lý Đồng Sông Hồng Đông Bắc Bộ Tây Bắc Bộ Bắc Trung Bộ Nam Trung Bộ Tây Nguyên Đông Nam Bộ Tây Nam Bộ T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 37 17 30 191 311 277 334 459 396 72 20 33 1504 2401 592 283 6266 1775 750 2506 9897 1144 795 11734 2121 1653 2911 17864 2145 2737 20058 2824 6547 2186 11240 3694 3874 9819 1994 2997 1986 1914 3704 3997 1766 1037 1013 648 93 3295 2256 493 677 603 233 14 1001 1804 224 429 418 142 27 607 2257 125 406 554 163 72 647 1272 87 278 215 264 419 483 618 66 470 199 331 1388 355 131 170 271 148 935 1190 435 91 1413 718 592 Số điểm dị thường nhiệt 30000 Vùng Đồng Sông Hồng Vùng Đông Bắc Bộ Vùng Tây Bắc Bộ Vùng Bắc Trung Bộ Vùng Nam Trung Bộ Vùng Tây Nguyên Vùng Đông Nam Bộ 20000 10000 10 11 12 Tháng Hình 04 Biểu đồ phân bố điểm dị thường nhiệt vùng địa lý theo thời gian 100 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Số ngày xảy nguy cháy rừng Từ kết cho thấy: Các vùng trọng điểm có thay đổi rõ phân bố điểm dị thường nhiệt vùng Tây Nguyên, Tây Bắc Bộ Tây Nam Bộ, điểm dị thường nhiệt thường xuất tập trung từ tháng đến tháng đỉnh điểm tháng hàng năm Tuy nhiên, mức độ xuất điểm dị thường nhiệt khu vực Trung Bộ lại có xu hướng tăng dần từ tháng 3, tháng 4, tháng tháng 6, mức cao tháng tháng Vào tháng 8, tháng tháng 10 vùng nước xuất điểm dị thương nhiệt Mặt khác, nghiên cứu “Phương pháp dự báo nguy cháy rừng theo điều kiện khí hậu Việt Nam” Lê Sỹ Doanh Vương Văn Quỳnh (2014) xác định cơng thức tính số khí hậu phản ánh nguy cháy rừng Qi qua số khí hậu nhiệt độ lượng mưa, đồng thời kết nghiên cứu khẳng định nguy cháy rừng cao Việt Nam thường xuất chủ yếu từ tháng 11 đến tháng năm sau (Doanh et al., 2014) 25 20 15 2000 2010 2020 2030 2050 2090 10 5 10 11 12 Tháng Hình 05 Diễn biến nguy cháy rừng trung bình nước thời kỳ khác Từ kết tổng hợp mức độ phân bố điểm dị thường nhiệt theo thời gian không gian nghiên cứu cho thấy, tương đối phù hợp với kết nghiên cứu phân vùng trọng điểm cháy rừng phân mùa cháy rừng toàn quốc trước (Doanh et al, 2014) Điều chứng tỏ việc sử dụng thuật toán Louis Giglio cộng phát triển năm 2003 dựa thuật toán gốc Kaufman năm 1993 (Louis et al., 2003) tự động xử lý liệu kênh 20, 22 31 ảnh vệ tinh MODIS với ảnh mặt nạ mây để trích xuất liệu cháy dạng ảnh danh mục điểm cháy để phát cảnh báo cháy rừng Việt Nam hồn tồn phù hợp có sở IV KẾT LUẬN Ảnh vệ tinh MODIS tư liệu thích hợp sử dụng phát sớm cháy rừng Việt Nam Ảnh vệ tinh MODIS thu nhận từ hai hệ thống vệ tinh TERRA MODIS AQUA MODIS có mục đích cung cấp liệu đất liền, biển khí cách đồng thời cung cấp miễn phí Ảnh chụp từ vệ tinh MODIS cung cấp liệu ảnh toàn cầu ảnh ngày, ảnh ban ngày ảnh ban đêm Ảnh MODIS có kênh phổ μm số 21 22 thiết kế đặc biệt hữu ích cho việc phát đám cháy Thuật toán ứng dụng để trích xuất điểm dị thường nhiệt để phát cháy rừng thuật toán Louis Giglio cộng phát triển TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 101 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường năm 2003 dựa thuật toán gốc Kaufarm năm 1993 Thuật toán sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt ảnh vệ tinh MODIS để phát điểm dị thường nhiệt điểm ảnh bản, thuật toán tự động xử lý liệu kênh 20, 22 31 với ảnh mặt nạ mây để tạo liệu cháy dạng ảnh danh mục điểm dị thường nhiệt Kết thử nghiệm thuật tốn để trích xuất điểm dị thường nhiệt khẳng định phù hợp với mùa cháy rừng theo thời gian theo không gian Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Quang Bảo, Chu Ngọc Thuấn, Nguyễn Huy Hoàng (2013) GIS viễn thám Giáo trình Trường Đại học Lâm nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Trần Quang Bảo (2017) Nghiên cứu sử dụng công nghệ không gian địa lý (RS, GIS, GPS) phát cháy rừng giám sát tài nguyên rừng Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Hà Nội Christopher Justice, Louis Giglio, Luigi Boschetti, David Roy, Ivan Csiszar, Jeffrey Morisette and Yoram Kaufman (2006) Modis fire products Version 2.3, October 2006, Algorithm Technical Background Document Lê Sỹ Doanh, Vương Văn Quỳnh (2014)., Phương pháp dự báo nguy cháy rừng theo điều kiện khí hậu Việt Nam Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp, Số 1/2014 Louis Giglio, Jacques Descloitres, Christopher O Justice, Yoram J Kaufman (2003) An Enhanced Contextual Fire Detection Algorithm for MODIS Remote Sensing of Environment 87, 273-282 APPLICATION OF ALGORITHM TO EXTRACT FIRE HOTSPOT FROM MODIS SATELLITE IMAGES FOR FOREST FIRE DETECTION IN VIETNAM Le Ngoc Hoan1, Tran Quang Bao2 1,2 Vietnam National University of Forestry SUMMARY This article presents the results of applying the algorithmic of Louis Giglio developed in 2003 based on Kaufarm's original algorithm in 1993 to extract the thermal anomalies from the MODIS satellite imagery to detect forest fires in Vietnam To assess the possibility of extraction and relevance of results in Vietnam, the authors used MODIS imagery from 2010 - 2015 to extract heat anomalies, synthesize and analyze the distribution of thermal anomalies over time and spatial The analysis of fire hotspots distribution by time and spatial are quite suitable with previous results of forest fire region and season in Vietnam This is an important scientific basis for applying MODIS satellite imagery to detect and alert forest fires in Vietnam Keywords: Fire hotspot, forest fire, forest fire detection, MODIS 102 Ngày nhận Ngày phản biện : 28/12/2017 : 25/01/2018 Ngày định đăng : 05/02/2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1-2018 ... mây để trích xuất liệu cháy dạng ảnh danh mục điểm cháy để phát cảnh báo cháy rừng Việt Nam hoàn tồn phù hợp có sở IV KẾT LUẬN Ảnh vệ tinh MODIS tư liệu thích hợp sử dụng phát sớm cháy rừng Việt. .. không cháy Một điểm cháy xác định điểm ảnh mà tương phản điểm ảnh mơi trường xung quanh đủ cao Do vậy, điểm dị thường nhiệt thuật trích xuất từ thuật toán điểm cháy rừng diễn điểm cháy rừng tiềm... mức độ phù hợp điểm dị thường nhiệt với phân mùa cháy rừng Việt Nam từ kết nghiên cứu công bố III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết trích xuất điểm dị thường nhiệt từ ảnh vệ tinh MODIS Từ sơ đồ phương