Đang tải... (xem toàn văn)
Với tầm quan trọng cả về kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng của Tây Nguyên, việc nghiên cứu xây dựng bản đồ lớp phủ sẽ giúp cho những đánh giá về sự thay đổi diện tích các đối tượng lớp phủ khu vực này chính xác hơn, là thông tin tham khảo tin cậy cho các nghiên cứu về Tây Nguyên. Với sự phát triển của công nghệ viễn thám, tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat độ phân giải 30 m, được cung cấp miễn phí đang là dạng tư liệu chính trong các nghiên cứu thành lập bản đồ lớp phủ bề mặt. Kết quả phân loại các lớp phủ Tây Nguyên có độ chính xác từ 85 đến 88%. Đây cũng là những kết quả nổi bật của đề tài TN18/T10 thuộc Chương trình khoa học và công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên giai đoạn 2016-2020, mã số KHCN-TN/16-20.
khoa học - công nghệ đổi sáng tạo Xây dựng đồ lớp phủ khu vực Tây Nguyên sử dụng liệu ảnh Landsat đa thời gian Hồ Lệ Thu1, Nguyễn Thanh Hoàn1, Lê Minh Hằng2, Đặng Xuân Phong1 Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Viện Kỹ thuật cơng trình đặc biệt, Học viện Kỹ thuật quân Với tầm quan trọng kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng Tây Nguyên, việc nghiên cứu xây dựng đồ lớp phủ giúp cho đánh giá thay đổi diện tích đối tượng lớp phủ khu vực xác hơn, thông tin tham khảo tin cậy cho nghiên cứu Tây Nguyên Với phát triển công nghệ viễn thám, tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat độ phân giải 30 m, cung cấp miễn phí dạng tư liệu nghiên cứu thành lập đồ lớp phủ bề mặt Kết phân loại lớp phủ Tây Nguyên có độ xác từ 85 đến 88% Đây kết bật đề tài TN18/T10 thuộc Chương trình khoa học cơng nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên giai đoạn 2016-2020, mã số KHCN-TN/16-20 Đặt vấn đề Lớp phủ bề mặt trái đất (land cover) định nghĩa lớp phủ gồm đối tượng bề mặt trái đất Với nghĩa hẹp, lớp phủ bao gồm lớp phủ thực vật cơng trình nhân tạo Dữ liệu sử dụng phân loại lớp phủ bề mặt tư liệu vệ tinh Landsat, cung cấp miễn phí, độ phân giải không gian 30 m Tư liệu ảnh vệ tinh Landsat tư liệu phân tích lớp phủ bề mặt, đặc biệt với liệu khứ Tại Việt Nam, liệu ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian sử dụng cho nhiều mục đích, đặc biệt đánh giá biến động lớp phủ bề mặt [1-3] Dưới xin trình bày kết nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh Landsat đa thời gian năm 2000, 2005, 2010, 2015, 2018 để đánh giá thay đổi lớp phủ bề mặt khu vực Tây Nguyên, đặc biệt lưu vực sông Ba, sông Đồng Nai, sông Sê San, sông Serepok việc xác định đối tượng lớp phủ lựa chọn mẫu liệu ảnh thử nghiệm Kết nghiên cứu đánh giá thay đổi lớp phủ bề mặt khu vực Tây Nguyên Phân loại lớp phủ ảnh đa thời gian Dữ liệu thử nghiệm nghiên cứu nguồn liệu ảnh vệ tinh Landsat 5, Landsat TM, Landsat ETM+, Landsat Landsat 8, thu thập mùa khô mùa mưa khu vực Tây Nguyên Dữ liệu thử nghiệm tiến hành bước tiền xử lý ảnh phần mềm ENVI 5.2 gồm: (i) Tính chuyển giá trị phản xạ đỉnh khí (TOA-Top of Atmosphere), (ii) Hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển, (iii) Lọc mây ghép ảnh, (iv) Cắt theo ranh giới nghiên cứu Tuyến khảo sát thực địa thực dọc theo khu vực nghiên cứu (hình 1) Dữ liệu khảo sát thực địa sử dụng Xây dựng hệ thống phân loại lớp phủ Tây Nguyên: hệ thống phân loại lớp phủ phải xây dựng dựa điều kiện địa lý, sinh thái cụ thể khu vực nghiên cứu, tỷ lệ đồ tư liệu sử dụng Nghiên cứu sử dụng hệ thống phân loại Anderson, chia đối tượng tự nhiên theo mức chi tiết khác nhau: mức bao gồm lớp phân loại tự động trực tiếp từ ảnh viễn thám đảm bảo có độ xác cao; mức 2, lớp đối tượng chia chi tiết đảm bảo có khả tách trực tiếp từ ảnh viễn thám phương pháp phân loại thông thường; mức 3, lớp đối tượng phân chia chi tiết có hướng tới đáp ứng nhu cầu sử Số năm 2020 43 Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo Đánh giá độ xác kết phân loại Hình Vị trí khu vực nghiên cứu dụng thực tế số ngành liên quan Để đáp ứng mục tiêu phân loại lớp phủ tự động từ ảnh Landsat độ phân giải 30 m cho vùng Tây Nguyên, mức hệ thống phân loại sử dụng kết hợp với số lớp mức để tạo bảng giải bao gồm lớp phù hợp với đối tượng lớp phủ nhận dạng tự động từ ảnh Phân loại lớp phủ phương pháp định: nghiên cứu này, kết hợp liệu ảnh đa thời gian mùa mưa mùa khô Tây Nguyên với liệu ảnh số mùa mưa mùa khô NDVI (chỉ số thực vật), NDSI (chỉ số đất), số độ ẩm Wetness Tasslled cap TC, số Brightness TC, số Greeness TC Phương pháp định nhóm tác giả sử 44 dụng để thành lập đồ lớp phủ khu vực Tây Nguyên Phương pháp sử dụng giá trị Digital Number pixel ảnh tất kênh ảnh Kết phân loại lớp phủ khu vực Tây Nguyên thời điểm: năm 2000, 2005, 2010, 2015, 2018 thể hình Để đánh giá kết phương pháp phân loại lớp phủ bề mặt cho khu vực Tây Nguyên, sử dụng 300 điểm mẫu để kiểm tra Các điểm mẫu chọn ngẫu nhiên công cụ Create Random Points phần mềm ArcGIS 10.1 Bộ mẫu điểm kiểm tra sử dụng để đánh giá độ xác phân loại thời điểm nghiên cứu Các đối tượng lớp phủ giải đoán liệu ảnh độ phân giải cao, đồ trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu Kết đánh giá độ xác phân loại tổng thể lớp phủ bề mặt theo phương pháp đề xuất đạt từ 85 đến 88% Kết đánh giá độ xác dựa ma trận nhầm lẫn lớp phân loại phân tích liệu mẫu Một số đối tượng bị lẫn bao gồm: công nghiệp (cà phê, tiêu, điều), công nghiệp (cao su) lẫn sang đất trống, cỏ, bụi cây, rừng trồng lẫn với đất nông nghiệp Nguyên nhân nhầm lẫn trình khai thác khác với thời điểm thu thập ảnh vệ tinh Chính mà độ xác kết giải đốn ảnh mức tương đối Hình Kết phân loại lớp phủ Tây Nguyên từ năm 2000 đến năm 2018 Số năm 2020 khoa học - cơng nghệ đổi sáng tạo Phân tích thay đổi lớp phủ khu vực Tây Nguyên Qua kết phân loại lớp phủ khu vực Tây Nguyên 20002018, xác định trạng lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên qua thời điểm nghiên cứu vịng 20 năm Kết phân tích thay đổi diện tích đối tượng lớp phủ bề mặt khu vực Tây Nguyên từ năm 2000 đến năm 2018 thể hình Diện tích đối tượng lớp phủ bề mặt tăng/giảm theo năm, phụ thuộc vào sách phát triển lâm nghiệp, chuyển đổi cấu trồng khu vực Tây Nguyên Trong đối tượng lớp phủ diện tích rừng rộng thường xanh diện tích cơng nghiệp có thay đổi đáng kể Sự thay đổi tổng diện tích rừng diện tích cơng nghiệp khu vực Tây Nguyên thể chi tiết hình Từ năm 2000 đến năm 2018, diện tích rừng Tây Ngun giảm 313.074,3 diện tích cơng nghiệp lại tăng nhanh với 1.124.533,9 Kết phân loại lớp phủ bề mặt cho thấy, rừng tự nhiên giảm thay vào tăng lên diện tích rừng trồng Để tăng diện tích cơng nghiệp (cà phê, tiêu, điều), khu vực Tây Nguyên giảm diện tích trồng công nghiệp (cao su), nông nghiệp, diện tích đất trống Các kết phân tích chứng minh qua sách trồng rừng, phát triển công nghiệp khu vực Tây Nguyên năm qua Kết luận Kết phân loại lớp phủ bề mặt khu vực Tây Nguyên cho thấy phương pháp phân loại nghiên cứu có độ xác tin cậy Ở đây, kết hợp liệu ảnh đa phổ đa thời gian ảnh số NDVI, NDSI ảnh WetnessTC, Brightness TC, Greeness TC Đồng thời, kết nghiên cứu cho thấy tư liệu viễn thám Landsat dạng tư liệu phù hợp thành lập đồ phân loại lớp phủ bề mặt diện rộng, đặc biệt phân tích liệu khứ thể vị trí phân bố khơng gian đối tượng lớp phủ Phân tích ảnh phân loại lớp phủ 20002018 thể thay đổi đối tượng lớp phủ khu vực Tây Nguyên gần 20 năm Kết nghiên cứu cho thấy, diện tích công nghiệp khu vực Tây Nguyên tăng lên gần lần so với diện tích tăng rừng Đây tài liệu tham khảo có giá trị để giúp nhà quản lý đưa sách phù hợp phát triển kinh tế khu vực Tây Nguyên ? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thu Hà, Phùng Minh Tám, Phạm Thanh Quế, Lê Thị Giang (2016), “Ứng dụng GIS viễn thám giám sát biến động diện tích rừng huyện Cao Phong, tỉnh Hịa Bình giai đoạn 2005-2015”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp, số 4, tr.59-69 [2] Trịnh Hồi Thu, Cao Thị Diễm Hằng (2014), “Đánh giá biến động sử dụng đất phương pháp tích hợp trước sau phân loại ảnh viễn thám”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 48, Chuyên đề Đo ảnh - Viễn thám, tr.58-62 [3] Mai Trọng Thịnh, Nguyễn Hải Hòa (2017), “Sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn thị xã Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp, số 3, tr.46-56 Hình Thay đổi tổng diện tích rừng diện tích cơng nghiệp khu vực Tây Ngun Số năm 2020 45 ... đổi sáng tạo Phân tích thay đổi lớp phủ khu vực Tây Nguyên Qua kết phân loại lớp phủ khu vực Tây Nguyên 20002018, xác định trạng lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên qua thời điểm nghiên cứu vịng 20... giả sử 44 dụng để thành lập đồ lớp phủ khu vực Tây Nguyên Phương pháp sử dụng giá trị Digital Number pixel ảnh tất kênh ảnh Kết phân loại lớp phủ khu vực Tây Nguyên thời điểm: năm 2000, 2005,... gian đối tượng lớp phủ Phân tích ảnh phân loại lớp phủ 20002018 thể thay đổi đối tượng lớp phủ khu vực Tây Nguyên gần 20 năm Kết nghiên cứu cho thấy, diện tích công nghiệp khu vực Tây Nguyên tăng