Nghiên cứu chỉ số bốc hơi bằng tư liệu ảnh modis phục vụ giám sát lớp phủ rừng ở khu vực tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN MINH ĐỨC TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CHỈ SỐ BỐC HƠI BẰNG TƢ LIỆU ẢNH MODIS PHỤC VỤ GIÁM SÁT LỚP PHỦ RỪNG Ở KHU VỰC TÂY NGUYÊN Chuyên ngành : Mã số : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Việt Hòa HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Minh Đức MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ÚNG DỤNG ẢNH MODIS 1.1 Tổng quan ảnh MODIS 1.1.1 Cấu trúc tên ảnh MODIS 1.1.2 Mức độ xử lý ảnh MODIS 1.1.3 Một số sản phẩm từ ảnh MODIS 1.1.4 Dữ liệu ảnh MODIS sử dụng tính tốn số bốc 15 1.2 Sự bốc nƣớc 22 1.3 Cơ sở ứng dụng ảnh MODIS tính tốn số bốc 24 1.3.1 Tổng quan nghiên cứu giám sát bốc (Evapotranspiration) 24 1.3.2 Lựa chọn công nghệ mô hình tính giám sát bốc 27 CHƢƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BỐC HƠI31 2.1 Các nhân tố tự nhiên 31 2.1.1 Vị trí địa lý 31 2.1.2 Địa chất 31 2.1.3 Địa hình - địa mạo 33 2.1.4 Khí hậu 37 2.1.5 Thủy văn 44 2.1.6 Thổ nhưỡng 47 2.1.7 Các thảm thực vật Tây Nguyên 51 2.2 Các nhân tố kinh tế xã hội 54 2.2.1 Dân tộc sách phát triển kinh tế xã hội 54 2.2.2 Phát triển nông - lâm nghiệp 55 CHƢƠNG III: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ MỐI TƢƠNG QUAN GIỮA BỐC HƠI VỚI BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ RỪNG KHU VỰC TÂY NGUYÊN 60 3.1 Mơ hình tính tốn sở liệu 60 3.1.1 Mơ hình tính tốn bốc 60 3.1.2 Dữ liệu sử dụng 60 3.2 Phân tích mối tƣơng quan số bốc với biến động lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên giai đoạn 2000 - 2010 67 3.3 Phân tích mối tƣơng quan số bốc với biến động lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên giai đoạn 2000 - 2010 74 PHẦN III: KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật MODIS vệ tinh TERRA AQUA Bảng 1.2 Chi tiết kênh ảnh Modis Bảng 1.3 Các sản phẩm từ ảnh MODIS Bảng 1.4: Đặc tính kỹ thuật ảnh MOD15A2 15 Bảng 1.5: Bảng mô tả số lớp sản phẩm ảnh MOD15A1 16 Bảng 1.6: Đặc tính kỹ thuật ảnh MCD12Q1 16 Bảng 1.7: Bảng mô tả số lớp liệu sản phẩm ảnh MCD12Q1 17 Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật ảnh MCD43B2 18 Bảng 1.9: Bảng mô tả số lớp liệu sản phẩm ảnh MODIS (MCD43B2): 19 Bảng 1.10: Đặc tính kỹ thuật ảnh MCD43B3 20 Bảng 1.11: Bảng mô tả số lớp liệu sản phẩm ảnh MODIS (MCD43B3): 21 Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình lượng mưa trạm khí tượng Tây Nguyên 40 Bảng 2.2: Danh sách, tọa độ trạm khí tượng 42 Bảng 2.3 Các loại đất vùng Tây Nguyên 50 Bảng 2.4: Hiện trạng lớp phủ Tây Nguyên năm 2010 51 Bảng 3.1: Mã trạng lớp phủ rừng 63 Bảng 3.2: Số liệu thống kê diện tích loại lớp phủ năm 2000 65 Bảng 3.3: Số liệu thống kê diện tích loại lớp phủ năm 2010 67 Bảng 3.4: Phân bố lớp trạng rừng bốc năm 2000 68 Bảng 3.5: Phân bố lớp trạng rừng theo nhóm bốc năm 2010 72 Bảng 3.6: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2000 75 Bảng 3.7: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2001 75 Bảng 3.8: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2002 76 Bảng 3.9: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2003 76 Bảng 3.10: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2004 77 Bảng 3.11: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2005 77 Bảng 3.12: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2006 78 Bảng 3.13: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2007 78 Bảng 3.14: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2008 79 Bảng 3.15: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2009 79 Bảng 3.16: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2010 80 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc trục ảnh MODIS chụp theo chiều ngang dọc Hình 1.2 Sơ đồ đường bay chụp vệ tinh MODIS Hình 1.3 Ảnh vệ tinh MODIS tổ hợp ngày tháng 12 năm 2012 Hình 1.4: Ảnh MOD15A2 khu vực Tây Nguyên 15 Hình 1.5: ảnh MCD12Q1 khu vực Tây Nguyên 16 Hình 1.6: ảnh MCD43B2 khu vực Tây Nguyên 18 Hình 1.7: hình ảnh MCD43B3 khu vực Tây Nguyên 20 Hình 1.8: Vịng tuần hồn nước 23 Hình 1.9: Mơ hình tính tốn ET hàng ngày sử dụng liệu MODIS liệu khí tượng MODIS-MM5 FDDA 25 Hình 1.10: Mơ hình tính tốn ET tồn cầu sử dụng liệu MODIS (Mu et al 2011) 26 Hình 2.1 Bản đồ phân tầng độ cao đồ vờn bóng địa hình khu vực Tây Ngun 34 Hình 2.2 Bản đồ địa mạo Tây Nguyên 36 Hình 2.3 Nhiệt độ trung bình tháng lượng mưa trạm Đà Lạt năm 2012 41 Hình 2.4 Nhiệt độ trung bình lượng mưa trạm Bn Mê Thuột 41 Hình 2.5 Sơ đồ trạm khí tượng khu vực Tây Nguyên 44 Hình 2.6 Sơ đồ thủy văn khu vực Tây Nguyên 46 Hình 2.7 Bản đồ đất khu vực Tây Nguyên 49 Hình 2.8: Sơ đồ trạng lớp phủ rừng Tây Nguyên năm 2010 53 Hình 3.1: Bản đồ bốc nước khu vực tỉnh Tây Nguyên từ năm 2000 – 2010 62 Hình 3.2: Bản đồ trạng lớp phủ năm 2000 64 Hình 3.3: Bản đồ trạng lớp phủ năm 2010 66 Hình 3.4: Bản đồ trạng lớp phủ năm 2000 đồ bốc nước năm 2000 68 Hình 3.5: Biểu đồ trạng diện tích lớp phủ theo nhóm bốc năm 2000 70 Hình 3.6: Bản đồ trạng lớp phủ năm 2010 đồ bốc nước năm 2010 71 Hình 3.7: Biểu đồ trạng lớp phủ theo nhóm bốc năm 2010 74 Hình 3.8 Phân bố lớp rừng khơng biến động theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 81 Hình 3.9: Phân bố lớp rừng theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 81 Hình 3.10: Phân bố lớp rừng phục hồi theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 82 Hình 3.11 Phân bố lớp khơng rừng khơng biến động theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 khu vực Tây Nguyên 82 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tài nguyên rừng nguồn tài nguyên quý giá đất nước ngày diện tích rừng ngày bị thu hẹp nên cơng tác giám sát, quản lý tài nguyên rừng việc cấp thiết Ở nước ta, rừng Tây Nguyên nguồn tài nguyên rừng bị suy giảm Cùng với áp lực phá rừng lấy đất trồng công nghiệp, nỗ lực phát triển rừng đem lại thay đổi đáng kể diện tích rừng chất lượng lớp phủ ngày nay, đơn vị quản lý rừng chưa tìm công cụ hữu hiệu để hỗ trợ công tác quản lý, giám sát chất lượng xác định xác biến động lớp phủ rừng, đặc biệt khu vực trọng điểm rừng đầu nguồn Vì vậy, việc phân tích ảnh hưởng xung đột việc phát triển công nghiệp, nông nghiệp hoạt động sử dụng đất khác đến lớp phủ rừng gặp nhiều khó khăn Đặc biệt khu vực rừng Tây Nguyên, với điều kiện địa hình, khí hậu việc sử dụng tài nguyên đất riêng biệt, việc phân tích, giám sát lớp phủ rừng yêu cầu quản lý thường xuyên Ở thời điểm này, việc sử dụng lực lượng giám sát chưa thể đáp ứng hết yêu cầu nên việc xây dựng hệ thống có khả cung cấp kịp thời, liên tục thông tin giám sát quản lý rừng cấp bách Do cần phải có phương pháp để cập nhật thơng tin nhanh xác có nhanh chóng đưa giải pháp, định hợp lý công tác giám sát tài nguyên rừng Ngày nay, phát triển công nghệ vệ tinh quan sát Trái đất, khả ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý nghiên cứu lớp phủ thực vật cho thấy có nhiều ưu với điều kiện đặc thù Tây Nguyên Và việc ứng dụng ảnh viễn thám, đặc biệt ảnh MODIS (có khả chụp – ảnh/ngày) đáp ứng yêu cầu Ưu điểm ảnh MODIS thể thu nhận hàng ngày, với tần suất quan sát lãnh thổ cao, độ phủ trùm lớn, giúp thu thập thơng tin nhanh chóng, đồng bộ, khách quan phù hợp cho công tác giám sát lớp phủ phát triển rừng Đây ưu điểm vượt trội liệu so với ảnh vệ tinh độ phân giải cao Ngoài ra, ảnh MODIS cung cấp số quan trọng trạng lớp phủ rừng số sinh trưởng thực vật, số diện tích lá, độ bốc nước bề mặt Trong đó, thơng số số bốc – ET (Evapotranspiration) hồn tồn tính từ ảnh vệ tinh MODIS phục vụ cho việc tính vịng tuần hồn lượng, nước biến động môi trường Xuất phát từ lý học viên chọn đề tài: ”Nghiên cứu số bốc tư liệu ảnh MODIS phục vụ giám sát lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên” cho luận văn Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu số bốc tư liệu ảnh MODIS phục vụ công tác giám sát lớp phủ rừng: - Nghiên cứu lựa chọn mơ hình tính tốn số bốc - Ứng dụng ảnh MODIS theo dõi, giám sát số bốc - Đưa mối tương quan số bốc (ET) với trạng biến động lớp phủ rừng phục vụ mơ hình quản lý giám sát lớp phủ rừng Tây Nguyên Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu số bốc hơi, lớp phủ rừng - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Tây Nguyên Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp xử lý thông tin, tài liệu liên quan; - Phương pháp phân tích khơng gian: Tổng hợp, xử lý logic tài liệu, giải vấn đề đạt phân tích mối tương quan không gian trạng lớp phủ rừng số bốc hơi; - Phương pháp viễn thám: liệu ảnh vệ tinh quang học có phạm vi thu nhận rộng, chu kỳ lập lại cao cho phép quan trắc giám sát thay đổi thực phủ/ thực vật theo thời gian phù hợp với công tác theo dõi thay đổi đối tượng thực vật Ý nghĩa Khoa học thực tiễn đề tài Thông qua việc nghiên cứu lý thuyết, kết thực nghiệm tác giả mong muốn thể vấn đề sau: - Ứng dụng phương pháp viễn thám vào công tác giám sát lớp phủ rừng phương pháp đem lại hiệu cao cần ứng dụng rộng rãi - Dùng ảnh MODIS cho phép ta giám sát lớp phủ rừng hàng ngày, hàng tháng, không tốn ảnh MODIS cung cấp miễn phí - Cung cấp thông số giám sát môi trường lớp phủ rừng thường xuyên, góp phần bảo vệ phát triển lớp phủ rừng địa bàn Tây Nguyên - Thể mối tương quan trạng lớp phủ rừng số bốc theo thời gian Kết cấu luận văn Luận văn xây dựng sở chương: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng ảnh MODIS tính tốn số bốc Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến q trình bốc Chương 3: Tính tốn lượng bốc phục vụ giám sát lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên tư liệu ảnh MODIS Lời cảm ơn – quan tâm giúp đỡ – Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Việt Hịa – phịng Cơng nghệ viễn thám GIS - Viện Công nghệ Vũ trụ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam trực tiếp dẫn, nhiệt tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ anh, chị bạn phòng Công nghệ Viễn thám GIS – Viện Công nghệ Vũ trụ - Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp trình thu thập tài liệu phục vụ luận văn Tôi xin cảm ơn đề tài TN3/T16 thuộc chương trình Khoa học cơng nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên hỗ trợ tư liệu để tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Khoa Trắc địa, môn Trắc địa Mỏ phòng sau Đại học trường Đại học Mỏ - Địa Chất tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến người thân, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ khích lệ tơi thời gian qua Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn! CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ÚNG DỤNG ẢNH MODIS TRONG TÍNH TỐN CHỈ SỐ BỐC HƠI 1.1 Tổng quan ảnh MODIS MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), tức phổ kế tạo ảnh độ phân giải trung bình, hệ thống thu ảnh đặt hai vệ tinh TERRA hay EOS AM-1, phóng ngày 18 tháng 12 năm 1999 AQUA (EOS PM-1), phóng ngày tháng năm 2002 Cả hai vệ tinh bay độ cao 705 km quĩ đạo tròn, cận cực đồng hành với mặt trời, cắt qua xích đạo nửa sáng đường xuống vào 10h30' (giờ địa phương) vệ tinh TERRA hay đường lên vào 13h30' vệ tinh AQUA Nhờ vậy, MODIS có khả quan sát tồn bề mặt trái đất ngày lần ảnh thu 36 kênh phổ với chiều rộng dải thu lên tới 2330 km (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật MODIS vệ tinh TERRA AQUA Độ cao 705 km, tròn, cận cực, đồng hành với mặt trời, cắt Quĩ đạo: qua xích đạo nửa sáng vào 10h30' đường xuống (Terra) 13h30' đường lên (Aqua) Tần số quét 20,3 vòng/phút, vng góc với đường bay Khn ảnh 2330 km x 10° vĩ Kích thước 1,0 x 1,6 x 1,0 m Trọng lượng 228,7 kg Cơng suất 162,5 W (trung bình vòng bay) Tần suất truyền số liệu Mức lượng tử số liệu 10,6 Mb/giây (cực đại vào ban ngày), 6,1 Mb/giây (trung bình vịng bay) 12 bit 250 m (kênh 1-2), Độ phân giải không gian 500 m (kênh 3-7), 1000 m (kênh 8-36) Tuổi thọ dự kiến năm Các kênh phổ ảnh MODIS lựa chọn cách có chủ đích nhằm giải nhiệm vụ cụ thể định trước (bảng 1.2), phục vụ mục tiêu chung nghiên 74 Hiện trạng lớp phủ theo nhóm bốc năm 2010 450,000.00 400,000.00 < 700 (mm/year) 350,000.00 701-800 Đơn vị (ha) 300,000.00 801-900 250,000.00 901-1000 1001-1100 200,000.00 1101-1200 150,000.00 1201-1300 > 1300 100,000.00 50,000.00 0.00 10 11 12 13 14 15 Hình 3.7: Biểu đồ trạng lớp phủ theo nhóm bốc năm 2010 3.3 Phân tích mối tƣơng quan số bốc với biến động lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên giai đoạn 2000 - 2010 Phân tích cho thấy trạng lớp phủ rừng hai thời điểm 2000 2010 thể rõ mối tương quan với nhóm lớp bốc Việc phân tích đánh giá biến động lớp phủ với nhóm lớp bốc làm rõ mối tương quan Dưới tác giả phân tích đánh giá mối quan hệ biến động rừng-không rừng nhóm lớp bốc theo năm từ 2000 đến 2010 Các ID: 11: lớp rừng không biến động 12: Rừng phục hồi 21: Rừng 22: Không rừng không biến động 75 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 429096.91 125506 12 72988 51 143479 09 524871 48 1292408 44 788982 67 390592 11 113625.69 27294.5 16388 91 25527.7 52030.2 97541.41 68297.2 45328.4 73658.69 23334.3 13647 27 23029.7 51725.5 113260.1 104486 89 46120.4 160111.70 51908.3 46546 93 72440.1 113077 36 136046.2 120083 77 80726.0 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 < 700 (mm/năm) 11 11.39 3.33 1.94 3.81 13.93 34.30 20.94 10.37 12 25.47 6.12 3.67 5.72 11.67 21.87 15.31 10.16 21 16.40 5.19 3.04 5.13 11.51 25.21 23.26 10.27 22 20.50 6.65 5.96 9.28 14.48 17.42 15.38 10.34 Bảng 3.6: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2000 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 427817.47 117524 91 66286 73 126846 48 567214 57 1249577 96 796720 18 414292 06 111432.38 26989.9 13769 12 20288.1 48252.8 103633.9 70856.1 50811.7 71830.93 24735.6 13830 04 14987.6 46181.3 116001.7 109909 25 51603.7 149998.10 52091.1 36433 33 47826.3 93581.2 159380.5 139640 79 101988 96 < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 11 11.36 3.12 1.76 3.37 15.06 33.18 21.15 11.00 12 24.98 6.05 3.09 4.55 10.82 23.23 15.89 11.39 21 16.00 5.51 3.08 3.34 10.28 25.83 24.47 11.49 22 19.21 6.67 4.67 6.12 11.98 20.41 17.88 13.06 Bảng 3.7: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2001 76 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801-900 9011000 482589.32 120753 95 110762 20 224448 81 525358 88 882990 41 869221 29 550155 48 126541.85 25466.7 26136.9 39479.6 52395.7 66469.5 64398.0 45145.6 87915.21 18643.1 21323.8 36189.6 61412.7 74877.2 90413.1 58305.5 184786.44 48740.2 59706.8 97906.9 109665 54 106497 43 105583 55 68053.5 701-800 801-900 9011000 < 700 (mm/năm) 10011100 10011100 11011200 11011200 12011300 12011300 > 1300 > 1300 11 12.81 3.21 2.94 5.96 13.95 23.44 23.08 14.61 12 28.37 5.71 5.86 8.85 11.75 14.90 14.44 10.12 21 19.58 4.15 4.75 8.06 13.68 16.67 20.13 12.98 22 23.66 6.24 7.65 12.54 14.04 13.64 13.52 8.71 Bảng 3.8: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2002 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 440368.09 112955 51 67566 16 136046 20 415327 79 929476 42 988695 81 675844 38 110335.72 26868.0 17912 04 26928.9 47521.7 72135.5 89133.7 55198.3 77375.13 18399.4 10235 45 22664.2 46120.4 85539.1 107045 76 81700.8 145306.85 52883.1 34727 42 63179.5 112346 26 120753 95 137081 93 114661 42 < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 11 11.69 3.00 1.79 3.61 11.03 24.68 26.25 17.94 12 24.74 6.02 4.02 6.04 10.65 16.17 19.98 12.38 21 17.23 4.10 2.28 5.05 10.27 19.05 23.84 18.19 22 18.61 6.77 4.45 8.09 14.39 15.46 17.55 14.68 Bảng 3.9: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2003 77 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 399791.84 172418 61 82431 93 132329 76 293477 18 677611 22 907421 46 1100798 37 108995.37 34544.6 19130 55 28756.7 38809.4 55624.8 67566.1 92606.46 70856.13 23760.8 14561 15 20714.6 31437.4 55320.1 76583.1 155846.9 148414.04 54771.8 42647 71 60133.2 90839.6 108690 74 105522 62 169920.6 < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 11 10.62 4.58 2.19 3.51 7.79 17.99 24.09 29.23 12 24.44 7.74 4.29 6.45 8.70 12.47 15.15 20.76 21 15.78 5.29 3.24 4.61 7.00 12.32 17.05 34.70 22 19.00 7.01 5.46 7.70 11.63 13.92 13.51 21.76 Bảng 3.10: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2004 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801-900 9011000 536630.07 132329 76 199834 99 292441 45 475461 06 793734 84 829863 55 507812 40 138544.14 30158.0 41368.2 45389.3 48557.4 49958.7 56112.2 35885.0 91448.88 19557.0 31498.3 47948.2 59341.2 66103.9 77984.3 55076.4 195143.74 53614.2 85539.1 110944 98 98698.9 88280.7 78837.3 70125.0 701-800 801-900 9011000 < 700 (mm/năm) 10011100 10011100 11011200 11011200 12011300 12011300 > 1300 > 1300 11 14.24 3.51 5.30 7.76 12.62 21.06 22.02 13.48 12 31.07 6.76 9.28 10.18 10.89 11.20 12.58 8.05 21 20.37 4.36 7.02 10.68 13.22 14.72 17.37 12.27 22 24.98 6.86 10.95 14.20 12.63 11.30 10.09 8.98 Bảng 3.11: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2005 78 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 1189079 13 707769 24 421481.24 161269 28 91814 43 120814 88 269107 06 804945 10 112894.59 31071.9 24065 49 31315.6 42099.3 63240.4 85539.12 55807.5 64458.97 31498.3 18155 74 21689.4 36189.6 73049.4 115209.7 88829.0 137508.41 60011.4 46912 48 62143.8 96383.8 114174 02 137081.9 126724 63 12011300 > 1300 < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 11011200 11 11.19 4.28 2.44 3.21 7.15 21.37 31.57 18.79 12 25.31 6.97 5.40 7.02 9.44 14.18 19.18 12.51 21 14.35 7.01 4.04 4.83 8.06 16.27 25.65 19.78 22 17.61 7.68 6.01 7.96 12.34 14.62 17.55 16.23 Bảng 3.12: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2006 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801-900 9011000 490814.24 124226 69 146586 28 369024 56 826756 36 128735.16 25284.0 32107.6 52517.6 67566.1 75852.00 35519.4 81883.61 21750.3 21811.2 45267.5 77740.6 103573.0 66591.3 30462.6 169128.64 47217.1 57391.6 100465 82 120814 88 134949.5 73171.2 77801.6 701-800 801-900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 < 700 (mm/năm) 10011100 11011200 12011300 > 1300 1057541 40 527734 97 223595 86 28452.1 11 13.03 3.30 3.89 9.80 21.95 28.08 14.01 5.94 12 28.86 5.67 7.20 11.77 15.15 17.01 7.96 6.38 21 18.23 4.84 4.86 10.08 17.31 23.06 14.83 6.78 22 21.66 6.05 7.35 12.86 15.47 17.28 9.37 9.96 Bảng 3.13: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2007 79 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801-900 9011000 502390.05 121606 90 154933 04 450725 39 933375 64 956710 03 433788 15 212751 16 127638.51 28817.6 38687.5 52395.7 72257.4 71343.5 25832.3 29061.3 80847.88 23334.3 23456.2 46303.2 85051.7 108629 81 53248.7 28208.4 156699.88 54771.8 59036.6 99308.2 130197 37 133243 64 60681.6 87001.3 701-800 801-900 9011000 < 700 (mm/năm) 10011100 10011100 11011200 11011200 12011300 12011300 > 1300 > 1300 11 13.34 3.23 4.11 11.97 24.78 25.40 11.52 5.65 12 28.62 6.46 8.67 11.75 16.20 16.00 5.79 6.52 21 18.00 5.20 5.22 10.31 18.94 24.19 11.86 6.28 22 20.07 7.01 7.56 12.72 16.67 17.06 7.77 11.14 Bảng 3.14: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2008 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801900 9011000 10011100 412829.85 153958 24 95165 32 181922 95 580008 88 108934.44 30889.1 18886 84 38078.3 65921.18 26807.1 13890 97 126602.78 56538.6 36311 48 < 700 (mm/năm) 701-800 801900 11011200 12011300 > 1300 1249882 58 819932 72 274224 79 58731.9 94677.92 57696.2 38139.2 23517.1 56294.9 128369.6 91327.0 43135.1 54467.2 106131 88 166935.3 114174 02 119779 14 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 11 10.96 4.09 2.53 4.83 15.39 33.17 21.76 7.28 12 24.42 6.93 4.23 8.54 13.17 21.23 12.94 8.55 21 14.67 5.97 3.09 5.23 12.53 28.57 20.33 9.60 22 16.21 7.24 4.65 6.97 13.59 21.38 14.62 15.34 Bảng 3.15: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2009 80 ID (ha) 11 12 21 22 ID (%) < 700 (mm/năm) 701-800 801-900 9011000 490692.39 131233 10 116976 58 234196 86 590914 51 129831.82 25588.6 27781.9 43013.2 52456.6 82127.31 18216.6 18460.3 32838.7 59158.4 94190.52 96810.3 152861.58 42099.3 45633.0 62143.8 81761.7 125567.0 131903 28 138970 62 701-800 801-900 9011000 10011100 11011200 12011300 > 1300 < 700 (mm/năm) 10011100 11011200 12011300 > 1300 1095436 94 764368 85 344106 11 74572.57 50507.0 42282.1 47460.8 11 13.02 3.48 3.10 6.22 15.68 29.07 20.29 9.13 12 29.11 5.74 6.23 9.64 11.76 16.72 11.32 9.48 21 18.28 4.05 4.11 7.31 13.17 20.97 21.55 10.56 22 19.57 5.39 5.84 7.96 10.47 16.08 16.89 17.80 Bảng 3.16: Phân bố nhóm lớp biến động rừng theo lớp bốc năm 2010 Từ bảng phân bố nhóm lớp biến động theo năm ta thành lập biểu đồ biến động theo số bốc đối tượng rừng không biến động, rừng đi, rừng phục hồi không rừng không biến động phạm vi 10 năm từ năm 2000 đến năm 2010 ( hình 3.8,3.9, 3.10, 3.11) 81 Đơn vị % Rừng không biến động với ET từ năm 2000 đến 2010 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 < 700 (mm/year) 701-800 801-900 901-1000 1001-1100 1101-1200 1201-1300 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 > 1300 Hình 3.8 Phân bố lớp rừng khơng biến động theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 Rừng với ET từ năm 2000 đến 2010 35.00 25.00 < 700 (mm/year) 701-800 20.00 801-900 15.00 901-1000 10.00 1001-1100 5.00 1101-1200 0.00 1201-1300 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 Đơn vị % 30.00 > 1300 Hình 3.9: Phân bố lớp rừng theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 82 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 < 700 (mm/year) 701-800 801-900 901-1000 1001-1100 1101-1200 1201-1300 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 Đơn vị % Rừng phục hồi với ET từ năm 2000 đến 2010 > 1300 Hình 3.10: Phân bố lớp rừng phục hồi theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 Không rừng không biến động với ET từ năm 2000 đến 2010 Đơn vị % 30.00 < 700 (mm/year) 25.00 701-800 20.00 801-900 15.00 901-1000 10.00 1001-1100 1101-1200 5.00 1201-1300 0.00 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 > 1300 Hình 3.11 Phân bố lớp không rừng không biến động theo nhóm bốc từ năm 2000 đến năm 2010 khu vực Tây Nguyên 83 Với khu vực rừng khơng thay đổi (hình 3.8) ta thấy phần lớn diện tích nằm khu vực có độ bốc cao từ 1100-1300 mm/năm Rừng không biến động có biến động loại lớp phủ rừng với nhau, điều giải thích thay đổi giá trị bốc qua năm nhóm lớp có độ bốc cao Trên diện tích khơng rừng không biến động thấy tách biệt rõ ràng thể qua năm từ 2000 đến 2010 diện tích nhóm khơng rừng khơng biến động giao động từ khoảng 20 đến 40% nằm nhóm lớp bốc 700mm/năm Với khu vực có biến động rừng-khơng rừng ta thấy có thay đổi % diện tích nhóm bốc cao cụ thể % diện tích nhóm lớp rừng phục hồi nằm nhóm bốc cao ta thấy cao so với nhóm rừng Ở biểu đồ rừng không biến động, ta dễ nhận thấy giá trị số bốc có thay đổi hàng năm nhìn chung diện tích lớp phủ theo nhóm bốc khơng có thay đổi Chủ yếu diện tích rừng có giá trị bốc chủ yếu mức 1000 – 1100mm/năm Thấp diện tích rừng có số bốc khoảng 800 900mm/năm 84 KẾT LUẬN Tóm lại qua phân tích thấy có mối tương quan lớn ET trạng lớp phủ rừng theo năm từ 2000 đến 2010 Loại lớp phủ có độ bốc cao 1200-1300 mm/năm rừng giàu, rừng hỗn giao rừng rụng Loại lớp phủ có độ bốc thấp lớp đất nông nghiệp đất khác, đất với độ bốc chủ yếu nằm nhóm < 700 mm/năm Các loại rừng có độ bốc trung bình từ 1100-1200 mm/năm gồm có rừng thường xanh giầu trung bình, rừng thơng, rừng hỗn giao thơng, rừng núi đá Các nhóm khác có độ bốc cao gồm lớp rừng thường xanh phục hồi, rừng trồng Giá trị bốc ET thay đổi trạng lớp phủ rừng thay đổi từ năm 2000 đến 2010 dựa phân tích phân bố diện tích biến động rừng-khơng rừng với giá trị bốc trung bình năm khoảng thời gian 2000 đến 2010 Từ kết phân tích kiểm sốt khu vực có biến động rừng dựa giá trị ET trung bình kết hợp với số số khác: NDVI, LAI, EVI, độ ẩm thực vật, nhiệt độ bề mặt thơng số đầu vào quan trọng mơ hình giám sát quản lý lớp phủ rừng Nghiên cứu cung cấp kết ban đầu việc đánh giá mối quan hệ độ bốc trung bình năm với trạng lớp phủ rừng phục vụ mơ hình giám sát quản lý lớp phủ rừng Việc sử dụng công nghệ viễn thám GIS cho thấy ưu việt công tác giám sát, đánh giá biến động tài nguyên với việc sử dụng ảnh MODIS thu hiệu cao nhờ độ phân giải thời gian đa dạng, độ phủ trùm lớn đặc biệt hiệu kinh tế nhiều so với ảnh vệ tinh khác Việc ảnh MODIS thu hàng ngày hay ảnh tổ hợp ngày, 16 ngày, hàng tháng, hàng quý hàng năm giúp cập nhật liệu thơng tin cách nhanh chóng để đưa giải pháp môi trường Các số môi trường có mối tương quan định với trạng lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên Vì vậy, kết phân tích quan trọng mơ hình 85 giám sát quản lý rừng Các số mơi trường tính tốn cập nhật thường xuyên giúp phát khu vực có nguy biến động lớp phủ rừng diện tích lẫn chất lượng để giám sát quản lý kịp thời 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT “Bảng xếp hạng PCI 2011: Phòng thương mại Công nghiệp Việt Nam Truy cập ngày 23 tháng năm 2012 “Bảng xếp hạng PCI năm 2012” Phịng thương mại Cơng nghiệp Việt Nam Truy cập ngày 14 tháng năm 2013 TIẾNG ANH Bouchet, R J (1963) Evapotranspiration re’elle evapotranspiration potentielle, signification climatique International Asociation of Scientific Hydrology Evaporation, vol (pp 134-142) Berkeley, Calif: General Assembly of Berkeley, Transactions Choudhury, B J., Ahmed, N U., Idso, S B., Reginato, R J., Daughtry, C S T 1994 Relations between evaporation coefficients and vegetation indices studied by model simulations Remote Sensing of Environment Volume 50, Issue 1, Pages 1– 17 Douglas, E M., Jacobs, J M., Sumner, D M., Ray, R L 2009 A comparison of models for estimating potential evapotranspiration for Florida land cover types Journal of Hydrology 373, 366–376 FAO, 2000 Global Forest Resources Assessment Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome Fisher, J B., Tu, K., & Baldocchi, D D (2008) Global estimates of the land atmosphere water flux based on monthly AVHRR and ISLSCP-II data, validated at FLUXNET sites Remote Sensing of Environment, 112(3), 901-919 Ge, Z M., Zhou, X., Kellomäki, S., Peltola, H., Wang, K Y 2011 Climate, canopy conductance and leaf area development controls on evapotranspiration in a boreal coniferous forest over a 10-year period: A united model assessment Ecological Modelling 222, 1626–1638 Law, B.E., Falge, E., Gu, L., Baldocchi, D.D., Bakwin, P., Berbigier, P., Davis, K., Dol-man, A.J., Falk, M., Fuentes, J.D., Goldstein, A., Granier, A., Grelle, A., Hollinger, D., Janssens, I.A., Jarvis, P., Jensen, N.O., Katul, G., Mahli, Y., Matteucci, G., Mey-ers, T., Monson, R., Munger, W., Oechel, W., Olson, R., 87 Pilegaard, K., Paw, U.K.T., Thorgeirsson, H., Valentini, R., Verma, S., Vesala, T., Wilson, K., Wofsy, S., 2002 Environmental controls over carbon dioxide and water vapor exchange of ter-restrial vegetation Agricultural and Forest Meteorology 113, 97–120 Maidment, D R (1993) H and book of hydrology: Mc Graw- Hi ll ISBN: 0070397325/9780070397323 Monteith, J L (1965), Evaporation and environment In: B.D Fogg, (Ed.), The State and Movement of Water in Living Organism, Symposium of the society of experimental biology, 19, Cambridge University Press, Cambridge (1965), 205– 234 10 Mu, Q., F.A Heinsch, M Zhao, and S W Running (2007a) Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data Remote Sensing of Environment, 111, 519-536 11 Mu, Q., Jones, L A., Kimball, J S., McDonald, K C., Running, S W (2009) Satellite assessment of land surface evapotranspiration for the pan-Arctic domain WATER RESOURCES RESEARCH, VOL 45, W09420 12 Mu, Q., M Zhao, S.W Running (2011) Improvements to a MODIS Global Terrestrial Evapotranspiration Algorithm Remote Sensing of Environment, 115 (2011) 1781– 1800 13 Olchev, a., Ibrom, A., Priess, J., Erasmi, S., Leemhuis, C., Twele, A., Radler, K., Kreilein, H., Panferov, O., Gravenhorst, G 2008 Effects of land-use changes on evapotranspiration of tropical rain forest margin area in Central Sulawesi (Indonesia): Modelling study with a regional SVAT model Ecological Modelling 212, 131–137 14 Thornton, P E (1998) Regional ecosystem simulation: combining surface ans sattelite based observations to study linkpages between terrestrial energy and mass budgets, PhD Dissertation, School of Forestry, The University of Montana, Missoula, MT., 280pp 15 UN, 2005 World and regional trends Millennium Indicators Database 16 Zhang, L., Dawes, W R., Walker, G R 2010 Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale Water Resources Research Volume 37, Issue 3, pages 701–708 88 WEBSITE http://isic-space.com/cems/cems-demos/cems-lst/ 30 http://gislab.jhsph.edu/intr-lst.htm 31 http://modis.gsfc.nasa.gov/about/specifications.php http://kttvtaynguyen.org.vn/daitn/ http://taynguyen3.vast.vn/ http://ntsg.umt.edu/project/mod16 http://www.oslpr.org/download/en/2000/0031.pdf http://wikipedia.com ... ? ?Nghiên cứu số bốc tư liệu ảnh MODIS phục vụ giám sát lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên? ?? cho luận văn Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu số bốc tư liệu ảnh MODIS phục vụ công tác giám sát lớp phủ. .. giám sát lớp phủ rừng Tây Nguyên Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu số bốc hơi, lớp phủ rừng - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Tây Nguyên Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên. .. sở chương: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng ảnh MODIS tính tốn số bốc Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến trình bốc Chương 3: Tính tốn lượng bốc phục vụ giám sát lớp phủ rừng khu vực Tây