Nhằm hỗ trợ việc tính toán sinh khối rừng một cách nhanh chóng và kịp thời, nhiều quốc gia trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu tính toán trữ lượng sinh khối của thảm thực vật dựa trên ảnh Viễn thám như Landsat, SPOT, AVHRR NOAA, ALOS,… Có rất nhiều phương pháp ước tính sinh khối từ các ảnh vệ tinh thông qua các giá trị như hệ số bức xạ, hệ số phản xạ, chỉ số
chuẩn hóa các thực vật khác nhau (The Normalized Difference Vegetation
Index –NDVI), chỉ số diện tích bề mặt lá (Leaf Area Index – LAI), hệ số bức
xạ của hoạt động quang hợp (The Fraction of Absorbed Photosynthetically
Active Radiation – FAPAR) (Dương Văn Khảm, 2011) [6].
Các bước tiến hành ước tính sinh khối bề mặt tán rừng dựa trên các chỉ số được tiến hành theo sơ đồ sau:
Hình 2.5. Các bước tiến hành tính toán bề mặt sinh khối rừng
Ước tính sinh khối bề mặt tán rừng sử dụng ảnh vệ tinh ALOS AVNIR- 2 được thực hiện dựa vào kênh ảnh có bước sóng ở vùng cận cận hồng ngoại (kênh 4) và kênh ảnh ở vùng ánh sáng màu đỏ (kênh 3) để tại chỉ số NDVI, từ giá trị này sẽ xác định được độ che phủ của tán rừng thông qua giá trị LAI (chỉ số diện tích bề mặt lá) và đánh giá hiệu suất của hoạt động quang hợp, tức là đánh giá khả năng tạo sinh khối của rừng thông qua giá trị fAPAR – bức xạ được hấp thụ cho hoạt động quang hợp tạo sinh khối của cây.
Cho đến ngày nay, các chỉ tiêu khác nhau liên quan đến cây trồng và sinh lý của cây trồng như diện tích lá (LAI), tỷ lệ N, C, S; hàm lượng N hấp thụ, sinh khối, diệp lục đã được dự báo một cách tin cậy bằng các kỹ thuật của
Ảnh vệ tinh Hệ số bức xạ phát xạHệ số NDVI Biomass LAI fAPAR
Viễn thám. Kỹ thuật này có đặc tính nhanh, không phá hủy cấu trúc của thực vật, chi phí thấp. Vì vậy trong mấy thập kỷ qua, kỹ thuật Viễn thám đã được sử dụng nhiều vào việc theo dõi và dự báo năng suất và sinh khối của cây trồng (Casanova, 1998) [14].
Kỹ thuật Viễn thám cho hình ảnh trong giải quang phổ hẹp (<10nm) và liên lục. Nó cung cấp một phổ liên tục cho mỗi điểm ảnh. Vì vậy dữ liệu của kỹ thuật Viễn thám được coi là nhạy cảm hơn với cây trồng (Hansen và
Schjoerring, 2003) [17]. Phương pháp chung để có được dữ liệu về phản xạ
của cây trồng là chuyển đổi và tính trung bình phản xạ của ánh sáng xanh da trời (Blue), ánh sáng xanh lá cây (Green), ánh sáng đỏ (Red), và vùng cận hồng ngoại gần (near-infrared) có bước sóng lần lượt là 450 – 520nm, 520 – 600nm, 630 – 690nm, 760 –790nm giống như các bước sóng của Landsat Thematic Mapper (Bausch, 1990)[13]
Phản xạ của các khoảng sóng rộng được sử dụng để tính toán các chỉ số như NDVI hoặc RVI từ đó dự đoán được các thông số thực vật cần theo dõi như: hàm lượng N trong lá, năng suất, diệp lục và đặc biệt là sinh khối tươi và khô của cây trồng.