- Mục đớch bản đồ: Cỏc bản đồ phổ thụng và bản đồ tra cứu đũi hỏi cỏc ký hiệu cú hỡnh th ức thể hiện khỏc nhau, độ chớnh xỏc định vị cũng khỏc nhau
2. Vựng nghiờn cứu và dữ liệu
2.1 Vựng nghiờn cứu
Vựng nghiờn cứu là phần phớa Tõy-Bắc khu vực lũ lụt Tonle Sap, như hỡnh ch ữ nhật nột đứt trong Hỡnh 1a. Trạm quan trắc thủy văn Kompong Luong cung cấp dữ liệu mực nước hàng ngày trong Hỡnh 1a.
Ảnh ALOS PALSAR ghi nhận trong ngày 17 thỏng 1 năm 2007 được hiển thị trong Hỡnh 1b. Đ ịa hỡnh khu vực này được thể hiện trong mụ hỡnh số địa hỡnh (MHSĐH) (Hỡnh 2). MHSĐH được xõy dựng từ bản đồ địa hỡnh với mắt lưới là 50 m, cú độ chớnh xỏc về độ cao là 1m, độ chớnh xỏc mặt bằng là 65 m. Một bản đồ sử dụng đất năm 2002 với 35 lớp cũng được sử dụng để lựa chọn cỏc vựng quan tõm (ROIs) trong Hỡnh 3 [16]. Trong nghiờn cứu này chỳng tụi chỉ chia làm 6 lớp phủ mặt đất theo 2 nhúm. Đầu tiờn là dựa vào vị trớ thuộc vựng thấp ( độ cao dưới 6 m) và vựng cao ( độ cao trờn 6 m). Thứ hai là dựa vào đặc tớnh khỏc nhau của mỗi loại lớp phủ bề mặt trong vựng cao hoặc vựng thấp.
Hỡnh 1. a) Hồ Tonle Sap và vựng lũ lụt (thay đổi từ Kummu [1]), b) cảnh ALOS PALSAR vựng nghiờn cứu.
Bảng I thống kờ sự phõn bố của 6 loại lớp phủ bề mặt, và Hỡnh 4 cũng đưa ra m ặt cắt ngang vựng ngập lũ. Theo Bảng I thỡ phõn bố của nhúm 1 bao gồm rừng vựng thấp, cõy bụi vựng thấp, và cỏ vựng thấp. Chiều cao của rừng vựng thấp từ 6-12 m, phõn bố gần mộp nước hồ nhất (0,2 đến 2 km) [17]. Cõy bụi vựng thấp cao từ 3-6 m, và cú phạm vi phõn bố rất lớn (2-30 km) với độ cao mặt đất từ 1,5-5 m [18]. Trong khi đú cỏ vựng thấp chỉ cao dưới 1 m, và
Tuyển tập bỏo cỏo Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 15/11/2012
44
phõn bố trộn lẫn trong phạm vi của cõy bụi vựng thấp trong Hỡnh 3. Nhúm 2 bao gồm cõy bụi vựng cao, cỏ vựng cao và vựng nụng nghiệp chủ yếu trồng lỳa.
Hỡnh 2. Mụ hỡnh sốđịa hỡnh (MHSĐH) của vựng nghiờn cứu (Nguồn: MRC).
Hỡnh 3. Bản đồ sử dụng đất 2002, tỷ lệ
1:100 000 (CSEAS/ASAFAS, 2002), và cỏc vựng mẫu (ROIs) của 6 lớp phủ bề mặt.
Hỡnh 4. Phõn bố của cỏc loại thực vật ở vựng lũ lụt Tonle Sap trong mựa khụ và mựa mưa.
(thay đổi từ Balzer et al. [20]).
Bảng I. Phõn bố của 6 loại lớp phủ bề mặt ở khu vực vựng lũ lụt Tonle Sap
Loại lớp phủ
bề mặt Chitrung bỡnh (m) ều cao cõy
Khoảng cỏch tới
mộp nước Hồ (km) Khocao (m) ảng độ Rừng vựng thấp 6 - 12 0.2 - 2 < 1,5 Cõy bụi vựng thấp 3 - 6 2 - 30 1,5 - 5
Cỏ vựng thấp < 1 4 - 20 2 - 4
Cõy bụi vựng cao 3 - 6 20 - 35 6 - 9
Cỏ vựng cao < 1 20 - 40 6 - 9
Tuyển tập bỏo cỏo Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 15/11/2012
45
2.2 Dữ liệu thực nghiệm
Dữ liệu PALSAR bao gồm 22 cảnh thu nhận từ thỏng 1 năm 2007 đến thỏng 12 năm 2010 (Bảng II). Tất cả cỏc cảnh đều ghi nhận ở gúc chiếu 34.3o
Số
với quỹ đạo vệ tinh đi lờn, và bao gồm 2 kiểu phõn cực: HH đơn cực (độ phõn giải 15 m) ghi nhận ảnh trong mựa khụ và HH+HV lưỡng cực (độ phõn giải 30 m) ghi nhận ảnh trong mựa mưa. Sự giảm độ phõn giải khụng gian để tăng cường độ phõn cực là để phõn biệt tốt hơn cỏc lớp phủ bề mặt dưới tỏc động của nước lũ trong mựa mưa. Dữ liệu PALSAR cú chu kỳ chụp lặp là 46 ngày trong cả mựa khụ và mựa mưa.
Bảng II. Thời gian thu nhận của 22 cảnh PALSAR và mực nước tương ứng
Ngày thu nhận Kiểu (phõn cực) Mực nước (m) 1 14 Jan. 2007 FBS (HH) 3,87 2 01 Mar. 2007 FBS (HH) 1,56 3 17 Jul. 2007 FBD (HH+HV) 2,58 4 01 Sep. 2007 FBD (HH+HV) 5,57 5 17 Oct. 2007 FBD (HH+HV) 7,98 6 02 Dec. 2007 FBD (HH+HV) 6,75 7 17 Jan. 2008 FBS (HH) 3,94 8 03 Mar. 2008 FBS (HH) 1,02 9 18 Apr. 2008 FBS (HH) 1,34 10 03 Jun. 2008 FBD (HH+HV) 2,26 11 19 Jul. 2008 FBD (HH+HV) 4,11 12 03 Sep. 2008 FBD (HH+HV) 7,11 13 19 Oct. 2008 FBD (HH+HV) 8,06 14 04 Dec. 2008 FBS (HH) 6,83 15 19 Jan. 2009 FBS (HH) 4,32 16 22 Jul. 2009 FBD (HH+HV) 3,77 17 22 Oct. 2009 FBD (HH+HV) 8,49 18 22 Jan. 2010 FBS (HH) 3,39 19 09 Mar. 2010 FBS (HH) 1,45 20 25 Jul. 2010 FBD (HH+HV) 0,96 21 25 Oct. 2010 FBD (HH+HV) 6,84 22 10 Dec. 2010 FBD (HH+HV) 5,33 3. Phương phỏp thực nghiệm 3.1 Xử lý ảnh PALSAR
Tất cả cỏc ảnh PALSAR ở dạng thụ cung cấp bởi JAXA được xử lý thành dạng dữ liệu SLC. Kết quả hệ số tỏn xạ phản hồi (γº) được tớnh toỏn với sự hiệu chỉnh cỏc tham số như sau [19]: ) cos( log 10 10 2 2 0 α γ = ⋅ I +Q +CF−A Ở đõy I và Q phần thực và phần ảo của sản phẩm SLC,
CF là tham số hiệu chỉnh cho PALSAR (-83 dB),
A là tham số chuyển đổi (32.0 dB),
α là gúc chiếu tại mỗi pixel.
Trong nghiờn cứu này, chỳng tụi sử dụng phần mềm Gamma để tớnh toỏn hệ số tỏn xạ phản hồi theo cụng thức trờn. Cả 2 kiểu phõn cực được hiệu chỉnh hỡnh học sử dụng MHSĐH để làm giảm cỏc sai số đo địa hỡnh gõy ra và chuyển về cựng hệ tọa độ với MHSĐH. Ảnh rađa
Tuyển tập bỏo cỏo Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 15/11/2012
46
là thường bị nhiễu, và hệ số tỏn xạ phản hồi của mỗi lớp phủ là rất khụng đồng nhất. Để giảm nhiễu, một phương phỏp lọc trung vị với cửa sổ 7x7 pixel được sử dụng để giảm bớt nhiễu.
3.2 Xỏc định vựng quan tõm (ROIs)
Cỏc cảnh PALSAR sau xử lý và bản đồ sử dụng đất được sử dụng để lựa chọn 28 vựng quan tõm cho 6 lớp phủ bề mặt tại vựng nghiờn cứu trong Hỡnh 3. Diện tớch mỗi vựng quan tõm xấp xỉ 1 km2.
- 13 ROIs được lựa chọn cho vựng đất thấp. Trong đú bao gồm 3 ROIs đại diện cho lớp rừng ở vựng thấp, 5 ROIs cho lớp cõy bụi ở vựng thấp, và 5 ROIs đặc trưng cho lớp cỏ ở vựng thấp.
Cỏc ROIs phõn bố như sau:
- 15 ROIs ở vựng cao. Trong đú 4 ROIs được lựa chọn cho lớp cõy bụi ở vựng cao, 5 ROIs tương ứng với lớp cỏ ở vựng cao, và 6 ROIs đại diện cho lớp nụng nghiệp.
3.3 Xõy dựng mụ hỡnh thay đổi tỏn xạ phản hồi
Trong một chu kỳ lũ lụt, quỏ trỡnh mụ hỡnh húa được mụ tả như sau trong Hỡnh 5.
Hỡnh 5. Quỏ trỡnh xõy dựng mụ hỡnh thay đổi hệ số tỏn xạ phản hồi theo mực nước.
Dữ liệu mực nước hàng năm được tớnh trung bỡnh từ 4 năm. Rồi cỏc giỏ trị mực nước hàng năm được làm xấp xỉ gần nhất với hàm số bậc 4 với hệ số xỏc định R2
1σ
±
=0.99 để nhận được mụ hỡnh thay đ ổi mực nước hàng năm trong Hỡnh 6 (đư ờng màu đen liền nột). Bởi vỡ cỏc hệ số tỏn xạ phản hồi của PALSAR nhận được như 1 chuỗi thời gian trong 4 năm, cỏc giỏ trị này cho cả phõn cực HH và HV phải được sắp xếp lại theo mực nước. Rồi làm xấp xỉ gần nhất bởi hàm spline với sai số (độ lệch chuẩn) trong Hỡnh 6 với đường liền nột cho phõn cực HH và đường đứt nột cho phõn cực HV.
