Ảnh vệ tinh phản ảnh thực trạng bề mặt đất ở thời điểm chụp ảnh với độ chính xác và tính khách quan cao, trên ảnh vệ tinh đã thể hiện trực tiếp nhiều loại hình sử dụng đất. Để nhận diện và phân tích các đối tượng trên bề mặt, thông tin quan trọng nhất của viễn thám chính là thông tin về phổ phản xạ. Lớp phủ thực vật thuộc lớp phủ bề mặt nên nó cũng tuân theo những quy luật phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên. Do đó, sử dụng ảnh viễn thám chúng ta hoàn toàn có thể tiến hành nghiên cứu chúng thông qua đặc tính phản xạ phổ của từng loại trạng thái rừng có trên ảnh. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là về lớp phủ thực vật, trong khi đó thực vâ ̣t phản xa ̣ ma ̣nh ở vùng câ ̣n hồng ngoa ̣i và hấp thu ̣ ma ̣nh nhất ở vùng ánh sáng đỏ. Mức độ chênh lệch về hệ số phản xạ của hai vùng này rất lớn và có tính chất đặc trưng riêng vì vậy người ta thường sử dụng sự chênh lệch về phản xạ của hai vùng này làm chỉ tiêu phân loại lớp phủ thực vật và được gọi là chỉ số thực vật - NDVI (Normalized Diference Vegetation Index). Giá trị của NDVI biến thiên từ -1 đến 1 và được tính theo công thức sau: [60],[55],[56]:
(Rouse; Hass; Chell Deering; Hardan, 1974)
Trong đó: NIR là giá trị điểm ảnh trên kênh cận hồng ngoại. RED là giá trị điểm ảnh trên kênh đỏ.
Chỉ số NDVI được tính toán cho đối tượng trên ảnh SPOT-5 năm 2009. Việc tính toán NDVI được thực hiện trên Arcgis 9.2, sau khi tính toán ta thu được kết quả như hình dưới:
Sau khi tính toán NDVI đề tài tiến hành thống kê giá trị NDVI cho các đối tượng sử dụng đất có trong khu vực nghiên cứu. Giá trị cụ thể NDVI của từng đối tượng được thể hiện ở phụ biểu 1.
Bảng 5.4: Thống kê giá trị NDVI trung bình cho các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu trên ảnh SPOT-5 năm 2009.
Trạng thái NDVI S N Sông hồ -0.0205 0.0097 50 Đất trống 0.3656 0.0552 48 Rừng trồng 0.5596 0.1228 54 IIb 0.6799 0.0109 34 IIIa1 0.7584 0.0944 51 IIIa2 0.856 0.9997 50 Trongđó:
Đất trống: Gồm có đất trống là đất nông nghiệp và đất trống là đất đồi núi. IA:Trạng thái rừng IA theo cách phân chia trong QP6-84.
IB:Trạng thái rừng IB theo cách phân chia trong QP6-84. IC: Trạng thái rừng IC theo cách phân chia trong QP6-84.
Rừng trồng: Rừng trồng keo,Thông.
IIA:Trạng thái rừng IIA theo cách phân chia trong QP6-84. IIB:Trạng thái rừng IIB theo cách phân chia trong QP6-84. IIA1:Trạng thái rừng IIIA1theo cách phân chia trong QP6-84. IIIA2: Trạng thái rừng IIIA2 theo cách phân chia trong QP6-84. Thủy hệ: Bao gồm có ao, hồ, sông, suối.
NDVI -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 S«ng, hå Ib, Ic Rõng trång
IIb IIIa1 IIIa2
NDVI
Từ bảng 5.4 và đồ thị 5.7 cho ta thấy sự biến đổi NDVI qua các đối tượng trên ảnh SPOT-5, trong đó giá trị NDVI thấp nhất thuộc về thủy hệ (-0.0205) và tăng dần qua các đối tượng là đất trống, IA, IB, IC, Rừng trồng, IIB, IIIA1, IIIA2. Giá trị này rất phù hợp với quy luật:
Với lớp thủy hệ do đây là đối tượng mặt nước chúng hấp thụ mạnh ánh sáng ở vùng hồng ngoại nên giá trị của đối tượng này rất thấp thường có giá trị âm.
Với lớp đất trống do ảnh chụp vào mùa đông nên diện tích đất nông nghiệp đã thu hoạch xong và ruộng thường phơi khô nên đối tượng này hấp thụ tương đối mạnh ánh sáng hồng ngoại vì vậy NDVI của đối tượng này có giá trị rất nhỏ nhưng vẫn lớn hơn đối tượng thủy hệ.
Đối với trạng thái IA, IB, IC ở trạng thái này chủ yếu là cỏ xen lẫn những cây bụi nhỏ, cây tái sinh khả năng hấp thụ ánh sáng đỏ và phản xạ ánh sáng hồng ngoại tăng dần làm giá trị NDVI của đối tượng này tăng dần.
Với đối tượng rừng trồng thì hiện nay rừng có trong khu vực nghiên cứu là rừng keo ở độ tuổi 4 và Thông cấp tuổi 4-5 rừng đã vào giai đoạn khép tán, người dân trồng với mật độ cao nên đối tượng này có giá trị NDVI tương đối cao.
Với rừng phục hồi có giá trị NDVI gần bằng nhau do đối tượng này rừng đang phát triển mạnh tán rộng và bắt đầu hình thành nhiều tầng tán, ngoài ra còn có cây bụi, dây leo phát triển mạnh nên đối tượng này có NDVI tương đối cao.
Với đối tượng là rừng nghèo với đối tượng này có sự tác động rất mạnh của con người làm cho cấu trúc rừng bị phá vỡ mạnh tuy nhiên dưới những “khoảng trống” trong rừng thì rất nhanh chóng sẽ có những lớp cây tiên phong, ưa sáng chiếm giữ và cả các cây tái sinh của tầng cây cao, dâyleo, cây bụi, thảm tươi,… nên đối tượng này cho giá trị NDVI tương đối cao, cao hơn đối tượng rừng phục hồi.
Còn với đối tượng rừng trung bình thì cấu trúc rừng đã bắt đầu đi vào ổn định, rừng hình thành 2-3 tầng tán, thực vật ở đây phát triển mạnh vì vậy giá trị NDVI của đối tượng này là cao nhất.
Từ bảng 5.4 và hình 5.7 ta thấy rằng giá trị NDVI qua các đối tượng vẫn đảm bảo sự phân biệt tốt về giá trị phổ. Từ đó, tạo cơ sở cho quá trình xác định ngưỡng phân loại.
5.3. Nghiên cứu phương pháp xây dựng bản đồ phân bố trạng thái rừng trên tư liệu ảnh SPOT 5