Nghiên cứu phương pháp phân loại rừng

Để phục vụ cho quá trình nghiên cứu về chỉ số thực vật phục vụ cho phân loại rừng đặc biệt là tìm ra các chỉ số thực vật phù hợp với phân loại rừng ở nhiệt đới đề tài tiến hành thống kê một số dạng chỉ số thực vật thường được sử dụng thông qua các đề tài, bài báo, công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước đề tài đã thống kê được một số dạng chỉ số thực vật như sau [2], [19], [37], [43], [55]:

5.3.1.1. Phân loại theo chỉ số thực vật

Ảnh sử dụng trong đề tài là ảnh SPOT-5 ở bộ cảm HRG (High Resolution Geometric) với 3 band phổ là:

Band 1có bước sóng 0.50-0.59μm tương ứng với dải sóng lục đến vàng. Band 2 có bước sóng từ 0.61-0.68μm tương ứng với dải sóng đỏ.

Band 3 có bước sóng từ 0.78-0.89 μm tương ứng với dải sóng hồng ngoại gần.

Ảnh sử dụng chỉ có 3 band phổ nên việc thử nghiệm các chỉ số thực vật sẽ bị hạn chế vì nhiều chỉ số thực vật sẽ không sử dụng được. Sau đây, đề tài tiến hành nghiên cứu một số chỉ số thực vật có thể tính toán được trên ảnh SPOT-5 ở bộc ảm HRG, đặc biệt là nghiên cứu xem những chỉ số nào có thể

sử dụng để phân loại rừng ở vùng nghiên cứu nói riêng và rộng hơn là cho nước ta và vùng nhiệt đới nói chung.

- Chỉ số thực vật NDVI:

(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.

Ở mục 5.2 đề tài đã trình bày công thức tính NDVI và giá trị phổ phản xạ của NDVI ở trên ảnh SPOT-5.

Thông qua bảng 5.4 và hình 5.7 ta thấy rằng chỉ số thực vật NDVI giúp ta phân biệt rất tốt các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu đặc biệt là các trạng thái rừng, vì vậy ta hoàn toàn có thể sử dụng chỉ số này dùng để phân loại tự động. 5.3.1.2. Chỉ số thực vật thêm đất L RED NIR RED NIR L SAVI      (1 )( ) (Huete, 1988) (5.2)

Trongđó:Nir- là giá trị điểm ảnh trên kênh cận hồng ngoại. Red- là giá trị điểm ảnh trên kênh đỏ.

L-là hằng số (L= 0.5 theo Huete 1988).

Ngoài chỉ số NDVI, trong quá trình thực hiê ̣n đề tài tiến hành tính toán một số chỉ tiêu khác làm cơ sở lựa cho ̣n chỉ tiêu phân biê ̣t các đối tượng mô ̣t cách tốt nhất. Cu ̣ thể như sau:

5.3.1.3. Chỉ số thực vật (RVI),[54] công thức tính

(5.3) (Jordan, 1969)

Vớ i chỉ số này, phân biê ̣t được rừng trung bình, mă ̣t nước, đất khác, rừng trồng với các đối tượng khác, chưa phân biê ̣t được trảng cây bu ̣i, nương rẫy và rừ ng phu ̣c hồi. Do vâ ̣y, không thể dùng RVI là chỉ tiêu để phân loa ̣i đối tượng.

5.3.1.4. Chỉ số điều chỉnh thực vật (DVI), [50’] công thức tính

(Turkey, 1979) (5.4)

Chỉ số DVI phân biê ̣t được rừng trung bình, trảng cây bu ̣i, rừng trồng với các đối tượng khác, chưa phân biê ̣t được nương rẫy với rừng phu ̣c hồi, rừng phục hồi với rừng trung bình, mă ̣t nước và đất khác. Do đó, chỉ tiêu này cũng không thể dùng vào phân loa ̣i các đối tượng.

5.3.1.5. Chỉ số nhiê ̣t độ phát xạ bề mặt, [32] công thức tính

(5.5) Trong đó: K1, K2 là các hê ̣ số

CVR là giá tri ̣ phát xa ̣ bề mă ̣t được tính theo công thức: (5.6)

Trong đó, G,B là các hê ̣ số, CVDN là giá tri ̣ của kênh nhiê ̣t (Thermal infared). Theo tác giả Nguyễn Lương Viê ̣t (Phân viê ̣n khí tượng thủy văn và môi trường phía Nam), thì các hê ̣ hê ̣ số như sau:

K2 = 1260.56; K1 = 607.76; G = 0,05518; B = 1.2378

Sau quá trình tính toán chỉ số này cho các nhóm đối tượng, kết quả thu được như sau:

Chỉ số này phân biê ̣t được rừng trung bình với các đối tượng khác, chưa phân biê ̣t được rưng nghèo với rừng phu ̣c hồi, rừng trồng và trảng cỏ cây bu ̣i; rừ ng trồng với đất khác và đất ngâ ̣p nước. Do đó, chỉ số này cũng không được dù ng để phân loa ̣i các đối tượng.

5.3.1.6. Chỉ số đất có điều chỉnh bởi thực vật SAVI [45’](Soil Adjusted Vegetation index), công thứ c tính

(Huete, 1988) (5.7) Trong đó L là hê ̣ số = 0.16 theo Driss Habondane & John Miller Chỉ số này phân biê ̣t rất tốt các nhóm đối tượng của đề.

5.3.1.7. Chỉ số MSAVI, [44][45’] công thức tính

(5.8)

(Qi; Chehbonr; Huete; Kerr & Sorooshian, 1994)

Chỉ số này chỉ phân biê ̣t được mă ̣t nước với các đối tượng khác, còn các đối tượng trảng cây bu ̣i, rừng trồng, rừng phu ̣c hồi và rừng rừng trung bình thì chưa thâ ̣t sự khác biê ̣t. Do vâ ̣y, chỉ tiêu này không được dùng làm chỉ tiêu phân loại.

Ngoài ra trong quá trình nghiên cứu đề tài đã thử nghiê ̣m với mô ̣t số chỉ tiêu khác như NDII , MSI , TSAVI [44], OSAVI [36’], các chỉ số này cũng hầu hết chưa phân biê ̣t được các đối tượng nương rẫy với trảng cây bu ̣i, với rừng trồng, nương rẫy với rừng phu ̣c hồi; trảng cây bu ̣i với rừng trồng; trảng cây bu ̣i vớ i rừng phu ̣c hồi,...Do đó các chỉ số này không được cho ̣n làm chỉ tiêu phân loại trong đề tài.

Kếtluận:

Qua nghiên cứu 6 chỉ số thực vật là chỉ số NDVI, SAVI, MSAVI, RVI, DVI, VIN trên ảnh SPOT-5 ở bộ cảm HRG đề tài nhận thấy các chỉ số NDVI, SAVI, MSAVI, RVI cho phép ta phân biệt tốt các đối tượng và có thể sử dụng vào công tác phân loại rừng ở nước ta nói riêng và cho rừng ở nhiệt đới nói chung. Còn chỉ số VIN có thể phân biệt được các đối tượng tuy nhiên mức độ phân biệt là không cao và nên sử dụng cho trường hợp phân loại rừng không quá chi tiết, còn chỉ số DVI chỉ phân biệt tốt đối tượng là thủy hệ, đất trống, trảng cỏ- cây bụi, còn các đối tượng khác sẽ cho kết quả không chính xác.