CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨỤ
1.4. Các kết quả nghiên cứu trên thế giới liên quan đến đề tài
Các công trình tiêu biểu gần đây trên thế giới sử dụng nguyên lý cân bằng năng lượng bề mặt tính lượng bốc thoát hơi nước gồm:
Kết quả nghiên cứu của (Singh và cộng sự 2020) khám phá khả năng tích hợp tiềm năng của Landsat 8 và dữ liệu Sentinel-2 để ước tính ET bằng mô hình cân bằng năng lượng bề mặt. Kết quả cho thấy việc đề xuất phương pháp tổng hợp dữ liệu Landsat-Sentinel đã giảm đáng kể sai số tương đối từ 48% xuống 10% trên diện tích rộng và từ 49% đến 17% trên các pixel so với phép nội suy tuyến tính giữa hai ảnh Landsat. Bản đồ ET có độ phân giải thời gian tốt hơn và độ chính xác cao hơn dựa trên sự tích hợp Landsat-Sentinel.
Theo (Cha và cộng sự 2020) ước tính lượng thoát hơi nước theo mùa cho cây trồng trong các khu vực khô cằn bằng cách sử dụng điều khiển từ xa đa nguồn cảm biến hình ảnh. Nghiên cứu tìm hiểu ước tính lượng thoát hơi nước theo mùa đối với các loại cây trồng sử dụng ảnh viễn thám ước tính các giá trị thoát hơi nước hàng ngày (ETd), sau đó được sử dụng để tính toán các ước tính ET trong mùa vụ, mùa sinh trưởng (ETs). Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng các ước tính ETd thu được bằng cách sử dụng SEBAL có thể so sánh với mô hình Penman – Monteith, kết quả ước
SEBS Ta, za, u, T s, Rn, G 1) Ở giới hạn khô, ET được đặt thành 0; 2) Ở giới hạn ẩm ướt, ET diễn ra với tốc độ tiềm năng. 1) Sự không chắc chắn trong SEBS từ Ts và các biến khí tượng có thể được hạn chế và giảm bớt; 2) Tính toán sự thay đổi độ cao để truyền nhiệt thay vì sử dụng các giá trị cố định.
1) Tham số đầu vào yêu cầu nhiều; 2) Giải pháp tính giá trị dòng nhiệt ẩn là tương đối phức tạp. METRIC u, za, Ts, VI, Rn, G
1) Đối với điểm ảnh nóng, ET bằng 0 2) Đối với pixel ướt, LE được đặt thành 1,05ETr.
Tương tự như mô hình SEBAL nhưng độ dốc và bề mặt có thể được xem xét Xác định các điểm ảnh “nóng” và “lạnh” đòi hỏi người phải có kinh
nghiệm, sai số phụ thuộc vào chủ quan
tính của ET sử dụng phương pháp hình sin tích hợp ảnh viễn thám đa nguồn, cung cấp một công cụ hữu ích trong việc ước tính lượng bốc hơi theo mùa cho cây trồng ở các vùng khô hạn.
Theo (Ghaderi và các cộng sự 2020) ước tính lượng thoát hơi nước thực tế bằng cách sử dụng phương pháp viễn thám và mô hình SEBAL nghiên cứu thực nghiệm ở đồng bằng Ein Khosh, Iran kết quả tính theo mô hình SEBAL so với phương pháp FAO 56 - Penman - Monteith làm tham chiếu cho thấy các giá trị RMSE, MAPE và MBE lần lượt là 0,5, 2,9% và 0,3 mm/ngày với hệ số tương quan là 0,97. Kết quả nghiên cứu đã được chứng minh rằng SEBAL có đủ độ chính xác để ước tính ET thực tế tại đồng bằng Ein Khosh, Iran.
Theo (Bruno và cộng sự 2018) đã chỉ ra rằng việc ước tính ET sử dụng ảnh vệ tinh mang lại lợi thế so với các phương pháp trực tiếp đặc biệt là khi mục tiêu là tính toán sự thoát hơi nước ở quy mô khu vực lớn. Kết quả ước tính lượng thoát hơi nước sử dụng hình ảnh Landsat 8 và dữ liệu được thu thập từ trạm thời tiết cho thấy giá trị ET ước tính ở các khu vực nông nghiệp, thảm thực vật bản địa và khu vực đô thị sử dụng thuật toán SEBAL là phù hợp và sai số giữa ước tính ET từ mô hình SEBAL và phương trình FAO 56 Penman - Monteith khoảng 1,00 mm/ngàỵ
Nghiên cứu của (Madugundu và cộng sự 2017) đã sử dụng mô hình METRIC và ảnh Landsat 8, được thu thập từ tháng 6 đến tháng 10 năm 2013, để lập bản đồ ET của 50 ha trên đồng cỏ linh lăng ở trung tâm, khu vực phía Đông của Ả Rập Xê Út. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình METRIC cung cấp các ước tính ET chính xác trong khu vực nghiên cứu, với các giá trị RMSE là 0,13 - 4,15 mm/ngàỵ
Mô hình SEBAL/METRIC đã có tiềm năng lớn trong việc ước tính bốc thoát hơi nước với độ chính xác cao trong khu vực bán khô hạn ở Mỹ nó khắc phục được hạn chế của mô hình SEBAL. Theo (Bastiaanssen và cộng sự 2010) các kết quả tính toán này đã được so sánh với kết quả đo đạc lượng bốc thoát hơi nước bằng thiết bị thuỷ tiêu kế. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây của (Liou và cộng sự 2002) trong hoàn cảnh sự phụ thuộc của SEBAL, METRIC, và các mô hình tam giác đã được chỉ ra phương pháp này còn có một số nhược điểm.
Kết quả nghiên cứu (Su và các cộng sự 2005) đã chỉ ra độ chính xác của giá trị bốc thoát hơi nước ET được ước tính từ mô hình cân bằng năng lượng bề mặt SEBS là 10%–15% so với lương bốc thoát hơi nước ET đo được từ các trạm thuỷ văn khi lượng bốc hơi dao động trong khoảng 0,5 tới 0,9 mm.
Theo báo cáo của (Sobrino và cộng sự 2005, 2007) sai số trung phương xác định lượng bốc thoát hơi nước theo ngày sử dụng phương pháp chỉ số cân bằng năng lượng bức xạ bề mặt đơn giản S-SEBI so với các kết quả đo đạc ở ngoại nghiệp có giá trị thấp hơn 1mm/ngày và 1,4 mm/ngàỵ
Bastiaanssen và cộng sự 1998, 2000 đã nghiên thử nghiệm mô hình SEBAL trong một số điều kiện khí hậu, với độ chính xác đặc trưng trong phạm vị khu vực là 85% và 95% theo quy mô hàng ngày và theo mùạ Mô hình SEBAL đã được sử dụng rộng rãi để ước tính bốc thoát hơi nước ET trên một loạt các vùng khí hậu, hệ sinh thái, và lớp phủ mặt đất (chủ yếu nhu cầu sử dụng nước bởi các loại cây trồng nông nghiệp). Tuy nhiên, ứng dụng của SEBAL bởi Trezza cho nhiều loại cây trồng ở Kimberly có sai số xác định ET là khác nhau từ 2,7% đến 35% với sai số trung bình 18,2%, trong khi kết quả được trình bày từ nghiên cứu cho thấy sai lệch về bốc thoát hơi nước là 6,3% so sánh với kết quả tính toán của mô hình SEBAL. Hơn nữa, đối với khu vực vùng núi, phương pháp SEBAL còn tồn tại một số hạn chế (Bastiaanssen 1995).
Tóm lại, các kết quả nghiên cứu được công bố trên các tạp chí khoa học trên thế giới đã khẳng định khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám trong việc ước tính lượng bốc thoát hơi nước từ bề mặt lớp phủ là hoàn toàn khả thị Phương pháp viễn thám có thể thay thế phương pháp truyền thống trong điều kiện về địa hình, khí hậu tương đồng trong toàn khu vực đặc biệt thích hợp với bề mặt lớp phủ là cây trồng trong sản xuất nông nghiệp, phương pháp viễn thám cũng phù hợp với các vùng không thể bố trí các trạm đo đạc trực tiếp dữ liệu khí tượng ở ngoại nghiệp. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu của Ghaderi và các cộng sự 2020, Bruno và cộng sự 2018, Cha và cộng sự 2020 cũng đã chỉ ra việc ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh kết hợp với mô hình sử dụng dữ liệu khí tượng sẽ cho kết quả ước tính lượng bốc thoát hơi nước với kết
quả chính xác hơn, phù hợp với khu vực có địa hình phức tạp, chênh cao lớn, chia cắt mạnh có nhiều tiểu vùng khí hậu và bề mặt lớp phủ không đồng nhất.