Chương III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON CỦA MỘT SỐ LOẠI HÌNH SỬ
3.3.3.2. Tính các chỉ số từ ảnh viễn thám phục vụ tính sinh khối
a. Tính chỉ số thực vật (NDVI)
Nghiên cứu sử dụng ảnh để tính toán chỉ số thực vật NDVI bằng công cụ Math trong phần mềm ArcMap với các kênh được sử dụng là kênh 1, kênh 2, kênh 3, kênh 4 và giá trị độ sáng trung bình (Brightness).
Hình 3.12. Hình ảnh thu nhỏ của bản đồ chỉ số khác biệt thực vật NDVI
Từ bản đồ chỉ số thực vật kết hợp với tọa độ của các điểm đi thực địa hay tọa độ của các ô tiêu chuẩn, sử dụng công cụ Pixel Locator nghiên cứu thu được chỉ số NDVI trên ảnh của các ô tiêu chuẩn như ở bảng 3.12.
Bảng 3.12. Thông tin chỉ số NDVI ở các ô tiêu chuẩn Giá trị Min Max Trung bình Độ lệch chuẩn
Qua bảng 3.12 cho thấy giá trị NDVI ở huyện Bố Trạch thấp nhất là 0,311 (đối với loại hình đất trồng cây lâu năm và rừng trồng sản xuất tại ô tiêu chuẩn 10), giá trị NDVI cao nhất là 0,877 (đối với loại hình đất rừng tự nhiên tại ô tiêu chuẩn 62), giá trị NDVI trung bình là 0,69, độ lệch chuẩn là 0,12.
b. Tính tỉ số giữa diện tích bề mặt lá của tán cây với diện tích bề mặt đất mà cây phát triển tại đó (LAI)
Căn cứ chỉ số LAI thực tế được xác định tại các ô tiêu chuẩn chúng tôi tiến hành xây dựng bản đồ LAI. Ở đây nghiên cứu sử dụng phần mềm SPSS để phân tích mối quan hệ giữa chỉ số NDVI và chỉ số LAI. Kết quả sau khi chạy phần mềm SPSS nghiên cứu thu được phương trình thể hiện mối quan hệ giữa chỉ số NDVI và LAI với R2 đó là:
LAI = 57,25*NDVI + 27,52
Kết quả phân tích thu được R2 = 0,75. Xây dựng bản đồ LAI từ ảnh vệ tinh sentinel- 2 theo công thức (1) bằng công cụ Raster calculator (Spatial analyst tool/Map algebra)
trong phần ArcGIS. Từ đó nghiên cứu đã thu được bản đồ LAI theo hình 3.13.
Hình 3.13. Hình ảnh thu nhỏ của bản đồ chỉ số LAI từ ảnh vệ tinh sentinel tại huyện Bố Trạch
Sử dụng công cụ Pixel Locator trong ENVI tác giả thu được chỉ số LAI các điểm ô tiêu chuẩn trên bản đồ kết quả tính thể hiện ở bảng 3.13.
Bảng 3.13. Tỉ số giữa diện tích bề mặt lá của tán cây với diện tích bề mặt đất loại hình cây cây hàng năm phát triển trên địa bàn huyện Bố Trạch (LAICHN)
Giá trị (%)
Min Max Trung bình Độ lệch chuẩn
Qua bảng 3.16 cho thấy rằng giá trị trung bình của chỉ số LAI đi điều tra thực địa và chỉ số LAI trên ảnh là tương đối gần giống nhau lần lượt là 71,63% và 70,94%. Với tỷ lệ về sai số tính chỉ số LAI thực tế với chỉ số LAI trên ảnh có sai số độ lệch chuẩn là khoảng 13,74%, hay nói cách khác tính sinh khối có thể cho độ chính xác tới 86,26%. Giá trị tối đa LAI thu được là 6 và giá trị tối thiểu là 0. Giá trị LAI nhỏ nhất được xác định là các vị trí hồ nước và vùng đất trống, những khu vực được che phủ bởi một thảm thực vật rậm rạp với lượng sinh khối lớn thì chỉ số LAI có giá trị lớn. Theo Nguyễn Thị Hà và cộng sự thì giá trị LAI của đất trồng cây lâu năm dao động từ 3 đến 6 [34], tác giả đã so sánh chỉ số LAI được tính trên ảnh cho khu vực nghiên cứu với kết quả của nghiên cứu này thì khá phù hợp.
Bảng 3.14. Tỉ số giữa diện tích bề mặt lá của tán cây với diện tích bề mặt đất loại hình cây lâu năm và rừng trồng sản xuất phát triển trên địa bàn huyện Bố Trạch (LAICLN&RSX)
Giá trị (%)
Min Max
Độ lệch chuẩn
Qua bảng 3.14 cho thấy rằng giá trị trung bình của chỉ số LAI đi điều tra thực địa và chỉ số LAI trên ảnh là tương đối gần giống nhau lần lượt là 71,33% và 73,14%. Với tỷ lệ về sai số tính chỉ số LAI thực tế với chỉ số LAI trên ảnh có sai số độ lệch chuẩn là khoảng 11,28%, hay nói cách khác tính sinh khối có thể cho độ chính xác tới 88,72%.
Bảng 3.15. Tỉ số giữa diện tích bề mặt lá của tán cây với diện tích bề mặt đất loại hình rừng tự nhiên phát triển trên địa bàn huyện Bố Trạch (LAIRTN)
Giá trị (%) Min Max Trung bình Độ lệch chuẩn (Nguồn: Xử lý số liệu từ bản đồ, 2020)
Qua bảng 3.15 cho thấy rằng giá trị trung bình của chỉ số LAI đi điều tra thực địa và chỉ số LAI trên ảnh là tương đối gần giống nhau lần lượt là 89,12% và 88,29%. Với tỷ lệ về sai số tính chỉ số LAI thực tế với chỉ số LAI trên ảnh có sai số độ lệch chuẩn là khoảng 2,42%, hay nói cách khác tính sinh khối có thể cho độ chính xác tới 97,58%.
c. Tính chỉ số bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi thực vật thông qua quá trình quang hợp (fAPAR)
Sau khi tính được chỉ số NDVI trên ảnh nghiên cứu sử dụng công thức (2) để tính chỉ số fAPAR từ đó tác giả thành lập được bản đồ fAPAR. Ở đây bản đồ fAPAR
được thành lập bằng công cụ Raster calculator (Spatial analyst tool/Map algebra)
trong phần mềm ArcGIS với phương trình:
fAPAR = - 0,08 + 1,075* b1 Trong đó: b1 chính là kênh ảnh NDVI.
Hình 3.14. Hình ảnh thu nhỏ của bản đồ phân bố fAPAR của huyện Bố Trạch
Nghiên cứu sử dụng công cụ Pixel Locator trong ENVI để thu được bảng giá trị chỉ số fAPAR trên bản đồ fAPAR tại các điểm mẫu ở bảng 3.16.
Bảng 3.16. Bảng chỉ số fAPAR tại các điểm ô tiêu chuẩn
Giá trị
Min Max
Trung Bình Độ lệch chuẩn
Từ bảng 3.16 cho thấy giá trị bức xạ được hấp thụ cho hoạt động quang hợp (fAPAR) trung bình cho toàn khu vực nghiên cứu là 0,665, có nghĩa là 66,5% bức xạ mặt trời trong vùng ánh sáng nhìn thấy được sử dụng để tạo sinh khối.
Kết hợp với biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa chỉ số NDVI và fAPAR cho thấy giữa NDVI và fAPAR có có mối tương quan thuận với R2 = 0,5185. Khi chỉ số NDVI có giá trị cao thì chỉ số fAPAR cũng có giá trị cao.
Hình 3.15. Biểu đồ mối tương quan giữa chỉ số NDVI và fAPAR