nhất là huyện Ngọc Hiển. Do đú cõu hỏi đặt ra là cú
mối tương quan cao giữa sinh khối và cỏc bon của rừng với giỏ trị tỏn xạ, phản xạ trớch xuất từ dữ liệu viễn thỏm quang học hay khụng trong điều kiện rừng ngập mặn ở Cà Maủ Cú thể thành lập được bản đồ sinh khối và tớch lũy cỏc bon từ dữ liệu viễn thỏm hay khụng? Bài bỏo này giới thiệu phương phỏp dự bỏo sinh khối và tớch lũy cỏc bon của rừng để gúp phần làm cơ sở định giỏ giỏ trị mụi trường của rừng cũng như làm cơ sở xỏc định phớ dịch vụ mụi trường phục vụ cụng tỏc quản lý và phỏt triển rừng bền vững.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Đối tượng và địa điểm nghiờn cứu
- Đối tượng nghiờn cứu: Ảnh quang học SPOT 5 (kờnh 1, 2, 3, 4) với độ phõn giải khụng gian là 10 x 10 m thu thập 26/01/2013.
- Địa điểm nghiờn cứu: Nghiờn cứu sinh khối và hấp thụ C cho rừng ngập mặn tại Cà Mau dựa trờn kết quả phõn tớch mối tương quan giữa dữ liệu ảnh viễn thỏm SPOT 5 và sinh khối, C của rừng.
2.2. Phương phỏp nghiờn cứu
Tiến hành nghiờn cứu mối tương quan giữa phản xạ phổ, chỉ số NDVI với sinh khối tớch luỹ cỏc bon của rừng ngập mặn để tớnh sinh khối, tớch lũy cỏc bon trờn mặt đất của rừng tỉnh Cà Mau (Hỡnh 1).
Hỡnh 1. Sơ đồ mụ tả phương phỏp nghiờn cứu xõy dựng bản đồ tớch lũy C cho rừng Đước ở Cà Mau
2.2.1. Thu thập dữ liệu
- Dữ liệu thực địa: Thu thập dữ liệu về sinh khối và tớch lũy cỏc bon của 85 OTC (trong đú cú 56 ơ diện tớch 2.500 m2 và 29 ơ diện tớch 100 m2) thu thập năm 2014 đó được tớnh tốn và được chuẩn húa về cựng thời điểm với ảnh viễn thỏm (sử dụng hàm tăng trưởng giữa sinh khối và tuổi rừng để chuẩn húa). Bộ số liệu này dựng để xõy dựng mối tương quan với giỏ trị tỏn xạ, phản xạ và NDVI của dữ liệu viễn thỏm và để kiểm tra mơ hỡnh.
Hỡnh 2. Bản đồ vị trớ phõn bố ơ tiờu chuẩn tại rừng ngập mặn tỉnh Cà Mau
- Dữ liệu bản đồ: Kế thừa bản đồ số hiện trạng rừng của tỉnh Cà Mau do Chi cục Kiểm lõm Cà Mau cung cấp.
- Dữ liệu ảnh vệ tinh: Sử dụng ảnh SPOT5 ngày 26/01/2013 độ phõn giải 10 m của khu vực nghiờn cứu để tỏch thụng tin về lớp phủ rừng ngập mặn khu vực nghiờn cứu và phõn tớch mối quan hệ giữa sinh khối với giỏ trị phản xạ của cỏc kờnh ảnh và chỉ số NDVỊ Cỏc dữ liệu này đó được trải qua quỏ trỡnh tiền xử lý ảnh và phõn tớch chuyờn sõụ
2.2.2. Phương phỏp nội nghiệp - Tiền xử lý ảnh quang học
+ Hiệu chỉnh ảnh quang học: Cỏc dữ liệu ảnh SPOT đó được xử lý mực hiệu chỉnh khớ quyển theo mơ hỡnh chung của nơi cung cấp ảnh, do vậy khụng xử lý thờm về khớ quyển. Trước quỏ trỡnh phõn tớch, giải đoỏn, ảnh vệ tinh cần được nắn chỉnh hỡnh học để hạn chế sai số vị trớ. Kết quả giải đốn phụ thuộc rất nhiều vào độ chớnh xỏc của ảnh. Do vậy, cụng đoạn nắn chỉnh hỡnh học ảnh vệ tinh rất quan trọng cho cỏc bước phõn tớch tiếp theọ Hệ tọa độ ảnh
Nụng nghiệp và phỏt triển nông thôn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
114
SPOT 5 được sử dụng trong bài bỏo này được chuyển đổi về hệ tọa độ WGS 1984.
+ Tăng cường ảnh: Để ảnh được thể hiện rừ nột trong q trỡnh giải đốn và tỏch lớp trờn ảnh đó sử dụng phương phỏp tăng cường ảnh lọc trung bỡnh.
Hỡnh 3. Ảnh tổ hợp màu giả của ảnh SPOT5 Sử dụng phần mềm ENVI 5.0 để thực hiện quỏ trỡnh giải đốn ảnh và phõn lớp thực phủ.
+ Chuyển giỏ trị số sang giỏ trị phản xạ phổ: Chuyển đổi giỏ trị bức xạ trờn vệ tinh (at - satellite radiance) từ DN (Digital Number) sang giỏ trị phản xạ cho tất cả cỏc kờnh: Đ ố i với mỗi loại vệ tinh, tựy thuộc vào thiết bị sẽ cú cỏch tớnh và những hệ số chuyển đổi riờng trong hiệu chỉnh bức xạ. Ảnh vệ tinh SPOT5 được hiệu chỉnh theo cụng thức (El Hajj et al., 2008):
= Xk/(Ak ) (1)
Trong đú: - Analog giỏ trị gain; Ak – Hiệu chỉnh hệ số tuyệt đối, được cung cấp sẵn trong metadata của ảnh SPOT.
Chuyển đổi giỏ trị thực bức xạ trờn vệ tinh sang giỏ trị phản xạ trờn vệ tinh đối với cỏc kờnh nhỡn thấy và hồng ngoại gần (El Hajj et al., 2008):
= (2)
Trong đú: là giỏ trị phản xạ trờn vệ tinh đối với bước súng λ, khơng cú đơn vị; d là khoảng cỏch giữa trỏi đất và mặt trời, theo đơn vị thiờn văn; Ek là độ chiếu sỏng của khớ quyển tầng trờn từ mặt trời trung bỡnh (W.m-2. àm-1) của kờnh k; là gúc thiờn đỉnh mặt trời, : = 90-SUN_ELEVATION.
Quỏ trỡnh chuyển đổi giỏ trị bức xạ trờn vệ tinh (at- satellite radiance) từ DN (Digital Number) sang giỏ trị phản xạ cho tất cả cỏc kờnh được thực hiện bằng cụng cụ trờn phần mềm QGIS 2.14.
- Phõn loại lớp phủ thực vật
Phõn loại lớp phủ thực vật trờn ảnh viễn thỏm dựa vào chỉ số NDVỊ Tiến hành xỏc định ngưỡng chỉ số NDVI tương ứng với vựng cú thực vật phõn bố sau đú dựng cơng cụ trong phần mềm ARCGIS để tỏch vựng cú rừng và khơng cú rừng.
- Phõn tớch đặc trưng tỏn xạ và lập bản đồ sinh khối
+ Phõn tớch đặc trưng tỏn xạ: Tiến hành phõn tớch đặc trưng tỏn xạ, phản xạ trờn cỏc điểm lấy mẫu khỏc nhau tại khu vực nghiờn cứụ Phõn tớch mối tương quan giữa giỏ trị phản xạ, NDVI chiết xuất từ hỡnh ảnh quang học để đỏnh giỏ về mức độ bóo hũa cũng như khả năng ứng dụng ảnh viễn thỏm trong ước tớnh sinh khối rừng.
+ Thiết lập hàm tương quan: Đõy là bước lập hàm tương quan giữa giỏ trị tỏn xạ trờn ảnh và sinh khối của lớp phủ thực vật dựa trờn hàm hồi quỵ Mục đớch của việc xõy dựng hàm hồi quy là định lượng mối quan hệ giữa biến phụ thuộc sinh khối với một hoặc nhiều biến độc lập trớch xuất từ ảnh.
Sau khi tớnh được sinh khối, cỏc bon, lượng hấp thụ CO2 tại cỏc ụ tiờu chuẩn của vựng mẫu, tiến hành thử nghiệm cỏc phương phỏp khỏc nhau trong ứng dụng ảnh vệ tinh cụ thể như lựa chọn cỏc mơ hỡnh tương quan để xõy dựng mối tương quan giữa sinh khối, cỏc bon, lượng hấp thụ CO2 với phản xạ phổ, chỉ số NDVI hoặc chỉ số tỏn xạ ngược, phương phỏp phõn loại phi giỏm định, phõn tớch tương quan giữa sinh khối, cỏc bon, lượng hấp thụ CO2 của rừng với giỏ trị ảnh…
Đó lựa chọn mơ hỡnh tốn học để thử nghiệm và thiết lập mối tương quan giữa phổ phản xạ. Cụ thể đó sử dụng chỉ số NDVI với sinh khối của rừng. Đưa ra mơ hỡnh tương quan thớch hợp nhất theo mục đớch yờu cầu độ tin cậy để đo tớnh sinh khối và kiểm tra khả năng ứng dụng của cỏc mơ hỡnh thơng qua những số liệu vựng mẫu ngoài thực địạ
+ Lập bản đồ sinh khối: Dựa trờn mụ hỡnh hồi qui đơn biến và đa biến giữa sinh khối với phản xạ của dữ liệu đa phổ (quang học) đó được xõy dựng để lập bản đồ sinh khối, tớch lũy cỏc bon của rừng. Sử