Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.2. Lựa chọn chỉ số viễn thám để theo dõi và giám sát mất rừng
4.2.4. Kết quả xác định diện tích mất rừng và đánh giá độ chính xác của các chỉ số viễn thám áp dụng trong theo dõi và giám sát mất rừng
Dựa trên các ngưỡng chỉ số trong nghiên cứu đã xác định ở trên, nghiên cứu đã tính toán diện tích mất rừng cho 3 kỳ, giai đoạn 2017 - 2020. được trình bày tại Bảng 4.13.
Bảng 4.13. Diện tích mất rừng được tính toán dựa trên các chỉ số viễn thám từ 2017 - 2020 tại tỉnh Thừa Thiên Huế
# NBR IRSI NDVI
Kỳ 1: 2017 - 2018 4.117,84 3.978,82 4.465,57
Huyện A Lưới 485,01 406,62 659,72
Huyện Nam Đông 384,27 360,02 410,22
Huyện Phong Điền 459,15 454,14 496,16
Huyện Phú Lộc 1.036,76 1.027,10 985,27
Huyện Phú Vang
Huyện Quảng Điền 0,19
Thành phố Huế 3,28 3,47 4,10
Thị Xã Hương Thủy 870,95 852,05 969,34
Thị Xã Hương Trà 878,40 875,41 940,57
Kỳ 2: 2018 - 2019 2.165,76 2.183,30 2.000,22
# NBR IRSI NDVI
Huyện A Lưới 862,69 877,51 758,60
Huyện Nam Đông 485,61 535,70 448,71
Huyện Phong Điền 28,65 23,42 56,92
Huyện Phú Lộc 116,38 113,55 110,71
Huyện Phú Vang Huyện Quảng Điền Thành phố Huế
Thị Xã Hương Thủy 168,76 88,84 153,51
Thị Xã Hương Trà 503,68 544,28 471,77
Kỳ 3: 2018 - 2019 7.590,98 8.321,68 10.141,82
Huyện A Lưới 7,34 1.640,72 2.319,82
Huyện Nam Đông 1.240,35 939,95 1.299,56
Huyện Phong Điền 1.503,91 1.382,30 1.557,50
Huyện Phú Lộc 1.467,06 1.390,73 1.445,74
Huyện Phú Vang 0,09
Huyện Quảng Điền
Thành phố Huế 3,87 1,28 4,65
Thị Xã Hương Thủy 1.421,42 1.196,83 1.472,86 Thị Xã Hương Trà 1.947,04 1.769,88 2.041,60 Tổng 3 kỳ 13.874,57 14.483,79 16.607,60
Diện tích mất rừng giai đoạn 2017 - 2020 tính theo chỉ số NDVI chiếm diện tích lớn nhất là 16,6 ngàn ha, trong khi đó tính theo chỉ số IRSI là 14,4 ngàn ha và thấp nhất là tính theo chỉ số NBR là hơn 13,8 ngàn ha. Kết hợp giữa Bảng 4.13 và Biểu đồ 4.7. Diện tích mất rừng của các huyện từ năm
2017 - 2020 cho thấy, diện tích mất rừng lớn nhất ở kỳ 3, huyện A Lưới mất nhiều rừng nhất là 2,3 ngàn ha, tiếp theo đó là các huyện Hương Thủy hơn 2 ngàn. Trong khi đó các huyện ít biến động là huyện Phú Vang, Quảng Điền và TP Huế, điều này là phù hợp bởi lẽ 3 đơn vị này diện tích đất rừng ít, Phú Vang và Quảng Điền là vùng ven biển, chủ yếu đất nông nghiệp.
Biểu đồ 4.7. Diện tích mất rừng của các huyện từ năm 2017 - 2020 Các loại rừng đã mất thống kê theo các chỉ số viễn thám được trình bày tại Bảng 4.14. Qua bảng số liệu ta thấy diện tích rừng trồng mất nhiều nhất (theo chỉ số NDVI là gần 15 ngàn ha, theo chỉ số NBR là hơn 13 ngàn ha, theo chỉ số IRSI là gần 13 ngàn ha), loại rừng bị mất nhiều thứ hai là rừng phục hồi và rừng hỗn giao, rừng nghèo. Do loại rừng này thường nằm gần nương rẫy, hoặc rừng trồng của người dân có những hoạt động có thể gây mất rừng như cháy rừng, lấn chiếm rừng làm nương rẫy. Các loại rừng trung bình, rừng giàu bị mất ít hơn. Trong thực tế, diện tích các loại rừng này thường được bảo vệ nghiêm ngặt hơn, hoặc nếu có bị chặt phá trái phép chủ yếu là chặt chọn do vậy rất khó để có thể phát hiện ra được mất rừng tại các loại
rừng này. Diện tích rừng tre nứa ở khu vực nghiên cứu trên phạm vi toàn tỉnh đều khá ít (6.715 ha) [23], do vậy diện tích mất trong giai đoạn này ít cũng là phù hợp.
Bảng 4.14. Thống kê dữ liệu mất rừng từ 4/2017 – 5/2020 dựa trên các chỉ số viễn thám phân theo các loại rừng
Loại rừng IRSI NBR NDVI
Rừng trồng 12.969,64 13.395,24 14.903,40
Rừng phục hồi 714,74 899,11 1.327,58
Rừng hỗn giao 86,48 56,16 102,96
Rừng nghèo 87,95 121,00 199,43
Rừng tre nứa 8,67 1,21 10,47
Rừng trung bình 6,36 11,07 57,97
Rừng giàu 0,74 5,78
Tổng 13.874,57 14.483,79 16.607,59
4.2.4.1. Đánh giá độ chính xác về mặt xác định vị trí mất rừng
Nghiên cứu đã tiến hành lấy mẫu trong 3 kỳ để tiến hành đánh giá độ chính xác. Mỗi kỳ lấy 100 điểm mất rừng, các điểm mất rừng này được cung cấp bởi cán bộ phòng QLBVR thuộc CCKL tỉnh Thừa Thiên Huế. Kết quả đánh giá độ chính xác về phát hiện điểm mất rừng được trình bày tại
Bảng 4.15. Thống kê số lượng mẫu và diện tích mẫu sử dụng trong nghiên cứu từ 2017 - 2019
Tên kỳ Nguồn gốc rừng Loại đất loại rừng Số mẫu
Diện tích
Kỳ 1 (2017 - 2018)
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX phục hồi 11 37,90
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX nghèo 1 0,92
Rừng trồng Rừng gỗ trồng núi đất 88 478,87
Kỳ 2 (2018 - 2019)
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX nghèo 2 0,49
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX phục hồi 7 20,24
Rừng tự nhiên Rừng hỗn giao G-TN tự
nhiên núi đất 2 1,13
Rừng tự nhiên Rừng hỗn giao TN-G tự
nhiên núi đất 2 4,26
Rừng tự nhiên Rừng lồ ô tự nhiên núi
đất 1 0,23
Rừng trồng Rừng gỗ trồng núi đất 86 491,49
Kỳ 3 (2019 - 2020)
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX nghèo 1 1,14
Rừng tự nhiên Rừng gỗ tự nhiên núi đất
LRTX phục hồi 5 16,03
Rừng tự nhiên Rừng hỗn giao TN-G tự
nhiên núi đất 2 7,49
Rừng trồng Rừng gỗ trồng đất cát 4 4,57 Rừng trồng Rừng gỗ trồng núi đất 88 454,10
Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá độ chính xác thông qua 300 điểm mẫu của 3 thời kỳ từ năm 2017 - 2019, kết quả được thể hiện trong Bảng 4.16. Độ chính xác bình quân qua cả 3 kỳ về phát hiện điểm mất rừng là sử dụng chỉ số NDVI đạt tới 95%, thấp nhất là chỉ số IRSI đạt 72,33 %, chỉ số NBR đạt 79%. Kết quả tại bảng Bảng 4.16 cũng cho thấy nếu đánh giá độ chính xác sử dụng 1 trong 3 chỉ số thì độ chính xác lên tới 98%, nếu yêu cầu cả 3 chỉ số cùng phát hiện đúng thì tỷ lệ này đạt 69%. Như vậy có thể nói nếu dùng riêng lẻ từng chỉ số thì có thể nói chỉ số NDVI phát hiện điểm mất rừng tốt nhất.
Bảng 4.16. Đánh giá độ chính xác về phát hiện điểm mất rừng
Đơn vị tính: %
Tên kỳ NDVI NBR IRSI
Cả 3 chỉ số cùng phát hiện đúng
Một trong 3 chỉ số phát hiện
đúng Độ chính xác kỳ 1 86,00 88,00 77,00 77,00 99,00 Độ chính xác kỳ 2 90,00 68,00 78,00 63,00 97,00 Độ chính xác kỳ 3 95,00 81,00 62,00 54,00 98,00 Bình quân 3 kỳ 90,33 79,00 72,33 64,67 98,00
Nghiên cứu cũng tiếp tục tách dữ liệu các trường hợp mà chỉ có 1 chỉ số phát hiện được điểm mất rừng mà các chỉ số khác không phát hiện được.
Kết quả tại Bảng 4.17 cho thấy chỉ số NDVI vẫn là chỉ số có khả năng phát hiện được điểm mất rừng tốt nhất so với 2 chỉ số còn lại. Trong 300 điểm có 35 điểm mà chỉ có chỉ số NDVI phát hiện ra, trong khi đó NBR là 7 điểm và IRSI là 4. Tuy nhiên, từ kết quả tại bảng Bảng 4.16 và Bảng 4.17 cho thấy nên kết hợp cả 3 chỉ số này để đạt được độ chính xác về phát hiện điểm mất rừng lên đến 98%.
Bảng 4.17. Số điểm chỉ số lựa chọn phát hiện được điểm mất rừng mà hai chỉ số còn lại không phát hiện được
# NDVI NBR IRSI
Kỳ 1 6 6 2
Kỳ 2 19 0 2
Kỳ 3 10 1 0
Tổng 35 7 4
4.2.4.2. Đánh giá độ chính xác về diện tích phát hiện mất rừng
Kết quả so sánh về diện tích giữa 3 chỉ số so với mẫu kiểm chứng chỉ áp dụng cho 193/300 điểm là số điểm mất rừng mà cả 3 chỉ số cùng phát hiện ra để so sánh sự chênh lệch về diện tích giữa mẫu với diện tích tại các điểm mà 3 chỉ số cùng phát hiện ra. Kết quả tại Bảng 4.18 cho thấy, chỉ số NDVI tính toán ra diện tích gần chính xác nhất so với diện tích mẫu mất rừng (13,47%), tiếp theo đến chỉ số NBR (15,61%) và cuối cùng là chỉ số IRSI (21,27%)tính ra diện tích chênh lệch lớn nhất so với diện tích từ mẫu mất rừng. Như vậy, có thể sử dụng chỉ số NDVI để xác định diện tích mất rừng đạt sai số nhỏ nhất áp dụng tại địa điểm nghiên cứu.
Sai số này đến từ cả mẫu mất rừng sử dụng trong nghiên cứu và tính chất của lô mất rừng xác định bằng các chỉ số viễn thám. Sai số do mẫu mất rừng là do mẫu mất rừng sử dụng số liệu được cung cấp bởi CCKL tỉnh Thừa Thiên Huế, cán bộ kiểm lâm sử dụng GPS để đo nên có những sai số nhất định từ GPS. Sai số từ các lô mất từng tính từ chỉ số viễn thám do sử dụng ảnh raster để tính toán, mỗi pixel là 10m x 10m khi tính chuyển từ raster sang vector sẽ có những sai số nhất định. Tuy nhiên, đối với viễn thám áp dụng trong lâm nghiệp thì tỷ lệ 13,47 % là có thể tạm chấp nhận được và thực tế để cập nhật diễn biến rừng lực lượng kiểm lâm cần đến trực tiếp hiện trường và xác minh lại với những trường hợp có tính chất nghiêm trọng như phá rừng tự nhiên cần có những đo đạc cụ thể và chính xác hơn.
Bảng 4.18. Bảng so sánh diện tích chênh lệch giữa mẫu mất rừng và diện tích mất rừng từ ứng dụng các chỉ số tính ra
Kỳ Diện tích mẫu
Diện tích tính theo chỉ số Tỷ lệ chênh lệch so với mẫu (%)
NDVI NBR IRSI NDVI NBR IRSI
1 517,69 446,74 454,91 448,57 13,70 12,13 13,35 2 487,79 404,92 398,10 399,06 16,99 18,39 18,19
3 483,33 436,38 404,49 327,42 9,71 16,31 32,26
Tổng 1.488,81 1.288,04 1.257,49 1.175,05 13,47 15,61 21,27