Chủ nhật, 28/11/2021 - 09:30
A- A A+ | Tăng tương phản Giảm tương phản

Nghiên cứu phương pháp giám sát thay đổi lớp phủ khu vực vườn quốc gia U Minh Thượng từ tư liệu viễn thám

Vườn quốc gia U Minh Thượng là khu vực bảo tồn hệ sinh thái đất ngập nước điển hình tại Việt Nam. Hiện nay, vườn quốc gia U Minh Thượng đang chịu áp lực từ sự phát triển kinh tế khiến cho việc bảo vệ và khai thác rừng gặp khó khăn. Việc khai thác bừa bãi, chiếm dụng đất rừng, nguy cơ cháy rừng luôn luôn tiềm ẩn là những vấn đề khó khăn trong quá trình bảo vệ Vườn quốc gia. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, tư liệu viễn thám đang dần trở thành tư liệu chính trong giám sát, quản lý tài nguyên thiên nhiên. Nhóm tác giả TS. Đỗ Thị Hoài, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ và TS. Lê Minh Hằng, Học viện Kỹ thuật quân sự đã đưa ra phương pháp cây quyết định để phân loại lớp phủ thục vật từ ảnh vệ tinh Sentinel-2. Kết quả nghiên cứu so với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cho thấy rằng việc phân loại thảm thực vật đạt được độ chính xác là 77,27% . Khu vực dân cư và đất trồng lúa cho độ chính xác cao tương ứng 100% và 90%. Nhóm tác giả đánh giá rất cao việc sử dụng hình ảnh vệ tinh Sentinel-2 trong giám sát tài nguyên thiên nhiên.

Khu vực vườn quốc gia U Minh Thượng là kiểu rừng tràm úng phèn trên đất than bùn rất đặc thù, được xếp hạng độc đáo và quý hiếm trên thế giới. Đây là khu vực đất ngập nước được công nhận theo công ước Ramsar và là khu Ramsar thứ 5 của Việt Nam. Do tác động của con người qua nhiều thế kỷ, các hệ sinh thái đất ngập nước và rừng đã được chuyển thành đất nông nghiệp để đáp ứng nhu cầu về lương thực và các sản phẩm khác. Đặc biệt, hiện nay vùng bán đảo Cà Mau nói chung và khu vực U Minh Thượng nói riêng đang chịu nhiều áp lực đe dọa đến sự tồn tại và giá trị của các vùng đất ngập nước trong khu vực như quá trình ngọt hóa phá vỡ cân bằng hệ sinh thái nguyên thủy; Tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng; Khai thác quá mức và nạn cháy rừng; Sản xuất nông nghiệp, phát triển nuôi trồng thủy sản và các hoạt động khác của con người. Chính vì vậy, việc giám sát sự thay đổi của lớp phủ trong thời gian ngắn từ tư liệu viễn thám sẽ giúp các nhà nghiên cứu, nhà quản lý có những đề xuất phù hợp cho việc bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế tại khu vực U Minh Thượng.

Vệ tinh Sentinel-1A được Cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu phóng thành công lên quỹ đạo vào tháng 12/2014. Hiện nay đã có vệ tinh Sentinel-1A và Sentinel-1B. Vệ tinh Sentinel-1 mang bộ cảm siêu cao tần kênh C, với độ phân giải không gian 10m, được cung cấp miễn phí trên mạng với chu kỳ chụp ngắn 12 ngày. Tư liệu Sentinel-1 không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết, có thể thu nhận tín hiệu cả ngày và đêm nên rất thuận tiện cho việc nghiên cứu, giám sát đối tượng lớp phủ, đặc biệt với những khu vực nhiệt đới gió mùa như ở Việt Nam.

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh siêu cao tần cửa mở tổng hợp (SAR – Synthetic Aperture RADAR) trong phân loại lớp phủ, theo dõi lúa. Các tư liệu được sử dụng chủ yếu là tư liệu Radsarsat, Alos Palsar, EnviSAT ASAR. Các tư liệu ảnh SAR đa thời gian chủ yếu theo từng năm. Hiện nay, tư liệu Sentinel-1 đa thời gian đang được nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực môi trường như phân loại lớp phủ.

Tại Việt Nam hiện nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu khai thác tư liệu Sentinel-1. Tác giả Nguyễn Bá Duy đã có nghiên cứu khả năng chiết tách nước bề mặt từ tư liệu ảnh Sentinel-1. Tác giả Nguyễn Thành Luân đã có những nghiên cứu thành lập bản đồ ngập lụt từ tư liệu ảnh RADAR. Với tư liệu ảnh được cung cấp miễn phí với độ phân giải cao 10m, chu kỳ chụp ngắn sẽ giúp cho việc theo dõi sự thay đổi của đối tượng lớp phủ từ xa. Trong nội dung bài báo, các tác giả đề xuất phương pháp giám sát sự biến động của đối tượng lớp phủ trên tư liệu ảnh Sentinel-1 đa thời gian với khu vực thử nghiệm là khu vực U Minh Thượng. Đây là khu vực có tồn tại hai khu vực rõ rệt là vùng lõi và vùng đệm. Khu vực vùng lõi là khu vực Vườn quốc gia U Minh Thượng cần được bảo tồn. Khu vực vùng đệm bên ngoài là khu vực sinh sống của dân cư.

 

Kết quả thử nghiệm

 

Qua nghiên cứu đã có kết quả thử nghiệm giám sát thay đổi khu vực Vườn quốc gia U Minh Thượng từ tư liệu viễn thám Sentinel-1 đa thời gian. Tác giả sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện U Minh Thượng để đánh giá độ chính xác của kết quả thử nghiệm. Tác giả sử dụng 100 điểm kiểm tra tương ứng vị trí trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Kết quả của phương pháp thử nghiệm đạt 85% so với kết quả Bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng U Minh Thượng. Kết quả đánh giá độ chính xác của đối tượng phân loại từ tư liệu đa thời gian Sentinel-1 năm 2016.

Khu vực thay đổi nhiều là khu vực đất nông nghiệp, khu vực trồng lúa, đất nuôi trồng thủy sản và một số vùng ngập nước. Biến động lớn tại các vùng ngập nước do có sự thay đổi mục đích sử dụng. Vùng ngập nước được định nghĩa là khu vực ngập nước trong thời gian dài (khoảng thời gian thu nhận ảnh là 1 năm) và không có sự thay đổi của việc sử dụng đất. Tuy nhiên, khu vực hồ nước tại vùng lõi có nhiều sự biến động trong năm do hiện tượng thiếu nước vào mùa khô. Khu vực nước ổn định trong năm là khu vực phí Bắc của Vườn quốc gia. Vùng ngập nước trên bản đồ sử dụng đất gồm ONT; LUC; CLN. Vùng ổn định tương ứng với vùng lõi của Vườn quốc gia U Minh Thượng. Đối tượng chủ yếu trong vùng ổn định chủ yếu là khu vực rừng tràm tại vùng lõi, rừng trồng tại vùng đệm. Vùng ổn định tương ứng với các loại đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất là RSX; CLN; RSM; ONT. Khu vực dân cư là vị trí nhà trong khu vực vùng đệm của vườn quốc gia. Đây là đối tượng có sự khác biệt về giá trị tán xạ ngược trên ảnh SAR đa thời gian nên việc phân loại đạt độ chính xác cao.

Kết luận, qua kết quả phân tích và thử nghiệm đã xác định được đối tượng ổn định, đối tượng biến động của khu vực Vườn quốc gia U Minh Thượng từ tư liệu ảnh Sentinel-1 đa thời gian. Kết quả thử nghiệm của phương pháp đề xuất trong bài báo so với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cho thấy đối tượng khu vực dân cư và đất trồng lúa cho độ chính xác cao nhất tương ứng 100% và 90% là do giá trị tán xạ ngược trên ảnh SAR tương ứng với quá trình gieo trồng của lúa và đất nông nghiệp. Đối tượng vùng ngập nước và vùng ổn định cho kết quả thấp tương ứng 77.27% và 79.09%. Phương pháp đề xuất trong bài báo là một phương pháp giám sát sự thay đổi của các đối tượng lớp phủ như đất nông nghiệp, đất lúa, các vùng nuôi trồng thủy sản từ tư liệu viễn thám siêu cao tần đa thời gian, khai thác tối đa các dạng tư liệu viễn thám phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội.

CTTĐT


Tác giả: CTTĐT
Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết

Lượt bình luận

Trường đánh đấu (*) là bắt buộc.

Tin liên quan