Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám so sánh và đánh giá hai chỉ số LAI và NDVI trong việc phân loại lớp phủ thực vật cho một khu vực nghiên cứu

Bài báo này so sánh và đánh giá độ chính xác khi phân loại lớp phủ thực vật với LAI và với NDVI tính toán từ ảnh Landsat5 TM trên khu vực đất trồng lúa, ngô và hoa màu của huyện Thường Tín, Hà Nội, để tìm ra chỉ số phù hợp cho việc phân loại lớp phủ thực vật cho khu vực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám so sánh và đánh giá hai chỉ số LAI và NDVI trong việc phân loại lớp phủ thực vật cho một khu vực nghiên cứuSỬ DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ HAI CHỈ SỐ LAI VÀ NDVI TRONG VIỆC PHÂN LOẠI LỚP PHỦ THỰC VẬT CHO MỘT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Nguyễn Cẩm Vân1 Tóm tắt: Một trong những ứng dụng rất cơ bản của viễn thám là nghiên cứu lớp phủ thực vật(LPTV) thông qua các chỉ số thực vật. Các loại thực vật khác nhau sẽ được phân biệt dựa trên cácthành tố như hình dạng và kích thước của lá, lượng nước chứa trong lá… Chỉ số LAI và NDVI,được tính toán trên ảnh vệ tinh, là hai trong số các thông số quan trọng để phân loại LPTV. Bàibáo này sẽ so sánh và đánh giá độ chính xác khi phân loại LPTV với LAI và với NDVI tính toán từảnh Landsat5 TM trên khu vực đất trồng lúa, ngô và hoa màu của huyện Thường Tín, Hà Nội, đểtìm ra chỉ số phù hợp cho việc phân loại LPTV cho khu vực. Kết quả cho thấy chỉ số LAI thay đổirất ít từ mùa khô sang mùa mưa, trong khi đó NDVI lại thay đổi rõ rệt. Hơn nữa, vì khu vực nghiêncứu là đồng bằng, nên chỉ số NDVI không bị ảnh hưởng nhiều bởi địa hình và bóng. Vì vậy, đểphân loại LPTV ở khu vực nghiên cứu, chỉ số NDVI phù hợp hơn chỉ số LAI. Từ khóa: Thường Tín, LAI, NDVI, EVI, Landsat5 TM, Lớp phủ thực vật 1. Đặt vấn đề1 nhiều trong và ngoài nước. Ở Việt Nam, nhóm Với nhu cầu ngày càng cao về thông tin chi tác giả Dương Văn Khảm, Bùi Đức Giang, Chutiết, thường xuyên của các vùng khó tiếp cận từ Minh Thu, Nguyễn Thị Huyền đã tính toán chỉ sốcác nhà quản lý và nghiên cứu tài nguyên thiên NDVI – công cụ cơ bản để giám sát sự thay đổinhiên, viễn thám đã được ứng dụng và trở thành trạng thái lớp phủ thực vật, trên cơ sở đó biếtcông cụ không thể thiếu. Một trong những ứng được tác động của thời tiết, khí hậu đến sinhdụng rất cơ bản của viễn thám là nghiên cứu lớp quyển [1]. Các tác giả Bùi Nguyễn Lâm Hà, Lêphủ thực vật (LPTV) thông qua các chỉ số thực Văn Trung, Bùi Thị Nga, trong bài báo [2], đã đềvật. cập đến việc sử dụng chỉ số LAI để ước tính sinh Bằng cách sử dụng dữ liệu viễn thám, LPTV khối. Các nghiên cứu này cho thấy LAI và NDVIcó thể được phân biệt với các loại lớp phủ khác có thể dùng để phân loại LPTV. Vì vậy, bài báonhờ sự hấp thụ năng lượng ở dải sóng đỏ (0.63- này sẽ so sánh và đánh giá độ chính xác khi phân0.69 µm),xanh lục (0.52- 0.60 µm), và sự phản xạ loại LPTV với LAI và với NDVI trên một khumạnh với dải cận hồng ngoại (near infrared 0.76- vực nghiên cứu cụ thể để tìm ra chỉ số phù hợp0.90 µm). Các loại thực vật khác nhau sẽ được cho việc phân loại LPTV cho khu vực đó.phân biệt dựa trên các thành tố như hình dạng và 2. Tính toán chỉ số LAI và NDVIkích thước của lá, lượng nước chứa trong lá… Chỉ 2.1. Chỉ số LAIsố LAI và NDVI, được tính toán từ thông tin của LAI là thuật ngữ viết tắt của từ Leaf Areacác thành tố trên trong ảnh vệ tinh, là hai trong số Index – chỉ số diện tích lá, được định nghĩa làcác thông số quan trọng để phân biệt các loại diện tích lá xanh trên một đơn vị diện tích mặtLPTV. Hai chỉ số này cũng được dùng để xác đất. LAI là biến quan trọng trong việc ướcđịnh độ che phủ của thảm thực vật, thể hiện sự lượng sự bốc hơi nước và theo dõi quá trìnhthay đổi của các phân vùng đất bốc hơi và đất sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Chỉ sốthoát hơi nước thực vật, đây là yếu tố quan trọng LAI có thể xác định bằng các máy đo mặt đất.đánh giá sự biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, việc xác định như vậy tốn nhiều thời Chỉ số LAI và NDVI đã được nghiên cứu gian và tiền của. Tính toán chỉ số LAI trên ảnh viễn thám giúp xác định một cách nhanh chóng1 và đỡ tốn nhân công hơn. Bộ môn Trắc địa, Trung tâm Địa Tin họcKHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 43 (12/2013) 143 Một trong những phương pháp phổ biến để 3. Khu vực và tư liệu nghiên cứutính chỉ số LAI là mô hình thực nghiệm. 3.1. Khu vực nghiên cứuPhương pháp này dựa vào sự tương quan giữaphép đo chỉ số LAI mặt đất và các chỉ số thựcvật khác. Phương pháp mô hình thực nghiệmcho phép tối đa hóa độ nhạy của các chỉ số thựcvật để tính LAI. Trong bài báo này, chỉ số thựcvật EVI (Enhanced Vegetation Index - chỉ sốnâng cao sự khác biệt thực vật) được dùng đểtính toán chỉ số LAI. EVI là chỉ số được tối ưu hóa để hạn chếnhiễu gây ra bởi các aerosol trong khí quyển,giúp phân biệt các thảm thực vật dễ hơn. Điểmkhác biệt cơ bản giữa NDVI và EVI là ở cấutrúc phản xạ củ ...