Ứng dụng công nghệ viễn thám tính toán sự biến động mức độ hạn hán thông qua chỉ số độ ẩm của đất

Bài viết Ứng dụng công nghệ viễn thám tính toán sự biến động mức độ hạn hán thông qua chỉ số độ ẩm của đất trình bày cách tiến hành đánh giá sự biến động của hạn hán thông qua chỉ số SMI. Sử dụng các dữ liệu từ ảnh viễn thám Landsat 8 của USGS trong các tháng mùa khô năm 2015 tính toán theo phân bố không gian và thời gian cho khu vực huyện Bắc Ái, tỉnh Ninh Thuận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng công nghệ viễn thám tính toán sự biến động mức độ hạn hán thông qua chỉ số độ ẩm của đất Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TÍNH TOÁN SỰ BIẾN ĐỘNG MỨC ĐỘ HẠN HÁN THÔNG QUA CHỈ SỐ ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT Trần Kim Châu1, Đỗ Giang Thi1 Trường Đại học Thủy lợi, email: Kimchau_hwru@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG liệu từ ảnh viễn thám Landsat 8 của USGS Hạn hán là loại hình thiên tai có phạm vi trong các tháng mùa khô năm 2015 tính toán ảnh hưởng rộng, lại xảy ra trong thời gian dài theo phân bố không gian và thời gian cho khu vực huyện Bắc Ái, tỉnh Ninh Thuận. Kết quả và ảnh hưởng đến nhiều đối tượng khác nhau của nghiên cứu sẽ là công cụ thuận lợi cho trong xã hội. Hiện nay chưa có một định việc đánh giá điều kiện hạn hán ở địa phương nghĩa chung nhất dành cho hạn hán. Do vậy một cách hiệu quả hơn. sẽ có rất nhiều cách xác định mức độ của hạn hán. Chỉ số độ ẩm của đất (SMI Soil Moisture Index) là một trong các chỉ số để đánh giá hạn hán nông nghiệp đã được ứng dụng tại nhiều nơi trên thế giới. Ví dụ như Viện Khí Tượng Thủy Văn Cộng Hòa Séc đã sử dụng các chỉ số này để theo dõi hạn hán trên khắp cả nước từ năm 2000. Có nhiều các để xác định độ ẩm của đất nhưng nổi bật trong đó là công nghệ Viễn Thám. Với khả năng bao phủ rộng của ảnh viễn thám sẽ thuận tiện hơn chỉ có một số điểm đo hạn chế. Bên cạnh đó, với nguồn dữ liệu miễn phí, được cập nhật liên tục công nghệ viễn thám có khả năng nghiên cứu khu Hình 1: Khu vực nghiên cứu vực rộng lớn trong khi giảm thời gian và chi phí hậu cần đến liên quan nghiên cứu thực 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU địa. Jackson (1996) cho thấy việc sử dụng Để tiến hành xác định chỉ số SMI, nghiên công nghệ viễn thám nhằm xác định độ ẩm cứu dựa trên quá trình được mô tả như hình của đất trong khoảng từ 0 đến 5 cm cho kết dưới đây: quả tốt. Cũng theo Jackson (1991) việc sử dụng các loại ảnh viễn thám thụ động như Landsat là phương pháp tốt nhất để xác định phân bộ độ ẩm của đất trên những khu vực rộng lớn ngay cả khi có ảnh hưởng của các tán cây. Trong nghiên cứu này tác giả trình bày cách tiến hành đánh giá sự biến động của hạn hán thông qua chỉ số SMI. Sử dụng các dữ Hình 2: Phương pháp tính toán 359 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Thu thập ảnh viễn thám Lansat 8 của TSmax − TS SMI = USGS trong mùa khô năm 2015 tại khu vực TS − TSmin nghiên cứu. Thông tin về ảnh được thể hiện Với TS là nhiệt độ bề mặt tại một pixel; trong bảng 1. Tsmax, Tsmin: nhiệt độ bề mặt lớn nhất, nhỏ Bảng 1: Thông tin về ảnh sử dụng nhất ứng có thể đạt được với NDVI tại pixcel đó. Với cách tính toán này chỉ số SMI sẽ biến STT Thời điểm Độ phân giải (m) đổi từ đổi từ 0 (khô hạn) đến 1 (bão hòa). 1 26/01/2015 30 2 15/03/2015 30 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3 16/04/2015 30 Dựa trên phương pháp đã miêu tả phía trên 4 03/06/2015 30 nghiên cứu tiến hành đánh giá sự biến động 5 05/07/2015 30 theo không gian và thời gian của chỉ số SMI 6 21/07/2015 30 đối với khu vực huyện Bác Ái, Ninh Thuận. 7 23/09/2015 30 Hình dưới đây thể hiện chỉ số SMI trung bình và hệ số biến động của chỉ số SMI (CV - Ảnh viễn thám Landsat 8 sau khi được tải relative standard deviation). Nhìn trên hình vẽ về thì các giá trị trong mỗi Band ảnh đều là nhận thấy có một sự biến đổi SMI rất lớn theo giá trị số DN (Digital Number). Từ những giá không gian. So sánh với ảnh vệ tinh Google trị này các tác giả tiến hành tính toán giá trị Earth trong tháng 1/2015 nhận thấy đối với bức xạ TOA (Top of Atmosphere) những khu vực vẫn còn diện tích rừng che phủ Từ giá trị TOA này chỉ số khác biệt thực nhiều như Phước Bình hay Phước Hòa hay vật (NDVI) và nhiệt độ bề mặt (Ts) được xác một phần các xã Phược Đại, Phước Thành chỉ định theo các công thức sau số SMI cao từ 0.7 đến 0.9. Ngược lại, đối với NIR − R khu vực chủ yếu là đất nông nghiệp, như NDVI = NIR+R Phước Tiến, Phước Chính chỉ số SMI rất thấp Với NIR là giá trị band cận hồng ngoại ( Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Mức độ biến động theo thời gian của chỉ cao, nên từ đầu mùa độ ẩm của đất đã không số SMI trong mùa khô năm 2015 cũng được cao, chỉ khi đến cuối mùa có những trận mưa đánh giá thông qua chỉ số Cv. Nhận thấy mức thì độ ẩm lại tăng đột biến. độ biến động t ...