Ứng dụng tư liệu MODIS hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên và môi trường

Bài viết giới thiệu một phương pháp mới trong các bản đồ biên dịch từ dữ liệu MODIS để hỗ trợ quản lý tài nguyên và môi trường. Đây là một trong số 78 kết quả nghiên cứu của dự án nghiên cứu cơ bản 7009 06 có tiêu đề: Ứng dụng thử nghiệm điện toán lưới trong môi trường và nghiên cứu thiên tai tại Việt Nam. Dữ liệu đầu vào cho nghiên cứu là bản đồ che phủ đất được phân tích bằng hỗn hợp MODIS 32 ngày do Đại học Maryland phát hành, mưa rơi, SRTM.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng tư liệu MODIS hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên và môi trường T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ Tr¸i §Êt 32(1), 71-78 3-2010 øNG DôNG T¦ LIÖU MODIS Hç TRî C¤NG T¸C QU¶N Lý TµI NGUY£N Vµ M¤I TR¦êNG NguyÔn §×nh D−¬ng i. Më §ÇU C«ng t¸c qu¶n lý tµi nguyªn m«i tr−êng sÏ ®¹t hiÖu qu¶ h¬n nÕu dùa trªn c¸c sè liÖu quan s¸t trùc tiÕp chø kh«ng ph¶i c¸c sè liÖu ®−îc tæng hîp vµ b¸o c¸o tõ ®Þa ph−¬ng. C¸c nguån sè liÖu tæng hîp th«ng qua c¸c b¸o c¸o th−êng niªn c¬ b¶n ph¶n ¸nh ®−îc c¸c quy luËt kh¸ch quan, tuy nhiªn trong nhiÒu tr−êng hîp cã thÓ kh«ng cßn mang tÝnh nguyªn b¶n. T− liÖu viÔn th¸m ®é ph©n gi¶i trung b×nh nh− MODIS cã ®é ph©n gi¶i thêi gian cao vµ ®é trïm phñ kh«ng gian lín, cung cÊp th«ng tin kh¸ch quan vÒ bÒ mÆt Tr¸i §Êt trªn c¶ hai ph−¬ng diÖn vïng ®Þa lý vµ sù vËn ®éng cña líp phñ theo thêi gian. C¸c th«ng tin ®−îc khai th¸c tõ t− liÖu viÔn th¸m nh− vËy cho chóng ta c¸ch nh×n vµ sù ®¸nh gi¸ kh¸ch quan tíi tµi nguyªn m«i tr−êng vµ dÇn trë thµnh mét nguån th«ng tin kh«ng thÓ thiÕu cho c«ng t¸c qu¶n lý tµi nguyªn m«i tr−êng ë cÊp vïng còng nh− quèc gia ë tÇm vü m«. Trong bµi b¸o nµy t¸c gi¶ giíi thiÖu mét sè m« h×nh øng dông b¶n ®å líp phñ thµnh lËp tõ t− liÖu MODIS ®a thêi gian hç trî c«ng t¸c qu¶n lý tµi nguyªn vµ m«i tr−êng ë cÊp vü m«. C¸c b¶n ®å dÉn xuÊt bao gåm b¶n ®å rõng, b¶n ®å ®é che phñ vµ nhËy c¶m xãi mßn ®−îc thµnh lËp dùa trªn sù tÝch hîp gi÷a b¶n ®å líp phñ víi c¸c sè liÖu nh− m« h×nh sè ®Þa h×nh, l−îng m−a, nhiÖt ®é... B¶n ®å líp phñ ®−îc x©y dùng tõ bé d÷ liÖu MODIS 32 ngµy víi ®é ph©n gi¶i kh«ng gian 500 m do tr−êng Tæng hîp Maryland, Hoa Kú cung cÊp. B¶n ®å líp phñ ®−îc thµnh lËp dùa trªn thuËt to¸n GASC vµ phÇn mÒm ph¸t triÓn trong khu«n khæ ®Ò tµi khoa häc c¬ b¶n m· sè 7009 06 : Thö nghiÖm ¸p dông hÖ thèng tÝnh to¸n l−íi trong nghiªn cøu tai biÕn thiªn nhiªn vµ m«i tr−êng ViÖt Nam. ii. T¦ LIÖU Sè liÖu ®Çu vµo cho x©y dùng m« h×nh bao gåm : b¶n ®å líp phñ thµnh lËp tõ t− liÖu MODIS trung b×nh 32 ngµy, ®é ph©n gi¶i 500 m. §©y lµ bé d÷ liÖu ®· ®−îc tr−êng Tæng hîp Maryland, Hoa Kú xö lý lo¹i bá m©y vµ hiÖu chØnh bøc x¹. Dùa trªn bé sè liÖu 12 th¸ng trong n¨m 2003, chóng t«i thµnh lËp b¶n ®å líp phñ n¨m 2003. §é chÝnh x¸c vµ ®é tin cËy cña b¶n ®å líp phñ ®−îc ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ trong nhiÒu c«ng tr×nh khoa häc ®· c«ng bè. C¸c sè liÖu bæ trî ®−îc thu thËp ®Ó tÝch hîp víi b¶n ®å líp phñ bao gåm : - M« h×nh sè ®é cao SRTM ®é ph©n gi¶i 90 m do NASA cung cÊp, - Sè liÖu trung b×nh vÒ ®é m−a, - Sè liÖu vÒ nhiÖt ®é trung b×nh n¨m, - Sè liÖu vÒ c¸c vïng sinh th¸i. C¸c sè liÖu bæ trî ®−îc tæ chøc thµnh c¬ së d÷ liÖu d−íi d¹ng raster cã cïng ®é ph©n gi¶i vµ ®Þnh vÞ kh«ng gian víi b¶n ®å líp phñ cho phÐp thùc hiÖn c¸c bµi to¸n chång phñ GIS. ViÖc m« h×nh ho¸ thùc hiÖn trong m«i tr−êng WinASEAN 5.0 th«ng qua chøc n¨ng Modeler. C¸c sè liÖu d¹ng vector nh− nhiÖt ®é, l−îng m−a lÊy tõ Atlas Quèc gia do Bé Khoa häc C«ng nghÖ vµ M«i tr−êng c«ng bè n¨m 2000 ®−îc raster ho¸ vÒ ®é ph©n gi¶i kh«ng gian 500 m vµ ®−a vÒ l−íi kinh ®é vµ vü ®é cã thÓ chång ghÐp víi b¶n ®å líp phñ thµnh lËp tõ t− liÖu MODIS. Sè liÖu c¬ b¶n ®−îc sö dông nªu trªn h×nh 1 sau khi ®· raster ho¸ (chuyÓn tõ b¶n ®å ®−êng nÐt vÒ b¶n ®å ¶nh). iii. PH¦¥NG PH¸P Vµ KÕT QU¶ Th«ng th−êng c¸c chuyªn gia lËp c¸c b¶n ®å tµi nguyªn m«i tr−êng dùa trªn c¸c hÖ thèng ph©n lo¹i cã s½n. Tuy nhiªn nÕu xem xÐt kü sÏ thÊy mét sè b¶n ®å cã thÓ thµnh lËp tù ®éng th«ng qua øng dông c¸c m« h×nh sè, trong ®ã c¸c mèi liªn quan gi÷a c¸c hîp phÇn sinh th¸i vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn 71 H×nh 1. → Sè liÖu c¬ b¶n ®−îc sö dông : a b a) M« h×nh sè ®é cao, b) Sè liÖu ph©n bè l−îng m−a, c) B¶n ®å líp phñ ViÖt Nam n¨m 2002 thµnh lËp tõ t− liÖu MODIS vµ d) B¶n ®å nhiÖt ®é trung b×nh n¨m c ®−îc sè ho¸ vµ tr×nh bÇy b»ng c¸c biÓu thøc logic. T¸c gi¶ tr×nh bÇy d−íi ®©y ph−¬ng ph¸p x©y dùng c¸c b¶n ®å rõng, th¶m thùc vËt, b¶n ®å ®é che phñ t¸n c©y vµ b¶n ®å nhËy c¶m xãi mßn b»ng ph−¬ng ph¸p sè. 72 d 1. Thµnh lËp b¶n ®å rõng b»ng ph−¬ng ph¸p sè Tõ tr−íc tíi nay c¸c b¶n ®å rõng ®−îc x©y dùng chñ yÕu b»ng ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t thùc ®Þa kÕt hîp víi sö dông c¸c t− liÖu viÔn th¸m th«ng qua gi¶i ®o¸n b»ng m¾t víi kiÕn thøc chuyªn gia. B¶n ®å thµnh lËp nh− vËy cã nhiÒu bÊt cËp nh− ®é chÝnh x¸c cña c¸c khoanh vi còng nh− sù phô thuéc vµo kinh nghiÖm cña ng−êi gi¶i ®o¸n ¶nh. Trong khi ®ã c¸c quan hÖ gi÷a kiÓu lo¹i rõng vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ sinh th¸i hÇu nh− Ýt ®−îc khai th¸c trùc tiÕp. B¶n chó gi¶i b¶n ®å rõng ViÖt Nam bao gåm c¸c ®èi t−îng c¬ b¶n nh− sau : A. §Êt cã rõng - KiÓu rõng kÝn c©y l¸ réng th−êng xanh nhiÖt ®íi Èm (bao gåm rõng kÝn c©y l¸ réng th−êng xanh nhiÖt ®íi Èm, rõng tre nøa thø sinh, rõng trång ®· khÐp t¸n...), - KiÓu rõng kÝn c©y l¸ réng th−êng xanh nhiÖt ®íi Èm, - KiÓu rõng kÝn c©y l¸ réng th−êng xanh «n ®íi Èm, - KiÓu rõng kÝn c©y l¸ réng rông l¸ vµ nöa rông l¸ h¬i kh« nhiÖt ®íi, - KiÓu rõng th−a c©y l¸ réng nhiÖt ®íi h¬i kh«, - KiÓu rõng th−a c©y l¸ réng nhiÖt ®íi Èm, - Rõng rông l¸, - Rõng c©y l¸ kim, - Rõng n ...