Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ giám sát thời gian sinh trưởng cây lúa

Bài viết Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ giám sát thời gian sinh trưởng cây lúa trình bày việc sử dụng tư liệu ảnh Sentinel-1 để xác định giai đoạn sinh trưởng hiện tại của các vùng trồng lúa, áp dụng cho tỉnh An Giang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ giám sát thời gian sinh trưởng cây lúa Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 ỨNG DỤNG VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ GIÁM SÁT THỜI GIAN SINH TRƯỞNG CÂY LÚA Nguyễn Anh Hùng1, Lê Hải Trung2 1 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, email: anhhungbk81@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi 1. ĐẶT VẤN ĐỀ cũng rất cao với R2 = 0,9 và RMSE = 18% (162 g·m-2) với phương pháp RF [4]. Trong những năm gần đây biến đổi khí hậu Phần lớn các công bố tập trung vào việc diễn biến theo chiều hướng khó lường, hạn thành lập bản đồ lúa cho cả vụ. Thuật toán hán xảy ra nhiều hơn và gay gắt hơn ở một số vùng của Việt Nam. Hiện tượng này đặc biệt xác định thời gian sinh trưởng cây lúa không nghiêm trọng ở đồng bằng sông Cửu Long khả thi khi thực hiện trên phạm vi một tỉnh (ĐBSCL), nơi đóng góp tới 60% sản lượng hay cả nước trong thời gian ngắn. Chính vì lúa của cả nước hàng năm. Việc xác định nhu vậy, bài báo trình bày việc sử dụng tư liệu cầu nước tưới phù hợp với diện tích và giai ảnh Sentinel-1 để xác định giai đoạn sinh đoạn sinh trưởng của cây lúa là nhu cầu cấp trưởng hiện tại của các vùng trồng lúa, áp thiết trong điều kiện nguồn nước tưới đang có dụng cho tỉnh An Giang. xu hướng giảm dần mỗi năm. 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU Công nghệ viễn thám và GIS đã được ứng dụng trong xây dựng bản đồ thực vật, cây lúa Chúng tôi thu thập tư liệu ảnh radar khẩu và đạt nhiều thành tựu đáng kể. Ảnh quang độ mở tổng hợp Sentinel-1, kênh C, chế độ học bị ảnh hưởng bởi mây che phủ nên ảnh thu nhận ảnh Interferometric wide-swath radar thường được sử dụng để thành lập bản mode, 250 km, độ phân giải 5×20 mở mức 1 đồ lúa và xác định thời gian sinh trưởng của Ground Range Detected (GRD) tại địa chỉ cây lúa. Ví dụ, mô phỏng Monte Carlo được scihub.copernicus.eu/dhus/. Ảnh được thu áp dụng với dữ liệu RADARSAT để dự đoán thập trong các năm 2019, 2020, 2021 cho giai đoạn sinh trưởng cây lúa [1]; dữ liệu tỉnh An Giang. Ví dụ, Hình 1 là ảnh ngày ENVISAT/ASAR được sử dụng để lập bản 26/4/2020. Phương pháp thực hiện gồm 2 đồ lúa gạo cho ĐBSCL với độ chính xác tổng công đoạn lớn đó là tiền xử lý và giải đoán thể là 85,3% và hệ số kappa là 0,74 [2, 3]. ảnh Sentinel-1 để thành lập bản đồ lúa. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu khác sử dụng ảnh vệ tinh radar để lập bản đồ phân bố lúa. Một nhóm tác giả sử dụng các thuật toán học máy trên dữ liệu Sentinel-1 để xác định lúa, năng suất và chiều cao cây lúa ở Camargue, Pháp. Chiều cao và sinh khối cây lúa dựa trên dữ liệu Sentinel-1 được huấn luyện bởi các thuật toán học máy Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Regression (SVR) và Random Forest (RF). Kết quả đã chứng minh được mối tương quan giữa phân cực VH Sentinel-1 với sinh khối Hình 1. Ảnh Sentinel-1 ngày 26/4/2020 468 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 2.1. Tiền xử lý ảnh vệ tinh nhiễu đốm. Do vậy, khả năng theo dõi chuỗi giá trị VH trong một vụ lúa để tìm ra quy luật Sau khi tải về từ kho dữ liệu, ảnh được của cây lúa là không khả thi. hiệu chỉnh phổ phản xạ, hiệu chỉnh ảnh Trong một vụ lúa, cặp điểm giá trị trục X hưởng của địa hình. Vùng nghiên cứu được là thời điểm chụp ảnh và trục Y là giá trị tán xác định là tỉnh An Giang (Hình 2) và tính xạ ngược VH của ảnh được chụp. Điểm đầu chuyển giá trị tán xạ từ tuyến tính về decibel. là thời điểm bắt đầu gieo sạ/ cấy và điểm cuối là các thời điểm chụp sau đó. Như vậy, ta có thể xác định được một loạt các đoạn thẳng có dạng y = a x + b. Phương pháp hồi quy tuyến tính được dùng để xác định a và b. Giả sử chúng ta có n chu kỳ ảnh từ 0 đến n-1; kết hợp chu kỳ 0 với 1 được đoạn thẳng y1 = a1x+b1; kết hợp chu kỳ 0 với 2 được y2 = a2x+b2… cứ như vậy; kết hợp chu kỳ 0 với n-1 được yn-1 = an-1x+bn-1. Hệ số a thể hiện mối quan hệ biến thiên giữa sự thay đổi giá trị tán xạ ngược VH - đại diện cho sự thay đổi chiều cao cây lúa (y) và sự thay đổi về thời gian sinh trưởng (x). Với mỗi một điểm ảnh sẽ có một chuỗi các giá trị a1, a2, …, an-1 tương ứng các kênh ảnh là Slope1, Slope2, …, Hình 2. Ảnh đã qua tiền xử lý, cắt vùng Slopen-1. Chuỗi giá trị Slope này đại diện cho nghiên cứu, ngày 26/4/2020 hình ảnh cây lúa từ lúc gieo cấy đến lúc thu hoạch. Tổ hợp các điều kiện trên chúng ta sẽ 2.2. Giải đoán ảnh Sentinel-1 thành lập ra được ...