Ước tính lượng bốc thoát hơi nước cây trồng trên lưu vực sông Cầu bằng tích hợp tư liệu ảnh Landsat 7 và số liệu khí tượng

Bài viết Ước tính lượng bốc thoát hơi nước cây trồng trên lưu vực sông Cầu bằng tích hợp tư liệu ảnh Landsat 7 và số liệu khí tượng trình bày xác định chính xác lượng bốc hơi có ý nghĩa quan trong trong việc xác định nhu cầu nước cho cây trồng của một khu vực. Hệ số cây trồng (Kc) liên quan đến lượng bốc hơi của một loại cây trồng trong một thời kỳ sinh trưởng cụ thể đối với loại cây trồng tham chiếu (ET0).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ước tính lượng bốc thoát hơi nước cây trồng trên lưu vực sông Cầu bằng tích hợp tư liệu ảnh Landsat 7 và số liệu khí tượng Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 ƯỚC TÍNH LƯỢNG BỐC THOÁT HƠI NƯỚC CÂY TRỒNG TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẦU BẰNG TÍCH HỢP TƯ LIỆU ẢNH LANDSAT-7 VÀ SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG 1 2 Lương Chính Kế , Nguyễn Văn Hùng , Trần Ngọc Tưởng3 , Nguyễn Ngọc Anh3 1 Hội Trắc địa, Bản đồ và Viễn thám Việt Nam, email: lchinhke@gmail.com 2 Cục Viễn thám quốc gia, email: nvhung.sochanoi@gmail.com 3 Bộ Công an, email: tntrsc@gmail.com1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU, TƯ LIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU Việc xác định chính xác lượng bốc hơi cóý nghĩa quan trong trong việc xác định nhu 2.1.Phương phápcầu nước cho cây trồng của một khu vực. Hệ Ước tính lượng bốc hơi thực tế trung bìnhsố cây trồng (Kc) liên quan đến lượng bốc hơi ngày (ETa, mm/ngày) bằng cách sử dụng hệcủa một loại cây trồng trong một thời kỳ sinh số cây trồng giải tích (Kc-gt ) là hàm số của chỉtrưởng cụ thể đối với loại cây trồng tham số thực vật NDVI được trích xuất từ ảnh vệchiếu (ET 0 ). tinh khi bốc thoát hơi nước tham chiếu (ET o ) Phương pháp truyền thống xác định Kc: [5] được xác định từ số liệu khí tượng:được đề cập trong tài liệu FAO [2, 3]. Các ET a = Kc-gt x ET otác giả [4] đã chỉ ra rằng phương pháp truyềnthống cho phép dự báo khả năng bốc thoát với Kc-gt = a.NDVI + b (1)hơi nước tiềm năng trong khoảng sai số từ Dựa vào phương pháp giải tích của10% đến 20%. DEMETER (DEMonstration of Earth Phương pháp viễn thám xác định Kc: Đối observation Technologies in Routinevới các bề mặt địa hình không đồng nhất gồm irrigation advisory service) (D’Urso et al.,các loại cây trồng khác nhau và giai đoạn 2007) [4] với Kc-gt :sinh trưởng khác nhau, phương pháp giải tích PET(rs  rs min )tính Kc từ số liệu viễn thám (Kc-gt ) dựa vào Kc-gt = (2) ETomột số tham số lý- sinh bề mặt địa hình tríchxuất từ ảnh viễn thám [1] được phát triển để Trong đó: PET(rs = rsmin ) – Bốc thoát hơixác định Kc tích hợp trong khu vực mà không nước tiềm năng cho trường hợp nhận khángcần thông tin về loại cây trồng và giai đoạn bề mặt rs = minimum; ET o – Bốc thoát hơi nước tham chiếu tính theo FAO 56 [5].sinh trưởng của nó [6]. Xu thế sử dụng chỉ sốthực vật để xác định hệ số cây trồng bằng tư 2.2. Dữ liệu và số liệu khu vực nghiên cứuliệu ảnh viễn thám, sau đó tính bốc thoát hơi Khu vực nghiên cứu “lưu vực sông Cầu”nước thực tế trung bình ngày đang được nằm trong phạm vi tọa độ địa lý: 21o 07 -nhiều cơ sở nghiên cứu quan tâm [6-10]. Đây 22o 18 N, 105o 28 - 106o 08 E. Trên lưu vựcchính là mục đích nghiên cứu giới thiệu trong có 06 trạm quan trắc khí tượng với các sốbài báo này. liệu đo ngày 23/11/2001: nhiệt độ không khí 345Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3T a, vận tốc gió u, giờ nắng thực n, độ ẩmkhông khí RH và bốc thoát hơi nước thực tếET a-TĐ (do Cục khí tượng thủy văn cung cấp). Tư liệu ảnh LANDSAT-7 ETM thu nhậnngày 23/11/2001 ở mức xử lý 1T, độ phângiải ảnh đa phổ là 30mx30m. Mô hình số độcao (DEM) của lưu vực từ bản đồ địa hình1/25.000 đã đưa về độ phân giải 30x30mtrong hệ VN-2000. Hình 1. Biến thiên ETa của các phương án3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Sau khi tính Kc-gt theo (2), nội dung thựcnghiệm tiến hành giải quyết 2 phương án: a/ Phương án 6T: Sử dụng sáu cặp NDVIvà Kc-gt xác định a, b tối ưu (công thức 1) củaKc (Kc-6T). b/ Phương án 3T: Sử dụng 3 cặp trị NDVIvà Kc-gt (Bắc Giang, Vĩnh Yên và Tam Đảo)xác định a, b tối ưu (công thức 1) của Kc (Kc-3T). Sử dụng 3 điểm kiểm định 3C (Bắc Ninh,Thái Nguyên, Bắc Kạn) để đánh giá. Kết quảcủa 2 phương án để ước tính ETa (mm/ngày) -0.36 0.89 0.88 0.94thu được: NDVI Kc-6T ETa-6T = Kc-6T . ETo =(-0,0465.NDVI+0,9288).ETo (3) ETa-3T = Kc-3T . ETo =(0,8228xNDVI – 0,0541).ETo (4) ET a của hai phương án 6T và 3T so vớiET a-TĐ (thực địa) trên khu điểm 6 trạm khítượng được thể hiện trên hình 1. Bảng 1. Tham số thống kê của 2 phương án (23/11/2001) 2.08ETa MBE RMSE (mm); MAE ME AI 4.19 1.95 3.57 (mm) (%) (%) (-) (-) ETo ETa-6T 6T 0.048 0.191; (6.5) 4.2 0.74 0.88 Hình 2. Ảnh NDVI và Kc, ET o , ET a của 3T 0.170 0.289; (9.8) 8.1 0.59 0.83 phương án 6T tại thời điểm 23/11/2001 3C 0.367 0.381; (12.8) 12.2 0.17 0.81 Do khuôn khổ cho phép của bài báo, Đánh giá độ chính xác của 2 phương án 6T Hình 2 chỉ thể hiện bốn ảnh NDVI, Kc-6T,và 3T thông qua 3 sai số: sai số xê dịch trung ET o , ET a-6T của phương án 6T làm ví dụ.bình (MBE), sai số trung phương (RMSE),sai số tuyệt đối trung bình (MAE) và 2 tham 4. KẾT LUẬNsố: hệ số hiệu quả mô hình ME và chỉ số mô Bằng phương pháp giải tích sử dụng tưhình phù hợp AI được thống kê trong bảng 1. liệu ...