Nghiên Cứu Kết Hợp Ảnh Vệ Tinh Quang Học Sentinel 2 Và Dữ Liệu Radar Sentinel 1 Xác Định Trữ Lượng Rừng Tại Vườn Quốc Gia Yok Đôn Tỉnh Đắk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ KHÁNH CHÂU

NGHIÊN CỨU KẾT HỢP ẢNH VỆ TINH QUANG HỌC

SENTINEL-2 VÀ RADAR SENTINEL-1 TRONG XÁC ĐỊNH

TRỮ LƢỢNG RỪNG TẠI VƢỜN QUỐC GIA YOK ĐÔN,

TỈNH ĐẮK LẮK

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

MÃ SỐ: 8620211

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. NGUYỄN HẢI HOÀ

Hà Nội, 2019

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi thực hiện, những số liệu, kết

quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong bất cứ công

trình nào khác.

Tác giả

Hà Khánh Châu

ii

LỜI CẢM ƠN

Luận văn “Nghiên cứu kết hợp ảnh vệ tinh quang học sentinel-2 và dữ

liệu radar sentinel-1 xác định trữ lượng rừng tại vườn quốc gia Yok Đôn,

tỉnh Đắk Lắk” đƣợc hoàn thành theo chƣơng trình đào tạo Thạc sỹ, khóa

2017 - 2019 của trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam.

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận đƣợc sự

quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám hiệu Trƣờng

Đại học Lâm nghiệp; Khoa đào tạo sau đại học; Các thầy giáo, cô giáo

Trƣờng Đại học Lâm nghiệp; Các anh, chị, em, bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp

này, tác giả xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trƣớc sự quan tâm và giúp đỡ

quý báu đó.

Xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Hải

Hòa đã tận tình hƣớng dẫn và chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Mặc dù đã hết sức cố gắng và nỗ lực, nhƣng kinh nghiệm nghiên cứu

chƣa nhiều, đặc biệt là hạn chế về mặt thời gian trong quá trình nghiên cứu

nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả

rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để

cho luận văn đƣợc hoàn chỉnh hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, 24 tháng 05 năm 2019

Học viên

Hà Khánh Châu

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...............................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................ii

MỤC LỤC........................................................................................................ iii

DANH MỤC BẢNG..........................................................................................v

DANH MỤC HÌNH, CÁC BIỂU ĐỒ...............................................................vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................vii

ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................1

Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................3

1.1. Nghiên cứu về ảnh vệ tinh trong theo d i diễn biến tài nguyên rừng......3

1.2. Tình hình nghiên cứu về khả năng kết hợp ảnh Quang học và ảnh Radar

trong việc xác định trữ lƣợng rừng ...................................................................9

1.2.1. Trên thế giới...................................................................................9

1.2.2. Ở Việt Nam...................................................................................12

Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................19

2.1. Mục tiêu..................................................................................................19

2.1.1. Mục tiêu chung.............................................................................19

2.1.2. Mục tiêu cụ thể.............................................................................19

2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu...................................................................19

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................19

2.2.2. Phạm vi nghiên cứu......................................................................19

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................20

2.4.1. Phương pháp kế thừa tư liệu………………………………………20

2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ..........................................................21

iv

Chƣơng 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VƢỜN QUỐC GIA YOK ĐÔN.......29

3.1. Vị trí địa lý .............................................................................................29

3.2. Địa hình, địa thế .....................................................................................31

3.3. Khí hậu thuỷ văn ....................................................................................31

3.3.1. Khí hậu.........................................................................................31

3.3.2. Thuỷ văn.......................................................................................32

3.4. Địa chất thổ nhƣỡng...............................................................................32

3.5. Đa dạng sinh học....................................................................................33

3.5.1. Hệ thực vật...................................................................................34

3.5.2. Hệ động vật ..................................................................................35

Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .........................36

4.1. Đặc điểm hiện trạng rừng tại vƣờn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk ..36

4.2. Phƣơng pháp kết hợp ảnh quang học và tƣ liệu Radar ..........................38

4.2.1. Mối quan hệ giữa giá trị NDVI; phân cực và tổ hợp phân cực

VH, VV với trữ lượng rừng (MGO) .......................................................39

4.2.2. Mô hình xác định trữ lượng rừng bằng Sentinel-1 và Sentinel-242

4.2.3. Đánh giá độ chính xác c a các mô hình bằng ch số RMSE.......48

4.3. Thử nghiệm xác định trữ lƣợng rừng từ ảnh quang học và tƣ liệu radar

cho vƣờn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk..................................................49

4.4. Đề xuất phƣơng pháp kết hợp ảnh quang học và tƣ liệu radar để xác

định trữ lƣợng rừng .......................................................................................52

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ...................................................56

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................58

PHỤ BIỂU

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Đặc điểm và khả năng ứng dụng của một sô loại ảnh vệ tinh...........5

Bảng 2.1. Phân loại NDVI theo chất lƣợng thực vật trong lớp phủ bề mặt đất24

Bảng 4.1. Diện tích các loại rừng và đất lâm nghiệp phân theo mục đích sử

dụng của VQG Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk..........................................................37

Bảng 4.2. Mối quan hệ giữa giá trị điểm ảnh với trữ lƣợng rừng....................41

Bảng 4.3: Mối quan hệ giữa tổ hợp giá trị điểm ảnh với trữ lƣợng rừng. .......47

Bảng 4.4. Kết quả đánh giá độ chính xác của các mô hình. ............................48

Bảng 4.5. Diện tích, trữ lƣợng rừng tại VQG Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk. ..........49

vi

DANH MUC CÁC HÌNH

Hình 3.1. Vị trí khu vực nghiên cứu ................................................................30

Hình 4.1. Hệ thống điểm điều tra tại VQG Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk...............38

Hình 4.3. Hiện trạng rừng vƣờn quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk. ................51

Hình 4.2. Phân bố trữ lƣợng gỗ vƣờn quốc gia Yok Đôn,...............................50

tỉnh Đắk Lắk.....................................................................................................50

DANH MUC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1. Mối quan hệ giữa VH với MGO. ................................................39

Biều đồ 4.2. Mối quan hệ giữa phân cực VV với MGO..................................40

Biều đồ 4.3. Mối quan hệ giữa giá trị trung bình phân cực VV, VH với MGO..40

Biều đồ 4.4. Mối quan hệ giữa NDVI với MGO. ...........................................41

Biều đồ 4.5. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI-VHMN với MGO. ...................42

Biều đồ 4.6. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI-VVMN với MGO. ...................43

Biều đồ 4.7. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI-TBMN với MGO.....................43

Biều đồ 4.8. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI+VHMN với MGO. ..................44

Biều đồ 4.9. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI+VVMN với MGO. ..................44

Biều đồ 4.10. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI+TBMN với MGO. .................45

Biều đồ 4.11. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI*VHMN với MGO..................45

Biều đồ 4.12. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI*VVMN với MGO..................46

Biều đồ 4.13. Mối quan hệ giữa tổ hợp NDVI*TBMN với MGO. .................46