Tên luận án:
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM QUANG HỌC VÀ RADAR TRONG GIÁM SÁT RỪNG NGẬP MẶN VEN BIỂN Ở MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM
Ngành:
QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và Radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam" của Nguyễn Trọng Cương, hoàn thành tại Trường Đại học Lâm Nghiệp, nhằm phát triển và ứng dụng các kỹ thuật viễn thám tiên tiến để theo dõi rừng ngập mặn một cách chính xác và hiệu quả. Nghiên cứu này đáp ứng nhu cầu cấp thiết về giám sát, phục hồi và bảo vệ rừng ngập mặn, vốn là hệ sinh thái quý giá nhưng đang bị đe dọa và khó tiếp cận bằng phương pháp truyền thống.
Mục tiêu chính của luận án bao gồm nghiên cứu đặc điểm quang phổ của rừng ngập mặn trên các tư liệu viễn thám, lựa chọn tư liệu và phương pháp phân loại phù hợp cho khu vực ven biển phía Bắc, xác định ngưỡng phân loại, đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020, và xây dựng hướng dẫn kỹ thuật phân loại rừng ngập mặn. Đối tượng nghiên cứu là toàn bộ rừng ngập mặn ven biển các tỉnh Quảng Ninh, Thái Bình và TP Hải Phòng, sử dụng tư liệu ảnh Radar Sentinel-1, quang học Sentinel-2 và Landsat-8.
Luận án đã đóng góp quan trọng bằng cách kết hợp tư liệu quang học Sentinel-2 và Radar Sentinel-1 với số lượng lớn cảnh ảnh trên nền tảng Google Earth Engine (GEE). Điều này giúp hạn chế tối đa ảnh hưởng của thủy triều, cho phép giám sát rừng ngập mặn nhanh chóng, chính xác và giảm chi phí điều tra thực địa. Nghiên cứu đã xây dựng bộ ngưỡng phân loại rừng ngập mặn cho các tỉnh phía Bắc dựa trên chỉ số CMRI (ảnh Sentinel-2) và giá trị tán xạ ngược VH (ảnh Sentinel-1), từ đó phân loại và giám sát biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 một cách tự động. Kết quả cho thấy diện tích rừng ngập mặn có sự biến động lớn, với Quảng Ninh giảm đáng kể và Hải Phòng, Thái Bình tăng.
Công trình này cung cấp cơ sở lý luận cho việc ứng dụng ngưỡng chỉ số rừng ngập mặn trên GEE và một hướng dẫn kỹ thuật thực tiễn để phân loại, giám sát biến động rừng ngập mặn, hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên rừng bền vững ở các tỉnh ven biển phía Bắc Việt Nam. Luận án gồm 323 trang, trong đó phần nội dung 143 trang và phần phụ lục 180 trang, và đã công bố 06 bài báo khoa học.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của Đề tài
- 2. Mục tiêu của Luận án
- 3. Đối tượng nghiên cứu:
- 4. Phạm vi nghiên cứu:
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
- - Về lý luận:
- - Về thực tiễn:
- 6. Những đóng góp mới của Luận án:
- 7. Bố cục của Luận án
- Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- (1) Vấn đề nghiên cứu về phân bố rừng ngập mặn
- (2) Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn
- (3) Nghiên cứu về đặc điểm quang phổ của rừng ngập mặn trên các tư liệu viễn thám
- (4) Nghiên cứu về sử dụng các tư liệu sử dụng để thành lập rừng ngập mặn
- (5) Về các phương pháp và chỉ số phân loại rừng ngập mặn
- (6) Về kết hợp tư liệu ảnh quang học và ảnh Radar trong giám
- Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
- 2.1. Đặc điểm chung của khu vực ven biển phía Bắc
- 2.1.1. Khu vực 1: Ven biển Đông Bắc
- 2.1.2. Khu vực 2: Ven biển đồng bằng Bắc Bộ
- 2.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu
- 2.2.1. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh
- 2.2.2. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Thái Bình
- 2.2.3. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của Thành phố Hải Phòng
- Chương 3: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 3.1. Mục tiêu nghiên cứu
- 3.2. Đối tượng nghiên cứu
- 3.3. Phạm vi nghiên cứu
- 3.3.1. Khu vực nghiên cứu
- 3.3.2. Thời gian nghiên cứu
- 3.4. Nội dung nghiên cứu
- 3.5. Phương pháp nghiên cứu
- 3.5.1. Cơ sở phương pháp luận
- 3.5.1.1. Cơ sở lý luận
- 3.2.1.2. Cơ sở thực tiễn
- 3.5.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố và sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh phía Bắc
- 3.5.2.1. Thu thập các tài liệu thứ cấp:
- 3.5.2.2. Điều tra thực địa rừng ngập mặn
- 3.5.3. Phương pháp lựa chọn tư liệu ảnh vệ tinh thích hợp để phân loại rừng ngập mặn khu vực phía Bắc
- 3.5.3.1. Tiền xử lý ảnh viễn thám trên Google Earth Engine
- 3.5.3.2. Thành lập điểm mẫu và điểm kiểm chứng
- 3.5.3.3. Nghiên cứu đặc điểm phản xạ của Rừng ngập mặn trong các tư liệu viễn thám
- 3.5.3.4. Đánh giá khả năng giám sát rừng ngập mặn của các tư liệu viễn thám
- 3.5.4. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc
- 3.5.4.1. Phương pháp thu ảnh theo chuỗi thời gian
- 3.5.4.2. Lựa chọn phương pháp phân loại rừng ngập mặn
- 3.5.4.3. Kết hợp tư liệu quang học và Radar phân loại rừng ngập mặn
- 3.5.5. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám
- 3.5.5.1. Kiểm tra phân bố và xác định ngưỡng phân loại rừng ngập mặn
- 3.5.5.2. Phân loại rừng ngập mặn trên GEE
- 3.5.5.3. Xác định diện tích rừng ngập mặn sau khi phân loại
- 3.5.6. Phương pháp đánh giá biến động rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía bắc giai đoạn 2016 – 2020
- 3.5.6.1. Xác định vị trí biến động rừng
- 3.5.6.2. Kiểm tra biến động diện tích rừng ngoài thực địa
- Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
- 4.1. Đặc điểm hiện trạng của rừng ngập mặn khu vực phía Bắc
- 4.1.1. Phân bố rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc
- 4.1.2. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh ven biển miền Bắc
- 4.2. Lựa chọn tư liệu viễn thám thích hợp để phân loại rừng ngập mặn ven biển các tỉnh phía Bắc
- 4.2.1. Đặc điểm phản xạ của rừng ngập mặn và các trạng thái lớp phủ khu vực nghiên cứu trên các tư liệu viễn thám
- 4.2.1.1. Đặc điểm phản xạ của RNM trong tư liệu ảnh Sentinel-2:
- 4.2.1.2. Đặc điểm phản xạ của RNM trong tư liệu ảnh Landsat-8
- 4.2.1.3. Đặc điểm phản xạ của RNM trong tư liệu ảnh Sentinel-1
- 4.2.2. Đánh giá khả năng giám sát rừng ngập mặn của các tư liệu ảnh
- 4.2.3. Thảo luận và lựa chọn tư liệu ảnh viễn thám phù hợp để phân loại rừng ngập mặn cho các tỉnh ven biển phía Bắc
- 4.3. Kết quả lựa chọn phương pháp phân loại rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc
- 4.3.1. Lựa chọn phương pháp tổ hợp ảnh để phân loại rừng ngập mặn
- 4.3.1.1. Biến động giá trị chỉ số giữa các cảnh ảnh đơn theo thời gian
- 4.3.1.2. Biến động giá trị chỉ số giữa các cảnh ảnh trung bình
- 4.3.2. Lựa chọn phương pháp phân loại rừng ngập mặn
- 4.3.2.1. Đối với ảnh Sentinel-2
- 4.3.2.2. Đối với ảnh Sentinel-1
- 4.3.3. Kết hợp các loại tư liệu quang học và radar để phân loại rừng ngập mặn
- 4.4. Phân loại rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám
- 4.4.1. Kiểm tra phân bố các giá trị chỉ số với từng trạng thái lớp phủ
- 4.4.2. Tính các giá trị của chỉ số đối với từng trạng thái trên các tư liệu ảnh
- 4.4.2.1. Chỉ số CMRI
- 4.4.2.2. Chỉ số MFI
- 4.4.2.3. Chỉ số MVI
- 4.4.2.4. Kênh VH trên ảnh Sentinel-1
- 4.4.3. Thành lập ngưỡng phân loại rừng ngập mặn từ các chỉ số thực vật
- 4.4.3.1. Thành lập ngưỡng phân loại
- 4.4.3.2. Đánh giá độ chính xác của các ngưỡng phân loại
- 4.4.4. Phân loại rừng ngập mặn từ các ngưỡng chỉ số cho một số tỉnh ven biển phía Bắc
- 4.5. Đánh giá biến động rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía bắc giai đoạn 2016-2020
- 4.5.1. Biến động diện tích rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám và khi kết hợp hai tư liệu với nhau
- 4.5.2. Kết quả xác định các vị trí biến động trên ảnh ở khu vực phân bố rừng ngập mặn
- 4.5.2.1. Đối với tư liệu ảnh Sentinel-2
- 4.5.2.2. Đối với tư liệu ảnh Sentinel-1
- 4.5.2.3. Kết hợp ảnh Sentinel-1 và Sentinel-2 để đánh giá biến động
- 4.6. Xây dựng Hướng dẫn kỹ thuật đánh giá biến động rừng ngập mặn cho các tỉnh phía Bắc tự động trên GEE
- 4.6.1. Chuẩn bị cơ sở dữ liệu
- 4.6.2. Phân loại và đánh giá biến động rừng ngập mặn
- KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ
- Tài liệu tham khảo