BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN – ĐHQG HÀ NỘI

KHOA ĐỊA LÝ

LÊ QUANG TOAN

Tên đề tài

ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR TRONG XÁC ĐỊNH SINH KHỐI RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC VEN BIỂN

ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐỊA LÝ

Chuyên ngành: Bản đồ Viễn thám và Hệ thống thông tin Địa lý

Mã số: 60.44.76

Người hướng dẫn Khoa học: PGS.TS Phạm Văn Cự

Hà Nội, tháng 12 năm 2011

2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.

Hà Nội, ngày 16 tháng 12 năm 2011

Lê Quang Toan

3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến:

Phòng Sau Đại học cùng các quý thầy cô Khoa Địa lý đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Phạm Văn Cự, người đã tận tình hướng dẫn, động viên, truyền đạt những kiến thức quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Tiếp theo tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến TS Lâm Đạo Nguyên, Giám đốc Trung tâm Viễn thám và Hệ thông tin Địa lý, Viện Địa lý Tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Th.s Trần Tuấn Ngọc, Phó giám đốc Trung tâm Viễn thám Quốc Gia, đã tận hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập và nghiên cứu tại trung tâm.

Lãnh đạo và cán bộ Ban Quản lý vườn quốc gia Xuân Thủy, Nam Định đã tạo điều kiện cho tôi đi thực địa và cung cấp mốt số tài liệu giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Tập thể phòng Công nghệ Viễn thám GIS và GPS, và ban lãnh đạo, cán bộ Viện công nghệ Vũ trụ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Các bạn và tập thể lớp Cao học K9, Khoa Địa lý, đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ, các anh chị em và người thân trong gia đình, tôi xin chân thành cảm ơn vợ tôi, đã động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và làm việc sau này!

Hà Nội, ngày 16 tháng 12 năm 2011

Lê Quang Toan

4

MỤC LỤC

Danh mục các từ viết tắt ..............................................................................................6

Danh mục các hình ......................................................................................................7

Danh mục các bảng......................................................................................................9

MỞ ĐẦU...................................................................................................................10

1. Tính cấp thiết .....................................................................................................10

2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn ....................................................................11

3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RADAR VÀ SINH KHỐI ......................................13

1.1 Tổng quan về sinh khối thực vật .......................................................................13

1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh khối ...............................................................13

1.3 Cấu trúc rừng ...................................................................................................14

1.3.1 Cấu trúc thẳng đứng..................................................................................14

1.3.2 Cấu trúc nằm ngang ..................................................................................14

1.3.3 Cấu trúc theo thời gian...............................................................................15

1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu về sinh khối ...................................................15

1.4.1 Tình hình nghiên cứu sinh khối trên thế giới ..............................................15

1.4.2 Tình hình nghiên cứu sinh khối ở Việt Nam..............................................16

1.5 Tổng quan về Radar .........................................................................................17

1.5.1 RADAR độ mở thực ..................................................................................18

1.5.2 RADAR độ mở tổng hợp ...........................................................................18

1.5.3 Các thông số cơ bản của ảnh Radar............................................................18

1.5.3.1 Bước sóng, tần số ................................................................................18

1.5.3.2 Phân cực..............................................................................................18

1.5.3.3 Cơ chế tán xạ.......................................................................................19

1.5.3.4 Độ phân giải ........................................................................................20

1.5.3.5 Ảnh hưởng của địa hình ......................................................................23

5

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ẢNH RADAR TRONG XÁC ĐỊNH SINH KHỐI RỪNG NGẬP MẶN..............................................................................................................25

2.1 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................25

2.2 Cơ sở vật lý ứng dụng SAR để xác định sinh khối rừng....................................25

2.3 Giới thiệu về ảnh ENVISAT ASAR .................................................................28

CHƯƠNG 3: TÍNH SINH KHỐI RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG................................................................................................34

3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu.........................................................................34

3.1.1 Vị trí địa lý ................................................................................................34

3.1.2 Khí hậu, thủy văn.......................................................................................38

3.2 Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong luận văn: .....................................................39

3.3 Tiền xử lý dữ liệu.............................................................................................39

3.3.1 Tiền xử lý ảnh SAR ...................................................................................39

3.4 Đo đạc tính sinh khối ngoài thực địa.................................................................42

3.5 Phân loại lớp phủ rừng ngập mặn sử dụng quang học .......................................43

3.6 Tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng (tỉnh Thái Bình và Nam Định) ........................................................................................44

3.7 Đánh giá độ chính xác của kết quả tính sinh khối .............................................50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................52

1. Kết luận..............................................................................................................52

2. Kiến nghị ...........................................................................................................52

Phụ lục 1: Một số hình ảnh thực địa...........................................................................53

Phụ lục 2: Mẫu và kết quả điều tra tầng cao cây ngập mặn.........................................54

Tài liệu tham khảo .....................................................................................................63

6

Danh mục các từ viết tắt

A Tuổi rừng

C 1.3 Chu vi thân cây tại vị trí 1.3 mét

D Đường kính thân cây

Dt Đường kính tán

D1,3 Đường kính thân tại vị trí 1,3 mét

ESA Cơ quan vũ Trụ Châu Âu

GPS Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu

H Chiều cao thân cây

Hvn Chiều cao vút ngọn của cây rừng

JERS-1 Vệ tinh viễn thám Radar của Nhật Bản

N Mật độ

R Hệ số tương quan

R2 Hệ số xác định

UNDP Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc

UNESCO Tổ chức Văn hoá, Khoa học, Giáo dục Liên Hiệp Quốc

SLAR Hệ Radar nhìn nghiêng

SAR Radar độ mở tổng hợp

VQG Vườn Quốc Gia

WB World Bank – Ngân hàng Thế giới

W Sinh khối

Wtt Tổng sinh khối khô

Wtk Tổng sinh khối tươi

7

Danh mục các hình

Hình 1.1 Dải tần số hoạt động của Radar ...................................................................18

Hình 1.2 Các kiểu phân cực trong viễn thám Radar ...................................................19

Hình 1.3 Cơ chế tán xạ của Radar..............................................................................19

Hình 1.4 Các kiểu tán xạ trên các bề mặt khác nhau...................................................20

Hình 1.5 Các kiểu tán xạ trong môi trường điện môi khác nhau .................................20

Hình 1.8 Phân giải theo phương vị đo bởi khoảng cách của cung xác định độ rộng của chùm theo góc B tại anten, hoặcgóc tại mặt đất .....................................................22

Hình 1.9 Các hiệu ứng hình học của ảnh Radar..........................................................23

Hình 2.1 Cơ cấu và hoạt động của tia radar (theo CCRS, 2002) ................................26

Hình 2.2 Chia xung phản hồi thành những khoảng nhỏ để thu ảnh.............................26

Hình 2.4 Sơ đồ tán xạ khối của lớp phủ thực vật của các kênh ảnh khác nhau............28

Hình 2.5 Độ rộng dải chụp ảnh ASAR và một số đầu thu khác của vệ tinh ENVISAT..................................................................................................................................31

Hình 2.6 Ảnh ASAR chế độ chuẩn (Image Mode); VV hoặc HH...............................31

Hình 2.7 Ảnh ASAR chế độ chụp ảnh rộng (Wide Swath); VV hay HH ....................32

Hình 2.8 Chế độ phân cực luân phiên của ASAR.......................................................32

Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu ven biển tỉnh Nam Định trên nền ảnh vệ tinh SPOT....35

Hình 3.2 Một số thông số của ảnh ASAR năm 2010 của khu vực nghiên cứu ............39

Hình 3.3 Nắn chỉnh ảnh ASAR theo ảnh SPOT .........................................................40

Hình 3.4 Kết quả ảnh ASAR năm 2010 sau khi nắn chỉnh và lọc ...............................41

Hình 3.5 Kết quả ảnh ASAR năm 2010 sau khi cắt và tổ hợp 3 phân cực: HH, VV và tỉ số hai phân cực HH/VV.............................................................................................44

Hình 3.6 Mối tương quan giữa sinh khối khô với hệ số tán xạ ngược, phân cực VV .46

Hình 3.7 Mối tương quan giữa sinh khối khô với hệ số tán xạ ngược, phân cực HH ..46

Hình 3.8 Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu theo mối tương quan của phân cực HH .......................................................................................................47

8

Hình 3.9 Mối tương quan giữa sinh khối khô với tỷ số tán xạ ngược 2 phân cực HH/VV ......................................................................................................................48

Hình 3.10 Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu theo mối tương quan với tỉ số HH/VV ........................................................................................................49

9

Danh mục các bảng

Bảng 2.1 Các thiết bị đo và chức năng của chúng trên Envisat ...................................29

Bảng 2.2 Một số thông số của vệ tinh ENVISAT.......................................................33

Bảng 3.1 Kết quả điều tra sinh khối rừng ngập mặn của một ô mẫu tiêu chuẩn ..........42

Bảng 3.2 Kết quả tính sinh khối cho các ô tiêu chuẩn và các chỉ số tán xạ ngược trên ảnh ASAR các phân cực ............................................................................................45

Bảng 3.3 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau từ dữ liệu phân cực HH.............................................................................................................................46

Bảng 3.4 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau từ dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV ......................................................................................................................48

Bảng 3.5 Kết quả tính sinh khối cho các ô tiêu chuẩn và các chỉ số tán xạ ngược trên ảnh ASAR các phân cực của 3 ô mẫu kiếm chứng. ...................................................50

Bảng 3.6 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau ...........................50

10

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết

Hiện nay, vấn đề biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng đến môi trường sống của con người trên toàn thế giới mà Việt Nam là một trong các nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất. Do chặt phá rừng chất các bon tự nhiên không còn chứa trong cây nữa mà sẽ bị thải vào không khí thông qua đốt rừng, hoặc sự phân hủy dần dần của thực vật chết qua nhiều thập kỷ cũng làm tăng lượng khí đi ô xít các bon trong không khí [4, 5].

Vì thế, để kiểm soát lượng khí thải vào không khí ngoài việc kiểm soát lượng khí thải từ các khu công nghiệp trên toàn thế giới, việc giám sát chặt trẽ nguồn tài nguyên rừng là hết sức cần thiết vì rừng là nguồn lưu trữ và tiêu thụ lượng các bon trong tự nhiên. Để giám sát rừng, ngoài việc lập bản đồ hiện trạng phân bố rừng thì việc tính toán sinh khối rừng là hết sức quan trọng. Sinh khối rừng cho biết cả về diện tích và trữ lượng rừng. Kết quả tính sinh khối rừng chính xác sẽ là một tham số quan trọng trong việc đưa ra các phương án nhằm đối phó với vấn đề biến đổi khí hậu.

Việt Nam với bờ biển dài hơn 3000 km, với cơ chế bồi lắng lớn tại cửa các hệ thống sông chính như hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình ở miền bắc, Sông Mã sông Cả ở bắc trung bộ, sông Hương, sông Thu Bồn ở miền nam trung bộ, sông Đồng Nai, sông Mê Kông ở nam bộ tạo điều kiện tốt cho hệ thực vật ở cửa sông phát triển nhất là hệ thống rừng ngập mặn. Diện tích rừng ngập mặn tuy nhỏ nhưng có vai trò hết sức quan trong duy trì đa dạng sinh học cũng như việc giảm thiểu các hậu quả do tai biến thiên nhiên như bão, lũ và sóng thần.

Rừng ngập mặn ở Việt Nam có khoảng hơn 50 loài cây, phân bố không giống nhau ở các khu vực ven biển chia làm bốn khu vực: ven biển Đông Bắc từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Đồ Sơn (Hải Phòng); khu vực ven biển đồng bằng Bắc Bộ từ Đồ Sơn đến cửa Lạch Trường (Thanh Hóa); khu vực ven biển miền Trung, kéo dài từ Lạch Trường đến Vũng Tàu; khu vực Nam Bộ từ Vũng Tàu đến Hà Tiên. [15]

Việc kiểm kê rừng ở nước ta nói chung và rừng ngập mặn nói riêng chủ yếu dựa trên dữ liệu ảnh quang học và các vùng mẫu được đo đạc thực địa. Việc phân loại dựa trên ảnh quang học chỉ giúp phân biệt vùng có rừng và không có rừng, còn thông tin chính xác về chất lượng và số lượng rừng là không thể biết được [4]. Để biết các thông tin này nhất là sinh khối rừng là hết sức cần thiết vì nó có thể đánh giá cả khối lượng cũng như chất lượng rừng.

Dữ liệu ảnh RADAR là dữ liệu ảnh vệ tinh chủ động, nó không phụ thuộc vào nguồn năng lượng của mặt trời. Đặc tính thông số của ảnh RADAR bao gồm bước sóng, góc chụp, và sự phân cực có thể sử dụng để thu thập thông tin về chất liệu bề mặt của vật thể được quan trắc thông qua sự tương tác của tín hiệu ảnh RADAR với bề

11

mặt quan trắc. Bên cạnh đó tín hiệu ảnh RADAR còn có khả năng xuyên thấu vào bề mặt quan trắc, tùy thuộc vào bước sóng cũng như chất liệu bề mặt sẽ quyết định mức độ thẩm thấu của tín hiệu. Ví dụ với thực phủ, RADAR với bước sóng kênh X (3,8 cm) hay kênh C (5,6 cm) thường tương tác với tầng vòm lá và cành nhỏ của rừng; bước sóng lớn hơn như kênh L (23 cm), kênh P (65 cm) thường tương tác với cành lớn, thân cây, hay bề mặt đất của rừng [13, 1, 2]. Do vậy dữ liệu ảnh RADAR, không những chứa thông thông tin hai chiều của rừng mà thông qua sự tương tác của sóng RADAR với rừng còn cho thông tin trực tiếp liên quan tới sinh khối rừng.

Vì vậy việc sử dụng ảnh Radar để nghiên cứu về sinh khối rừng là rất cấp thiết. Tất cả điều này dẫn đến để có thể sử dụng ảnh RADAR để xác định sinh khối rừng ở nước ta đòi hỏi phải có các nghiên cứu khoa học về đặc điểm tán xạ và phân cực của ảnh RADAR trong điều kiện cụ thể của rừng Việt Nam cũng như các phương pháp tiếp cận thích hợp để có thể xác định chính xác sinh khối rừng bằng công nghệ viễn thám RADAR.

2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

Mục tiêu:

Nghiên cứu đặc điểm tán xạ và phân cực của ảnh RADAR băng C trong điều kiện cụ thể của rừng ngập mặn khu vực ven biển ven biển tỉnh Nam Định và Thái Bình (thuộc ven biển đồng bằng sông Hồng).

Ứng dụng dữ liệu ảnh RADAR băng C và số liệu thực địa để tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển tỉnh Nam Định và Thái Bình (thuộc ven biển đồng bằng sông Hồng).

Nhiệm vụ:

Nghiên cứu các đặc trưng của rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu;

Nghiên cứu cách tiếp cận ứng dụng ảnh RADAR để xác định sinh khối rừng ngập mặn;

Tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng;

Đánh giá khả năng thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ trong tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng.

3. Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các mục tiêu và nhiệm vụ được đặt ra trong đề tài, các phương pháp nghiên cứu sau được ứng dụng để thực hiện đề tài:

Phương pháp viễn thám: Trong đề tài phương pháp viễn thám được sử dụng để thu thập các thông tin từ lớp thực phủ thông qua các giá trị đo

12

được trên ảnh SAR. Thông qua các giá trị này mà có thể xác định một số thuộc tính của các đối tượng được quan trắc bằng các đầu thu ảnh viễn thám mà cụ thể ở đây là đầu thu ảnh RADAR.

Phương pháp mô hình: Các giá trị đo được trên ảnh, thuộc tính cần xác đinh của thực phủ, và các đại lượng đo thực địa thường có một mối liên hệ toán học nhất định. Việc mô hình hóa mối liên hệ này có thể xác định được giá trị sinh khối thông qua các đại lượng đo trên ảnh.

Phương pháp phân tích thống kê: Phương pháp phân tích thống kê giúp phân tích mối quan hệ giữa các thuộc tính của các đại lượng đo trên ảnh cũng như các thuộc tính của thực phủ từ đó thiết lập mối tương quan giữa các đại lượng đó.

13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RADAR VÀ SINH KHỐI

1.1 Tổng quan về sinh khối thực vật

Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống và chết còn ở trên cây ở trên hoặc ở dưới mặt đất. Năng suất rừng thể hiện qua sinh khối của rừng, năng suất rừng phụ thuộc vào biện pháp kinh doanh rừng và môi trường. Vì vậy, để tăng năng suất rừng thì phải chọn biện pháp kinh doanh phù hợp nhằm làm tăng sinh khối của cây cá thể và của cả lâm phần. Nghiên cứu sinh khối là nền tảng cơ bản để tính các giá trị khác của rừng như tính lượng carbon tích lũy, khả năng hấp thụ CO2 của rừng. Sinh khối là quá trình sinh tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, bao gồm tổng trọng lượng của các bộ phận như: thân, cành, lá, hoa, quả, rễ ở trên và dưới mặt đất. Sinh khối là tổng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm và được tính bằng tấn/ha theo trọng lượng khô [28].

Nhưng trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sử dụng khái niệm sinh khối khô của thực vật và phần sinh khối khô này được tính cho phần nằm trên mặt đất, không tính phần rễ cây và phần thân ngập dưới đất.

1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh khối

Qua nhiều nghiên cứu về sinh khối, năng suất và sản lượng rừng, các tác giả cho thấy: sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối, năng suất cây cá thể phụ thuộc chặt chẽ vào đường kính và chiều cao (D, H). Còn quần thể rừng thì phụ thuộc vào chiều cao, đường kính, mật độ, tuổi rừng (H, D, N, A). Vì vậy, ba chỉ tiêu sinh trưởng, tăng trưởng và sinh khối có quan hệ mật thiết với nhau. Tuy nhiên, thực tế cho thấy, sinh khối của cây rừng lại phụ thuộc vào hai yếu tố chính: biện pháp tác động và môi trường. Tùy vào mục tiêu kinh doanh rừng khác nhau mà con người chọn lựa biện pháp tác động vào rừng phù hợp với môi trường sống của cây và đảm bảo hiệu năng xây dựng khu rừng ban đầu là rừng phòng hộ, rừng sản xuất hoặc rừng đặc dụng.

Thực vật có khả năng hấp thụ CO2, được tích lũy ở dạng carbon trong sinh khối. Hệ sinh thái rừng được xem là bể hấp thụ CO2 lớn nhất trong các hệ thực vật sống trên hành tinh. Vì vậy, nghiên cứu sinh khối cây rừng là cần thiết, đây là cơ sở xác định lượng CO2 mà quần thể cây rừng hấp thụ, là một thông tin quan trọng giúp các nhà quản lý đánh giá chất lượng cũng như hiệu quả của rừng, hoạch định chính sách kinh doanh rừng đảm bảo hiệu quả, tham gia thị trường carbon, chương trình giảm thiểu khí nhà kính qua việc hạn chế chặt phá rừng và suy thoái rừng của Liên Hiệp Quốc, làm cơ sở cho chi trả dịch vụ môi trường.

Năng suất rừng thể hiện qua sinh khối của rừng, năng suất rừng phụ thuộc vào biện pháp kinh doanh rừng và môi trường. Vì vậy, để tăng năng suất rừng thì phải

14

chọn biện pháp kinh doanh phù hợp nhằm làm tăng sinh khối của cây cá thể và của cả lâm phần. Nghiên cứu sinh khối là nền tảng cơ bản để tính các giá trị khác của rừng như tính lượng carbon tích lũy, khả năng hấp thụ CO2 của rừng.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy, sinh khối của cây rừng lại phụ thuộc vào hai yếu tố chính: biện pháp tác động và môi trường. Tùy vào mục tiêu kinh doanh rừng khác nhau mà con người chọn lựa biện pháp tác động vào rừng phù hợp với môi trường sống của cây và đảm bảo hiệu năng xây dựng khu rừng ban đầu là rừng phòng hộ, rừng sản xuất hoặc rừng đặc dụng.

1.3 Cấu trúc rừng

Sự sắp xếp có tính quy luật của tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng trong không gian và thời gian. Cấu trúc rừng biểu hiện quan hệ sinh thái giữa thực vật rừng với nhau và với môi trường xung quanh. Cấu trúc rừng bao gồm 3 loại được trình bầy dưới đây:

Ở môi trường khắc nghiệt, Cấu trúc rừng đơn giản chỉ gồm những loài cây chống chịu được môi trường đó. Ở môi trường thuận lợi, Cấu trúc rừng phức tạp hơn và gồm nhiều loài cạnh tranh, có phần cộng sinh, kí sinh. Ở vùng ôn đới, cấu trúc điển hình là rừng thuần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lá. Ở vùng nhiệt đới Việt Nam, Cấu trúc rừng tự nhiên điển hình là rừng hỗn loài, nhiều tầng, thường xanh.

1.3.1 Cấu trúc thẳng đứng

Cấu trúc sinh thái tạo thành loài cây, dạng sống, tầng phiến. Tổ thành là nhân tố diễn tả số loài tham gia và số cá thể của từng loài trong thành phần cây gỗ của rừng. Hiểu một cách khác,tổ thành cho biết sự tổ hợp và mức độ tham gia của các loài cây khác nhau trên cùng đơn vị thể tích.

Trong một khu rừng nếu một loài cây nào đó chiếm trên 95% thì rừng đó được coi là rừng thuần loài, còn rừng có từ 2 loài cây trở lên với tỷ lệ sấp xỉ nhau thì là rừng hỗn loài. Tổ thành của các khu rừng nhiệt đới thường phong phú về các loài hơn là tổ thành các loài cây của rừng ôn đới.

1.3.2 Cấu trúc nằm ngang

Cấu trúc hình thái: cấu trúc theo mặt phẳng đứng (tầng rừng); theo mặt phẳng ngang (mật độ và dạng phân bố cây trong quần thể). Sự phân bố theo không gian của tầng cây gỗ theo chiều thẳng đứng, phụ thuộc vào đặc tính sinh thái học, nhu cầu ánh sáng của các loài tham gia tổ thành. Cấu trúc tầng thứ của các hệ sinh thái rừng nhiệt đới thước nhiều tầng thứ hơn các hệ sinh thái rừng ôn đới.

Một số cách phân chia tầng tán:

Tầng vượt tán: Các loài cây vươn cao trội hẳn lên, không có tính liên tục.

15

Tầng tán chính (tầng ưu thế sinh thái): Cấu tạo nên tầng rừng chính,có tính liên tục.

Tầng dưới tán: Gồm những cây tái sinh và những cây gỗ ưa bóng.

Tầng thảm tươi: Chủ yếu là các loài thảm tươi.

Thực vật ngoại tầng: Chủ yếu là các loài thân dây leo.

1.3.3 Cấu trúc theo thời gian

Cấu trúc theo thời gian: cấu trúc theo tuổi. Cấu trúc rừng phản ánh điều kiện sinh thái. Cấu trúc về mặt thời gian, trạng thái tuổi tác của các loài cây tham gia hệ sinh thái rừng, sự phân bố này có mối liên quan chặt chẽ với cấu trúc về mặt không gian.

Trong nghiên cứu và kinh doanh rừng người ta thường phân tuổi lâm phần thành các cấp tuổi. Thường thì mỗi cấp tuổi có thời gian là 5 năm, nhiều khi là các mức 10, 15, hoặc 20 năm tùy theo đổi tượng và mục đích.

1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu về sinh khối

1.4.1 Tình hình nghiên cứu sinh khối trên thế giới

Trên thế giới việc sử dụng ảnh SAR để xác định sinh khối rừng đã được thực hiện từ nhiều năm trước đây. Các công trình nghiên cứu sử dụng ảnh SAR trong xác định sinh khối rừng chỉ ra rằng tín hiệu RADAR với các tần số khác nhau nhạy cảm với sinh khối rừng trong khoảng từ 80 đến 200 tấn/Hecta (Hussin et al, 1991; Dobson et al., 1992; Le Toan et al., 1992; Rauste et al., 1994; Rignot et al., 1994; Ranson et al., 1997 trong [7]). Sóng RADAR có tần số thấp như kênh P (68 cm) thể hiện sự bão hòa với sinh khối đến 200 tấn/ha, trong khi đó tần số cao như kênh C (5,6 cm) thường bão hòa với sinh khối khoảng 80 tấn/ha [7]. Một nghiên cứu về rừng ước tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực Guiana của Pháp và phía Bắc Australia của Christophe Proisy năm 2003 đã đưa ra dữ liệu SAR nhạy cảm với sinh khối rừng ngập mặn hai vùng nghiên cứu này ở mức 50 tấn/hecta đối với kênh C, 100 tấn/hecta với kênh L, và 150 tấn/hecta với kênh L [22]. Với các phân cực thì phân cực HV nhậy cảm nhất đối với việc ước tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực này. Tất cả các kênh của dữ liệu SAR đều bị bão hòa ở mức 250 tấn/hecta. [22]

Có rất nhiều các thuật toán cho việc tính toán sinh khối dựa trên dữ liệu ảnh SAR, tuy nhiên chúng cũng cho kết quả sai khác nhau nhiều, thông thường chỉ được áp dụng cho từng vùng. Phương pháp tiếp cận được sử dụng nhiều nhất sử dụng hàm hồi quy, trong đó đường cong hồi quy được làm trùng với một tệp các kết quả đo đạc sinh khối trên thực địa. Đường cong hồi quy này sau đó được sử dụng để tính sinh khối dựa trên các giá trị tán xạ trên ảnh [7]. Ví dụ, hàm tính toán sinh khối ở phía đông bắc Phần

16

Lan được Yrjo Rauster [10] đưa ra như sau:

6341065.0 102.680

V

Trong đó:

V: Sinh khối rừng (tấn/ha);

0: Hệ số tán xạ (db)

Theo Lê Toàn Thủy, 2007 đã đưa ra mối tương quan giữa sinh khối rừng khu vực nghiên cứu Matera và Toulouse tại Pháp và tỷ số hai phân cực HH/VV theo phương trình sau: [13]

Biomasskg/m2 = 0.369*(HH/VV)dB + 0.509

Trong cả hai vùng nghiên cứu thì R2 = 0.86 và 0.95. Điều đó thể hiện có sự tương quan lớn giữa sinh khối rừng tại hai khu vực nghiên cứu trên và chỉ số hai phân cực HH/VV tính theo đơn vị (dB).

1.4.2 Tình hình nghiên cứu sinh khối ở Việt Nam

Ở nước ta, việc sử dụng dữ liệu ảnh RADAR để nghiên cứu thực phủ đã được tiến hành qua một số các nghiên cứu như sử dụng dữ liệu ảnh SAR để nghiên cứu diện tích lúa nước khu vực đồng bằng sông Cửu Long của PGS.TS. Phạm Văn Cự (2003) và các cộng sự. Trong công trình nghiên cứu tác giả đã cùng với các cộng sự của mình nghiên cứu diện tích lúa nước khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Công trình nghiên cứu của Ths. Lâm Đạo Nguyên sử dụng dữ liệu ảnh SAR của các vệ tinh ERS1/2 để nghiên cứu sự tăng trưởng của cây lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long [8]. Các nghiên cứu thử nghiệm của Viện Quy Hoạch Nông nghiệp, sử dụng dữ liệu ảnh ASAR để đánh giá năng xuất lúa khu vực tỉnh Thái Bình. Tuy nhiên các ứng dụng ảnh RADAR cho mục đích tính sinh khối rừng ở nước ta còn khá hạn chế cũng như chưa được ứng dụng rộng rãi mặc dù vấn đề tài nguyên rừng là vấn đề được sự quan tâm lớn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn qua các dự án kiểm kê rừng.

Trong nghiên cứu của Waruta Takeuchi và cộng sự tháng 11 năm 2011, có sử dụng ảnh ALOS kênh L dùng ước tính sinh khối trên mặt đất khu vực rừng ngập mặn ven biển tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam. Nhóm tác giả dùng hai phân cực tính toán là HH và HV của ảnh Radar ALOS. Trong nghiên cứu có đề cập đến mực nước biển và các loài cây ngập mặn khác nhau. Kết quả thu được là sinh khối phía trên mặt đất AGW (Above Ground Tree Weight) là 16 tấn/Ha đối với vùng có cây cao khoảng 5 mét.

Nhìn chung những nghiên cứu về sinh khối cây rừng ngập mặn đã được thực hiện ở các khu vực khác nhau trên thế giới cho thấy có sự khác nhau tùy thuộc vào vị trí, loài cây, bộ phận của cây, cấu trúc rừng và loại dữ liệu SAR. Các tác giả sử dụng

17

mô hình toán, các hàm tương quan sinh khối và giá trị tán xạ ngược của dữ liệu SAR để ước tính sinh khối. Những nghiên cứu sinh khối dưới mặt đất do hạn chế về kinh phí nên ít được thực hiện.

1.5 Tổng quan về Radar

Một lượng lớn các thông tin hiện nay về môi trường và tài nguyên được thu nhận bởi bộ cảm hoạt động trên dải phổ của sóng Radar (Radio Dectection And Ranging). Viễn thám sóng radar không những chỉ sử dụng trong lĩnh vực quân sự như trước đây mà ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu môi trường của Trái đất, phục vụ cho khoa học và mục đích hoà bình. Công nghệ Radar sử dụng nguồn sóng dài siêu tần, được phát ra từ một anten và thu nhận sóng phản hồi, là một phương tiện hữu hiệu của năng lượng nhân tạo, không còn phụ thuộc vào năng lượng mặt trời nên có thể nghiên cứu môi trường trong mọi lúc và mọi thời tiết. Ngoài ra, đặc tính của sóng radar là không bị ảnh hưởng của mây phủ, chúng có khả năng xuyên mây và thậm chí xuyên vào một lớp mỏng của thạch quyển góp phần tích cực vào nghiên cứu các đối tượng dưới lớp phủ thực vật. Sóng radar có một dải sóng ngoài dải sóng của ánh sáng nhìn thấy dùng trong viễn thám vệ tinh và chụp ảnh với bước sóng trong khoảng từ 1mm đến 1m. Trong Công nghệ viễn thám sóng radar có hai hệ viễn thám ghi nhận sóng radar cần quan tâm. Hệ viễn thám sử dụng nguồn năng lượng sóng radar chủ động, do nguồn năng lượng từ anten tạo ra và thu sóng phản hồi gọi là hệ radar tích cực và hệ thu năng lượng sóng radar phát xạ tự nhiên từ một vật trên mặt đất gọi là viễn thám radar thụ động. Ngoài ra, các hệ radar có thể được phân loại theo các đặc tính như radar tạo ảnh và radar không tạo ảnh. Radar được dùng để đo vận tốc chuyển động của vật, vận tốc gió. Các thiết bị viễn thám radar có thể được đặt trên mặt đất, máy bay, hoặc trên vệ tinh.

Năm 1886 - HMlSMEYER (Đức) thiết kế hợp phần của radar đầu tiên. Năm 1930 Taylor (USA) và Watson - Watt thí nghiệm với chùm tia radio xung (Pulsed radio beam). Trong những năm 1940 khoa học đã sáng lập radar cho máy bay và tầu, phục vụ trong chiến tranh thế giới lần thứ II. Trong những năm 1950, khoa học đã sáng lập radar kiểu SLAR (radar nhìn xiên trên máy bay). Vào những năm 1960, việc phân loại SLAR và SAR cho việc nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên được thực hiện. Trong những năm 1970 được đánh dấu bởi các thiết kế SAR đa kênh. Vào năm 1978 lần đầu tiên trên vũ trụ, trên vệ tinh Seasat (USA) sử dụng SAR và tiếp tục với việc sử dụng SIR - radar tạo ảnh trên tầu con thoi (Shuttle Imaging Radar).

Đầu năm 1991 có 3 vệ tinh mang thiết bị radar được phóng thành công lên vũ trụ, đó là Almaz-1 của Liên Xô cũ, ERS-1 của Cơ quan vũ Trụ Châu Âu ESA, và JERS-1 của Nhật. Năm 1995, Radarsat của Canada đã được phóng lên vũ trụ thành công. Có thể nói rằng, trong những năm 1990, công nghệ vũ trụ đã đạt thành công lớn

18

với việc đẩy nhanh ứng dụng của viễn thám radar vũ trụ cho nghiên cứu khoa học và ứng dụng.[31]

1.5.1 RADAR độ mở thực

Các nguyên lý vừa nói ở trên là cho một hệ radar nhìn xiên SLAR mở thực RAR (Real Aperture radar) chỉ gồm một anten. Một hạn chế là độ phân giải của RAR theo phương vị phụ thuộc vào độ lớn của tầm xiên và vào kích thước của anten.

Muốn tăng độ phân giải phương vị của radar, tức là tạo ra khoảng các phân cách giữa hai đối tượng sẽ phân cách trên ảnh càng nhỏ, ta phải thực hiện theo hai cách, một là giảm tầm xiên nhỏ hơn, hai là tăng kích thước của anten. Cả hai trường hợp này đều trái với viễn thám. Điều thứ nhất là viễn thám vệ tinh đòi hỏi luôn cách xa mặt đất. Thứ hai, tăng kích thước của anten lại càng khó vì tăng trọng lượng mà máy bay hoặc vệ tinh không thể mang được. Để khắc phục hai vấn đề trên, khoa học radar đã tạo nên một hệ radar tổng hợp SAR, sẽ được xem xét dưới đây.

1.5.2 RADAR độ mở tổng hợp

Hệ radar tổng hợp SAR (Synthetic Aperture Radar)

Dựa vào việc chuyển động của máy bay và công nghệ nghệ xử lý dữ liệu sóng phản hồi áp dụng thuật dịch chuyển Doppler bằng cách phân ra các khoảng tần số khác nhau của tín hiệu anten tạo ra cho hệ radar tổng hợp.

Độ rộng của chùm được tách ra làm 3 phần khác nhau về tần số: phần trước máy bay chùm xung sẽ có tần số cao hơn, phần sau máy bay sẽ có tần số thấp hơn và ở giữa sẽ không có thay đổi. Khoảng hẹp ở giữa được tạo nên không có sự thay đổi về tần số sẽ sử dụng để tính độ phân giải phương vị của radar tổng hợp.

1.5.3 Các thông số cơ bản của ảnh Radar

1.5.3.1 Bước sóng, tần số

RADAR được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh Radio Detection And Ranging (dò tìm và xác định khoảng cách bằng sóng radio) hoạt động trong dải sóng từ band siêu cao tần đến band radio (bước sóng từ vài milimét đến 1 mét).

Hình 1.1 Dải tần số hoạt động của Radar

1.5.3.2 Phân cực

19

Hệ thống thu nhận của radar viễn thám là chủ động nên khi phát và thu sóng điện từ người ta có thể ứng dụng các kiểu phân cực khác nhau nhằm cải thiện thêm thông tin thu nhận.

Trong viễn thám Radar, phân cực được chia làm 2 loại:

Phân cực giống nhau:

VV - phát phân cực đứng, thu phân cực đứng

HH - phát phân cực ngang, thu phân cực ngang

Phân cực chéo:

HV - phát phân cực ngang, thu phân cực đứng

VH - phát phân cực đứng, thu phân cực ngang

Hình 1.2 Các kiểu phân cực trong viễn thám Radar

1.5.3.3 Cơ chế tán xạ

Cơ chế tán xạ là một đặc trưng hết sức quan trọng của ảnh Radar, nó phản ánh sự tương tác giữa sóng Radar với bề mặt đối tượng và đóng vai trò quyết định trong việc tạo ảnh Radar. Dưới đây là một số hình minh họa cơ chế tán xạ của ảnh Radar:

Hình 1.3 Cơ chế tán xạ của Radar

(Theo Lê Toàn Thủy, CESBIO, France)

20

Ở đó, tín hiệu tán xạ ngược là kết quả giữa tán xạ bề mặt, tán xạ khối và đa tán xạ khối. Các tán xạ này phụ thuộc vào độ gồ ghề của bề mặt và đặc trưng điện môi của môi trường.

Hình 1.4 Các kiểu tán xạ trên các bề mặt khác nhau

Qua hình 1.4 ta có thể thấy độ gồ ghề của bề mặt (tùy thuộc vào bước sóng) ảnh hưởng đến các kiểu tán xạ.

Hình 1.5 Các kiểu tán xạ trong môi trường điện môi khác nhau

Với hình 1.5 ta cũng có thể thấy hằng số điện môi của môi trường cũng ảnh hưởng đến cường độ tán xạ.

Bên cạnh đó tất cả các yếu tố này lại phụ thuộc vào tần số, sự phân cực và góc tới của ảnh Radar.

1.5.3.4 Độ phân giải

Độ phân giải không gian

Độ phân giải của một ảnh ra đa trên mặt đất phụ thuộc vào độ dài của xung và độ rộng của chùm anten. Có hai khái niệm về phân giải không gian: phân giải theo tầm (range) và phân giải theo phương vị (aimuth resolution).

Phân giải theo tầm Phân giải là khả năng phân cách hai đối tượng không gian nằm gần nhau theo hướng tầm. Điều này đạt được khi tín hiệu phản hồi của tất cả các phần trên hai vật sẽ thu nhận bởi anten sẽ phải phân cách nhau. Bất kỳ sự chồng tín hiệu từ hai vật sẽ gây ra hiện tượng mờ ảo.

Hiện tượng này được minh họa trên hình 1.6. Trong hình này A và B không phân giải vì khoảng cách của A và B theo tầm xiên (ví dụ = 23 m) nhỏ hơn 1/2 độ dài của xung, vì vậy gây ra hiện tượng là tín hiệu đến B được phản hồi trong thời gian đi

21

d

cxR

cos2

)(

đến B thì tín hiệu kết thúc từ A tiếp tục được phản hồi đã gây ra hiện tượng chồng lặp tín hiệu.

Do đó, A và B sẽ được coi như là một vật không phân cách nhau hay còn gọi là không phân giải. Ngược lại, khoảng cách giữ C và D (tầm xiên) lớn hơn 1/2 khoảng cách của xung, nên tín hiệu phản hồi từ D và C khác nhau, phân cách hai vật và chúng được phân giải. Phân giải theo tầm phụ thuộc vào khoảng cách từ máy bay và R(r), xác định bởi thời gian của xung truyền năng lượng và bằng nửa độ dài của xung. Độ phân giải giữa hai vật trên mặt đất gọi là phân giải mặt đất sẽ được tính dựa theo hình 1.7 theo công thức dưới đây:

Trong đó: R(r) là phân giải theo tầm (mặt đất), là thời gian cho một độ dài của một xung, c là vận tốc ánh sáng, và d là góc hạ.

Góc hạ Độ dài xung

A và B không phân

giải Vật C và D phân giải

Hướng tầm

Hình 1.6 Các đối tượng phân giải khác nhau

anten

Góc hạ

Góc nhìn

Phân

giải mặt đất

Phân giải tầm = 1/2 độ dài xung

Hình 1.7 Độ phân giải theo tầm

22

Độ phân giải phương vị

Độ phân giải theo phương vị radar được xác định bởi độ rộng của một dải quét trên mặt đất bởi chùm sóng radar. Đối tượng được gọi là phân giải thì nó phải được phân cách trên mặt đất. Hình 1.8 minh họa cho phân giải theo phương vị và được ký hiệu là Ra. Hai vật A và B được gọi là phân giải (phân cách nhau) khi kích thước giữa A và B lớn hoặc bằng độ phân giải theo phương vị Ra của chùm anten. Trên hình 1.8, hai vật C và D không phân cách nhau (không phân giải) và khoảng cách CD < Ra.

Hình 1.8 Phân giải theo phương vị đo bởi khoảng cách của cung xác định độ rộng của chùm theo góc B tại anten, hoặcgóc tại mặt đất

Độ phân giải phương vị Ra là độ dài của đường nối giữa hai điểm của cung tạo bởi chùm xung mà tâm chính là anten và bán kính là khoảng cách từ anten đến hai điểm. Độ dài của cung được tính theo lượng giác theo công thức:

Ra = RS B

Trong đó: Ra: là phân giải phương vị (độ dài của cung tạo bởi chùm xung), RS là khoảng cách (bán kính) từ anten đến vật còn gọi là tầm xiên, B là góc của chùm xung tại anten đo bằng radian). Nếu ta biết được góc của chùm xung anten tại mặt đất là radian, và tầm mặt đất Gr là hình chiếu của tầm xiên trên mặt đất hay chính là khoảng cách của điểm trực tâm nadir đến vật, thì độ phân giải không gian theo phương vị sẽ được tính theo công thức sau:

Ra

Tầm xa

Độ rộng xung, góc (radian)

Tầm gần

Phương vị

S Tầm xa

S tầm gần

Vùng phủ của chùm radar

anten

B

23

Ra = Gr

Trên thực tế, độ rộng của chùm anten (góc đo bằng radian) B tỷ lệ thuận với bước sóng radar và tỷ lệ nghịch với độ dài của anten AL. Nói một cách khác, B được tính theo công thức:

Trong đó: là bước sóng, Ad là độ lớn của anten.

Từ các công thức nêu trên, độ phân giải phương vị của ảnh radar được tính theo công thức tổng quát sau :

ALRsRsBRa

Trong đó: Rs là khoảng cách của tầm xiên (Slant range).

1.5.3.5 Ảnh hưởng của địa hình

Ảnh hưởng địa hình đến ảnh Radar

Hình 1.9 Các hiệu ứng hình học của ảnh Radar

Với ảnh Radar thường có 3 hiệu ứng hình học đặc trưng cơ bản thường xuất hiện ở vùng núi.

Foreshortening: Là hiệu ứng mà tín hiệu trở về của đối tượng tuy có sự khác nhau rõ rệt về độ cao nhưng các pixel “láng giềng” lại ở gần nhau về mặt không gian.

Layover: Hiệu ứng này xuất hiện khi thời gian của tín hiệu trở về từ đỉnh núi sớm hơn chân núi (do khoảng cách từ vệ tinh đến đỉnh núi gần hơn chân núi) khi đó thông tin giữa đỉnh núi, chân núi và một phần sườn núi bên kia bị chồng đè lẫn nhau vì thế thông tin thu được là không có ý nghĩa.

Shadow: Hiệu ứng này thường xảy ra khi góc tới hẹp và thoải nên tín hiệu không

ALB

24

đến được sườn núi bên cạnh vì thế hoàn toàn không có thông tin gì về bên kia sườn núi. Hiệu ứng này khác hoàn toàn so với shadow trên ảnh quang học vì shadow trên ảnh quang học còn có thể khắc phục được dựa vào tỉ số kênh còn với ảnh radar thì hoàn toàn không có thông tin gì từ những vùng bị shadow.

25

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ẢNH RADAR TRONG XÁC ĐỊNH SINH KHỐI RỪNG NGẬP MẶN

2.1 Phương pháp nghiên cứu

Trong khuôn khổ luận văn, tác giả đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau để đạt được mục tiêu đặt ra của đề tài. Phương pháp đầu tiên được kể đến là hương pháp viễn thám. Phương pháp này sử dụng để thu thập các thông tin từ lớp thực phủ thông qua các giá trị đo được trên ảnh SAR và ảnh đa phổ. Các giá trị phản ánh khu vực nào là rừng ngập mặn có một khoảng giá trị nhất định, vì vậy chúng ta dựa vào sự phản xạ đặc trưng của lớp phủ ngập mặn để tách triết được lớp phủ ngập mặn thông qua phần mềm viễn thám chuyên dụng. Giá trị được tách triết từ ảnh Radar là giá trị tán xạ ngược (tính theo đơn vị dB) khi sóng radar phản hồi ngược lại đầu thu. Thông qua các giá trị này mà có thể xác định một số thuộc tính của các đối tượng được quan trắc bằng các đầu thu ảnh viễn thám mà cụ thể ở đây là đầu thu ảnh RADAR

Phương pháp thứ hai là phương pháp mô hình: Các giá trị đo được trên ảnh ở phương pháp trên, thuộc tính cần xác đinh của thực phủ, và các đại lượng đo thực địa thường có một mối liên hệ toán học nhất định. Thông qua việc mô hình hóa các mối quan hệ giữa các đại lượng trên chúng ta có thể nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng đó phục vụ cho việc ước tính sinh khối rừng ngập mặn.

Phương pháp cuối cùng là phương pháp phân tích thống kê: Phương pháp phân tích thống kê giúp phân tích mối quan hệ giữa các thuộc tính của các đại lượng đo trên ảnh cũng như các thuộc tính của thực phủ từ đó thiết lập mối tương quan giữa các đại lượng đó. Từ mối tương quan này chúng ta có thể đánh giá mức độ tin cậy của các mối tương quan, xác định các hàm tương quan tốt nhất giữa các đại lượng đo ảnh và giá trị sinh khối ngoài thực địa và từ đó thiết lập hàm tính toán sinh khối rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu.

2.2 Cơ sở vật lý ứng dụng SAR để xác định sinh khối rừng

Radar là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh “Radio Detection and Ranging” và đây là hệ thống đo đạc chủ động: radar sử dụng nguồn năng lượng do chính nó phát ra ở giải vi sóng. Hệ thống radar phát ra các xung về phía có đối tượng và thu lại năng lượng được phản hồi từ đối tượng trong phạm vi trường nhìn của hệ thống. Có hai hệ thống radar:

• Hệ thống tạo ra ảnh và một hệ thống không tạo ra ảnh. Hệ thống không tạo ảnh được đặt trên mặt đất và đó là các radar thời tiết, radar hàng hải, hàng không và radar quân sự.

• Radar tạo ảnh được đặt trên máy bay và trên các thiết bị bay khác như phi

26

thuyền, vệ tinh v.v.

Vì các nguyên nhân thuần túy vật lý mà hệ thông radar đặt trên vật thể bay phải thu ảnh thông qua cơ chế phát và thu sóng nghiêng (Side Looking Radar SLAR). Các ảnh radar được tạo ra nhờ việc thu tín hiệu phản hồi từ đối tượng mặt đất theo phương thức được mô tả ở các phần sau của chương này. Cơ chế vận hành hệ thống radar chụp nghiêng được trình bày trên hình 1. Như ta thấy trên hình 2.1, cùng một ăng ten sẽ phát ra các xung và thu lại chúng sau khi chúng chạm đối tượng.

Hình 2.1 Cơ cấu và hoạt động của tia radar (theo CCRS, 2002)

Để minh họa cho cơ chế thu nhận ảnh radar, chúng ta sẽ sử dụng hình 2. Bức xạ điện từ phát ra sau khi chạm đất sẽ được phản hồi ngược trở lại ăng ten. Nếu bức xạ điện từ được phát liên tục, thì ta sẽ không thể phân biệt được giữa các bức xạ phản hồi từ các vật thể khác nhau trong phạm vi phủ bởi 1 búp sóng. Chính vì vậy người ta phải phát bức xạ dưới dạng những xung ngắn, có độ dài τ nào đó. Trong thí dụ của hình 2, để minh họa, ta dùng các đối tượng rời rạc A, B, C, D, E được sắp xếp liên tục. Do khoảng cách từ máy bay đến A, B, C, D và E khác nhau, nên ta sẽ lần lượt nhận được các xung phản hồi từ A, B, C, D, E, với những thời gian trễ khác nhau. Tuy nhiên, trên thực tế, đối tượng mặt đất là một bề mặt liên tục, nên tín hiệu phản hồi sẽ là một xung có độ dài được mở rộng đáng kể do độ trễ của tín hiệu phản hồi từ điểm gần nhất đến điểm xa nhất là rất khác nhau. Bằng cách chia xung phản hồi thành những khoảng nhỏ theo thời gian và số hoá chúng, ta sẽ thu được số liệu tương tự như số liệu trên một dòng quét của các máy quét.

Hình 2.2 Chia xung phản hồi thành những khoảng nhỏ để thu ảnh

27

Để thu được một ảnh liên tục theo dải dọc tuyến bay, ta cần chọn khoảng thời gian thích hợp giữa các xung phát sao cho tương xứng với vận tốc chuyển động của máy bay, để diện tích được dọi bởi các búp sóng của hai xung phát kế tiếp vừa đủ ghép kín thành một dải liên tục. Đây cũng chính là nguyên tắc hoạt động của các radar quan sát nghiêng (Side Looking Radar).

Thuật ngữ SLAR dùng cho máy bay nhưng phát triển cho cả vệ tinh và giữ nguyên tên. Đôi khi có hai anten nhìn mặt đất theo cả hai phía vuông góc với đường bay. Đối với một đường quét, radar truyền một xung ngắn của năng lượng điện từ liên tục và đơn sắc, tạo nên một vệt đi hẹp trên mặt đất vuông góc với hướng bay (hình

2.3a). Radar thu sóng phản hồi từ mặt đất. Sóng phản hồi ở điểm gần radar sẽ thu trước và ở xa radar sẽ thu chậm hơn (hình 2.3b). Sau khi tia phản hồi thu nhận hết, một xung sóng radar mới được phát ra. Dữ liệu radar thu được ghi trên phim hoặc dạng số trong băng (tape).

Tín hiệu phản hồi của sóng radar thu lại bởi anten là một hàm tương quan nhiều yếu tố khác nhau và được biểu diễn theo công thức sau:

Trong đó: Pr - là năng lượng thu được (tín hiệu radar phản hồi);

Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của một hệ SLAR: a- truyền một xung radar chỉ trường sóng tại khoảng thời gian từ 1-17, b- kết quả tia phản hồi

Chùm xung từ máy bay

Tín hiệu phản hồi từ cây

Tín hiệu phản hồi từ nhà

Tín hiệu phản hồi từ nhà

Tín hiệu phản hồi từ cây

Độ lớn của xung

(a)

(b)

43

22

)4( s

tr R

GPP

28

Pt - là năng lượng sóng truyền đi;

G - anten thu được;

- bước sóng;

Rs - tầm xiên;

- là tín hiệu phản hồi hữu ích từ bề mặt, còn gọi là mặt cắt radar.

Khả năng của một đối tượng tán xạ sóng cực ngắn được đặc trưng bởi hệ số tán xạ σo. Đây là giá trị trung bình tán xạ radar của một đơn vị diện tích. Trong trường hợp đối với viễn thám sóng cực ngắn chủ động thì giá trị này là hệ số tạn xạ ngược. Dựa vào hệ số tán xạ ngược này chúng ta xác định được các đối tượng khác nhau trên bề mặt đất. Hệ số này xác định phần trăm năng lượng điện từ phản xạ trở về radar trong một đơn vị phân giải ảnh (pixel) là một tham số phức tạp phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Các tham số quan sát của radar (tần số, độ phân cực và góc tới)

- Các tham số mặt đất (độ gồ ghề bề mặt, dạng hình học và hằng số điện môi của đối tượng.

Đối với bề mặt thực phủ, tín hiệu radar trở về là tín hiệu tán xạ khối, vì vậy tín hiệu này là cơ sở quan trọng giúp chúng ta ước tính sinh khối của bề mặt thực phủ. Dưới đây là tán xạ khối của một số kênh ảnh chính:

Hình 2.4 Sơ đồ tán xạ khối của lớp phủ thực vật của các kênh ảnh khác nhau

2.3 Giới thiệu về ảnh ENVISAT ASAR

Vệ tinh Envisat là vệ tinh của Cơ quan vũ trụ Châu Âu, phóng lên quĩ đạo vào tháng 7 năm 2001 tại sân bay vũ trụ Ariane-5 Guyanna, Pháp với mục đích điều tra trạng thái của Trái đất. Vệ tinh mang 10 thiết bị đo, được trang bị bởi hệ thống pin mặt

29

trời có diện tích70 m2 với công suất tiêu thụ 7 kW. Đặc tính của Envisat là có khả năng tổ hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau tạo nên một sản phẩm chất lượng cao dạng số. Vệ tinh sẽ hoạt động trên quĩ đạo trong vòng 5 năm, độ cao của quĩ đạo là 800 km, quay quanh Trái Đất hết 100 phút và độ phủ toàn cầu 3 ngày một lần, độ lặp của một điểm sau 335 ngày.

Vệ tinh Envisat mang 10 bộ cảm hoạt động trên giải sóng từ 0,2 micron đến 10 cm. Dữ liệu được truyền qua Vệ tinh Dữ liệu Relay Châu âu với vận tốc là 2 x 100 Mega bit/s và truyền trực tiếp xuống trạm thu mặt đất với vận tốc 2 x 100 Mega bit/s, có bộ lưu trữ trên tầu là 160 Gega bit. Bảng 6.8 liệt kê các bộ cảm trên vệ tinh và mục đích ứng dụng của chúng. Dữ liệu ảnh radar giao thoa có thể dùng cho tính toán độ dịch chuyển của các mảng do sụt đất đến mm. Dữ liệu vệ tinh có thể dùng để thành lập bản đồ hình dạng của đáy biển, xác định chính xác độ cao của nó trên đất và biển, lập mặt cắt toàn cầu của đáy biển bằng việc tổ hợp các dữ liệu độ cao. Chỉ trong vòng 35 ngày vệ tinh có thể cung cấp dữ liệu để dựng lại hình dạng thật của Trái đất mà trước đây phải tốn kém hàng trăm năm. Vệ tinh có thể phát hiện cháy rừng với bộ cảm AATSR.

Bộ cảm ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) hoạt động trên kênh C tạo ảnh ở 4 góc nhìn khác nhau với độ phân giải 30 m, với độ phủ rộng 58-109 km, góc nhìn từ 14-450. Ngoài ra, vệ tinh còn tạo ảnh ở dạng toàn cầu cho độ phân giải 1 km với độ phủ là 405 km , phân cực HH, VV. Bộ cảm đo sóng và đo độ cao cho độ phân giải 30 m với kiểu phân cực HH vàVV, VV và HH hoặc HH và HV. Bộ cảm hoạt động ở dạng quét rộng ScanSAR cho ảnh có độ phân giải 150 m phủ một độ rộng là 405 km với kiểu phân cực HH hoặc VV.

Bảng 2.1 Các thiết bị đo và chức năng của chúng trên Envisat

Bộ cảm Chức năng

ASAR radar cửa mở tổng hợp hiện đại cải tiến

Đo mặt đất với nhiều cách khác nhau với mục đích cho cái nhìn tổng quát, lập bản đồ hình dạng Trái đất, mặt cắt sóng và băng, đất phủ, kiểu thực vật.

MERIS - phổ kế tạo ảnh độ phân giải trung bình

Tạo ảnh bề mặt và mây trong dải sóng nhìn thấy, hồng ngoại, xác định màu của biển và vùng ven bờ, hơi nước, mây, xác định thực vật ở các độ tuổi khác nhau, đo mức độ chlorophyl và tổng lượng sinh khối.

RA-2 and MWR Xạ kế radar và

Đo độ cao của vệ tinh với độ chính xác tới 5,5 cm, khi tổ hợp với bộ đo DORIS , RA-2 lập mặt cắt của biển và băng, đo sóng và vận tốc gió. MWR đo tổng hơi nước trong

30

radar đo độ cao 2 quyển khí để chỉnh RA-2.

GOMOS - bộ cảm điều tra tầng Ozone toàn cầu bằng khuất của sao

Đường đi của vì sao và điều tra phổ của nó trên quyển của Trái đất. Đo mặt cắt của hơi nước và tầng Ozone qua quyển khí từ độ cao 20-100km.

MIRAS - Bộ cảm giaothoa Michelson do âm quyển khí thụ động

Quan sát quyển khí ở dải phổ trung, mặt cắt của hơi, đo ô nhiễm công nghiệp, hiệu ứng nhà kính.

AATSR - Phổ kế Quét dọc Hiện đại

Quét mặt đất và biển trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại. Đo nhiệt độ biển với độ chính xác 0,30C. Phát hiện điểm nóng của rừng. Vẽ bản đồ thực vật.

DORIS và Laser Refro-Reflector

Đo chính xác vị trí quĩ đạo của vệ tinh với độ chính xác 4,5 cm, vận tốc của quĩ đạo với độ chính xác 0,4 mm/s. Cùng với bộ cảm đo độ cao tạo ra bản đồ bề mặt biển và bản đồ trường trọng lực của đáy biển, độ cao của đất liền. Phản xạ Laser cho phép tầm laser của mặt đất của vệ tinh để chỉnh bộ cảm DORIS và RA-2.

SCIAMACHY Vẽ bản đồ quyển khí với các dải sóng phổ khác nhau cho phép phát hiện đường dịch chuyển của hơi, ozone và các loại khí liên quan, cũng như mặt cắt của quyển khí. Khảo sát đặc tính hóa học của quyển khí chịu ảnh hưởng của cháy rừng, ô nhiễm công nghiệp, bão cát, núi lửa, mù Bắc cực.

Ảnh vệ tinh ENVISAT ASAR

Tháng 3 năm 2002, Trung tâm Vũ trụ Châu Âu đã phóng vệ tinh ENVISAT vào quỹ đạo, ENVISAT là một vệ tinh quan trắc trái đất hiện đại, cung cấp các dữ liệu để nghiên cứu khí quyển, đại dương, tài nguyên đất, băng. ENVISAT là vệ tinh rất lớn cho phép mang 10 đầu thu ảnh khác nhau trong đó có đầu thu ảnh radar là ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar). Hình dưới đây mô tả phạm vi quan sát của ASAR cùng với các đầu thu khác như AATSR và MERIS.

31

Hình 2.5 Độ rộng dải chụp ảnh ASAR và một số đầu thu khác của vệ tinh ENVISAT

Đầu thu ảnh Radar độ mở tổng hợp tiên tiến ASAR, hoạt động ở băng C(5.7 cm), được thiết kế để tiếp nối các đầu thu ERS-1/2. Ngoài ra đầu thu ASAR được thiết kế để tăng cường thêm khả năng trùm phủ, khoảng giá trị của góc tới, các kiểu phân cực và các chế độ hoạt động. Độ rộng dải chụp của ảnh ENVISAT/ASAR có thể thay đổi tùy theo các kiểu chụp nên tần xuất chụp lặp lớn hơn vệ tinh ERS. Độ rộng dải chụp có thể thay đổi từ IS1 tới IS7. Quỹ đạo của vệ tinh ENVISAT cho phép chụp lặp trong vòng 35 ngày, cũng như vệ tinh ERS-2. Hệ thống chụp ảnh ENVISAT/ASAR cho phép chụp ảnh liên tục theo các kiểu phân cực khác nhau. Đầu thu ASAR có thể hoạt động như một đầu thu chụp radar thông thường (ASAR Stripmap Mode) hoặc ở chế độ quét ScanSAR (ASAR ScanSAR Mode).

Chế độ chụp thông thường (ASAR Stripmap Mode)

Khi hoạt động ở chế độ này, ăng ten cho phép lựa chọn chế độ chụp ảnh mà độ rộng dải chụp có thể thay đổi nhờ góc tới của chùm tia và độ rộng chùm sóng theo mặt chiếu. Đối với kiểu ảnh IM (Image Mode), ASAR cho phép chụp ảnh với một trong 7 độ rộng dải chụp (swath) theo phân cực giống nhau thẳng đứng VV hay nằm ngang HH. Độ rộng dải chụp khoảng 56 km (swath 7) đến 100 km (swath 1). Độ phân giải không gian xấp xỉ 30 m cho sản phẩm ảnh IM.

Hình 2.6 Ảnh ASAR chế độ chuẩn (Image Mode); VV hoặc HH

32

Chế độ quét (ASAR ScanSAR Mode)

Ở chế độ này, ảnh radar có thể được quét và tổng hợp theo góc tới của chùm tia. Khu vực được chụp ảnh theo các bề mặt chiếu đặc biệt được tạo thành các dải nhỏ (subswath), nguyên tắc của ScanSAR là chia sẻ thời gian hoạt động của radar giữa 2 hoặc nhiều dải nhỏ khác nhau để tạo nên toàn bộ ảnh.

Đầu thu ASAR hoạt động theo nguyên tắc ScanSAR, sử dụng 5 chùm tia của ăng ten có độ phủ trong dải xác định để tạo nên trường nhìn rộng.

Ở kiểu trường nhìn rộng (WM), độ rộng dải chụp là 400 x 400 km. Độ phân giải không gian được xác định là 150 x 150 km. Phân cực HH hoặc VV.

Hình 2.7 Ảnh ASAR chế độ chụp ảnh rộng (Wide Swath); VV hay HH

Chế độ phân cực luân phiên (Alternative Mode)

Chế độ phân cực luân phiên (AM) trong một lần thu nhận 2 ảnh đồng thời, bất kỳ trong 7 dải lựa chọn. Các cặp phân cực có thể là HH/VV, HH/HV hoặc VV/HH. Độ rộng dải chụp (swath) từ 56 km (swath 7) tới 100 km (swath 1), độ phân giải không gian là 30 m cho sản phẩm ảnh chuẩn.

Hình 2.8 Chế độ phân cực luân phiên của ASAR

Các sản phẩm ảnh ENVISAT/ASAR thường được xử lý ở các mức cơ bản sau:

Mức 0 (dữ liệu thô)

33

Là dữ liệu từ kiểu hình ảnh được chia theo frame (cảnh chuẩn) bao gồm dữ liệu nguồn của thiết bị thu nhận và dữ liệu đầu vào cần thiết cho xử lý ảnh.

Ảnh đơn look dạng phức (Single look Complex Image - SLC): Để đánh giá chất lượng hình ảnh của SAR, hiệu chỉnh hoặc giao thoa radar hoặc cho các nghiên cứu ứng dụng về gió/sóng, để xử lý các sản phẩm mức cao. Các thông số hiệu chỉnh tuyệt đối cũng được cung cấp.

Ảnh chuẩn (Precision Image - PRI): Là ảnh nhiều looks (thường là 3), đã được chiếu lên mặt phẳng, đã xử lý hiệu chỉnh các sai số hệ thống, thích hợp cho hầu hết các ứng dụng

Elipsoide Geocoded Image (EGI): Tương tự như ảnh chuẩn PRI, được nắn chỉnh về lưới chiếu bản đồ. Người sử dụng có thể lựa chọn lưới chiếu bản đồ, ví dụ như lưới chiếu UTM hoặc lưới chiếu Polar Stereographic.

Ảnh độ phân giải trung bình (MRI): Là ảnh chuyên dùng cho nghiên cứu băng, các ứng dụng hải dương học.

Riêng đối với các sản phẩm ảnh trường nhìn rộng chỉ có ở mức thô và mức PRI.

Bảng 2.2 Một số thông số của vệ tinh ENVISAT

Các thông số Thuộc tính kỹ thuật

Quỹ đạo 790 - 10 km

Loại quỹ đạo Đồng bộ mặt trời

Thời gian quay quanh quỹ đạo 101 phút

Thời gian lặp quỹ đạo 35 ngày

Thời gian qua xích đạo 10:30

Hướng bay Bắc - Nam

Kích thước 25m x 7m x 10m

Trọng lượng 8200 kg

Phin mặt trời 6600 W

Thời gian hoạt động theo thiết kế 5 năm

Hydrazine 300 kg

Tên lửa đẩy Ariane 5

34

CHƯƠNG 3: TÍNH SINH KHỐI RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu

3.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu là dải rừng ngập mặn ven biển đồng bằng sông Hồng thuộc tỉnh Nam Định và Thái Bình, trong đó có vùng lõi vườn quốc gia Xuân Thủy thuộc tỉnh Nam Định là khu vực có tầm quan trọng lớn.

Theo quyết định số 01/2003/QĐ - TTg ngày 02 tháng 1 năm 2003 của Thủ tướng Chính phủ về việc chuyển hạng Khu BTTN đất ngập nước Xuân Thuỷ thành Vườn quốc gia.Vườn quốc gia Xuân Thuỷ nằm phía Đông - Nam huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định, bao gồm phần bãi trong của Cồn Ngạn, Cồn Lu, Cồn Xanh (Cồn Mơ).

Tháng 01/1989, khu bãi bồi ở phía nam cửa sông Hồng thuộc huyện Xuân Thủy (tỉnh Hà Nam Ninh) được UNESCO công nhận chính thức gia nhập công ước Ramsar (Công ước bảo tồn những vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế đặc biệt như là nơi cư trú của những loài chim nước Ramsar, Iran,1971). Đây là Khu Ramsar thứ 50 của thế giới, đầu tiên của khu vực Đông Nam á và duy nhất của Việt Nam suốt 16 năm (đến năm 2005, Việt Nam mới có Khu Ramsar thứ 2 là khu Bàu Sấu của Vườn quốc gia Cát Tiên). Để quản lý tốt Khu Ramsar Xuân Thủy, năm 1992 UBND huyện Xuân Thủy đã thành lập Trung tâm tài nguyên môi trường. Đây là một đơn vị sự nghiệp có quy mô biên chế nhỏ và năng lực hạn chế. Chính vì thế Trung tâm không có tiềm lực tài chính và không đủ năng lực pháp lý để quản lý hiệu quả Khu Ramsar Xuân Thủy. Mặt khác mô hình Trung tâm tài nguyên môi trường không nằm trong hệ thống quản lý bảo tồn thiên nhiên của quốc gia, nên không có cơ chế chính sách thích hợp để bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên môi trường ở khu vực. Năm 1993, ngành Lâm nghiệp đã đề xuất xây dựng Khu Ramsar Xuân Thủy trở thành Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy, thuộc hệ thống các Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam. Ngày 19/1/1995, Bộ Lâm nghiệp đã quyết định phê duyệt luận chứng kinh tế kỹ thuật Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy. Từ đó, trở đi Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy chính thức được thành lập, Khu bảo tồn trực thuộc Chi cục Kiểm lâm Nam Hà (nay là tỉnh Nam Định). Ngày 02/01/2003, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định chuyển hạng Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy thành Vườn quốc gia Xuân Thủy. Tháng 10/2004, UNESCO công nhận Khu dự trữ sinh quyển thế giới liên tỉnh đồng bằng ven biển châu thổ sông Hồng (đây là khu thứ 3, sau Cần Giờ và Cát Tiên). Trong đó, Vườn quốc gia Xuân Thủy là vùng lõi có tầm quan trọng đặc biệt của Khu dự trữ sinh quyển thế giới này.

35

Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu ven biển tỉnh Nam Định trên nền ảnh vệ tinh SPOT

Ngay từ ngày bắt đầu tham gia các Công ước quốc tế Ramsar, cộng đồng quốc tế đã có sự quan tâm đặc biệt nhằm trợ giúp cho sự nghiệp bảo tồn và phát triển tài nguyên môi trường ở khu vực. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ Khu Ramsar Xuân Thủy đã nhận được sự quan tâm của nhiều tổ chức quốc tế, các dự án cụ thể: Năm 1989, IUCN đã tài trợ các phương tiện giúp cho Ban quản lý K Ramsar hoạt động để bảo tồn chim và rừng ngập mặn. Năm 1996, Đại sứ Đan mạch tài trợ cho Birdlife international Việt Nam cùng Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy thực hiện dự án khảo sát đánh giá tiềm năng các vùng đất ngập nước ven biển ở khu vực. Năm 1998 -1999, Đại sứ Hà Lan đã tài trợ cho Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy dự án tăng cường năng lực cho Khu Ramsar Xuân Thủy. Dự

36

án đã triển khai nhiều hoạt động nhằm tăng cường năng lực cho đội ngũ cán bộ của Khu bảo tồn và địa phương. Nhiều hoạt động phát triển cộng đồng cũng đã được dự án tổ chức thực hiện như: Tập huấn kỹ thuật cho hàng trăm hộ dân, xây dựng quỹ tín dụng môi trường cho Hội phụ nữ hai xã Giao Thiện và Giao Lạc (10.000USD) giúp cho chị em có vốn để sản xuất kinh doanh hiệu quả tại chỗ nhằm từng bước giảm sức ép khai thác tài nguyên môi trường ở vùng lõi của khu bảo tồn. Năm 2004, Tổ chức phát triển của Hà Lan (SNV) tài trợ dự án Du lịch sinh thái trên cơ sở cộng đồng. Dự án đã tập huấn cho cộng đồng địa phương về khái niệm và những kỹ năng phát triển mô hình du lịch sinh thái dựa vào cộng đồng ở Vườn quốc gia Xuân Thủy. Dự án cũng tổ chức nghiên cứu triển khai Tour thí điểm.

Năm 1995-1997, hợp tác với Trung tâm nghiên cứu tài nguyên môi nguyên và môi trường (CRES) và Hội bảo tồn chim Nhật Bản thực hiện Dự án nghiên cứu chim di cư thông qua hoạt động đóng vòng chim hàng năm. Dự án đã xác định được khá nhiều loài chim di cư từ Nhật Bản đến Xuân Thủy hàng năm vào mùa di trú. Năm 1996, Hợp tác với Tổ chức bảo tồn chim quốc tế (Birdlife international Việt Nam) thực hiện dự án do Đan Mạch tài trợ: Khảo sát đánh giá tiềm năng các vùng chim quan trọng ở ven biển đồng bằng châu thổ sông Hồng. Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Xuân Thủy được xếp hạng đặc biệt vì có các chỉ số bảo tồn cao nhất khu vực. Năm 1998 - 2000, Hợp tác với Đại học quốc gia Hà Nội, 2 Trường Đại học của Hà Lan và các Trung tâm nghiên cứu sinh thái của Việt Nam thực hiện Dự án khảo sát đánh giá điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế của vùng cửa sông Hồng. Dự án đã tạo nên bộ dữ liệu khoa học khá cơ bản của khu vực. Năm 1999-2000, Cùng với Hội Nông dân huyện Giao Thủy thực hiện dự án Nâng cao nhận thức và hỗ trợ cộng đồng địa phương để góp phần bảo tồn tài nguyên môi trường ở Khu Ramsar Xuân Thủy. Dự án do Chương trình tài trợ các dự án nhỏ (GEF/SGP) thuộc Quỹ môi trường (UNDP) tài trợ. Dự án đã triển khai nhiều hoạt động nâng cao nhận thức và hỗ trợ Hội nông dân các xã thuộc vùng đệm của Khu Ramsar. Quỹ tín dụng môi trường cũng đã được vận dụng để tạo dựng sinh kế thân thiện với môi trường Khu Ramsar Xuân Thủy cho cộng đồng địa phương. Năm 2001, Hợp tác với Hội Sinh học Việt Nam thực hiện Dự án Tổ chức chiến dịch truyền thông hưởng ứng kỷ niệm ngày Lâm nghiệp Việt Nam (28/11); Dự án do GEF/SGP của UNDP ở Việt Nam tài trợ. Năm 2002, Hợp tác với Birdlife Việt Nam để triển khai Dự án giám sát sinh thái do Quỹ bảo tồn thiên nhiên Nhật Bản tài trợ. Dự án đã tập huấn cho các cán bộ kỹ thuật công nghệ và triển khai hoạt động giám sát sinh thái ở Khu vực bảo tồn chim nước. Năm 2002-2003, Hợp tác với Trung tâm giáo dục thiên nhiên (ENV) thực hiện Dự án giáo dục môi trường cho các Trường trung học cơ sở thuộc vùng đệm Vườn quốc gia Xuân Thủy do Đại sứ Anh tài trợ. Dự án đã đào tạo kỹ năng cơ bản về giáo dục môi trường cho đội ngũ giáo viên trung học cơ sở ở các xã vùng đệm (tập huấn 01 tháng ở Vườn quốc gia Cúc Phương). Biên soạn

37

giáo trình ngoại khóa và tổ chức các hoạt động cho câu lạc bộ bảo tồn thiên nhiên ở một số trường trung học cơ sở. Năm 2003-2004, Hợp tác với Birdlife international Việt Nam thực hiện Dự án bảo tồn vùng chim quan trọng Cồn Lu. Dự án do Quỹ bảo tồn thiên nhiên Nhật Bản tài trợ. Dự án đã xây dựng câu lạc bộ bảo tồn vùng chim quan trọng Cồn Lu gồm trên 30 hội viên. Tổ chức cho các hội viên học tập tuyên truyền bảo vệ tài nguyên môi trường và thực thi các hoạt động quan trắc bảo vệ đàn chim di cư ở khu vực. Năm 2004-2005, Hợp tác với Liên minh sinh vật biển quốc tế (IMA) để triển khai Dự án quản lý sử dụng bền vững nguồn lợi thủy sản ở khu Ramsar. Dự án đã trải qua các bước thực thi bài bản như đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA) và điều tra đánh giá nguồn lợi thủy sản. Sau đó đơn vị đã cùng với IMA và cộng đồng địa phương các xã vùng đệm khu vực vây vạng triển khai các hoạt động nhằm xây dựng quy chế cộng đồng quản lý sử dụng khôn khéo nguồn lợi thủy sản ở khu vực với mục tiêu đáp ứng lợi ích trước mắt của cộng đồng địa phương, đồng thời thỏa mãn lợi ích lâu dài của quốc gia và quốc tế. Đến nay đề án thí điểm về khai thác nguồn lợi ngao giống ở vùng lõi của Vườn quốc gia Xuân Thủy đã được UBND tỉnh Nam Định phê duyệt tạo cơ sở pháp lý quan trọng để Vườn quốc gia Xuân Thủy hợp tác với địa phương triển khai cơ chế đồng quản lý sử dụng khôn khéo và bền vững nguồn lợi thủy sản ở vùng lõi. Năm 2005, Hợp tác với văn phòng dự án VN-ICZM (Quản lý tổng hợp dải ven bờ tỉnh Nam định) để thực hiện Chương trình hợp tác vùng bờ (CCP) do Hà Lan tài trợ. Dự án đã tiến hành lập kế hoạch quản lý theo các tiêu chí quốc tế và đào tạo 2 cán bộ sử dụng công nghệ GIS trong quản lý tài nguyên môi tr-ường ở khu vực. Năm 2006-2007, Hợp tác với Trung tâm bảo tồn biển và phát triển cộng đồng (MCD) để thực hiện dự án du lịch sinh thái cho cộng đồng dân vùng đệm của Vườn quốc gia Xuân Thủy. Dự án do EC tài trợ. Mô hình cộng đồng tham gia du lịch sinh thái ở Khu Ramsar đã và đang từng bước được hình thành và hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển to lớn trong tương lai của mô hình phát triển sinh kế bền vững này. Năm 2006-2007, Đại sứ Hoa Kỳ tài trợ một dự án nhỏ để duy trì và phát triển câu lạc bộ bảo tồn chim khu vực Cồn Lu thuộc vùng lõi của Vườn quốc gia Xuân Thủy.

Vườn quốc gia Xuân Thủy đại diện cho hệ sinh thái đất ngập nước đặc thù ở cửa sông ven biển miền Bắc Việt Nam. Khi Vườn quốc gia Xuân Thủy đồng thời là một Khu bảo tồn thiên nhiên cùng lúc mang nhiều danh hiệu quốc tế khác sẽ có được rất nhiều lợi thế. Được nhiều cấp ngành và các tổ chức ở trong nước và quốc tế quan tâm, đơn vị đã tổ chức cũng như triển khai nhiều hoạt động khoa học công nghệ, hoạt động phát triển cộng đồng và du lịch sinh thái... Qua đó từng bước khẳng định vị thế của Vườn quốc gia chứa đựng rất nhiều tiềm năng phong phú. Thông qua quá trình đào tạo và trải nghiệm thực tế, năng lực của đội ngũ cán bộ được nâng cao để từng bước đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ. Tuy nhiên phía trước còn rất nhiều khó khăn trở ngại và thách thức. Điều đó đòi hỏi công tác quản lý bảo tồn và phát triển tại Vườn quốc gia

38

Xuân Thủy cần phải được đầu tư dày công hơn nữa để đáp ứng yêu cầu đa dạng của Khu bảo tồn thiên nhiên điển hình, tiêu biểu cho hệ sinh thái đất ngập nước cửa sông ven biển của miền Bắc Việt Nam. Thực hiện mục tiêu xây dựng Vườn quốc gia Xuân Thủy trở thành điểm trình diễn về sử dụng khôn khéo và bền vững tài nguyên đất ngập nước; Đáp ứng lợi ích trước mắt của cộng đồng địa phương, đồng thời thỏa mãn lợi ích lâu dài của quốc gia và quốc tế cũng như các thế hệ tương lai.

3.1.2 Khí hậu, thủy văn

* Khí hậu:

VQG Xuân Thuỷ thuộc địa lý đồng bằng Bắc Bộ có đặc điểm khí hậu chung của đồng bằng ven biển. VQG có khí hậu nhiệt đới hơi ẩm (K= 1,5 – 2,00), mùa đông lạnh với 2 tháng nhiệt độ trung bình <180C, mùa hè nóng, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất >250C. Mưa vào mùa hè và mùa thu từ tháng 5 đến tháng 10. Mùa khô kéo dài 2 tháng, không có tháng hạn. Mùa xuân kéo dài hơn, ẩm do mưa phùn. Nhịp điệu mùa tại đồng bằng ven biển có những nét độc đáo riêng có lẽ chỉ mới có thể phân ra 4 mùa trong 1 năm.

Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình năm 240C; Nhiệt độ trung bình tháng biến động từ 16,3 – 20,90C; Nhiệt độ thấp nhất xuất hiện vào tháng giêng là 6,80C; Nhiệt độ cao nhất vào mùa hè là 40,10C

Chế độ mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10. Tổng lượng mưa trung bình năm từ 1.500 – 1.715 mm; Năm có tổng lượng mưa cao nhất là 2754 mm; Năm có tổng lượng mưa thấp nhất là 978 mm.

Chế độ ẩm: Độ ẩm không khí trung bình là 84%; Độ bốc hơi trung bình năm là 817,4 mm; Độ bốc hơi trung bình tháng biến thiên từ 86 – 126 mm/tháng; Độ bốc hơi cao nhất vào tháng 7.

Chế độ gió: Mùa đông gió thịnh hành là hướng Bắc; Mùa hạ gió thịnh hành là hướng Đông và Đông Nam.

* Thuỷ văn:

VQG Xuân Thuỷ được cung cấp nước và lượng phù sa của sông Hồng. Tại cửa Ba Lạt có hai con sông chính là sông Trà và sông Vọp, ngoài ra còn các lạch sông thoát nước. Sông Trà chạy từ cửa Ba Lạt theo hưưóng Đông Nam ra biển, dài khoảng 10 km và là ranh giới ngăn cách giữa Cồn Ngạn và Cồn Lu. Hạ lưu sông Trà đã được phù sa lấp đầy thành bãi bồi và sông chỉ còn là lạch khi nước triều xuống thấp. Sông Vọp bắt nguồn từ cửa Ba Lạt chảy ra biển. Tại hạ lưu sông Vọp kéo dài ra biển là ranh giới phân chia giữa VQG với bên ngoài theo hướng Bắc và Tây Bắc. Lượng phù sa tại cửa Ba Lạt đạt bình quân khoảng 1,8 gam/lít, đây là lượng phù sa chính để tiếp tục bồi lắng lãnh thổ VQG. Ngoài sông Trà, sông Vọp còn có một lạch triều ngắn chia Cồn Lu và

39

Cồn Xanh lạch này cũng chảy từ cửa Ba Lạt ra biển.

Tháng 1/1989, UNESCO đã chính thức công nhận Khu bảo tồn Xuân Thuỷ trở thành khu RAMSAR (Công ước bảo vệ những vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế, đặc biệt là nơi cư trú của những loài chim nước) thứ 50 của thế giới, đây là khu đầu tiên của Đông Nam Á và duy nhất của Việt Nam. Vườn quốc gia Xuân Thuỷ hiện đang lưu giữ những giá trị sinh thái quý hiếm, như rừng ngập mặn rộng hàng ngàn ha. Nguồn lợi thuỷ sản phong phú (gần 500 loài thuỷ sinh, trong đó có nhiều loài có giá trị kinh tế cao như cua Bể, tôm he, cá tráp, rong câu chỉ vàng...). Ở Xuân Thuỷ đã ghi nhận gần 200 loài chim, trong đó có 100 loài chim di trú, 50 loài chim nước. Đa dạng sinh học trong VQG có 16 loài động vật đặc hữu và quý hiếm. Nhiều loài quý hiếm được ghi trong sách đỏ thế giới, hiện chỉ có thể dễ dàng phát hiện ở nơi đây như: Cò thìa (Platalea minor). Mòng bể (Larus ichthyaetus), Rẽ mỏ thìa (Tringa orchropus), cò trắng bắc (Egretta eulophotes), Cò trắng Trung Quốc (Egrettaeulophotes), Te vàng (Vanelluscinereus).

3.2 Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong luận văn:

- Dữ liệu ảnh viễn thám Radar:

Dữ liệu được sử dụng trong luận văn là ảnh Radar Envisat Asar (nguồn: Trung tâm viễn thám quốc gia). Một số thông tin cơ bản về ảnh như sau:

Hình 3.2 Một số thông số của ảnh ASAR năm 2010 của khu vực nghiên cứu

- Dữ liệu ảnh đa phổ SPOT:

Tác giả sử dụng ảnh SPOT năm 2010 độ phân giải 10m của khu vực nghiên cứu để tách thông tin về lớp phủ rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu.

3.3 Tiền xử lý dữ liệu

3.3.1 Tiền xử lý ảnh SAR

40

Quá trình tiền xử lý ảnh ASAR theo qui trình sau:

Dữ liệu ASAR sau khi được nắn chỉnh sơ bộ và lọc tác giả đã tiến hành nắn chỉnh địa lý để đồng bộ về mặt tọa độ với dữ liệu quang học là ảnh SPOT.

Hình 3.3 Nắn chỉnh ảnh ASAR theo ảnh SPOT

Sau khi nắn chỉnh đồng nhất về một hệ tọa độ tác giả tiến hành lọc nhiễu. Nhiễu là hiện tượng phổ biến và là đặc trưng của hệ thống chụp ảnh radar (với bước sóng cỡ mm đến 1m). Giống như ánh sáng Laser, sóng radar phát ra được truyền theo pha và tương tác rất ít trên đường đi tới các đối tượng trên bề mặt. Sau khi tương tác với các đối tượng trên bề mặt, các sóng này không còn cùng pha nữa. Nguyên nhân là do khoảng cách từ các đối tượng trên bề mặt đến bộ thu phát tín hiệu là khác nhau, hoặc là do sự khác biệt giữa tín hiệu tán xạ đơn và tán xạ nhiều lần.

Hiện thị thông tin Hiện thị toàn phân giải

Xuất ảnh sang định dạng khác

Lọc ảnh

Định chuẩn

Biên độ sang năng lượng

Hiệu chỉnh địa lý

41

Khi không cùng pha, các sóng radar có thể tương tác và tạo ra các điểm ảnh (Pixel) sáng và tối và được gọi là nhiễu. Để sử dụng ảnh một cách có hiệu quả thì cần phải làm giảm các pixel nhiễu này. Tuy nhiên, các thuật toán dùng để làm giảm nhiễu thì cũng thường làm biến đổi các thông tin trên ảnh.

Đối với người sử dụng, đây là một trở ngại lớn trong khi phân tích giải đoán ảnh. Vấn đề xử lý nhiễu do vậy đã tập trung được sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Hàng loạt các phép lọc được thiết kế chuyên dụng cho ảnh radar đã ra đời và hiện nay thường được cung cấp trong các module xử lý ảnh radar của các phần mềm xử lý ảnh thương mại. Trong đó phải kể tới các phương pháp lọc như Frost, Lee, Sigma, Li, Gamma Map v.v... Nhìn chung, đa số các lọc này đều hoạt động trên nguyên tắc dựa vào tính chất cục bộ của vùng ảnh nằm trong cửa sổ lọc tại mỗi vị trí để xây dựng các ma trận lọc thích hợp sao cho tại những vị trí được xác định là có nhiễu, lọc phải mang tính chất của phương pháp lọc thông tần thấp (low passed filter) để loại nhiễu, ngược lại, tại những vị trí phát hiện được các chi tiết nhỏ hay có chi tiết dạng tuyến chạy qua, nó phải bảo tồn hoặc thậm chí hoạt động như một lọc tần số cao (hight passed filter) để làm nổi rõ các chi tiết đó. Riêng lọc Lee lại dựa vào mô hình nhiễu thực nghiệm để tách riêng nhiễu ra khỏi tín hiệu hữu ích qua đó loại bỏ nhiễu. Dưới đây là bản chất và thuật toán cụ thể của các phương pháp lọc này.

Hình 3.4 Kết quả ảnh ASAR năm 2010 sau khi nắn chỉnh và lọc

42

Trong luận văn tác giả dùng hàm lọc Frost:

Lọc Frost là phương pháp ứng dụng mô hình nhiễu như đã nêu ở trên để biến đổi ma trận lọc dựa vào các giá trị thống kê cục bộ của ảnh tại vị trí hiện tính trong phạm vi cửa sổ lọc. Nói một cách cụ thể hơn các phần tử của ma trận lọc được tính như sau:

W = k ỏ e - ỏ |x,y|

Trong đó:

k: hằng số

ỏ = úZ2/MZ

2: tỷ số giữa phương sai và giá trị trung bình cục bộ của ảnh

|x,y|: khoảng cách giữa phần tử hiện tính tới tâm của cửa sổ lọc.

3.4 Đo đạc tính sinh khối ngoài thực địa

Sau khi tách triết ra diện tích rừng ngập mặn của khu vực nghiên cứu, tiến hành lên kế hoạch thực địa đo đạc và tính toán sinh khối trên mặt đất của các ô mẫu tiêu chuẩn. Số ô mẫu dự định khảo sát phân bố đều trên khu vực nghiên cứu.

- Dùng máy định vị toàn cầu (GPS) để xác định vị trí các ô tiêu chuẩn, các quần thể đo đếm.

- Đề tài thu thập số liệu 13 ô tiêu chuẩn điển hình riêng lẻ qua đo đếm một lần. Mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng cần thiết phục vụ cho nội dung nghiên cứu của đề tài như:

+ Mật độ cây (N)

+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng sào đo cao loại 12 m.

+ Đo chu vi tại vị trí 1,3 m bằng thước dây 1,5 m sau đó suy ra đường kính (D1,3).

Số liệu điều tra được tập hợp theo từng ô, theo hecta. Dưới đây là kết quả điều tra của một ô mẫu:

Bảng 3.1 Kết quả điều tra sinh khối rừng ngập mặn của một ô mẫu tiêu chuẩn

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 1 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

43

VỊ trí địa lý: X 664253 Độ che phủ : 85%

Y 2238101 Mật độ (m2/1 cây) 0.5

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 16 2.55 1 1.3 56

2 Vẹt 12 1.91 0.9 1.2 72

3 Vẹt 18 2.87 1.4 1.4 26

4 Vẹt 22 3.50 1.5 1.5 23

5 Vẹt 25 3.98 1.5 1.4 15

3.5 Phân loại lớp phủ rừng ngập mặn sử dụng quang học

Dữ liệu ảnh quang học được nắn chỉnh hình học khớp với dữ liệu ảnh Radar và phân loại theo phương pháp có kiểm định. Diện tích rừng ngặp mặn ven biển khu vực nghiên cứu được tách triết và dùng để phục vụ việc thiết kế tuyến thực địa cũng như giới hạn khu vực có diện tích rừng ngập mặn trên ảnh Radar để tính toán sinh khối.

Sauk hi phân loại lớp rừng ngập mặn, tiến hành cắt ảnh ASAR đã nắn chỉnh theo ranh giới diện tích rừng ngập mặn đã được phân loại từ ảnh SPOT. Kết quả cắt này dùng để tính toán sinh khối cho diện tích rừng ngập mặn của khu vực nghiên cứu theo hàm hồi qui tìm được.

44

Hình 3.5 Kết quả ảnh ASAR năm 2010 sau khi cắt và tổ hợp 3 phân cực: HH, VV và tỉ số hai phân cực HH/VV

3.6 Tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng (tỉnh Thái Bình và Nam Định)

Số liệu đo được gồm 13 ô tiêu chuẩn điển hình. Mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao cây, đường kính ở vị trí cao 1.3 mét. Sau đó tiến hành tính toán sinh khối tươi và khô của các ô tiêu chuẩn theo phương trình sau tính toán sinh khối sau:

Tổng tươi: logWtt = 0,471735 + 0,1508.logD1.3

Tổng khô: logWtk = 0,194309 + 0,152893.logD1.3 [28]

Sau khi tính toán sinh khối, tác giả đo đạc các giá trị tán xạ ngược trên ảnh ASAR ở các phân cực khác nhau tại vị trí của các ô mẫu tiêu chuẩn thực địa nhờ vào

45

tọa độ của các ô mẫu. Dưới đây là kết quả tính toán sinh khối và đo đạc giá trị tán ngược trên ảnh ASAR:

Bảng 3.2 Kết quả tính sinh khối cho các ô tiêu chuẩn và các chỉ số tán xạ ngược trên ảnh ASAR các phân cực

Ô mẫu HH (dB) VV (dB) Tỷ số: HH/VV

Tổng sinh khối khô (tấn/ha)

Tổng sinh khối tươi (tấn/ha)

1 -33.924667 -30.915924 1.097442 40.14 70.34

2 -33.937834 -30.540628 1.112496 48.267 84.548

3 -34.326702 -31.527252 1.089214 33.851 59.767

4 -31.794119 -31.517305 1.008901 120.34 209.425

6 -33.419323 -31.99822 1.044511 77.646 135.71

7 -29.922705 -27.341318 1.09528 61.751 110.761

10 -32.600483 -29.980204 1.088363 20.869 37.454

11 -25.606104 -33.553623 0.763195 175.79 312.15

12 -34.503969 -30.484991 1.132952 39.242 68.25

13 -32.133381 -27.969452 1.14935 50.37 90.23

14 -35.615288 -28.34478 1.257068 43.44 76.32

15 -36.364368 -31.789394 1.127953 60.98 110.224

5 -32.965294 -27.770939 1.186938 38.315 68.008

Số liệu đo đạc được dùng để tính toán hồi qui giữa hai giá trị sinh khối và giá trị tán xạ ngược. Từ các tính toán hồi qui này tác giả sẽ tìm ra mối tương quan giữa sinh khối và giá trị tán xạ ngược. Dưới đây là các hàm hồi qui thể hiện mối tương quan trên ở các phân cực khác nhau và ở ảnh tỉ số HH/VV. Tác giả dùng 10 ô tiêu chuẩn để đánh giá mối tương quan giữa sinh khối khô và giá trị tán xạ ngược trên ảnh ASAR của các phân cực HH, VV và tỷ số HH/VV. Các ô còn lại số: 14, 15 và 5 dùng để kiểm chứng kết quả tính sinh khối theo các hàm hồi qui tìm được.

46

y = -14.454x - 375.21R2 = 0.3151

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

VV Backscattering (dB)

Und

ergr

ound

bio

mas

s (t

on/h

a)

Hình 3.6 Mối tương quan giữa sinh khối khô với hệ số tán xạ ngược, phân cực VV

Mối tương quan này không tốt khi R2 = 0.32 tương đối thấp. Không thể dùng hàm này để tính toán sinh khối được.

y = 14.248x + 525.87R2 = 0.6675

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

HH Backscattering (dB)

Und

er g

roun

d bi

omas

s (t

on/h

a)

Hình 3.7 Mối tương quan giữa sinh khối khô với hệ số tán xạ ngược, phân cực HH

Mối tương quan với phân cực HH cũng khác tốt với R2 = 0.67. Với giá trị này chúng ta có thể dùng làm hàm hồi qui để tính toán sinh khối cho toàn khu vực nghiên cứu theo hàm hồi qui sau: Y= 14.248*X + 525.87

Bảng 3.3 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau từ dữ liệu phân cực HH

STT Sinh khối (tấn/ha) Diện tích (ha)

1 0 đến 50 956.689

2 50 đến 100 794.880

3 100 đến 150 190.960

47

Hình 3.8 Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu theo mối tương quan của phân cực HH

48

y = -387.73x + 477.11R2 = 0.8295

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

HH/VV

Und

ergr

ound

bio

mas

s (t

on/h

a)

Hình 3.9 Mối tương quan giữa sinh khối khô với tỷ số tán xạ ngược 2 phân cực HH/VV

Sự tương quan giữa giá trị sinh khối và tỷ số HH/VV có độ tin cậy cao nhất trong các cặp xét tương quan và được thể hiện theo phương trình sau:

Y= -387.73*X + 477.11 với R2 = 0.8295 (1)

Dùng ảnh ASAR hai phân cực HH và VV tạo ảnh tỷ số và tính sinh khối theo phương trình (1). Bản đồ kết quả sinh khối rừng ngập mặn được thể hiện ở hình 3.9.

Bảng 3.4 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau từ dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV

STT Sinh khối (tấn/ha) Diện tích (ha)

1 0 đến 50 629.940

2 50 đến 100 897.369

3 100 đến 150 299.559

49

Hình 3.10 Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu theo mối tương quan với tỉ số HH/VV

50

3.7 Đánh giá độ chính xác của kết quả tính sinh khối

Dùng 3 ô mẫu còn lại kiểm chứng kết quả tính sinh khối khi sử dụng dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV tác giả thấy giá trị sinh khối của 3 ô mẫu số: 14, 15 và 5 trên bản đồ vừa được tính toán đều phù hợp với kết quả sinh khối đo đạc ngoài thực địa. Cụ thể là ô mẫu 14 và 5 đều nằm trong vùng có sinh khối nhỏ hơn 50 tấn/ha trên bản đồ. Còn ô mẫu số 15 nằm trong vùng có sinh khối từ 50 đến 100 tấn/ha.

Với dữ liệu phân cực HH thì các ô mẫu 14 và 5 đều nằm đúng trong vùng thuộc nhóm có sinh khối từ 0-50 tấn/ha. Còn ô mẫu 15 không nằm trong vùng sinh khối như số liệu đo đạc. Điều này cũng chứng tỏ độ tin cậy cao hơn khi sử dụng dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV trong việc tính toán sinh khối rừng ngập mặn.

Bảng 3.5 Kết quả tính sinh khối cho các ô tiêu chuẩn và các chỉ số tán xạ ngược trên ảnh ASAR các phân cực của 3 ô mẫu kiếm chứng.

Ô mẫu HH (dB) VV (dB)

Tỷ số: HH/VV

Tổng sinh khối khô (tấn/ha)

Tổng sinh khối tươi (tấn/ha)

14 -35.615288 -28.34478 1.257068 43.44 76.32

15 -36.364368 -31.789394 1.127953 60.98 110.224

5 -32.965294 -27.770939 1.186938 38.315 68.008

Bảng 3.6 Thống kê diện tích của các nhóm có sinh khối khác nhau

STT Sinh khối (tấn/ha) Diện tích (ha) HH

Diện tích (ha) HH/VV

1 0 đến 50 956.689 629.940

2 50 đến 100 794.880 897.369

3 100 đến 150 190.960 299.559

Bảng thống kê trên cho chúng ta thấy có sự khác nhau về diện tích của các nhóm sinh khối được thống kê lại từ bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu. Cụ thể là nhóm sinh khối từ 50-100 tấn/ha và nhóm 100-150 tấn/ha được tính toán từ dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV có diện tích thống kê lớn hơn so với dữ liệu phân cực HH.

51

Ở nhóm sinh khối từ 0-50 tấn/ha của dữ liệu ảnh tỉ số HH/VV có diện tích ít hơn so với dữ liệu phân cực HH. Cụ thể là giảm từ 630 ha xuống 957 ha. Ở đây có sự chênh lệch lớn về diện tích của nhóm sinh khối một. Khi sử dụng dữ liệu HH thì diện tích sinh khối thuộc nhóm 2 đã chuyển về nhóm 1 và của nhóm 3 chuyển về nhóm 2. Như vậy ở đây có sự sai lệch về diện tích khá lớn giữa các nhóm sinh khối khi sử dụng hai hàm hồi qui để tính toán sinh khối. Điều này chứng tỏ việc sử dụng dữ liệu HH để ước tính sinh khối cho sai số cao, không dùng để tham khảo với dữ liệu tỷ số hai phân cực HH/VV được.

52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Qua nghiên cứu này tác giả rút ra một số kết luận như sau:

Dữ liệu tính từ tỷ số của hai phân cực HH/VV có độ tin cậy cao phân cực HH và phân cực VV trong việc ước tính sinh khối rừng ngập mặn.

Kết quả tính toán sinh khối rừng ngập mặn từ dữ liệu HH/VV với dữ liệu đo đạc ngoài thực địa cho phép xác định sinh khối 3 nhóm: 0-50 tấn/Ha, 50-100 tấn/Ha và 100-đến 150tấn/Ha trên khu vực nghiên cứu.

Ứng dụng dữ liệu ảnh RADAR băng C và số liệu thực địa để tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng Bắc Bộ là khả thi và cho độ chính xác khá cao đối với các vùng rừng ngập mặn có giá trị sinh khối nhỏ hơn 150 tấn/ha.

2. Kiến nghị

Cần tiếp tục nghiên cứu mối tương quan giữa dữ liệu đo đạc sinh khối ngoài thực địa với các dữ liệu Radar của các kênh khác nhau và các phân cực khác nhau.

Với qui trình ước tính sinh khối này chúng ta có thể áp dụng với vùng nghiên cứu trên qui mô rộng hơn.

Kết quả tính toán sinh khối là một thông số quan trọng để tính toán tích lũy các bon của rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu.

Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu có thể sử dụng trong việc quản lí và qui hoạch phát triển cũng như trong kiểm kê và đánh giá chất lượng rừng tại khu vực nghiên cứu.

53

Phụ lục 1: Một số hình ảnh thực địa

54

Phụ lục 2: Mẫu và kết quả điều tra tầng cao cây ngập mặn

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 1 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 664253 Độ che phủ : 85%

Y 2238101 Mật độ (m2/1 cây) 0.5

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 16 2.55 1 1.3 56

2 Vẹt 12 1.91 0.9 1.2 72

3 Vẹt 18 2.87 1.4 1.4 26

4 Vẹt 22 3.50 1.5 1.5 23

5 Vẹt 25 3.98 1.5 1.4 15

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 2 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt

VỊ trí địa lý: X 664395 Độ che phủ : 80%

Y 2237384 Mật độ (m2/1 cây) 0.8

Người điều tra Toan

55

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 18 2.87 3.8 2 22

2 Sú 15 2.39 3.4 1.2 36

3 Sú 21 3.34 4.3 1.5 9

4 Sú 25 3.98 4.5 1.4 34

5 Sú 27 4.30 4.6 1.8 17

6 Sú 29 4.62 5 2 5

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 3 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 663607 Độ che phủ : 100%

Y 2237794 Mật độ (m2/1 cây) 0.6

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 11 1.75 2 1.1 56

2 Vẹt 12 1.91 2.4 1.2 42

3 Vẹt 18 2.87 3.5 1.4 37

4 Vẹt 24 3.82 3.7 1.5 28

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

56

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 4 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt

VỊ trí địa lý: X 663565 Độ che phủ : 90%

Y 2238006 Mật độ (m2/1 cây) 0.6

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 15 2.39 2.5 2 10

2 Vẹt 17 2.71 3.4 1.2 23

3 Vẹt 22 3.50 4 1.4 12

4 Vẹt 27 4.30 4.3 1.5 9

5 Vẹt 26 4.14 4.5 1.4 34

6 Vẹt 35 5.57 4.6 1.8 35

7 Vẹt 37 5.89 5 2 26

8 Vẹt 39 6.21 5 2.1 13

9 Vẹt 42 6.69 5.1 2.4 12

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 5 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 663571 Độ che phủ : 100%

Y 2237696 Mật độ (m2/1 cây) 0.5

57

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 13 2.07 1.7 1.5 98

2 Vẹt 17 2.71 2 1.9 65

3 Vẹt 21 3.34 2.6 2 31

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 6 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 663765 Độ che phủ : 100%

Y 2238424 Mật độ (m2/1 cây) 0.6

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 14 2.23 2.6 2 34

2 Sú 17 2.71 3 1.2 23

3 Sú 22 3.50 3.5 1.4 12

4 Sú 23 3.66 4 1.5 24

5 Sú 25 3.98 4.5 1.4 34

6 Sú 26 4.14 4.6 1.8 35

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

58

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 7 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt

VỊ trí địa lý: X 664050 Độ che phủ : 100%

Y 2239069 Mật độ (m2/1 cây) 0.5

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 15 2.39 3 1.2 34

2 Sú 20 3.18 3.4 1.5 24

3 Sú 13 2.07 2.5 1.1 43

4 Vẹt 17 2.71 3.2 1.4 9

5 Vẹt 20 3.18 3.5 1.5 21

6 Vẹt 23 3.66 4 1.9 32

7 Vẹt 25 3.98 4.7 2.1 19

8 Vẹt 29 4.62 5.2 2.3 13

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 10 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt, Trang

VỊ trí địa lý: X 663920 Độ che phủ : 90%

Y 2237604 Mật độ (m2/1 cây) 0.8

59

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 7.536 1.2 1.8 1 10

2 Sú 9.42 1.5 2.4 1.2 7

3 Trang 11.304 1.8 2.7 1.4 16

4 Sú 13.188 2.1 3 1.5 35

5 Trang 15.072 2.4 3.5 1.4 38

6 Trang 16.956 2.7 3.8 1.8 21

7 Trang 18.84 3 4 2 3

8 Trang 20.724 3.3 4.2 2.5 3

9 Trang 22.608 3.6 4.3 3 3

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 11 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Bần chua

VỊ trí địa lý: X 661957 Độ che phủ : 100%

Y 2236137 Mật độ (m2/1 cây) 0.5

Người điều tra Toan

TT Loài cây C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Bần chua 23 3.6 3 2 39

2 Bần chua 24 3.9 3.6 2.1 19

60

3 Bần chua 26 4.2 4.3 2.3 23

4 Bần chua 28 4.5 5 2.2 42

5 Bần chua 30 4.8 5.3 2.5 26

6 Bần chua 32 5.1 5.7 2.8 16

7 Bần chua 34 5.4 5.9 3 26

8 Bần chua 36 5.7 6 3 17

9 Bần chua 38 6 6.2 3.1 6

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 12 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt

VỊ trí địa lý: X 664540 Độ che phủ : 80%

Y 2240812 Mật độ (m2/1 cây) 0.8

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 13 2.17 3.2 1 62

2 Sú 15 2.39 3.4 1.2 28

3 Sú 18 2.87 4 1.4 36

4 Sú 21 3.34 4.3 1.5 26

5 Sú 25 3.98 4.5 1.8 8

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng

61

sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 13 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 661930 Độ che phủ : 100%

Y 2236636 Mật độ (m2/1 cây) 0.7

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 15 2.4 3 1 58

2 Vẹt 17 2.7 3.1 1.2 35

3 Vẹt 19 3 3.4 1.3 39

4 Vẹt 21 3.3 3.7 1.4 29

5 Vẹt 23 3.6 3.9 1.6 22

6 Vẹt 24 3.9 4 1.9 2

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 14 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Vẹt

VỊ trí địa lý: X 663422 Độ che phủ : 100%

Y 2236118 Mật độ (m2/1 cây) 0.6

Người điều tra Toan

TT Loài C 1.3 D 1.3 Hvn Dt (m) Số cây

62

cây (cm) (cm) (m)

1 Vẹt 9 1.5 1.8 2 60

2 Vẹt 11 1.8 2.4 1.2 54

3 Vẹt 13 2.1 3 1.4 43

4 Vẹt 15 2.4 3.3 1.5 28

5 Vẹt 17 2.7 3.8 1.4 13

6 Vẹt 19 3 4.2 1.8 13

7 Vẹt 21 3.3 5 2 15

8 Vẹt 23 3.6 5.2 2.1 28

Đề tài "Ứng dụng ảnh radar tính sinh khối rừng ngập mặn khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng"

Phiếu điều tra ô tiêu chuẩn tầng cao cây

OTC số: 15 Ngày 29/3/2011

Địa điểm : Vườn quốc gia Xuân Thủy Loài : Sú, vẹt

VỊ trí địa lý: X 664075 Độ che phủ : 80%

Y 2238700 Mật độ (m2/1 cây) 0.8

Người điều tra Toan

TT Loài cây

C 1.3 (cm)

D 1.3 (cm)

Hvn (m) Dt (m) Số cây

1 Vẹt 19 3 3.9 2 48

2 Sú 21 3.3 4 1.2 37

3 Sú 23 3.6 4.5 1.6 29

4 Sú 30 4.8 5 1.8 14

5 Sú 32 5.1 5.5 2.1 9

63

Tài liệu tham khảo

[1] Askne. J., Santoro. M., Boreal forest sterm volum estimation from multitemporal C-band Insar Observation.

[2] Autine. J. M., Mackey. B. G., Van Niel. K. P., 2003. Estimating forest biomass using satellite RADAR: an exploratary study in a temprate Australia Eucaliptus forest. Forest ecology management 176 (575-583).

[3] Cartus. O., Santoro. M., Schmullius. C., Yong. P., Zengyuan. L., 2008. Creation of large area forest biomass maps for North China using ERS-1/2 tandem coherence.

[4] Cronin. N.L.R., 2004. The potential of airborne polarimetric synthetic aperture radar data for quantifying and mapping the biomass and structural diversity of woodlands in semiarid Australia. A thesis summited in fulfilmentof requirements for the degree of Doctor of phylosophy. School of Biological Earth and Environment Sciences, The University of New South Wales.

[5] Drezet P.M.L., Quegan. S., 2006, Satellite based RADAR mapping of British forest aggge and Net Ecosystem. Forest Ecology and Management, 238 (2007) 65-80.

[6] Kugler. F., Papathanssiou. K. , Hajnsek. I., 2007, Forest Parameter Estimation in Tropical Forests by Means of Pol−InSAR: Evaluation of the INDREX II Campaign, ESA Pol-InSAR workshop.

[7] NASA., Biomass and wetlands maps Northern Acmerican Boreal Zone, http://www-radar.jpl.nasa.gov/boreal/background.html#above. Ngày truy cập 03 tháng 3 năm 2009.

[8] Nguyên.L.Đ. Ứng dụng tư liệu viễn thám vệ tinh để giám sát ự tăng trưởng của cây lúa. Phòng Địa Tin học – Viễn thám, Phân viện Vật lý tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST)

[9] Pham Van Cu, Tran Quoc Cuong, Le Xuan Thuyen, Nguyen Viet Phuong. 2003. Rice Mapping by SAR in the Service of Land Resources exploitation in Mekong Delta. Regional Conference Digital GMS, Bangkok 26-28th February 2003

[10] Rauste. Y., 2005, Multi-emporal JERS SAR data on Boreal forest biomass mapping, Remote sensing of environment 97 (2005) 263 – 275.

[11] Santoro. M., Beer. C., Shvidenko. A., Mc.Callum. I., Wegmüller. U., Wiesmann. A., Schmullius. C., Comparison of forest biomass estimates in Siberia using spaceborne SAR, Inventory based information and the LJB global vegetation model.

[12] Suganuma. H., Abe. Y., Taniguchi. M., Utsugi. H.T, Kojima. T., Yama. K., 2005, Stand biomass estimation method by canopy coverage for applicationto

64

remote sensing in an arid area of Western Australia. Forest Ecology and Management 222 (2006) 75–87.

[13] Thuy. L.T., 2007. ALOS K&Cproject updated. Centre for The Study of the Biosphere from Space – CESBIO.

[14] Tian. X., Li. Z., Chen. E., Pang. Y., Yang. Y., Schmullius. C., Cartus. O., Santoro. M., Toan. T.L., Large scale forest mapping in NorthEast China and map updating by using ERS-1/2 tandem and ENVISAT ASAR data.

[15] Phan Nguyên Hồng 1991. Hệ sinh thái rừng ngập mặn.

[16] Luis, R.Iverson, Andrew J.R.Gilespie and Ariel E.LuGo, Use of GIS for estimating potential and Actual forest biomass for Continental South and Southeast Asia.

[17] Symon Haykin, Adaptive Radar Signal Processing, Haminton Ontario, Canada.

[18] K. Jon Ranson, Roger H. Lang, Narinder S. Chauhan, Randal J. Cacciola, Ozlem Kilic; Mapping of boreal forest biomass from spaceborne synthetic aperture radar.

[19] Adrian Luckman, John Baker, Tatiana Mora Kuplich, Corina da Costa Freitas Y; A study of the relationship between radar backscatter and regenerating tropical forest biomass for spaceborne SAR instruments.

[20] LE TOAN, T.; BEAUDOI N, A.; RIOM, J.; GUYON, D. Relating forest biomass to SAR data. IEEE.

[21] NEEFF, T.; DUTRA, L.V.; SANTOS, J.R.; FREITAS, C.C.; ARAUJO, L.S. Tropical forest biomass measurement by backscatter and DEM information as derived from airborne SAR. In: International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS’03) – Learning from Earth’s shapes and colors. Toulouse, France. 21-25th Jul., 2003. IEEE.

[22] Christophe Proisy, Anthea Mitchell, Richard Lucas, François Fromard, Eric Mougin; Estimation of Mangrove Biomass using Multifrequency Radar Data. Application to Mangroves of French Guiana and Northern Australia, 2003.

[23] Saenger, P. and Snedaker, S. C. 1993. Pantropical trends in mangrove above-ground biomass and annual litterfall. Oecologia, 96: 293-299.

[24] Proisy, C., Mougin, E., Fromard, F., Trichon, V., Karam, M.A. 2002. On the influence of canopy structure on the polarimetric radar response from mangrove forest. Int. J. Remote Sensing, 23(20): 4197-4210.

65

[25] Imhoff, M. L. 1995. Radar backscatter and biomass saturation: Ramifications for global biomass inventory. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 33, pp. 511-518.

[26] Mougin, E., Proisy, C., Marty, G., Fromard, F., Puig, H., Betoulle, J.L. and Rudant, J.P. 1999. Multifrequency and multipolarization radar backscattering from mangrove forests. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing., 37 (1): 94-102.

[27] Proisy, C., Mougin, E., Fromard, F. and Karam, M.A. 2000. Interpretation of polarimetric radar signatures of mangrove forests. Remote Sens. Environ., 71: 56-66.

[28] Võ Thị Bích Liễu, 2007, Nghiên cứu sinh khối quần thể dà vôi (Ceriops tagal C. B. Rob) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Luận văn Thạc sĩ khoa học lâm nghiệp, Đại học Nông Lâm TP, Hồ Chí Minh

[29] Phan Nguyên Hồng (chủ biên), Trần Văn Ba, Viên Ngọc Nam, Hoàng Thị Sản, Vũ Trung Tạng, Lê Thị Trễ, Nguyễn Hoàng Trí, Mai Sỹ Tuấn, Lê Xuân Tuấn, 1999. Rừng ngập mặn Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

[30] Phan Nguyên Hồng, 1991. Sinh thái học thảm thực vật rừng ngập mặn Việt Nam. Luận án Tiến sĩ Khoa học Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội I, Hà Nội, Việt Nam.

[31] Floyd M.Henderson, Anthony J. Lewis, Principles and Application of Imaging Radar, 1998