Ứng dụng công nghệ GIS và ảnh viễn thám để đánh giá thảm rừng vườn quốc gia chư mom ray tỉnh kon tum

Ứng dụng công nghệ GIS và ảnh viễn thám để đánh giá thảm rừng vườn quốc gia chư mom ray tỉnh kon tum

1.Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Rừng là một trong những bộ phận quan trọng nhất của sinh quyển trên hành tinh chúng ta, nó không chỉ mang lại giá trị kinh tế to lớn mà còn có ý nghĩa đối với toàn nhân loại Ngoài ra, rừng còn có chức năng cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường, và cảnh quan du lịch,

Sự phát triển của nền văn minh nhân loại gây nên sức ép lớn đối với rừng và làm tăng thêm tính phức tạp trong mối quan hệ phụ thuộc của con người vào môi trường Hiện nay, quá trình công nghiệp hoá, hoá học hoá và

đô thị hoá ở các nước trên thế giới đang tác động mạnh đến sự cân bằng sinh thái môi trường Bên cạnh đó, tình trạng du canh, du cư và khai thác rừng bất hợp lý, đã huỷ diệt những diện tích rừng rộng lớn, phá huỷ các thành phần sinh học cần thiết cho sự tồn tại của con người, gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng về thiên tai

ở Việt Nam, tổng diện tích đất tự nhiên khoảng gần 33 triệu ha [30, tr.1], trong đó gần ba phần tư diện tích là đồi và núi.Trong nửa thế kỷ qua, do chiến tranh tàn phá và thiên tai cùng với các hoạt động phá rừng, khai thác lâm sản bừa bãi, đốt nương làm rãy đã làm mất đi khoảng triệu ha rừng (trung bình xấp xỉ 100.000 ha/năm)[30], [19], để lại nhiều hậu quả xấu không chỉ làm giảm sút khả năng cung cấp của rừng, mà còn gây ra tai hoạ cho đời sống con người như lũ lụt, hạn hán, xói mòn dẫn đến suy kiệt đất đai, phá huỷ các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông và ô nhiễm môi trường sống

Những năm gần đây, mặc dù Nhà nước đã có những chính sách cho việc khôi phục rừng, nhưng kết quả chưa đủ bù đắp phần diện tích rừng bị mất hàng năm, trong khi đó chất lượng rừng tiếp tục bị suy thoái nghiêm trọng

Trước mắt, nhiệm vụ bảo vệ, phát triển và kinh doanh rừng không chỉ là vấn đề riêng của ngành Lâm nghiệp, của các chuyên gia về rừng mà nó đã trở thành một vấn đề của toàn xã hội

Vườn quốc Gia Chư Mom Ray (VQGCMR) nằm ở Cao nguyên miền trung Việt Nam, phân bố trên cả hai huyện Sa Thầy và Ngọc Hồi của tỉnh Kon Tum có diện tích 56.621 ha Đây là một khu bảo tồn thiên nhiên nổi bật có nhiều loại thảm thực vật nguyên sinh, trong đó chứa khoảng 187 loài đang bị

đe doạ ở cấp quốc gia, nhiều loài trong số đó được liệt kê là bị đe doạ trên toàn cầu Hệ động vật của VQGCMR cũng đa dạng không kém với ít nhất 97 loài thú và 210 loài chim khác nhau.(Văn phòng VQGCMR [5])

Việc cần có các thông tin và số liệu điều tra rừng phục vụ cho quản lý và phát triển một cách nhanh chóng, kịp thời, bảo đảm độ chính xác đồng bộ cho VQGCMR, đồng thời phải thường xuyên theo dõi đánh giá mức độ biến động thảm rừng là một việc làm hết sức cần thiết Hiện nay có nhiều phương pháp cũng như cách tiếp cận khác nhau để theo dõi, đánh giá sự thay đổi thảm rừng Trong đó, ứng dụng viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phương pháp hiện đại và là những công cụ mạnh, có khả năng giúp giải quyết những vấn đề

về không gian ở tầm vĩ mô trong một thời gian ngắn và trên một diện tích rộng Sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao và kỹ năng xử lý số liệu của hệ thống thông tin địa lý (GIS) chúng ta hoàn toàn có cơ sở để xác định sự thay

đổi thảm rừng cả về số lượng và vị trí phân bố

Đánh giá về sự thay đổi thảm rừng qua các thời điểm khác nhau đã có nhiều tác giả đề cập trong nhiều các công trình và đề tài nghiên cứu Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào những hoàn cảnh cụ thể cũng rất cần được nghiên cứu để tìm ra cách tiếp cận hợp lý cũng như đánh giá khả năng ứng dụng của chúng một cách đúng đắn

1.2 Mục đích đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.2.1.Mục đích nghiên cứu

- Đánh giá sự thay đổi các loại thảm rừng VQGCMR ở hai thời điểm 1989

và 2001

1.2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu thảm rừng VQGCMR bằng sử dụng các loại ảnh vệ tinh, công nghệ viễn thám và GIS ( Geographical information systems)

- Đề tài tập trung nghiên cứu toàn bộ phạm vi ranh giới VQGCMR ở hai thời điểm 1989 và 2001

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

ở nước ta trong những năm gần đây, nạn phá rừng bừa bãi đã gây nhiều hậu quả xấu không chỉ làm giảm sút khả năng cung cấp của rừng mà còn gây

ra hoặc làm trầm trọng thêm tai hoạ cho đời sống con người như lũ lụt, hạn hán dẫn đến suy kiệt đất đai, phá huỷ các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông, ô nhiễm môi trường…

VQGCMR nằm trong khu vực núi, là một phần của dãy Trường sơn

Đây là khu vực đầu nguồn quan trọng và cung cấp nước cho hồ chứa nhà máy thuỷ điện Ya Ly và Sê San Tại khu vực mà ở đó rừng đã bị khai thác và chặt, khu rừng của Vườn Quốc Gia(VQG) giúp cho điều hoà khí hậu và thời tiết

Các nguồn tài nguyên sinh học của VQG là một nguồn lưu trữ gen rất quan trọng và nuôi dưỡng sinh thái của vùng đệm Các quần thể của VQG bổ sung cho các quần thể ở vùng đệm đã bị thu hẹp và thực vật và động vật của VQG rất quan trọng để bổ sung cho các khu bảo vệ khác ở Việt Nam Do đó, việc theo dõi tài nguyên rừng là việc làm rất cần thiết để các nhà lãnh đạo có căn cứ đưa ra các hoạch định để sử dụng, bảo vệ tài nguyên rừng một cách hợp

lý nhằm góp phần bảo toàn tính đa dạng sinh học và phát triển bền vững ở VQGCMR nói riêng và Việt Nam nói chung

Đề tài đưa ra quy trình cụ thể về khả năng ứng dụng của ảnh viễn thám

và hệ thông tin địa lý, kỹ thuật xử lý ảnh số trong đánh giá thảm rừng vào thực tiễn ở VQGCMR

1.4 Những đóng góp của đề tài

• Góp phần khẳng định khả năng ứng dụng kỹ thuật xử lý số có giám định trên tư liệu vệ tinh có độ phân giải cao (LANDSAT.TM) để phân loại trạng thái rừng ở VQGCMR nói riêng và rừng nói chung

• Xây dựng được một hệ thống phân loại thảm rừng tương đối phù hợp với khả năng nhận biết và phân loại các đối tượng của phương pháp xử lý số trên tư liệu viễn thám

• Đã chỉ ra sự thay đổi cụ thể của các loại thảm rừng trong VQGCMR tại thời điểm năm 1989 và năm 2001

2.Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Một trong những ứng dụng quan trọng của viễn thám là nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và môi trường Viễn thám - tiếng Anh là “the remote sensing”- có thể coi như một phương thức thu nhận thông tin về các đối tượng

từ một khoảng cách nhất định, mà không cần những tiếp xúc trực tiếp với chúng Phương pháp viễn thám được dựa trên nguyên lý cơ bản là: Các đối tượng tự nhiên trên bề mặt trái đất đã hấp thụ, phản xạ hoặc bức xạ sóng điện

từ trên các dải phổ khác nhau với cường độ khác nhau[15], [23] Các tín hiệu này được những thiết bị đặt trên phương tiện bay trên không tiếp nhận ghi lại hoặc chuyển về các trạm thu trên mặt đất để xử lý Hay nói cách khác: Các thông tin thu được là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những biến đổi mà

đối tượng tác động tới môi trường xung quanh Trên cơ sở nguyên lý cơ bản này, phương pháp viễn thám nói chung, viễn thám trong điều tra rừng nói riêng đã được hình thành và phát triển ngày càng hoàn thiện trong sự phát triển không ngừng của các lĩnh vực kỹ thuật có liên quan (các thiết bị bay, chụp, truyền thông tin, hệ thống in ấn, sao chụp , xử lý ảnh ) Như vậy hiểu một cách đầy đủ, phương pháp viễn thám được tổ chức thực hiện cả ở tầng không trung và ngay trên mặt đất Sự phối hợp bổ sung thông tin giữa các tầng

sẽ tạo ra sự hiểu biết sâu sắc, chính xác và ngày càng toàn diện tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng[16] Do tất cả các đối tượng tự nhiên trên bề mặt trái đất, ở một góc độ nào đó đều được phản ánh một phần đặc điểm, nội dung trên tư liệu viễn thám, nên kỹ thuật viễn thám thực chất là một kỹ thuật liên ngành bao gồm nhiều lĩnh vực nội dung, kỹ thuật của các chuyên môn phức tạp khác nhau, đồng thời ứng dụng của chúng cũng vô cùng phong phú Dưới đây chúng tôi trình bày những nét cơ bản nhất

về lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám nói chung và viễn thám ứng dụng

trong Lâm nghiệp nói riêng cùng một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước

2.1 Lược sử nghiên cứu về viễn thám

Lịch sử về viễn thám cho thấy, sự phát triển của kỹ thuật viễn thám luôn gắn liền với sự phát triển của kỹ thuật chụp ảnh Bức ảnh đầu tiên được chụp vào năm 1839, tới năm 1849 Aime Laussedat người Pháp đã khởi đầu một chương trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập bản đồ địa hình[31] Đến giữa thế kỷ thứ 19 người ta đã sử dụng kinh khí cầu để chụp ảnh từ trên không

và bức ảnh hàng không đầu tiên được chụp từ kinh khí cầu cũng là do Laussedat chụp vào năm 1858 Sang đầu thế kỷ thứ 20 người ta đã thử nghiệm chụp ảnh từ trên không bằng máy bay và bức ảnh đầu tiên được chụp từ máy bay đã được Wibur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia[15]

Theo Nguyễn Đình Dương[15], Phạm Vọng Thành[23], vào giữa những năm 1930 người ta đã chụp ảnh màu và tiến hành nhiều cuộc nghiên cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tán xạ và mù khí quyển Trong chiến tranh thế giới lần thứ hai người ta đã nghiên cứu các tính chất phản xạ phổ của bề mặt địa hình và chế thử các lớp cảm quang cho việc chụp ảnh màu hồng ngoại Đến năm 1956 việc thử nghiệm khả năng chụp ảnh hồng ngoại từ máy bay đã được tiến hành trong việc phân loại và phát hiện các kiểu loại thực vật Năm 1960 được sự bảo trợ của cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ, nhiều cuộc thử nghiệm về ứng dụng ảnh hồng ngoại màu và ảnh đa phổ đã

được tiến hành Những thành tựu trong lãnh vực này đã đưa đến sự phóng vệ tinh Landsat vào những năm 1970 Việc ứng dụng vệ tinh nhân tạo đã tạo ra khả năng thu nhận thông tin có tính toàn cầu và các hành tinh trong đó có cả trái đất và môi trường xung quanh chúng Hiện nay tư liệu viễn thám vệ tinh

được sử dụng rộng rãi nhất là các vệ tinh khí tượng và vệ tinh tài nguyên Vệ tinh NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) được phóng lần đầu tiên lên quỹ đạo năm 1978 và đã cung cấp ảnh theo chế độ cập nhật với độ phân giải không gian 1,1 km Từ năm 1972 tới nay Hoa Kỳ đã phóng 5

vệ tinh tài nguyên Hai vệ tinh đầu trang bị bộ cảm đa phổ 4 kênh MSS với độ phân giải 80m Vệ tinh Landsat3 đã được trang bị bổ xung thêm một kênh hồng ngoại với độ phân giải 240m Ngoài tư liệu MSS vệ tinh Landsat 4 và 5 còn cung cấp thêm loại tư liệu là TM với 7 kênh phổ, trong đó có 6 kênh độ phân giải không gian là 30m ở dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại gần, 1 kênh

độ phân giải không gian 120m cho dải sóng hồng ngoại nhiệt Năm 1985 Pháp cũng đã phóng vệ tinh SPOT với bộ cảm HRV có 3 kênh phổ độ phân giải 20m và một kênh toàn sắc có độ phân giải 10m Gần đây, năm 1988 Nhật bản phóng vệ tinh quan sát biển MOS-1, vệ tinh này trang bị bộ cảm MESSR có

độ phân giải không gian 50m ấn Độ cũng đã phóng thành công vệ tinh tài nguyên với bộ cảm có các thông số kỹ thuật tương đương với MSS Đến tháng

8 năm 1996 cơ quan thiết kế kỹ thuật chính là NASDA của Nhật Bản đã phóng vệ tinh ADEOS lên quỹ đạo với mục đích chủ yếu là giải quyết các vấn

đề về môi trường khí hậu thế giới Với mục đích này ADEOS mang nhiều loại

bộ cảm phục vụ nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó bộ cảm AVNIR có mục đích rất quan trọng nhằm nghiên cứu trạng thái lớp phủ thực vật[15], [23] Mới đây Pháp đã phóng tiếp vệ tinh SPOT.4 vào tháng 3 năm

1998 Vệ tinh này khác với SPOT.3 là có thêm đầu chụp với tên Vegetation gồm 4 kênh phổ độ phân giải 1km Đến tháng 4 năm 1999 Mỹ đã phóng vệ tinh LANDSAT.7 với đầu chụp có tên ETM gồm 7 kênh phổ giống LANDSAT.TM và 1 kênh toàn sắc độ phân giải 15mét

Trong vùng sóng dài của sóng điện từ, các hệ thống siêu cao tần chủ

động radar đã được sử dụng ngay từ đầu thế kỷ 20 cho việc theo dõi và phát hiện các vật thể chuyển động và nghiên cứu tầng ion Ngày nay sự ứng dụng

của nó đã trở nên rất đa dạng và phong phú trong lĩnh vực thăm dò tài nguyên Người ta đã sử dụng viễn thám radar để nghiên cứu đại dương, khí quyển, các cấu trúc trên bề mặt và gần bề mặt của vỏ trái đất Gần đây viễn thám radar chủ động càng phát triển mạnh mẽ có khả năng nghiên cứu xác định được sinh khối của thực vật Vì vậy các ứng dụng của viễn thám radar chủ động rất đa dạng, phong phú và có nhiều triển vọng

Nói chung, sự ra đời và phát triển của khoa học kỹ thuật viễn thám luôn gắn liền với lịch sử ra đời và phát triển của viễn thám trong Lâm nghiệp Dưới

đây là tóm tắt một số các công trình nghiên cứu của các tác giả trên thế giới và trong nước

2.1.1 Trên thế giới

Mặc dầu bức ảnh hàng không đầu tiên được chụp bằng kinh khí cầu do một người Pháp có tên Laussedat chụp từ năm 1858, nhưng mãi đến tháng 9 năm 1887 mới có một kỹ sư Lâm nghiệp người Đức thử nghiệm đoán đọc cây rừng trên ảnh hàng không[11] Theo GS.TS Vũ Tiến Hinh, TS.Phạm Ngọc Giao thì Spurr.S đã chia lịch sử viễn thám trong Lâm nghiệp trên thế giới thành ba giai đoạn chính [31], như sau:

"- Giai đoạn một: Từ cuối thế kỷ thứ 19 đến trước chiến tranh thế giới lần thứ nhất, đánh dấu bằng sự ra đời ảnh hàng không, kính lập thể và những thử nghiệm lẻ tẻ ban đầu về ứng dụng của chúng trong Lâm nghiệp Thí dụ một số thí nghiệm của Rudolf Kobsa và Ferdinand Wang (áo–1892), Hugershoff.R (Đức-1911), Hans Dock (áo-1913)

- Giai đoạn hai: Từ chiến tranh thế giới lần thứ nhất đến cuối chiến tranh thế giới lần thứ hai Giai đoạn này đã ghi nhận thành công của một số tác giả ở một số nước: Xây dựng bản đồ rừng từ ảnh hàng không ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh(1924), điều tra trữ lượng

rừng từ ảnh hàng không ở Mỹ(1940) Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff Tuy nhiên giai đoạn này vẫn chưa xây dựng hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đoán đọc

ảnh hàng không

- Giai đoạn ba: Từ chiến tranh thế giới lần thứ hai đến nay: Cùng với sự phát triển về khoa học và kỹ thuật, việc nghiên cứu ứng dụng viễn thám ngày càng phát triển rộng rãi ở nhiều nước Kỹ thuật viễn thám phát triển theo chiều hướng ngày càng phong phú, tinh vi, chính xác và cập nhật hơn với hai hệ thống chính là “ Interkosmos” và “Landsat” Song song với hai hệ thống trên

là hệ thống các trạm thu và xử lý thông tin có ở nhiều nước trên thế giới như Canada, Brasin, ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc Gần đây hệ thống vệ tinh và

ảnh Spot, ảnh ADEOS đã nâng cao hơn nữa khả năng của kỹ thuật viễn thám ứng dụng trong Lâm nghiệp"

Song song với sự cải tiến về thiết bị bay chụp và tính năng thông tin, các kỹ thuật xử lý thông tin cũng không ngừng đạt được những tiến bộ về mặt phương pháp Từ những kỹ thuật xử lý khai thác thông tin dựa trên nguyên tắc quang cơ và nhận biết bằng mắt, đến xử lý tự động theo nguyên tắc xử lý số Ngày nay kỹ thuật xử lý số ảnh viễn thám có khả năng liên kết với hệ thông tin địa lý nên rất thuận lợi trong việc khai thác thông tin tạo ra các tờ bản đồ chuyên đề thứ cấp mang những thông tin theo ý muốn Đặc biệt là khả năng lưu trữ kết quả phân loại rất đơn giản Đây là khả năng mà những phương pháp truyền thống không thể làm được

Phương pháp xử lý ảnh số (Digital image processing) đã được nghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến ngay từ những năm 1970 ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Canada, Thuỵ Điển, Pháp, Nhật Bản, Bỉ Sau đó nhanh chóng phổ cập tại các nước trong khu vực châu á như: ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Philipine, Malaysia[11] Tại các quốc gia này,

và đưa vào sử dụng rất có hiệu quả như các máy tính có cấu hình mạnh Bên cạnh đó, các chương trình xử lý ảnh chuyên dụng có các tính năng mạnh cũng

được phát triển ngày càng nhiều như: Pericolor, Dragon, DID, PCI Một số năm gần đây đã xuất hiện một số chương trình phần mềm tổng hợp bao gồm cả xử lý ảnh và làm bản đồ như : Idrisi, ilwis, erdas Điều này chứng tỏ Viễn thám và GIS đã được cấu thành trong một hệ thống chặt chẽ Đồng thời hệ thống xử lý, phân tích và quản lý số liệu cũng đã được xem xét và đã hình thành trong những chức năng cơ bản của các phần mềm

Trong hội nghị khoa học quốc tế bàn về vấn đề theo dõi lớp phủ thực vật từ ngày 29 đến ngày 31 tháng 8 năm 1995 tại Chiba Nhật Bản có rất nhiều báo cáo xung quanh việc sử dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu các phương pháp, kỹ thuật và công nghệ để phân loại các đối tượng, phân tích môi trường, nghiên cứu biến động và xây dựng bản đồ Ví dụ: Việc sử dụng tư liệu

vệ tinh MOS-1 với chỉ số thực vật KVI để nghiên cứu, kiểm tra phát hiện nạn phá rừng ở Luzon Philippin[34], Sử dụng chỉ số thực vật trên tư liệu vệ tinh kết hợp với Hệ thông tin địa lý (GIS) để lập kế hoạch chống xói mòn đất và nghiên cứu sự phục hồi rừng[40] Trong hội nghị này còn đề cập đến nhiều báo cáo đã sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian để nghiên cứu sự biến động thực vật và diện tích mặt nước hồ[42], nghiên cứu biến động của đồng cỏ[64], xây dựng bản đồ sản lượng và bản đồ cây trồng nông nghiệp[36]

Tại hội nghị viễn thám châu á lần thứ 18 được tổ chức tại Kualalumpur-Malaysia từ ngày 20 đến ngày 24 tháng 10 năm 1997 cũng có nhiều báo cáo liên quan đến vấn đề ứng dụng khoa học viễn thám trong Lâm nghiệp như: Xây dựng mô hình theo dõi, kiểm tra, đánh giá và làm bản đồ mật

độ thảm rừng, trên cơ sở ứng dụng chỉ số thực vật cùng với các loại chỉ số khác, tư liệu sử dụng là Landsat TM [50] Cũng trong hội nghị này có báo cáo khoa học nghiên cứu phát hiện biến động rừng bởi kỹ thuật viễn thám[50], tư liệu sử dụng là các band 3,4,5 TM tại các thời điểm 1982, 1988 và 1993 ở Thái Lan Trong đó, sử dụng phương pháp giải đoán bằng mắt trên ảnh tổ hợp màu tỷ lệ 1/50.000 được chụp ngày 20/2/1988 và trên ảnh tổ hợp màu tỷ lệ 1/250.000 cho ảnh 1993, chụp ngày 01/01/1993, còn tư liệu năm 1982 được lấy từ bản đồ rừng hiện hành tỷ lệ 1/250.000 của năm 1982 Tiến hành số hoá kết quả giải đoán ảnh năm 1988, 1993 và bản đồ rừng hiện hành năm

1982, rồi đưa vào quản lý ở chương trình SPAN GIS để đánh giá mức độ biến

động qua các giai đoạn Kết quả nghiên cứu này được dựa trên một dãy cơ sở

số liệu không đồng bộ về tỷ lệ và chủng loại, đồng thời tỷ lệ ảnh quá nhỏ cho việc giải đoán bằng mắt nên kết quả đánh giá biến động chưa đủ sức thuyết phục, nhưng ở đây đã có sự kết hợp giữa kỹ thuật viễn thám với hệ thông tin

địa lý để tạo ra bản đồ biến động làm sinh động thêm kết quả nghiên cứu

Hội nghị Viễn thám Châu á lần thứ 19 tổ chức tại Manila-Philippines

từ ngày 16 đến ngày 20 tháng 11 năm 1998 [45], và lần thứ 20 tổ chức tại Hong Kong từ ngày 22 đến ngày 25 tháng 11 năm 1999 [46], cũng có nhiều báo cáo về sử dụng ảnh vệ tinh vào xây dựng bản đồ Lâm nghiệp, theo dõi biến động rừng của các nước như: Nhật Bản, Malaysia, Philippin, Thái Lan Song về phương pháp vẫn chưa có gì thay đổi đáng kể so với các báo cáo tại Hội nghị Viễn thám Châu á lần thứ 18

Ngày nay công nghệ tin học đang phát triển như vũ bão, nó thâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế quốc dân và các ngành khoa học có liên quan đến điều tra, xây dựng cơ bản và quản lý bảo vệ tài nguyên môi trường Chính nhờ công nghệ thông tin mà kỹ thuật viễn thám cũng được nâng lên một mức cơ bản về chất Bởi lẽ trước đây việc khai thác các thông tin trên ảnh viễn thám chủ yếu sử dụng phương pháp giải đoán bằng mắt, thì ngày nay việc

xử lý này có thể được tiến hành tự động trên máy tính với tốc độ và độ chính xác cao hơn nhiều Bằng các phần mềm xử lý ảnh chuyên dụng kết hợp với hệ thông tin địa lý có thể khai thác các tư liệu viễn thám một cách hữu hiệu hơn,

có khả năng chồng xếp tạo ra các bản đồ thứ cấp mà bằng phương pháp truyền thống trước đây không thể làm được

Hiện nay tại các viện nghiên cứu, các trường đại học, việc ứng dụng công nghệ tin học để khai thác các thông tin trên tư liệu viễn thám bằng phương pháp xử lý số trong thành lập bản đồ chuyên đề đã trở lên phổ biến Tại Viện Điều tra Quy hoạch rừng người ta đã sử dụng chương trình ILWIS, ENVI 3.5, ERDAS 8.5 để thành lập bản đồ hiện trạng rừng Phòng viễn thám thuộc Viện Địa lý đã sử dụng phần mềm xử lý ảnh WINASEAN để thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ (Land cover) bằng phương pháp xử lý số vào đầu những năm 1990

Cũng trong năm 1996, Phạm Văn Cự đã báo cáo Luận án phó tiến sĩ khoa học Địa lý-Địa chất, với đề tài “ Xây dựng bản đồ địa mạo một vùng

đồng bằng trên cơ sở phối hợp hệ xử lý ảnh số và hệ thông tin địa lý” [9]

Tại hội thảo ứng dụng viễn thám trong quản lý môi trường Việt Nam vào ngày 20 tháng 9 năm 1999 tại Hà Nội đã có hàng loạt các báo cáo khoa học sử dụng phương pháp viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý để theo dõi

đường bờ vùng ven biển Bắc trung bộ[33], Để nghiên cứu hiện trạng và biến

động môi trường[22], đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất[32], quản lý môi trường vùng rừng ngập mặn[8] Đồng thời trong hội thảo này đã có một

số tác giả sử dụng tư liệu Landsat TM đa thời gian cùng với phương pháp xử

lý số kết hợp với giải đoán bằng mắt trên màn hình để nghiên cứu, đánh giá biến động diện tích rừng trên 3 khu vực: Lai Châu(1991-1995), Nghệ An(1989

- 1995) và Lâm Đồng(1990 - 1996) [51]

Nói chung Các công trình nghiên cứu trong nước đã nêu ở trên có nhiều báo cáo đề cập đến việc ứng dụng phương pháp viễn thám trong phân loại thảm thực vật và nghiên cứu biến động diện tích rừng Nhưng chủ yếu vẫn sử dụng phương pháp giải đoán bằng mắt là chính, hoặc kết hợp giữa giải đoán bằng mắt với giải đoán số, thang phân loại thường không phù hợp với yêu cầu của thực tiễn Lâm nghiệp mà chủ yếu kết quả nghiên cứu được sử dụng cho vấn đề nghiên cứu về môi trường Vì vậy chúng tôi xin điểm qua quá trình cũng như kết quả ứng dụng viễn thám trong lâm nghiệp ở nước ta như sau:

Việc ứng dụng viễn thám trong Lâm nghiệp ở Việt Nam có thể nói bắt

đầu từ năm 1958 đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để phục vụ điều tra rừng gỗ trụ mỏ khu Đông Bắc Từ năm 1970 đến năm 1975

ảnh máy bay đã được dùng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc[31] Sau năm

1975 kỹ thuật này được dùng phổ biến trong điều tra rừng cả nước Về ứng dụng ảnh vệ tinh trong lâm nghiệp đã thử nghiệm từ những năm 1976 với ảnh Landsat MSS và đến năm 1979 chính thức bắt tay vào xây dựng bản đồ thảm rừng từ ảnh vệ tinh cho cả nước ở tỷ lệ 1/1.000.000 Từ năm 1981 trở lại đây lần lượt các tư liệu ảnh máy bay đa phổ MKF-6, ảnh LandsatIII, Landsat TM, KATE-140, Spot đã được đưa vào sử dụng để nghiên cứu diến biến tài nguyên rừng và xây dựng các bản đồ rừng cho các địa phương trong tập ATLAS quốc gia [31] Kết quả của công tác xây dựng bản đồ rừng trên cơ sở viễn thám đã được ứng dụng trong suốt 20 năm qua cho nhiều chương trình, dự án khác nhau trong nước cũng như hợp tác quốc tế như sau [7, tr.22], [30, tr.5]:

Điều tra tài nguyên rừng toàn quốc (1979 –1982) – Dự án VIE 79/014

do FAO tài trợ

Chương trình quy hoạch Tây nguyên (1982-1983)

Điều tra vùng nguyên liệu giấy (1983-1985) – Chương trình phát triển Lâm nghiệp – SIDA

Nghiên cứu biến động rừng ngập mặn Cà Mau (1985)

Dự án về thành lập bản đồ sử dụng đất đầu nguồn sông Mê công 1987) – UB Mêkông

(1986-Đề án thành lập bản đồ sử dụng đất toàn quốc (1991-1993) – Viện KHVN

Xử lý ảnh vệ tinh số Lansat TM phục vụ chỉnh lý, xây dựng bản đồ rừng

tỷ lệ 1/25000 tỉnh Thanh Hoá , tỉnh Đồng Nai(1999) Trung tâm tư vấn Thông tin Lâm Nghiệp(CFIC), Viện Điều tra Quy hoạch rừng

ứng dụng tư liệu viễn thám độ phân giải trung bình phục vụ giám sát và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ (2002) của Nguyễn Đình Dương, Viện Địa lý – Trung tâm khoa học

tự nhiên và công nghệ Quốc gia (sử dụng ảnh vệ tinh MODIS)

2.2 Rừng Việt Nam và rừng Vườn Quốc Gia Chư Mom Ray

2.2.1 Những đặc trưng cơ bản và một số vấn đề phân loại trạng thái rừng Việt Nam

Những khái niệm đơn giản nhất về rừng được hình thành ngay từ những buổi đầu khi mà loài người tiếp xúc với giới tự nhiên Lịch sử càng phát triển, những khái niệm về rừng được tích lũy, nhân lên và hoàn thiện thành những học thuyết về rừng Năm 1935, A.Tenslay, nhà sinh thái học người Anh, đề xướng học thuyết về hệ sinh thái (Ecosysteme)[14], [19] Theo học thuyết

này, rừng là một hệ sinh thái Thành phần đặc trưng của hệ sinh thái rừng là

quần xã thực vật rừng, chủ yếu là cây rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng,

còn đất rừng là tấm gương phản ánh quá trình chuyển hoá năng lượng và chu trình sinh địa hoá học diễn ra trong hệ sinh thái rừng[14] Năm 1944 V.N Sukasốp nhà lâm sinh học người Nga đã kế thừa và phát triển học thuyết về rừng của G.F Môrôdôp và đề xướng học thuyết sinh địa quần lạc Học thuyết sinh địa quần lạc thực chất là một khái niệm rộng bao gồm quần lạc sinh địa hoang dã , quần lạc sinh địa dưới nước, quần lạc sinh địa rừng, quần lạc sinh

địa đồng cỏ, v.v V.N Sukasốp đã định nghĩa:

"Quần lạc sinh địa rừng nên hiểu là một khoảnh rừng sinh trưởng trên một khoảnh đất đai nhất định, có sự thuần nhất về tổ thành, cấu trúc và những đặc tính của các thành phần hợp thành, cả về mối quan hệ lẫn nhau, nghĩa là thuần nhất về thảm thực vật, thế giới động vật, vi sinh vật, lớp đá mẹ và điều kiện thuỷ văn, tiểu khí hậu (khí quyển) và đất, về sự tác động lẫn nhau giữa chúng, về kiểu trao đổi vật chất và năng lượng giữa các thành phần hợp thành và với các hiện tượng tự nhiên khác”[ 19, tr.21]

Điểm giống nhau giữa học thuyết “hệ sinh thái” và “sinh địa quần lạc”

là ở chỗ cả hai học thuyết đều dùng để nghiên cứu một đơn vị tự nhiên đứng trên quan điểm sinh thái học, dựa trên cơ sở quá trình tích luỹ và chuyển hoá vật chất năng lượng Nhưng khái niệm về hệ sinh thái bao gồm một phạm vi rộng hơn, từ gốc cây, khu rừng, đồng cỏ cho đến đại dương, vi hệ sinh thái trong phòng thí nghiệm, con tàu vũ trụ hay thành phố cũng đều là hệ sinh thái Trái lại, khái niệm quần lạc sinh địa chỉ giới hạn ở những nơi có quần lạc sinh vật tồn tại Như vậy, hệ sinh thái rừng và quần lạc sinh địa rừng là hoàn toàn

đồng nghĩa với nhau[14], [21]

Trong thực tế mỗi vùng địa lý khác nhau, có một tổ hợp các nhân tố sinh thái khác nhau sẽ hình thành nên một kiểu rừng đặc trưng, và tạo nên một cảnh quan địa lý riêng biệt Khác với rừng ôn đới với đặc trưng cơ bản là rừng thuần loài lá kim đều tuổi rụng lá, rừng nhiệt đới có đặc trưng phổ biến

là rừng hỗn loài lá rộng khác tuổi thường xanh Ngay trong một vùng khí hậu như nhau thì đất đai là nhân tố quyết định phân bố rừng như: rừng núi đá vôi, rừng ngập mặn, rừng chàm, rừng chống cát bay ven biển, v.v đều có những

đặc trưng cơ bản rất khác nhau Như vậy sự phát sinh phát triển của rừng không thể tách rời môi trường địa lý Chính vì vậy đã có quan điểm cho rằng: rừng còn là một hiện tượng địa lý(G.F Môrôđốp – 1900)

Như chúng ta đã biết, môi trường có ảnh hưởng quyết định đến phân

bố, sinh trưởng, phát triển, cấu trúc năng suất và tính ổn định của rừng Các tính chất và đặc điểm của rừng không chỉ phụ thuộc vào cấp đất, vào điều kiện khí hậu mà còn phụ thuộc vào vị trí địa lý Vì vậy người ta đã phân ra các loại rừng như : rừng ôn đới, rừng á nhiệt đới, rừng mưa nhiệt đới.v.v Trong đó, rừng mưa nhiệt đới chiếm trên 50% diện tích rừng trên toàn thế giới

và chiếm gần một phần mười diện tích đất đai trên thế giới [19] Rừng nhiệt

đới có nhiều loại gỗ quý phân bố chủ yếu ở các nước đang phát triển, nơi đây yêu cầu xây dựng kinh tế văn hoá và cải thiện đời sống nhân dân đang đặt ra một nhiệm vụ cấp bách là phải khai thác hợp lý, bảo vệ và phát triển các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong đó có tài nguyên rừng Ngoài ý nghĩa có giá trị về kinh tế, rừng nhiệt đới với tính đa dạng và đặc thù riêng, nó còn có ý nghĩa lớn hơn nhiều đó là bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái Chính vì vậy rừng nhiệt đới còn được tượng trưng như “lá phổi xanh” của nhân loại và nhiệm vụ bảo vệ thảm thực bì rừng nói chung, rừng nhiệt đới nói riêng là bảo

vệ sự sống của loài người[19]

2.2.2 Đặc trưng cơ bản của rừng Việt Nam

Rừng nước ta thể hiện những đặc trưng cơ bản của rừng mưa nhiệt đới Theo điều tra thống kê, ở nước ta có khoảng 7004 loài thực vật bậc cao thuộc

1850 chi và 289 họ (Thái Văn Trừng - 1978) và 1332 loài động vật ( theo tài liệu của UBKHKT nhà nước và Võ Quý - 1981) Ngoài ra, khu hệ thực vật phong phú của Việt Nam là nơi hội tụ của ba luồng thực vật di cư từ khu hệ

Malaixia – Indonexia; khu hệ Himalaya - Vân Nam - Quí Châu; khu hệ ấn

Độ - Miến Điện [20] Rừng nước ta có nhiều loại gỗ quý , đặc sản và dược liệu có giá trị Nó được phân bố hầu hết ở vùng trung du và vùng núi, chiếm

ba phần tư đất đai toàn quốc và chiếm một vị trí chiến lược quan trọng trong việc phát huy tác dụng phòng hộ và quốc phòng Trải dài trên 15 vĩ độ ở vùng nhiệt đới bắc bán cầu, chịu ảnh hưởng của đại dương, địa hình chia cắt đã làm cho hệ sinh thái rừng Việt Nam đa dạng từ rừng thông ôn đới, rừng thông á nhiệt đới, rừng hỗn giao lá kim, rừng hỗn giao lá rộng, rừng mưa nhiệt đới cho đến rừng xích đạo[20] Đặc điểm của rừng mưa nhiệt đới là có nhiều gỗ quý nhưng lại mọc chậm Điều đáng lo ngại là diện tích rừng mưa nhiệt đới ngày càng thu hẹp, chất lượng rừng ngày càng bị thoái hoá do nạn lửa rừng,

do phương thức trồng trọt du canh du cư, do chăn nuôi gia súc, do khai hoang canh tác nông nghiệp và khai thác rừng không hợp lý Điều đó không chỉ làm suy giảm tài nguyên rừng mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường sống Theo thống kê của Liên hiệp quốc, hàng năm có 11.000.000 ha rừng nhiệt đới bị phá huỷ Riêng khu vực châu á - Thái Bình Dương hàng năm mất đi 1.800.000 ha rừng, tương đương mỗi ngày mất đi

5000 ha rừng nhiệt đới[19] ở Việt Nam, dựa trên số liệu thống kê diện tích mất rừng hàng năm đã được công bố khoảng 100.000 ha vào thời điểm trước năm 1976[30, tr.1]

2.2.3 Vấn đề phân loại trạng thái rừng Việt Nam

Để phân loại trạng thái rừng cần phải tìm hiểu khái niệm về kiểu rừng Theo quan điểm của các nhà Lâm sinh học thì “kiểu rừng là những khoảnh rừng hay tập hợp những khoảnh rừng có sự đồng nhất về các điều kiện thực vật rừng, về các thành phần cây gỗ, về số lượng tầng thứ, về hệ động vật cho nên nó có yêu cầu cùng một số biện pháp tác động kỹ thuật như nhau nếu trong điều kiện kinh tế - xã hội giống nhau”[20, tr.161] Như vậy sự phân

chia về kiểu rừng không những cần phải chú ý đến hình thái bên ngoài, đến sự khác nhau về cấu trúc địa lý mà còn phải hiểu được sự khác biệt về đặc điểm lâm học như sản lượng và chất lượng rừng, đặc điểm tái sinh và hình thành rừng cũng như nguồn gốc và xu hướng phát triển tiếp theo của nó

Sự phân chia các kiểu rừng đã được bắt đầu vào những năm 90 của thế

kỷ thứ XIX bởi các nhà lâm học người Nga và đến thế kỷ thứ XX thì đã xuất hiện nhiều khái niệm về kiểu rừng Nhìn chung đến thời kỳ này đã xuất hiện hai trường phái lớn về kiểu rừng xuất phát từ nhiệm vụ thực tế của lâm học (trường phái Mô-rô-dốp) và xuất phát từ quan điểm địa lý thực vật đứng đầu là A.Caiander và V.N Su-ca-sép[20, tr.161] Trong đó Mô-rô-dốp đã đặt tên kiểu rừng theo loài cây ưu thế và theo địa hình hoặc đất đai, đôi khi theo cả

điều kiện về độ ẩm và đất Học thuyết về kiểu rừng của Mô-rô-dốp đã mở ra cho sự phát triển một loạt các khuynh hướng, các luận điểm về kiểu rừng khác nhau sau này

Trong thực tế các hệ thống phân loại rừng được dưa trên cơ sở phân chia theo các loài cây ưu thế và theo thành phần thực vật nói chung thường chỉ

được áp dụng phù hợp với vùng ôn đới Còn ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới có rất nhiều loài cây mọc và tạo thành rất nhiều quần thể hoặc quần xã thực vật,

có thể hàng trăm, hàng ngàn loài cây khác nhau và không có loài nào chiếm

ưu thế Vì vậy việc phân loại rừng ở những vùng này theo quan điểm trên là rất khó khăn và phải dựa vào quan điểm sinh thái trên cơ sở điều kiện nơi mọc, tức là phải dựa vào hình dạng bên ngoài và những đặc trưng về cấu trúc hình thái của nó Hình thái bên ngoài của thảm thực vật (độ rậm, độ che phủ của rừng, đất không có rừng ) và đặc điểm cấu trúc (thường xanh, lá rộng, lá kim ) của nó đã được ứng dụng rộng rãi để mô tả và xây dựng bản đồ thảm thực vật của nhiều nước trên thế giới và bản đồ thảm thực vật thế giới[20]

ở nước ta, vấn đề phân loại rừng Việt Nam, từ những năm đầu thế kỷ

XX đã được nhiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu và đề xuất Trong

số đó, hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng đáng được chú ý nhất vì những nguyên tắc, tiêu chuẩn, đơn vị phân loại được nêu lên với những căn cứ khoa học rõ ràng, phù hợp và được thừa nhận rộng rãi Dưới đây là hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng đã chia thảm thực vật thành 14 kiểu[26], [20, tr.177]

I- Các kiểu rừng rú kín vùng thấp

1 Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới

2 Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới

3 Kiểu rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới

4 Kiểu rú kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới

II- Các kiểu rừng thưa

5 Kiểu rừng thưa cây lá rộng, hơi khô nhiệt đới

6 Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô nhiệt đới núi thấp

7 Kiểu rừng thưa cây lá kim, á nhiệt đới núi thấp

III- Các kiểu trảng, truông

8 Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao khô nhiệt đới

9 Kiểu truông bụi gai, hạn nhiệt đới

IV- Các kiểu rừng kín vùng cao

10 Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp

11 Kiểu rừng kín hốn loài cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp

12 Kiểu rừng kín cây lá kim, ẩm ôn đới núi vừa

V- Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao

13 Kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao

14 Kiểu quần hệ lạnh vùng cao

Hệ thống phân loại thảm thực vật của Thái Văn Trừng như đã nêu được dựa trên quan điểm hệ sinh thái rừng Còn trong ngành Điều tra rừng ở Việt

Nam hiện nay lại chủ yếu phân loại thảm thực vật trên quan điểm của trạng thái rừng (Hệ thống phân loại của Lotchau - người Đức) Nguyên tắc của cách phân loại này phải dựa vào hình thái bề ngoài hay trạng thái thực bì (chiều cao, đường kính ngang ngực, mật độ ) của nó để xác định trữ lượng rừng Theo Lotchau thì thảm thực vật được phân ra 4 trạng thái cơ bản như sau:

1 Trạng thái thực bì loại 1.

Đây là trạng thái thực bì chưa được gọi là rừng, nó là đối tượng của trồng rừng hoặc trồng bổ xung

1a: Có cây bụi lúp súp

1b: Có cây bụi cao hơn

Là rừng có trữ lượng gỗ gồm hai loại chính sau đây:

3a: Là rừng sau khai thác chọn nhưng vẫn còn trữ lượng gỗ

3b: Là rừng thứ sinh có trữ lượng gỗ lớn hơn loại 3a và đạt tiêu chuẩn rừng giàu

con người

Thực chất phân loại trạng thái rừng là việc tổng hợp các bộ phận tài nguyên rừng (rừng và đất rừng) theo một tiêu chuẩn đồng nhất nào đó, nhằm phản ánh tình hình kết cấu tự nhiên của rừng trong đơn vị điều chế làm cơ sở cho việc xây dựng phương án điều chế rừng được hợp lý

Hiện nay có rất nhiều cách phân loại các đối tượng, ví dụ đối với bản đồ Lâm nghiệp, tuỳ theo mục đích và yêu cầu, người ta có thể đưa ra nhiều cách phân loại khác nhau như sau:

+ Phân loại theo trữ lượng gỗ: như rừng giàu, rừng trung bình, rừng nghèo

(Các loại này được phân chia theo quy định của bộ lâm nghiệp về số m3gỗ/ha)

Rừng lá rộng thường xanh ít bị tác động và rừng thứ sinh.v.v

đặc dụng, rừng sản xuất và rừng trồng

giao cây lá rộng và cây lá kim, rừng hỗn giao cây lá kim và cây lá rộng, rừng lá kim thuần loại, rừng tre nứa thuần loại, rừng hỗn giao tre nứa và cây lá rộng

rậm trung bình (có độ che phủ tán từ 50% đến 70%) và rừng thưa (có độ che phủ tán từ 20% - 50%)

Trong kỹ thuật viễn thám việc phân loại các đối tượng rừng theo trữ lượng gỗ là rất khó khăn, nó đòi hỏi phải có các tài liệu bổ sung mặt đất rất chi tiết và kết quả đạt được cũng chưa cao Việc phân loại rừng theo mục đích

sử dụng bằng phương pháp viễn thám càng khó có thể thực hiện được trừ khi

có sử dụng thêm rất nhiều tư liệu mặt đất kể cả bản đồ nền địa hình để vạch ra các lưu vực, khoanh ra các khu rừng phòng hộ cần được bảo vệ và sơ đồ phân

bố các loại rừng này Bởi vậy đối với kỹ thuật viễn thám, hiệu quả nhất người

ta thường sử dụng là các dạng phân loại theo mức độ tác động, phân loại theo cấu trúc hình thái và phân loại theo độ che phủ tán Bởi vì trên tư liệu viễn thám, kết quả thu nhận được là năng lượng phản xạ phổ khác nhau của các đối

tượng hay còn gọi là cấp độ xám Mặt khác các cấp độ xám khác nhau trên

ảnh chủ yếu phụ thuộc vào độ dày tán rừng Để có thể xác định được trữ lượng gỗ cần phải nghiên cứu mối liên hệ giữa trữ lượng gỗ với độ dày, độ che phủ của tán và các nhân tố cấu trúc khác có liên quan

2.2.4 Khái quát về thảm thực vật ở Vườn Quốc Gia Chư Mom Ray

VQGCMR có chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, có nhiệt độ trung bình tháng dưới 180C Mưa nhiều, trung bình năm ở vùng núi có độ cao 1200

m so với mặt biển có lượng mưa từ 2500 đến 3000 mm, còn ở vùng thấp bao quanh có độ cao dưới 1200 m có lượng mưa thấp hơn, chỉ từ 2000 đến 2500

mm (Schmid, 1974 - La végétation du Viet-Nam Le massif sud-annamitique

et les régions limitrophes ORSTOM, Paris) Về các đai cao thì Schmid (1974) chia thành các đai với các ranh giới sau: dưới 600 m gọi là đai cao nguyên thấp và trung bình, từ 600 đến 1200 m- đai cận núi và từ 1200 m đến tận các đỉnh cao nhất- đai núi Kết hợp giữa 2 nhân tố độ cao và lượng mưa cũng như sự phân phối giữa các tháng trong năm ông chia vùng nghiên cứu thành 5 kiểu khí hậu, trong đó ở VQGCMR có 3 kiểu sau: 1- Khí hậu nửa ẩm

và nóng bao phủ toàn bộ đai cao nguyên thấp và trung bình (dưới 600 m); 2- Khí hậu cận núi ẩm bao phủ toàn bộ đai cận núi (từ 600 đến 1200 m) và 3- Khí hậu núi bao phủ toàn bộ các chỏm thuộc đai núi (từ 1200 m trở lên) (Schmid, 1974)

Cách phân chia đai cao, cách phân loại thảm thực vật cùng các tên gọi của chúng được căn cứ vào khung phân loại chung cho Thảm thực vật Việt

Nam (Phan Kế Lộc, 1986 - Khung phân loại thảm thực vật Việt Nam Tạp chí Sinh học) vận dụng từ Cách phân loại quốc tế và vẽ bản đồ thảm thực vật do

UNESCO công bố (UNESCO's International Classification and Mapping of Vegetation) năm 1973 và được chấp nhận trong átlát quốc gia Việt Nam

(Vietnam National Atlas) (1994 )

trước khi có tác động của con người chịu sự chi phối trước hết của các nhân tố khí hậu Đó là kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa (ẩm) với mưa hè, với 3-4 tháng khô (tháng có lượng mưa từ 25 mm đến dưới 50 mm) Tiếp theo là sự chi phối của đai cao (altitudinal belts) Có 2 đai chủ yếu: đai đất thấp độ cao chưa đến

600 m trên mặt biển và đai núi thấp độ cao từ 600 đến tận các chỏm núi cao nhất) Các nhân tố tiếp theo là một số điều kiện thổ nhưỡng đặc biệt, vùng

được phù sa bồi tụ hàng năm ở ven suối hay đầm lầy ngập nước vào mùa mưa

và một số nhân tố khác (chỏm núi và đường đỉnh núi cao từ 1600 m trở lên, nơi có nhiều mây mù do đó ẩm hơn và một số điều kiện khác)

2.2.5 Các loại thảm thực vật của Vườn Quốc Gia Chư Mom Ray

Do được phát triển trong các điều kiện tự nhiên thuận lợi và ổn định trong một thời gian lịch sử lâu dài chúng tôi dự đoán rằng trước khi bị con người tàn phá chủ yếu dưới hình thức phát nương làm rẫy và sau này là của chiến tranh, nhất là chất khai quang toàn bộ diện tích của VQG CMR đã từng được bao phủ bởi các kiểu rừng nguyên sinh rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa ẩm chủ yếu cây lá rộng [4]

2.2.5.1.Thảm thực vật nguyên sinh khí hậu

a Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa ẩm với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở đai đất thấp trên thung lũng phù sa

Tập trung ở lưu vực Đác Hơ Drai và các nhánh như Rờ Kơi, Ya Lon, Rờ

Tin, v.v., ở độ cao khoảng 280-320 m, Đất ở đây hầu hết còn tầng dày, chưa bị rửa trôi thoái hoá mạnh

b Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa ẩm với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở đai đất thấp trên sản phẩm phong hoá ở phần dưới sườn và chân núi đá granít

Tập trung chủ yếu ở khối núi Chư Mom Ray về phía đông thung lũng Đác Hơ Đrai và các dãy núi Ngọc Tơ Ba - Chư Chóc về phía tây thung lũng Các quần xã là đa loài hay ít loài cây lá

c Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa ẩm với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở đai núi thấp trên sản phẩm phong hoá ở sườn núi đá granít

Tập trung chủ yếu ở khối núi Chư Mom Ray về phía đông thung lũng Đác Hơ Đrai

2.2.5.2 Thảm thực vật nguyên sinh khí hậu-thổ nhưỡng

a.Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở thung lũng đai đất thấp đất phù sa được bồi tụ hàng năm vào mùa mưa ở dọc

suối

Tập trung ở lưu vực Đác Hơ Drai và các nhánh như Rờ Kơi, Ya Lon, Rờ Tin,

v.v., ở độ cao khoảng 280-320 m

b Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở

đầm lầy đất thấp ngập nước dài vào mùa mưa

Rải rác ở lưu vực Đác Hơ Drai và các nhánh như Rờ Koy, Ja Lon, Rờ Tin,

v.v., ở độ cao khoảng 280-320 m

2.2.5.3 Thảm thực vật nguyên sinh trên đỉnh và đường đỉnh núi thấp

Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa với 3-4 tháng khô cây lá rộng ở

đường đỉnh và đỉnh đai núi thấp, đá granít : Chiếm một số đường đỉnh và

chỏm núi thường cao hơn 1400-1500 m

Tuy nhiên hầu hết diện tích rừng ở đai đất thấp và phần lớn rừng ở phần dưới của đai núi thấp (600-700 m) đã bị phát nương làm rẫy hay chịu sự tàn phá của chất khai quang Khi các hoạt động xấu kể trên dừng lại thảm thực vật tiên phong được phục hồi sẽ là các trảng cỏ thứ sinh chịu hạn Nếu không tiếp tục chịu tác động xấu cuả con người thì sẽ xuất hiện các loạt diễn

thÕ phôc håi th¶m thùc vËt mét c¸ch tù nhiªn theo tr×nh tù sau: tr¶ng cá thø sinh → tr¶ng c©y bôi thø sinh, th−êng gåm c¸c c©y rông l¸→ rõng thø sinh, giai ®o¹n ®Çu cã thÓ lµ th−a, sau trë thµnh rËm, giai ®o¹n ®Çu th−êng gåm c¸c loµi c©y gç rông l¸, cuèi cïng thay thÕ b»ng c¸c c©y gç th−êng xanh Thµnh phÇn vµ cÊu tróc cña c¸c quÇn x· tiªn phong phôc håi tõ c¸c kiÓu rõng nguyªn sinh kh¸c nhau cã thÓ cã nhiÒu nÐt gièng nhau, nh−ng cµng phôc håi xa h¬n th× cµng kh¸c nhau nhiÒu h¬n C¸c quÇn x· thùc vËt thø sinh ®−îc xÕp vµ tr×nh bµy theo lo¹t diÔn thÕ phôc håi cña tõng kiÓu rõng nguyªn sinh khëi thuû

3 Viễn thám và hệ thông tin địa lý

3.1 Cơ sở khoa học của phương pháp viễn thám

3.1.1 Khái niệm về kỹ thuật viễn thám

Thực chất của kỹ thuật viễn thám là một khoa học công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát được xác định, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Nói một cách khác viễn thám là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua các đặc trưng riêng về phản xạ hoặc bức xạ điện từ (Hinh2.1) là sơ đồ phân loại viễn thám theo bước sóng[15, tr.11], [23, tr.2], [47, tr.11]

Trong đó: Bức xạ điện từ truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao

động của trường điện từ trong không gian hoặc trong lòng các vật chất Sóng

điện từ có bốn tính chất cơ bản đó là tần số hay bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phân cực Bốn thuộc tính cơ bản này liên quan tới các nội dung thông tin khác nhau của đối tượng Ví dụ tần số hay bước sóng liên quan tới màu sắc còn hình dạng của vật thể khác nhau sẽ có sự phân cực khác nhau v.v Vì vậy các thông tin cơ bản của đối tượng có thể nhận biết thông qua bốn đặc tính này

Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng

điện từ bằng các cách thức khác nhau Các đặc trưng này thường được gọi là

đặc trưng phổ và nó là nguồn tư liệu chủ yếu trong kỹ thuật viễn thám để nhận biết, phân loại các đối tượng

Đồng thời, hiện tượng phản xạ phổ liên quan mật thiết với môi trường

mà trong đó sóng điện từ lan truyền Dải sóng điện từ được coi là dải sóng từ 0.1àm đến 10km Bảng 2.1, chỉ ra sự phân loại sóng điện từ và các kênh phổ

sử dụng trong viễn thám[15, tr.9], [23, tr.18], [44, tr.9]

ViÔn th¸m trong d¶i sãng nh×n thÊy vµ hång ngo¹i

ViÔn th¸m hång ngo¹i nhiÖt

ViÔn th¸m siªu cao tÇn

Bé c¶m

MÆt trêi

Bé c¶m

VËt thÓ

Bé c¶m

VËt thÓ Ra ®a

Bøc x¹ ph¶n x¹ Bøc x¹ ph¸t x¹

0.7 - 1.3 µ m 1.3 - 3 µ m

Sãng cùc ng¾n Decimet (UHF)

Nh×n thÊy Sãng Radio

CËn Hång ngo¹i

Hång ngo¹i sãng ng¾n Hång ngo¹i

trung

Hång ngo¹i nhiÖt

0.1nm 10nm 1 µ m 100µ m 10mm 1 m 100m 10km

Phương pháp viễn thám nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và môi trường dựa trên nguyên lý cơ bản là sự hấp thụ, phản xạ hay bức xạ trong các giải phổ với các cường độ nhất định của các đối tượng tự nhiên Bức xạ mặt trời tác động lên các đối tượng trên mặt đất là một quá trình hết sức phức tạp: Một phần bị hấp thụ, một phần truyền qua và một phần bị phản xạ trở lại Tỷ

lệ giữa ba phần này rất khác nhau khi bức xạ truyền tới các đối tượng khác nhau

- Phần năng lượng bị hấp thụ khi đi vào đối tượng sẽ chuyển hoá thành dạng năng lượng khác Khả năng hấp thụ của các đối tượng khác nhau là khác nhau

và có tính chọn lọc phổ Phần năng lượng này ít có ý nghĩa trong truyền tin viễn thám

- Phần năng lượng truyền qua có thành phần phổ khác hẳn với thành phần phổ của bức xạ chiếu tới do tính tán xạ ánh sáng và hấp thụ có chọn lọc của các

đối tượng tự nhiên

- Phần năng lượng phản xạ được sử dụng như phương tiện truyền tin chính trong viễn thám Các bức xạ được ghi nhận bằng các thiết bị trên các vật thể bay và được truyền về mặt đất để xử lý thành tín hiệu ảnh hoặc số Năng lượng

ánh sáng phản xạ này được hình thành từ hai thành phần chính:

+ Năng lượng phản xạ trực tiếp từ bề mặt đối tượng: Phần này không phụ thuộc vào bản chất của đối tượng, mà chỉ phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của đối tượng và tham gia vào quá trình tạo độ chói của đối tượng đó

+ Năng lượng sau khi bị tán xạ bởi cấu trúc bề mặt của đối tượng phản xạ lại: Phần này là kết quả của sự tương tác giữa bức xạ tới với bề dày vật chất của đối tượng Phụ thuộc vào cấu trúc, bản chất lý-hoá và trạng thái của đối tượng và đây là nguồn năng lượng truyền tin chính của kỹ thuật viễn thám

3.1.2 Những đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển và bề mặt đối tượng cũng như bản thân các đối tượng đó (độ ẩm, lớp nền, thực vật, chất mùn, cấu trúc bề mặt ) Như vậy đối với các đối tượng khác nhau sẽ có khả năng phản xạ phổ khác nhau

Ví dụ: Thực vật có màu sắc khác nhau do hấp thu các dải sóng màu xanh lá cây(Green) khác nhau Thực vật cấu tạo lá, tán lá khác nhau cũng gây ra sự xạ khác nhau

Nước ở dải sóng Blue, màu sắc của nước sẽ khác nhau tuỳ thuộc vào độ khoáng hoá, thành phần lơ lửng, chiết suất của nước

Đất có thành phần vật chất trong đất ( ôxit kim loại, chất mùn, độ ẩm, các khoáng chất…) sẽ ảnh hưởng đến độ phản xạ

Do các đặc điểm phản xạ phổ khác nhau nên các đặc điểm thu trên ảnh cũng khác nhau, vì sự liên hệ giữa phản xạ và độ sáng trên ảnh có quan hệ tuyến tính với nhau Bản chất sự khác biệt về độ sáng trên ảnh ( hay tone ảnh) chính là sự khác biệt về phản xạ phổ của các đối tượng hay chính là sự khác biệt về bản chất của đối tượng Tuy nhiên sự phản xạ phổ chỉ là trên bề mặt hoặc sát bề mặt của các đối tượng.[2], [52]

Khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên không những phụ thuộc vào cấu trúc, bản chất của chúng mà còn phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh Các yếu tố ngoại cảnh khác nhau có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến khả năng phản xạ phổ.Ví dụ: Để nghiên cứu đánh giá biến động tài nguyên rừng trên cơ sở khai thác các thông tin trên tư liệu viễn thám đa thời gian, ta phải tiến hành chuẩn hoá tư liệu ảnh được chụp ở các điều kiện và thời điểm

đoán các lớp thông tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ với bản chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên Những thông tin về đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyên môn chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất

về đối tượng nghiên cứu, đồng thời đây cũng là cơ sở để phân tích nghiên cứu các tính chất của đối tượng, tiến tới phân loại chúng

3.2 Khái niệm về tư liệu ảnh số và các phương pháp phân loại 3.2.1 Khái niệm về tư liệu ảnh số

ảnh số là một dạng tư liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh hoặc phim thông thường mà được chia thành nhiều phần tử nhỏ được gọi là các pixel Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị thông tin và được lưu trên đĩa từ hoặc băng từ Các pixel thường có dạng hình vuông và được xác định bằng toạ độ hàng, cột Hệ toạ độ ảnh thường có gốc toạ độ ở góc trên bên trái và tăng dần

từ trái sang phải đối với toạ độ cột, từ trên xuống dưới đối với toạ độ hàng Tuỳ theo độ phân giải của ảnh người ta sử dụng vào các mục đích khác nhau cho phù hợp

Tư liệu ảnh số được ghi lại trên đĩa hoặc băng từ theo những trật tự nhất

định gọi là kiểu định dạng (format) Các kiểu định dạng này có thể chuyển đổi qua lại nhau để xử lý nhờ các chương trình xử lý ảnh Hiện nay tư liệu ảnh vệ tinh dạng số thường có các kiểu định dạng sau[15, tr.28], [47, tr.127]:

phổ được ghi tuần tự hết kênh này sang kênh khác

liệu dạng số được ghi theo từng hàng trên đĩa từ, mỗi hàng được ghi tuần tự theo các kênh phổ và sau khi song tổ hợp kênh phổ của hàng này thì chuyển sang hàng khác

các kênh phổ được ghi cách nhau bởi các pixel, mỗi pixel lưu tuần tự các kênh phổ, sau khi kết thúc tổ hợp pixel này lại chuyển sang tổ hợp của pixel khác

Ngoài các thông tin ảnh ở dạng số, người ta còn lưu trữ nhiều thông tin

bổ trợ khác phục vụ cho việc khai thác thông tin Các thông tin bổ trợ được lưu trữ theo những kiểu định dạng chuẩn như: WSF (World Standard Format) hoặc LTWG (Landsat Techniccal Working Group) Mỗi bức ảnh dạng số đều

có phần đầu (Header), trên đó ghi các thông tin về bức ảnh như: số hàng, số cột, ngày, tháng, năm chụp và các chỉ tiêu chất lượng như : ảnh đã qua xử lý hay chưa, đã hiệu chỉnh hình học chưa, bộ cảm (sensor) quét loại gì

Tư liệu ảnh vệ tinh thường được ghi lại trên nhiều dải phổ khác nhau, trên mỗi giải phổ độ rõ của các lớp thông tin cũng khác nhau do đặc tính phản xạ, hấp thụ phổ có chọn lọc của các đối tượng tự nhiên Vì vậy, tư liệu vệ tinh còn được gọi là tư liệu đa phổ, đa kênh hoặc nhiều băng Một bức ảnh thể hiện màu sắc kết hợp của nhiều băng ảnh gọi là ảnh tổ hợp màu

Thông tin trên tư liệu ảnh số được lưu theo đơn vị bit (có thể là 6, 7, 8 hoặc nhiều hơn) Trong xử lý số, đơn vị để xử lý là byte (1 byte = 8 bit) Bởi vậy, các tư liệu được mã hoá với số bit nhỏ hơn hoặc bằng 8 thì được lưu ở dạng 1 byte, còn các tư liệu có số bit lớn hơn 8 được lưu ở dạng 2 byte Trong

1 byte có thể lưu được 256 cấp độ xám khác nhau, còn trong 2 byte có thể lưu

được 65536 cấp độ xám Dựa vào cấp độ xám có thể phân biệt các đối tượng

khác nhau trên ảnh Như vậy, một bức ảnh tư liệu viễn thám được lưu trên đĩa

từ hoặc băng từ có kích cỡ tính toán như [13, tr.27] sau đây:

A(byte) = Số hàng x Số cột x số kênh x số bit / 8 (3.1) Những bức ảnh chụp một vùng không gian nhất định theo chu kỳ nào

đó gọi là tập ảnh đa thời gian Phần lớn các vệ tinh hoạt động mang tính chu

kỳ, cứ sau một khoảng thời gian nhất định theo thiết kế, vệ tinh lại bay qua vị trí cũ Đây là ưu điểm nổi bật của viễn thám trong nghiên cứu đánh giá tài nguyên Từ tập tư liệu ảnh đa thời gian cho phép theo dõi đánh giá độ biến

động của một nhân tố tự nhiên, một nguồn tài nguyên thiên nhiên nào đó trong mối quan hệ tổng hoà giữa các nhân tố tự nhiên và hoạt động sống của xã hội loài người ứng dụng này đặc biệt có ý nghĩa trong theo dõi đánh giá biến động của tài nguyên rừng qua các giai đoạn phát triển

3.2.2 Những nét chung về kỹ thuật giải đoán ảnh viễn thám

Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình chiết tách các thông tin theo định tính cũng như định lượng từ ảnh dựa trên các tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm của người giải đoán Việc tách các thông tin trong viễn thám có thể phân thành 5 loại, đó là: Phân loại đa phổ, phát hiện biến động, chiết tách các thông tin tự nhiên, xác định các chỉ số, xác định đối tượng đặc biệt[15, tr.31-32], [47, tr.147] Trong đó:

- Phân loại đa phổ là quá trình tách gộp các thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian của các đối tượng như phân loại thực vật, phân loại lớp phủ bề mặt

- Phát hiện biến động là phát hiện và tách các biến động dựa trên tư liệu

ảnh đa thời gian như phát hiện biến động diện tích rừng, biến động đường bờ biển, sự thay đổi của các dòng chảy v.v

3.2.4 Phân loại ảnh bằng phương pháp xử lý số

Hiện nay các tư liệu thu được trong viễn thám chủ yếu ở dạng số Nên phương pháp phân loại ảnh bằng xử lý số giữ một vai trò quan trọng và không thể thiếu được trong viễn thám hiện đại[15] Phân loại ảnh bằng phương pháp

xử lý số thông thường bao gồm 5 giai đoạn [47]:

1 Nhập số liệu 2 Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh

3 Biến đổi ảnh 4 Phân loại 5 Xuất kết quả

Trong đó:

Nhập số liệu: Để xử lý ảnh số, trước hết ta phải tiến hành bước nhập tư liệu gốc vào máy Có hai nguồn tư liệu chính đó là ảnh tương tự do các máy chụp cung cấp và ảnh số do các máy quét cung cấp Trong trường hợp ảnh tương tự sẽ được chuyển về dạng số thông qua các máy quét Trường hợp tư liệu là ảnh số thì nó sẽ được chuyển từ các băng từ lưu trữ mật độ cao HDDT vào các băng từ CCT

Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai đoạn mà các tín hiệu số được hiệu chỉnh hệ thống, bức xạ hoặc hình học nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể

sử dụng được Giai đoạn này thường được thực hiện trên các máy tính lớn tại các trung tâm thu số liệu vệ tinh

Biến đổi ảnh: Thực chất biến đổi ảnh là các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng, biến đổi tuyến tính được thực hiện trên các máy tính nhỏ như máy vi tính trong khuôn khổ của một phòng thí nghiệm

Phân loại: Mục đích của việc phân loại đa phổ là tách các thông tin cần thiết phục vụ việc theo dõi các đôí tượng hoặc phục vụ thành lập bản đồ chuyên đề là khâu quan trọng của việc khai thác tư liệu viễn thám

Xuất kết quả: Xuất kết quả là nhiệm vụ cuối cùng của tất cả các khâu

xử lý Kết quả có thể dưới dạng phim ảnh (tương tự), dạng số hay các bản đồ

đường nét Các kết quả dạng số ngày càng được khai thác sử dụng nhiều vì nó

là đầu vào tốt nhất cho việc sử dụng công nghệ mới (GIS – Hệ thông tin địa lý) Trên cơ sở ứng dụng hệ thông tin địa lý, nhiều chủng loại thông tin khác nhau cũng được đưa vào xử lý tạo ra một kết quả chính xác và phong phú hơn nhiều so với trường hợp chỉ sử dụng riêng tư liệu viễn thám

Việc phân loại ảnh bằng phương pháp xử lý số không thể thiếu một trong năm bước cơ bản đã nêu ở trên Nhưng trong phần này chúng tôi chỉ giới thiệu những nét chung liên quan đến quá trình phân loại đa phổ

Trong xử lý số tư liệu viễn thám đa phổ, việc phân loại được thực hiên bằng cách gán cho một khoảng cấp độ xám nhất định thuộc một nhóm đối tượng nào đó có các tính chất tương đối đồng nhất với mục đích phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh cho trước Dựa vào các tính chất phổ hoặc cấu trúc không gian đặc tính của đối tượng ta có thể phân loại theo một quy luật nào đó Phân loại có thể được thực hiện dựa trên nguyên lý giải đoán bằng mắt hoặc có sự trợ giúp của máy tính Hiện nay việc sử dụng máy tính để phân loại ngày càng được phổ cập và mang lại các kết quả đáng khả quan hơn

Trình tự phân loại gồm 6 bước cơ bản:

Bước 1: Định nghĩa các lớp - Các lớp phân loại cần được định nghĩa rõ ràng

và được lựa chọn có tính đến đặc thù của tư liệu ảnh

Bước 4: Chọn lựa các phương pháp phân loại- Có thể áp dụng nhiều cách phân loại khác nhau trong khuôn khổ tệp mẫu và so sánh kết quả đạt được để lựa chọn cách phân loại tối ưu nhất

Bước 5: Phân loại- Dựa trên các luật quyết định và các chỉ tiêu đã thiết lập, các pixel sẽ được phân loại tuần tự theo các lớp đã chọn

Bước 6: Kiểm tra các kết quả phân loại – Các kết quả sau phân loại cần được kiểm tra độ tin cậy Nếu chỉ tiêu chính xác không được bảo đảm, cần phải thay đổi hoặc điều chỉnh các chỉ tiêu phân loại một cách phù hợp nhằm đạt

được kết quả tốt hơn

Việc xác định các tham số thống kê tệp mẫu phụ thuộc cụ thể vào phương pháp phân loại sẽ được sử dụng Tuy nhiên phần lớn các phương pháp phân loại đều sử dụng các tham số như giá trị trung bình tệp mẫu, ma trận phương sai - hiệp phương sai [15, tr.56-62], [23, tr.51-54], [47, tr.210-212]

Trong viễn thám một số cách phân loại thường được sử dụng là: Phân loại xác suất cực đại, phân loại hình hộp, phân loại khoảng cách ngắn nhất và phân loại theo cây quyết định

nó thuộc vào nhóm phương pháp có kiểm định Nguyên lý của phương pháp này là: mỗi pixel được tính xác suất thuộc vào một lớp nào đó và nó được gán vào lớp mà xác suất thuộc vào lớp đó là lớn nhất Xác suất này được xác định theo [15, tr.61], [23] với công thức:

Lk = P(k/X) = P(k)*P(X/k)/∑P(i)*P(X/i) (3.2) Trong đó: P(k) : Xác suất tiền định của lớp k

P(X/k) : Xác suất điều kiện có thể lấy được X thuộc vào lớp k Thông thường người ta coi P(k) là hằng số cho tất cả các lớp và P(i)*P(X/i) cũng được coi như vậy cho nên thực chất xác suất Lk chỉ phụ thuộc vào P(X/k)

Trong trường hợp các quan trắc có hàm phân bố chuẩn theo Gauss thì

Lk(X) : Xác suất mà X thuộc vào lớp k

∑k : Ma trận phương sai – hiệp phương sai

⏐∑k⏐ : Định thức của ma trận phương sai – hiệp phương sai Phương pháp phân loại xác suất cực đại có nhiều ưu việt xét theo quan

điểm lý thuyết xác suất Tuy vậy khi sử dụng nó cần phải chú ý tới mấy điểm sau:

- Số lượng, mật độ và diện tích của các khu vực lấy mẫu phải đủ lớn và hợp

lý để giá trị trung bình cũng như ma trận phương sai-hiệp phương sai tính cho một lớp nào đó có giá trị đúng với thực tế

- Khi độ tương quan giữa các kênh phổ gần nhau quá cao thì ma trận nghịch

đảo của ma trận phương sai – hiệp phương sai sẽ không ổn định Vì vậy

tượng trong không gian phổ đa chiều Khoảng cách giữa các pixel như thước

đo đánh giá sự thuộc về một lớp nào đó của pixel đang khảo sát Các khoảng cách thường được sử dụng trong viễn thám đó là: khoảng cách Ơclít, Khoảng cách Ơclít chuẩn hoá và khoảng cách Mahalanobis Việc lựa chọn loại khoảng cách nào là tuỳ thuộc vào tính chất và từng trường hợp cụ thể Theo [13, tr.60], [23, tr.53] thì:

Trường hợp phương sai của các lớp khác nhau ta có thể sử dụng khoảng cách Ơclít (công thức3.4) và coi nó như hệ số đồng dạng