Mã số N2010: Sử dụng ảnh viển thám Planetcope theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tại các khu vực cây chết không rõ nguyên nhân trong rừng phòng hộ Cần Giờ

Qua công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng hàng năm, một số lâm phần rừng có hiện tượng Đước chết không rõ nguyên nhân. Tình trạng này thường xuyên diễn ra. Khu vực Đước chết tập trung theo từng cụm, có diện tích từ vài trăm mét vuông đến gần 01 hecta. Lực lượng trực tiếp bảo vệ rừng thường xuyên cập nhật, báo cáo số liệu rừng bị ảnh hưởng do tình trạng trên. Tuy nhiên, công tác điều tra, cập nhật diễn biến tại nguyên rừng chủ yếu bằng thủ công dựa bản đồ giấy kết hợp đo đếm ngoài thực địa. Với diện tích hơn 34.000 ha, công tác theo dõi, thống kê cây rừng thiệt hại bằng phương pháp truyền thống sẽ mất nhiều nhân lực, vật lực và thời gian. Nhận thấy tồn tại đó, chúng tôi tiến hành rà soát, theo dõi các khu vực rừng Đước chết trong Rừng phòng hộ Cần Giờ bằng việc sử dụng ảnh viễn thám sẽ là một giải pháp mang lại hiệu quả và có tính toàn diện.

Nội dung cơ bản của giải pháp: 

Kết xuất bản đồ theo dõi những khu vực Đước chết không rõ nguyên nhân trong phạm vi Rừng phòng hộ huyện Cần Giờ, bao gồm các nội dung sau:

(1) Dữ liệu đầu vào: Ảnh viễn thám PlanetScope độ phân giải 3m x 3m năm 2021; bản đồ hiện trạng rừng theo theo Quyết định của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thành phố về việc phê duyệt kết quả theo dõi diễn biến rừng và đất quy hoạch phát triển rừng Thành phố Hồ Chí Minh hàng năm

(2) Phương pháp xử lý bao gồm các bước sau:

Dữ liệu ảnh viễn thám PlanetScope độ phân giải 3m x 3m được sử dụng để đánh giá các khu vực Đước chết trên địa bàn Rừng phòng hộ huyện Cần Giờ. Các kênh ảnh được sử dụng để đánh giá trong giải pháp này bao gồm BandNIR (kênh cận hồng ngoại) và BandReb (kênh màu đỏ). Ngoài ra, dữ liệu vector ranh giới Rừng phòng hộ Cần Giờ được sử dụng để cắt ranh giới ảnh viễn thám của khu vực Rừng ngập mặn Cần Giờ.

Bước 1: Nắn chỉnh ảnh PlanetScope

Ảnh được xử lý và nắn chỉnh tọa độ theo ranh địa giới Rừng phòng hộ Cần Giờ. Tiếp đến, tiến hành tiền xử lý ảnh, bao gồm loại nhiễu dưới ảnh hưởng của sương mù, khí quyển, điều kiện chiếu sáng, nắn chỉnh hình học. Ảnh sau khi được nắn chỉnh sẽ được cắt theo Ranh giới của Rừng phòng hộ trên phần mềm ArcGis 10.2.

Bước 2: Chỉ số SAVI

Sử dụng chỉ số SAVI (chỉ số thực vật có hiệu chỉnh ảnh hưởng của đất) chỉ số này được sử dụng để xác định những khu vực đất trống giữa lâm phần rừng Đước trồng. Chỉ số SAVI có giá trị từ 0,5 đến 1,0 cho thấy khu vực có thảm thực vật từ không có độ che phủ (khu vực Đước mới chết) đến che phủ ở mức trung bình (khu vực đã có Đước tái sinh) trên phần mềm ArcGis 10.2.

Bước 3: Phân loại hiện trạng Đước chết

Tiền hành phân loại ảnh bằng phương pháp phân loại không kiểm định (Iso Cluster Unsupervies Classfication) trên phần mềm ArcGis 10.2 để phân loại những khu vực Đước chết và các kiểu đối tượng khác trên phần mềm ArcGis 10.2.

Bước 4: Lọc nhiễu

Sử dụng kết quả sau khi phân loại và loại bỏ các picel gây nhiễu ảnh hưởng kết quả phân loại. Hiện trang sau khi loại bỏ các picel gây nhiễu được chuyển sang xử lý trên MapInfo 15.0.

Bước 5: Lọc các khu vực Đước chết.

Hiện trạng sau khi phân loại, bao gồm: hiện trạng rừng trồng, rừng tự nhiên, đất lâm nghiệp, Đước chết, sông rạch. Trích lọc những khu vực Đước chết trong phạm vi Rừng phòng hộ Cần Giờ thành một lớp bản đồ trên MapInfo 15.0.

Bước 6: Cập nhật thuộc tính cho lớp bản đồ Đước chết. 

Việc cập nhật được tiến hành như sau:

- Khởi tạo các trường dữ liệu: số thứ tự, xã, vị trí Đước chết (lô, khoảnh, tiểu khu); tờ bản đồ, thửa bản đồ, kiểu hiện trạng, năm trồng, diện tích trên MapInfo 15.0.

- Cập nhật thuộc tính cho các trường dữ liệu đã khởi tạo bằng cách cập nhật dựa trên bản đồ hiện trạng rừng theo Quyết định số 15/QĐ-SNN trên MapInfo 15.0.

Bước 7: Kiểm tra kết quả phân loại

Kiểm tra kết quả giải đoán được so sánh trên Google Earth để đánh giá mức độ chính xác của khu vực Đước chết được giải đoán.

Bước 8: Kết xuất dữ liệu

- Kết xuất bản đồ khu vực Đước chết trong phạm vi Rừng phòng hộ Cần Giờ và truy xuất dữ liệu khi có yêu cầu.

(3) Sơ đồ phương pháp theo dõi Đước chết trong Rừng phòng hộ

Hiệu quả mang lại

- Đồng bộ cơ sở dữ liệu của lớp bản đồ khu vực Đước chết trên hệ thống bản đồ số của Ban Quản lý rừng phòng hộ để quản lý trên máy tính và kết xuất dữ liệu thông qua file *gpx, *kmz, *kml để tích hợp vào máy định vị GPS hay gần đây là phần mềm Locus Map sử dụng trên điện thoại thông minh, máy tính bảng để điều tra ngoài thực địa.

- Bản đồ theo dõi Đước chết (với độ chính xác hơn 90%) trở thành tiền đề quan trọng trong công tác đánh giá chất lượng rừng trồng sau hơn 40 năm trồng phục hồi và phát triển Rừng ngập mặn Cần Giờ, làm cơ sở thiết kế trồng phục hồi rừng trên các khu vực Đước chết có diện tích lớn; Đánh giá cấp tuổi nào của rừng trồng Đước có diện tích chết nhiều nhất.

Hình ảnh thông tin về khu vực cây rừng chết không rõ nguyên nhân