Nghiên cứu nâng cao khả năng tự động trong giải đoán ảnh vệ tinh độ phân giải cao để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

Thời gian thực hiện đề tài: 36 tháng (Từ tháng 1/2010. đến tháng 12/2012; Cấp quản lý: cấp Bộ; Nguồn kinh phí: Từ Ngân sách sự nghiệp khoa học. Thuộc chương trình “Nghiên cứu khoa học cấp Bộ giai đoạn 2010 – 2015 theo quyết định số 1628 QĐ/BNN-KHCN ngày 15/6/2009 của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT” Chủ nhiệm đề tài: Ths. Vũ Tiến Điển

Đề tài Nghiên cứu nâng cao khả năng tự động trong giải đoán ảnh vệ tinh độ phân giải cao để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác điều tra, kiểm kê rừng

Chủ nhiệm đề tài: Ths. Vũ Tiến Điển

Thời gian thực hiện: 2010 - 2012

1 Abstract

Currently SPOT5 images have been being widely used for forests status and land use mapping in Vietnam. The method applied is mainly on the screen visual interpretation. That is time and labor consuming work and its accuracy is very much depend on the experience of the interpretators. In order to limit these disavantages, an automatically classification method based on the object-oriented approach has been studied under the support of eCognition software. The classification is based on image features such as scale, colors, compactness, smoothness parameter and several indiex such as normalized difference vegetation index - NDVI, ratio vegetation index - RVI, difference vegetation index - DVI, total ratio reflectance index - TRRI, green vegetation index - GVI ... In addition the non-image factors are also included in the classification process, such as boundaries of administrative, forest block, forest compartment, forest function, forest ownership and management, slope, elevations and characteristic of the distribution of each forest type. On the basis of the criteria identified, the threshold value of each criterion for each type will then be surveyed and calculated. The classification process is conducted from the main target groups and then detailed according to defined classification system. Research results are forest status maps of Con Cuong district of Nghe An provinces district and Cu Jut district of Dak Nong province with the overall accuracy are 94% and 90.3% respectively

2 Đặt vấn đề

Hiện nay, ảnh vệ tinh có độ phân giải cao SPOT5 đã và đang được sử dụng một cách rộng rãi để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng đến cấp xã với tỷ lệ lớn trên từ 1:25.000 trở lên. Tại trung tâm viễn thám, Bộ Tài nguyên và Môi trường, một trạm thu ảnh SPOT đã đi vào hoạt động và cho ra được một số sản phẩm phục vụ cho tất cả các Bộ, Ban, Ngành ở Việt Nam sử dụng. Đối với ngành Lâm nghiệp, công nghệ giải đoán tự động ảnh vệ tinh SPOT5 chưa được nghiên cứu ứng dụng. Với nhu cầu hiện nay, việc nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ giải đoán ảnh tự động để đưa vào thực tế sản xuất nhằm giải quyết những hạn chế của các phương pháp truyền thống là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách. Vấn đề này cũng đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đưa ra và yêu cầu các đơn vị chuyên môn cần nghiên cứu, triển khai để sớm đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất trong thời gian tới. Trước tình hình này, đề tài: “Nghiên cứu nâng cao khả năng tự động trong công tác giải đoán ảnh vệ tinh có độ phân giải cao để xây dựng bản đồ tài nguyên rừng phục vụ công tác điều tra, kiểm kê rừng Việt Nam” được đề xuất thực hiện từ đó nhanh chóng đào tạo chuyển giao công nghệ cho các đơn vị, cơ quan trực thuộc Bộ NN&PTNT áp dụng, triển khai trong sản xuất, đặc biệt là cho công tác tổng kiểm kê tài nguyên rừng trong thời gian tới.

3 Mục đích

- Đánh giá ưu, nhược điểm, khả năng sử dụng, sự tương thích của các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh.

 - Xác định, kiểm chứng được phương pháp phân loại tự động xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh.

- Xác định được phương pháp/các bước tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng rừng bằng công nghệ giải đoán ảnh tự động ảnh vệ tinh. - Nâng cao trình độ ứng dụng công nghệ xây dựng bản đồ hiện trạng.

4 Nội dung

- Nghiên cứu đánh giá ưu, nhược điểm, khả năng sử dụng, sự tương thích của các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh. - Nghiên cứu xác định, kiểm chứng được phương pháp phân loại tự động xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh. - Nghiên cứu xây dựng phương pháp/các bước tiến hành xây dựng bản đồ tài nguyên rừng. - Đào tạo, chuyển giao công nghệ.

5 Phương pháp

- Phương pháp kế thừa, thu thập tài liệu, điều tra phỏng vấn, phân tích chuyên gia để đánh giá ưu, nhược điểm, khả năng sử dụng, sự tương thích của các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh. - Phương pháp thí điểm, đánh giá, so sánh để xác định kiểm chứng được phương pháp phân loại tự động xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh. - Phương pháp phân tích, tổng hợp kết quả nghiên cứu xây dựng phương pháp/các bước tiến hành xây dựng bản đồ tài nguyên rừng. - Phương pháp đào tạo, tập huấn ngắn hạn để chuyển giao công nghệ, tăng cường năng lực

6 Kết quả đạt được

- Đã phân tích, so sánh và xác định được tính ưu việt của phương pháp phân loại tự động ảnh vệ tinh theo hướng tiếp cận định hướng đối tượng để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng. - Đã xây dựng được hệ thống bản đồ, số liệu hiện trạng rừng của ba huyện nghiên cứu - Đã xây dựng được các bước tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp phân loại tự động ảnh vệ tinh dưới sự hỗ trợ của phần mềm eCognition. - Đã xây dựng được tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm eCognition để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng. - Đã tổ chức được lớp tập huấn chuyển giao công nghệ xây dựng bản đồ hiện trạng rừng cho các cán bộ kỹ thuật để đưa vào áp dụng trong chương trình điều tra, kiểm kê rừng giai đoạn tới. - Đã viết được 3 bài báo để đăng trên tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn. - Đã tiến hành hướng dẫn một học viên cao học của trường Đại học Lâm nghiệp ứng dụng công nghệ giải đoán tự động xây dựng bản đồ hiện trạng rừng trong luận văn thạc sỹ.

7 Kết luận, kiến nghị

- Phương pháp phân loại tự động ảnh vệ tinh có độ phân giải cao theo hướng tiếp cận định hướng đối tượng được áp dụng một cách có hiệu quả trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng rừng. - Công nghệ giải đoán ảnh mới này cần nhanh chóng được ứng dụng phục vụ chương trình điều tra, kiểm kê rừng giai đoạn tới nhằm tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất, công lao động mà vẫn đảm bảo độ chính xác.

Bình luận