4 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ẢNH QUICKBIRD NHẰM TỰ ĐỘNG HÓA PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN

Bước 2: Trừ ảnh: kênh 4 – kênh 3. Trên kết quả trừ ảnh, thực vật có giá trị

dương, nước có giá trị âm

Trừ ảnh: kênh 3 – kênh 4, trên ảnh kết quả, nước có giá trị dương, thực

vật có giá trị âm.

Bước 3: Sử dụng hàm số Step nhằm đưa các pixel có giá trị dương về 1,

các pixel có giá trị âm về 0.

Bước 4: thực hiện tổ hợp màu ảnh nhị phân nhằm thể hiện ranh giới giữa

nước và đất liền  kết quả phân loại thực vật ngập mặn.



CHƯƠNG III: PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN BẰNG DỮ LIỆU ẢNH

VỆ TINH QUICBIRD

3.1 Tông quan về khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu được chọn là rừng ngập mặn Sundarbans ở khu vực

biên giới Ấn Độ – Bangladesh. Sundarbans là một trong những khu rừng lớn

nhất trên thế giới (140000 ha), nằm trên vùng đồng bằng của sông Hằng, sông

Brahmaputra và Meghna đổ ra vịnh Bengal. Phần lớn của Sundarbans nằm ở

Bangladesh (ở các phía Đông, Nam, Bắc) trong khi phần còn lại thuộc Tây

Bengal, Ấn Độ) nằm ở phía Tây. Khu vực bao gồm một mạng lưới các kênh

rạch, đảo nhỏ, bãi bùn với hệ thực vật rừng ngập mặn, là khu vực sinh thái điển

hình có sự đa dạng sinh học cao. Đây là khu vực sinh sống của loài hổ Bengal,

các loài bò sát (cá sấu nước mặn, trăn Ấn Độ) cùng 260 loài chim cùng số lượng

lớn các loài động vật không xương sống.



37



Hình 3.1 Rừng ngập mặn Sundarbans



Sundarban nằm trong vùng đồng bằng rộng lớn ven vịnh Bengal, được

hình thành bởi hợp lưu của sông Hằng, Brahmaputra và Meghna, miền Nam

Bangladesh và Đông Ấn Độ. Đây là rừng ngập mặn cửa sông lớn nhất thế giới

bao gồm khu vực ngập nước theo mùa bao gồm rừng và đầm lầy nước ngọt nằm

trong nội địa, còn rừng ngập mặn ở rìa ven biển. Phần thuộc Ấn Độ được ghi

vào danh sách di sản thế giới vào năm 1987 trong khi khu vực thuộc Bangladesh

vào danh sách di sản thế giới vào năm 1997 và là một khu dự trữ sinh quyển thế

giới. Diện tích Sundarbans được ước tính là khoảng 4110 km², trong đó khoảng

1700 km² khu vực ngập nước bởi các con sông, kênh, mương lạch.

Sundarbans được giao nhau bởi một mạng lưới phức tạp của các bãi triều,

bãi bùn và các hòn đảo nhỏ của rừng ngập mặn. Mạng lưới đường thủy giúp hầu

như mọi ngóc ngách của khu vực có thể đi được bằng thuyền nhỏ. Đây là nơi

sinh sống của loài hổ Bengal, cũng như các loài động vật quý hiếm bao gồm:

các loài chim, hươu , cá sấu và trăn .Ngoài ra, Sundarbans là một khu vực sinh



37



thái quan trọng như là một hàng rào bảo vệ cho hàng triệu người dân ở Khulna

và Mongla trước lũ lụt và các cơn bão nhiệt đới.

Thảm thực vật ngập mặn Sundarbans bao gồm 64 loài thực vật có khả

năng sống được trong môi trường nước ở cửa sông và ngập mặn. Tháng 4, 5,

khu rừng ngập màu sắc với màu lá đỏ ( Excoecaria agallocha), những bông hoa

đỏ của cây Kankra (Vẹt gymnorrhiza) màu vàng của Khalsi (Aegiceras

corniculatum)...và một số loài cây khác như Dhundal (Xylocarpus granatum),

Passur (Xylocarpus mekongensis), Garjan (Rhizophora spp.), Sundari ( Heritiera

fomes) và Goran (Ceriops decandra).

Dữ liệu viễn thám sử dụng trong nghiên cứu là ảnh vệ tinh đa phổ độ phân

giải cao QuickBird chụp vào 02 – 02 – 2006 khu vực Sundarbans bao gồm 4

kênh đa phổ và 1 kênh toàn sắc. Các kênh đa phổ có độ phân giải không gian

2.5m, trong khi kênh toàn sắc có độ phân giải không gian 0.6m. Với độ phân

giải không gian trên, ảnh QuickBird có khả năng sử dụng trong các nghiên cứu

chi tiết. Dữ liệu ảnh QuickBird dùng trong nghiên cứu này được trình bày trên

hình 3.2 dưới đây.



a)

37



b)



c)



37



d)



e)



37



f)

Hình 3.2 Ảnh QuickBird khu vực nghiên cứu ngày 02 – 02 – 2006: kênh 1 (a), kênh 2(b), kênh

3 (c), kênh 4(d), kênh toàn sắc (e) và tổ hợp màu 432 (f)



3.2 Phân loại rừng ngập mặn bằng phương pháp phân loại tự động có kiểm

định

Khác với phân loại không kiểm định xác định các loại đối tượng có sự

đồng nhất về phổ cho bởi ảnh vệ tinh nhưng không kết hợp được với tư duy của

người giải đoán, phương pháp phân loại có kiểm định (supervised classification)

là hình thức phân loại kết hợp giữa giải đoán tự động nhờ sự trợ giúp của máy

tính, kết quả điều tra thực địa và trình độ của người giải đoán. Phương pháp

phân loại có kiểm định cho phép người giải đoán có thể thiết lập các loại thông

tin cần thiết phù hợp với mục đích bài toán và vùng nghiên cứu cụ thể. Bên cạnh

đó, người giải đoán có thể kết hợp sử dụng các tư liệu khác về vùng nghiên cứu

để có thể có được thông tin chính xác nhất về các đối tượng cần giải đoán.

ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA GIẢI ĐOÁN TỰ ĐỘNG CÓ KIỂM ĐỊNH

Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp phân loại có kiểm định là độ chính

xác cao,mẫu phân loại có thể dùng trong thời gian dài, tốc độ tính toán nhanh.

37



Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có nhược điểm là độ chính xác của kết quả

phân loại phụ thuộc vào độ chính xác của mẫu phân loại cũng như trình độ của

người giải đoán.

CÁC BƯỚC TRONG GIẢI ĐOÁN TỰ ĐỘNG CÓ KIỂM ĐỊNH:

1. Chọn mẫu giải đoán (dữ liệu mẫu): mẫu giải đoán được chọn dựa trên tính

chất phổ của đối tượng cần giải đoán, các dữ liệu bản đồ địa hình và bản đồ

chuyên đề khác, dữ liệu điều tra thực địa;

2. Chọn thuật toán giải đoán tự động. Tiến hành giải đoán;

3. Đánh giá kết quả phân loại (lập ma trận sai số,....)

3.3 Kết quả phân loại rừng ngập mặn dựa trên đặc tính phô

Dựa trên đặc tính phản xạ phổ của thực vật và nước, trong đồ án tiến hành

phân loại các đối tượng trên dựa trên thuật toán đã đề xuất trong chương 2.

Bước 1: Thực hiện phép trừ ảnh ở kênh 3 và kênh 4. Do hệ số phản xạ của

nước ở kênh 3 lớn hơn kênh 4, trong khi đó ở thực vật là ngược lại, khi đó, trên

ảnh kết quả, nước có màu sáng do nhận giá trị dương, thực vật có màu tối do

nhận giá trị âm (hình 3.3).



37