Lập bản đồ chính xác và nhanh chóng các khu vực bị cháy là công việc cần thiết để giám sát cháy rừng và công tác quản lý, bảo vệ rừng có hiệu quả. Nghiên cứu này trình bày quy trình thành lập bản đồ mức độ cháy rừng bằng dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 dựa vào chỉ số thực vật khác biệt (dNDVI), tỷ số cháy chuẩn hóa (NBR) và tỷ số cháy tương đối khác biệt (RBR). Dựa vào thang phân loại mức độ cháy của các nghiên cứu trước và ngưỡng cụ thể nhận được từ kết quả kiểm chứng đối với dNDVI và RBR để phân loại mức độ cháy thành các mức thấp, trung bình, cao và rất cao.
Đặt vấn đề
Cháy rừng là nguyên nhân gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái do lớp phủ thực vật mất đi một phần hoặc toàn bộ dẫn đến xói mòn đất và quá trình tái sinh rừng . Bởi vậy, việc xác định sự thay đổi cả về số lượng và chất lượng của rừng sau cháy phục vụ công tác quản lý và bảo vệ rừng nhằm biết các ảnh hưởng của cháy rừng về mức độ không gian và thời gian .
Để giám sát cháy rừng và công tác quản lý, bảo vệ rừng có hiệu quả, nhất thiết phải chỉ ra được mức độ cháy rừng với độ chính xác cao. Do đó, bản đồ mức độ cháy rừng đóng vai trò hết sức quan trọng và cần thiết. Các phương pháp thực địa thường đòi hỏi nhiều thời gian và chi phí do ảnh hưởng của cháy thường trải dài trong phạm vi lớn cả về không gian và thời gian . Trong khi đó, phương pháp viễn thám trở thành một phương pháp hiệu quả để ước tính mức độ cháy dựa vào ảnh trước và sau cháy.
Dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 cung cấp các đặc tính mới bao gồm dải chụp rộng, ít biến dạng hình học, độ phân giải không gian cao hơn và hoàn toàn miễn phí..
Các chỉ số phổ tối ưu và các bộ cảm sử dụng để xác định mức độ cháy rừng vẫn là một hướng nghiên cứu mở bởi vì sự đa dạng của các hệ sinh thái và giới hạn thông tin của sự thay đổi không gian đối với mức độ cháy ở từng khu vực . Do vậy, việc chuẩn hóa và đánh giá các chỉ số phổ và bộ cảm thích hợp đối với các khu vực cụ thể vẫn cần thiết để xem xét sự tương quan giữa kết quả khảo sát thực địa và ảnh viễn thám nhằm đưa ra giá trị ngưỡng thích hợp của chỉ số phổ để thành lập được bản đồ mức độ cháy chi tiết.
Quy trình thành lập bản đồ mức độ cháy rừng
Bảng 1. Các chỉ số phổ tính từ các kênh phổ dữ liệu Sentinel-2
.jpg)
Bản đồ mức độ cháy rừng được phân loại từ các chỉ số phổ tính toán từ các kênh ảnh vệ tinh Sentinel-2 theo các ngưỡng được lựa chọn. Toàn bộ quy trình thực nghiệm cho nghiên cứu này được thể hiện trong bảng 1.
Hình 1. Sơ đồ quy trình thực nghiệm thành lập bản đồ mức độ cháy rừng
.jpg)
Tiền xử lý ảnh
Các ảnh Sentinel-2 được hiệu chỉnh khí quyển về phản xạ bề mặt ở mức 2A và nắn chỉnh về lưới chiếu UTM.
Tính toán các chỉ số phổ
Xác định ngưỡng để phân loại mức độ cháy rừng
Dựa vào kết quả quan trắc cháy từ dữ liệu VIIRS và MODIS C6 do NASA cung cấp. Các ngưỡng giá trị sử dụng để phân loại các mức độ cháy được đưa ra trong bảng 2.
Bảng 2. Các ngưỡng sử dụng để phân loại các chỉ số thành các mức độ cháy rừng
.jpg)
Kết quả
Trên cơ sở các ngưỡng đã lựa chọn trong 2, các giá trị RBR và dNDVI được phân loại thành các bản đồ mức độ cháy rừng trong hình 2.
Hình 2. Bản đồ mức độ cháy rừng thành lập từ ảnh Sentinel-2
.jpg)
Đánh giá độ chính xác các bản đồ mức độ cháy rừng
Dựa vào số liệu khảo sát và kết quả các điểm cháy từ dữ liệu VIIRS và MODIS C6 các mẫu kiểm định ngẫu nhiên được sự dụng để đánh giá độ chính xác các bản đồ mức độ cháy đã được thành lập từ chỉ số RBR. Kết quả đánh giá độ chính xác được biểu thị bằng sai số sử dụng và sai số sản phẩm, sai số toàn bộ và chỉ số Kappa 3.
Bảng 3. Ma trận sai số giữa mẫu kiểm định và bản đồ mức độ cháy thành lập từ dữ liệu Sentinel-2
.jpg)
Kết luận
Trong nghiên cứu này, ảnh vệ tinh Sentinel-2 thu được trước, sau và trong thời cháy đã được sử dụng để thành lập bản đồ mức độ cháy dựa vào tính toán các chỉ số cháy NBR là tối ưu. Kết quả nhận được bản đồ mức độ cháy với độ chính xác toàn bộ là 73.24%. Trong đó, độ chính xác lớp mức độ cháy rất cao có độ chính xác cao nhất (trên 80%).
Lời cảm ơn
Các tác giả xin cảm ơn Cơ quan hàng không Vũ trụ châu Âu đã cung cấp dữ liệu ảnh Sentinel-2 các điểm cháy từ dữ liệu VIIRS và MODIS 6C và mô hình số độ cao ở khu vực nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Epting, J., D. Verbyla, & Sorbel., B. (2005). Evaluation of Remotely Sensed Indices for Assessing Burn Severity in Interior Alaska Using Landsat TM and ETM+. Remote Sensing of Environment, 96, 328–339
Fernández-Manso, A., O. Fernández-Manso, & Quintano, C. (2016). SENTINEL-2A Red - Edge Spectral Indices Suitability for Discriminating Burn Severity. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 50, 170–175
Fujii;, M.A. (2017). Speech by Ms. Akiko Fujii, Deputy Country Director in Viet Nam at the Inter-ministerial technical workshop on valuation of climate change impacts in Viet Nam
Hudak, A., P. Morgan, M. Bobbitt, A. Smith, S. Lewis, L. Lentile, P. Robichaud, J. Clark, & McKinley, R. (2007). The Relationship of Multispectral Satellite Imagery to Immediate Fire Effects. Fire Ecology, 3, 64–90
Lasaponara, R. (2006). Estimating Spectral Separability of Satellite Derived Parameters for Burned Areas Mapping in the Calabria Region by Using SPOT-vegetation Data. Ecological Modelling, 196, 265–270
Morgan, P., R. Keane, G. Dillon, T. Jain, A. Hudak, E. Karau, P. Sikkink, Z. Holden, & Strand, E. (2014). “Challenges of Assessing Fire and Burn Severity Using Field Measures, Remote Sensing and Modelling. International Journal of Wildland Fire, 23, 1045–1060
Picotte, J., & Robertson, K. (2011). Validation of Remote Sensing of Burn Severity in South-Eastern US Ecosystems. International Journal of Wildland Fire, 20, 453–464.
ĐOÀN THỊ NAM PHƯƠNG, NGUYỄN VĂN TRUNG,
PHẠM THỊ THANH HÒA, TRẦN THANH HÀ, LÊ THANH NGHỊ
Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
