Ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh SAR (SENTINEL-1A) đa thời gian thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Cà Mau
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong công tác kiểm kê và định hướng quy hoạch sử dụng đất đai. Tuy nhiên, các phương pháp xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất giải đoán từ ảnh vệ tinh trước đây thường sử dụng dữ liệu ảnh quang học nên dễ bị ảnh hưởng bởi mây. Vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là ứng dụng ảnh SAR (study applied radar) để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
Trong nghiên cứu này, chuỗi ảnh SAR theo thời gian được dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, dựa trên cơ sở sự thay đổi giá trị tán xạ ngược VH (backscatter values, dB) của các kiểu sử dụng đất theo thời gian kết hợp với kết quả khảo sát thực địa. Kết quả nghiên cứu đã phân loại được 6 loại sử dụng đất: đất trồng lúa, cây lâu năm, sông rạch, đất ở, đất nuôi trồng thủy sản và rừng. Kết quả đánh giá cho thấy độ chính xác toàn cục đạt 89,4% và hệ số Kappa 0,79. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng ảnh SAR đa thời gian trong xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất có khả năng ứng dụng cao.
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là khu vực sản xuất nông nghiệp lớn nhất Việt Nam và là nơi có đa dạng sinh học đặc biệt quan trọng, được công nhận trên toàn cầu (Zhang et al., 2017). Những thay đổi sử dụng đất quy mô lớn diễn ra ngày càng thường xuyên do sự tăng trưởng dân số và mật độ đô thị hóa ngày càng nhiều ở ĐBSCL (Minderhoud et al., 2018). Những thay đổi sử dụng đất này có tác động tích cực và tiêu cực đến nhiều vấn đề khác nhau, bao gồm hệ sinh thái trên cạn, nhiệt độ bề mặt đất, khí hậu khu vực, chất lượng đất, chế độ thủy văn, lũ lụt, các thiên tai và đặc biệt là vấn đề an ninh lương thực (Binh et al., 2021).
Cà Mau là một trong những tỉnh ven biển có diện tích lớn nhất vùng ĐBSCL. Hệ thống sông ngòi chằng chịt ở Cà Mau đã tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Trong hai thập kỹ qua, hiện trạng sử dụng đất ở ĐBSCL nói chung và tỉnh Cà Mau nói riêng đã thay đổi rất đáng kể (Hanh et al., 2018; Lam et al., 2011). Tại Cà Mau, sự chuyển đổi sử dụng đất có thể do hai nguyên nhân chính: việc mở rộng sản xuất nuôi trồng thủy sản dẫn đến suy giảm diện tích rừng ngập mặn và sự đô thị hóa (Hauser et al., 2017). Trong trường hợp môi trường thay đổi và nhu cầu sử dụng đất của con người ngày càng tăng, việc có được thông tin sử dụng đất dài hạn và chính xác là rất quan trọng trong các công tác nghiên cứu, quy hoạch, quản lý đất đai và đặc biệt là trong công tác bảo tồn rừng ngập mặn.
Bản đồ hiện trạng là thông tin quan trọng và cần thiết trong công tác thiết kế quy hoạch và quản lý đất đai. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất được xây dựng 5 năm một lần, trong khi đó, độ che phủ đất của vùng ĐBSCL thường xuyên thay đổi và việc sử dụng các bản đồ không được cập nhật có thể chúng sẽ không thể hiện được việc sử dụng đất ở hiện tại. Khảo sát hằng năm cho toàn tỉnh là tốn kém và đòi hỏi nhiều lao động. Ngoài ra, nếu chủ sở hữu chuyển đổi trái phép từ loại đất này sang loại đất khác, không đăng kí và trình báo cho Sở Tài nguyên và Môi trường, điều này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của bản đồ hiện trạng sử dụng đất (Khanh et al., 2020).
Ngày nay, việc sử dụng viễn thám trong giám sát tài nguyên nói chung và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất nói riêng đang dần trở nên phổ biến và mang lại nhiều hiệu quả (Gadrani et al., 2018; Steinhausen et al., 2018; Sánchez & Schröder, 2019). Tuy nhiên, việc thường xuyên bị mây che phủ được coi là một thách thức đối với việc giám sát tài nguyên bằng các cảm biến đa phổ (Xiao et al., 2006). Với các nước nằm ở vùng nhiệt đới như Việt Nam, việc thu thập được các dữ liệu không bị ảnh hưởng bởi mây là rất ít trong năm. Trong khi đó, tư liệu ảnh radar độ mở tổng hợp (synthetic aperture radar - SAR) thì không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, ngày và đêm. Việc có được dữ liệu ảnh có độ phân giải cao và không bị ảnh hưởng bởi thời tiết là rất quan trọng trong một số nghiên cứu, đặc biệt trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Chính vì thế, nghiên cứu đã sử dụng chuỗi ảnh SAR (Sentinel-1A) đa thời gian để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá mức độ hiệu quả của việc sử dụng dữ liệu ảnh Sentinel-1A đa thời gian trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, đồng thời đánh giá sự phân bố sử dụng đất tại tỉnh Cà Mau năm 2019.
nqhuy
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 58, Số 4A (2022): 45-54