Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở miền Bắc Việt Nam

• Tác giả: Nguyễn Trọng Cương
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Quang Bảo
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Rừng
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Tư Liệu Viễn Thám Quang Học Và Radar Trong Giám Sát Rừng Ngập Mặn Ven Biển Ở Một Số Tỉnh Phía Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• 1. MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ PHÂN BỐ VÀ HIỆN TRẠNG RỪNG NGẬP MẶN
• 1.1.1. Nghiên cứu phân bố và hiện trạng rừng ngập mặn trên thế giới
• 1.1.2. Phân bố và hiện trạng RNM tại Việt Nam
• 1.2. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG NGẬP MẶN
• 1.2.1. Đặc điểm sinh thái của hệ sinh thái ngập mặn và rừng ngập mặn trên thế giới
• 1.2.2. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn Việt Nam
• 1.3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ĐẶC ĐIỂM QUANG PHỔ CỦA RỪNG NGẬP MẶN TRÊN CÁC TƯ LIỆU VIỄN THÁM
• 1.3.1. Đặc điểm quang phổ của Rừng ngập mặn trên các dữ liệu viễn thám quang học
• 1.3.2. Tổng quan nghiên cứu về đặc điểm phản xạ của rừng ngập mặn trong dữ liệu Radar
• 1.4. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SỬ DỤNG CÁC TƯ LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ THÀNH LẬP RỪNG NGẬP MẶN
• 1.4.1. Sử dụng ảnh máy bay trong thành lập bản đồ rừng ngập mặn
• 1.4.2. Sử dụng tư liệu viễn thám có độ phân giải trung bình
• 1.4.3. Sử dụng ảnh tư liệu viễn thám có độ phân giải cao
• 1.5. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CHỈ SỐ PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN
• 1.5.1. Tổng quan về phương pháp phân loại rừng ngập mặn
• 1.5.2. Các chỉ số sử dụng trong nghiên cứu thành lập bản đồ Rừng ngập mặn
• 1.6. TỔNG QUAN VỀ KẾT HỢP TƯ LIỆU ẢNH QUANG HỌC VÀ ẢNH RADAR TRONG GIÁM SÁT RỪNG NGẬP MẶN
• 1.7. ĐÁNH GIÁ CHUNG
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC VEN BIỂN PHÍA BẮC
• 2.1.1. Khu vực 1: Ven biển Đông Bắc
• 2.1.2. Khu vực 2: Ven biển đồng bằng sông Hồng
• 2.2. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh
• 2.2.2. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Thái Bình
• 2.2.3. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của Thành phố Hải Phòng
• 3. CHƯƠNG 3: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 3.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 3.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 3.3.1. Khu vực nghiên cứu
• 3.3.2. Thời gian nghiên cứu
• 3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 3.5.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố và sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh phía Bắc
• 3.5.3. Phương pháp lựa chọn tư liệu ảnh vệ tinh thích hợp để phân loại rừng ngập mặn khu vực phía Bắc
• 3.5.4. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc
• 3.5.5. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám
• 3.5.6. Phương pháp đánh giá biến động rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía bắc giai đoạn 2016 – 2020
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC PHÍA BẮC
• 4.1. Phân bố rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc
• 4.2. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh ven biển miền Bắc
• 4.3. LỰA CHỌN TƯ LIỆU VIỄN THÁM THÍCH HỢP ĐỂ PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN VEN BIỂN CÁC TỈNH PHÍA BẮC
• 4.3.1. Đặc điểm phản xạ của rừng ngập mặn và các trạng thái lớp phủ khu vực nghiên cứu trên các tư liệu viễn thám
• 4.3.2. Đánh giá khả năng giám sát rừng ngập mặn của các tư liệu ảnh
• 4.3.3. Thảo luận và lựa chọn tư liệu ảnh viễn thám phù hợp để phân loại rừng ngập mặn cho các tỉnh ven biển phía Bắc
• 4.4. KẾT QUẢ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN CÁC TỈNH VEN BIỂN PHÍA BẮC
• 4.4.1. Lựa chọn phương pháp tổ hợp ảnh để phân loại rừng ngập mặn
• 4.4.2. Lựa chọn phương pháp phân loại rừng ngập mặn
• 4.4.3. Kết hợp các loại tư liệu quang học và radar để phân loại rừng ngập mặn
• 4.5. PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC NGHIÊN CỨU TỪ CÁC TƯ LIỆU VIỄN THÁM
• 4.5.1. Kiểm tra phân bố các giá trị chỉ số với từng trạng thái lớp phủ
• 4.5.2. Tính các giá trị của chỉ số đối với từng trạng thái trên các tư liệu ảnh
• 4.5.3. Thành lập ngưỡng phân loại rừng ngập mặn từ các chỉ số thực vật
• 4.5.4. Phân loại rừng ngập mặn từ các ngưỡng chỉ số cho một số tỉnh ven biển phía Bắc
• 4.6. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG NGẬP MẶN MỘT SỐ TỈNH VEN BIỂN PHÍA BẮC GIAI ĐOẠN 2016 – 2020
• 4.6.1. Biến động diện tích rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám và khi kết hợp hai tư liệu với nhau
• 4.6.2. Kết quả xác định các vị trí biến động trên ảnh ở khu vực phân bố rừng ngập mặn
• 4.6.3. XÂY DỰNG HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG NGẬP MẶN CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC TỰ ĐỘNG TRÊN GEE
• 4.6.3.1. Chuẩn bị cơ sở dữ liệu
• 4.6.3.2. Phân loại và đánh giá biến động rừng ngập mặn
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC

I. Tổng quan về nghiên cứu viễn thám quang học và radar

Nghiên cứu sử dụng viễn thám quang học và radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển tại miền Bắc Việt Nam đang trở thành một lĩnh vực quan trọng. Rừng ngập mặn không chỉ đóng vai trò bảo vệ môi trường mà còn là nguồn tài nguyên quý giá. Việc áp dụng công nghệ viễn thám giúp theo dõi và quản lý tài nguyên này một cách hiệu quả hơn.

1.1. Định nghĩa và vai trò của rừng ngập mặn

Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc biệt, có khả năng chống chịu với nước mặn và biến đổi khí hậu. Chúng cung cấp môi trường sống cho nhiều loài động thực vật và bảo vệ bờ biển khỏi xói mòn.

1.2. Tầm quan trọng của viễn thám trong giám sát rừng

Viễn thám cung cấp dữ liệu không gian và thời gian, giúp theo dõi sự biến động của rừng ngập mặn. Công nghệ này cho phép phát hiện sớm các thay đổi trong cấu trúc và diện tích rừng.

II. Thách thức trong giám sát rừng ngập mặn ven biển

Giám sát rừng ngập mặn ven biển đối mặt với nhiều thách thức. Biến đổi khí hậu, ô nhiễm và hoạt động khai thác tài nguyên là những yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phát triển của rừng. Việc sử dụng viễn thám radar và quang học giúp giải quyết những vấn đề này.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu gây ra hiện tượng nước biển dâng, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rừng ngập mặn. Việc theo dõi thường xuyên là cần thiết để đánh giá tác động này.

2.2. Ô nhiễm môi trường và khai thác tài nguyên

Ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp và nông nghiệp làm suy giảm chất lượng môi trường sống của rừng ngập mặn. Việc giám sát bằng công nghệ viễn thám giúp phát hiện sớm các dấu hiệu ô nhiễm.

III. Phương pháp sử dụng viễn thám quang học trong giám sát

Phương pháp sử dụng viễn thám quang học trong giám sát rừng ngập mặn bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các vệ tinh như Landsat và Sentinel. Các chỉ số thực vật như NDVI được áp dụng để đánh giá tình trạng rừng.

3.1. Các chỉ số thực vật trong viễn thám

Chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) là một trong những chỉ số quan trọng giúp đánh giá sức khỏe của rừng ngập mặn. Chỉ số này cho phép phân biệt giữa các loại thảm thực vật.

3.2. Quy trình thu thập và phân tích dữ liệu

Quy trình này bao gồm việc thu thập ảnh vệ tinh, xử lý dữ liệu và phân tích để xác định diện tích và tình trạng rừng ngập mặn. Công nghệ GIS cũng được sử dụng để trực quan hóa dữ liệu.

IV. Ứng dụng radar trong giám sát rừng ngập mặn

Sử dụng radar trong giám sát rừng ngập mặn mang lại nhiều lợi ích. Radar có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, giúp thu thập dữ liệu liên tục và chính xác.

4.1. Lợi ích của công nghệ radar

Công nghệ radar cho phép thu thập dữ liệu về cấu trúc rừng và độ ẩm của đất. Điều này rất quan trọng trong việc đánh giá sức khỏe của rừng ngập mặn.

4.2. Kết hợp giữa radar và viễn thám quang học

Việc kết hợp dữ liệu từ radar và viễn thám quang học giúp nâng cao độ chính xác trong việc giám sát và phân loại rừng ngập mặn. Phương pháp này cho phép phát hiện các biến động nhỏ trong cấu trúc rừng.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng viễn thám quang học và radar có thể cải thiện đáng kể khả năng giám sát rừng ngập mặn. Kết quả cho thấy sự biến động diện tích rừng ngập mặn trong giai đoạn 2016-2020.

5.1. Biến động diện tích rừng ngập mặn

Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích rừng ngập mặn tại miền Bắc Việt Nam đã giảm đáng kể do tác động của con người và biến đổi khí hậu. Việc giám sát thường xuyên là cần thiết để bảo vệ tài nguyên này.

5.2. Ứng dụng trong quản lý tài nguyên

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nhà quản lý trong việc xây dựng các chính sách bảo vệ và phát triển bền vững rừng ngập mặn.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai

Nghiên cứu về viễn thám quang học và radar trong giám sát rừng ngập mặn mở ra nhiều triển vọng cho việc bảo vệ tài nguyên thiên nhiên. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để nâng cao hiệu quả giám sát.

6.1. Tương lai của nghiên cứu viễn thám

Công nghệ viễn thám sẽ tiếp tục phát triển, cung cấp nhiều dữ liệu hơn cho việc giám sát rừng ngập mặn. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo trong phân tích dữ liệu cũng sẽ là xu hướng trong tương lai.

6.2. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo

Cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến rừng ngập mặn. Việc kết hợp nhiều nguồn dữ liệu khác nhau sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong giám sát.