I. NHỮNG CĂN CỨ XÂY DỰNG BỘ TÀI LIỆU
Quyết định số 594/QĐ-TTg ngày 15 tháng 4 năm 2013 của Thủ tướng Chính phủ về Phê duyệt Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2016;
Quyết định số 3183/QĐ-BNN-TCLN ngày 21 tháng 12 năm 2012 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về Ban hành hướng dẫn Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2015;
Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10 tháng 6 năm 2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về tiêu chí xác định và phân loại rừng;
Thông tư số 25/2009/TT-BNN, ngày 05 tháng 5 năm 2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê rừng và lập hồ sơ quản lý rừng .
II. ĐIỀU TRA XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG VÀ ĐẤT CHƯA CÓ RỪNG
1. Tư liệu sử dụng
1.1. Ảnh vệ tinh
Sử dụng ảnh vệ tinh SPOT5, SPOT 6 gồm các kênh đa phổ và kênh toàn sắc gốc đã xử lý ở mức 3 [trực ảnh], các kênh đã được trộn với tổ hợp màu tự nhiên, hệ tọa độ VN 2000 để giải đoán, xây dựng bản đồ hiện trạng rừng cấp xã tỷ lệ 1:10.000.
Trường hợp không có ảnh vệ tinh SPOT5, SPOT 6, thì sử dụng ảnh vệ tinh khác có tính năng tương đương, hoặc cao hơn [như QUICKBIRD; VNREDSAT…] để giải đoán xây dựng bản đồ hiện trạng rừng.
Trường hợp một số cảnh ảnh [SPOT5 hoặc SPOT 6] bị mây che hoặc thiếu cảnh ảnh với diện tích nhỏ, thì có thể sử dụng một số ảnh như RADAR, LANSAT8, VNREDSAT, QUICKBIRD v.v... để thực hiện, đồng thời tăng cường điều tra mặt đất để nâng cao chất lượng giải đoán xây dựng bản đồ hiện trạng rừng.
Lưu ý: Tất cả các ảnh viễn thám sử dụng trong điều tra xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phải sử dụng ảnh chụp trong thời gian 1 năm tính đến thời điểm tổ chức công tác điều tra rừng; có thể sử dụng các ảnh viễn thám chụp trong thời gian hơn 1 năm để khai thác, bổ sung thông tin phục vụ công tác điều tra.
1.2. Bản đồ
- Sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 [hoặc bản đồ địa chính cơ sở- ngành tài nguyên môi trường] hệ tọa độ VN-2000 làm nền cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh SPOT5. Đưa ranh giới tiểu khu/khoảnh và ranh giới 3 loại rừng lên bản đồ địa hình nền.
- Sử dụng các loại bản đồ hiện trạng rừng mới nhất hiện có làm tài liệu tham khảo.
1.3. Hệ thống phân loại rừng
Hệ thống phân loại trạng thái rừng và đất lâm nghiệp thống nhất trong chương trình kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2011 đến 2015 được xây dựng trên cơ sở quy định của Thông tư số 34/2009/TT-BNN ngày 10/06/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về phân loại các trạng thái rừng và đất chưa có rừng. Tổng số có 93 trạng thái, trong đó có 13 trạng thái rừng nguyên sinh và 80 trạng thái rừng thứ sinh và đất không có rừng.
2. Công cụ sử dụng
2.1. Phần mềm
- ERDAS IMAGINE, ENVI…: Sử dụng cho công tác tiền xử lý ảnh.
- eCognition phục vụ công tác giải đoán tự động ảnh vệ tinh SPOT5 xây dựng bản đồ hiện trạng rừng.
- Mapinfo, ARC/GIS phục vụ chỉnh sửa, lưu trữ, biên tập và in ấn bản đồ thành quả, đồng thời tính diện tích lô trạng thái rừng.
- Quản lý dữ liệu điều tra, kiểm kê rừng: sử dụng phần mềm Quản lý cơ sở dữ liệu điều tra kiểm kê rừng để tổng hợp kết quả điều tra, kiểm kê rừng;
- Mapsource: Sử dụng cho việc nhập dữ liệu từ GPS vào máy tính để xử lý.
2.2. Phần cứng
- Máy tính có cấu hình tối thiểu:
+ Bộ xử lý là Intel Pentium Core i5 duo hoặc cao hơn.
+ Tốc độ xử lý tối thiểu 2,5 GHz hoặc cao hơn.
+ Bộ nhớ trong [RAM]: tối thiểu 4 GB hoặc hơn.
+ Màn hình màu hơn 256 màu; Ổ cứng có dung lượng lớn.
- Máy in: Máy in màu Ao có độ phân giải 600dpi trở lên.
- Các thiết bị hỗ trợ khác:
- Máy định vị toàn cầu GPS, địa bàn, ống nhòm, máy ảnh.
3. Trình tự các bước xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đất chưa có rừng từ ảnh vệ tinh SPOT5 hoặc ảnh vệ tinh có tính năng tương đương.
Các bước tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh bằng phần mềm eCognition xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đất chưa có rừng từ ảnh vệ tinh được thể hiện ở sơ đồ sau.
SƠ ĐỒ CÁC BƯỚC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ RỪNG TỪ ẢNH VỆ TINH SPOT5
4. Công tác chuẩn bị
4.1. Thu thập các tài liệu liên quan
Toàn bộ các tài liệu liên quan cho công tác xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp cần được thu thập bao gồm:
- Bản đồ địa chính cơ sở hoặc bản đồ nền địa hình VN2000 tỷ lệ 1:10.000 [dạng số ].
- Bản đồ kết quả kiểm kê đất đai cấp xã tại thời điểm gần nhất tỷ lệ 1/10.000.
- Bản đồ rà soát qui hoạch 3 loại rừng cấp xã.
- Bản đồ, số liệu hiện trạng rừng có tại thời điểm gần nhất.
- Bản đồ giao đất, giao rừng [nếu có]
- Các tài liệu tham khảo cần thiết khác.
Lưu ý:
- Tất cả các file dữ liệu bản đồ tham khảo [vector và raster] đều phải chuyển về một hệ tọa độ thống nhất VN2000.
4.2. Xây dựng bản đồ chuyên đề tham gia vào quá trình giải đoán
Toàn bộ bản đồ các nhân tố tham gia quá trình chạy phân loại được lưu dưới dạng Shape file, hệ toạ độ VN2000 múi 3 độ kinh tuyến gốc theo địa phương, bao gồm:
- Chuẩn hóa lớp bản đồ ranh giới các nhóm lập địa: Núi đất; Núi đá; Bãi cát; Ngập ngọt; Ngập mặn v.v.
- Chuẩn hóa lớp bản đồ ranh giới ba loại rừng.
- Xây dựng lớp bản đồ cấp độ dốc; bản đồ đai cao; bản đồ hướng phơi từ mô hình DEM.
- Chuẩn hóa ranh giới hành chính tỉnh, huyện, xã.
- Chuẩn hóa ranh giới khoảnh, tiểu khu v.v.
- Chuẩn hóa ranh giới các chủ rừng nhóm II của bản đồ giao đất giao rừng.
[Theo hướng dẫn xây dựng bản đồ thành quả kiểm kê rừng]
4.3. Kiểm tra đánh giá chất lượng ảnh
Toàn bộ các ảnh vệ tinh gốc mua về được kiểm tra nhằm đảm bảo kết quả tốt nhất cho quá trình phân loại ảnh xây dựng bản đồ.
Kiểm tra đánh giá chất lượng ảnh:
Từng cảnh ảnh sử dụng được đánh giá theo các tiêu chí sau:
- Độ che phủ mây và bóng mây nhỏ hơn 5% trong một cảnh ảnh, khoanh vẽ bằng mắt mây và bóng mây để tính tỷ lệ che phủ của đối tượng này trong vùng giải đoán. Đối với những ảnh có mây từ 5-20% trên khu vực đất lâm nghiệp phải có ảnh bù khu vực bị mây che phủ. Nếu ảnh có tỷ lệ mây trên 20% ở khu vực đất lâm nghiệp thì ảnh không đạt yêu cầu cho công tác kiểm kê rừng.
- Có file metadata đi kèm mỗi cảnh ảnh: có các thông số cơ bản về ảnh chụp và quá trình tiền xử lý ảnh, nắn chỉnh mức 3.
- Ảnh vệ tinh sử dụng cho điều tra, kiểm kê rừng: ảnh vệ tinh SPOT5, SPOT 6 hoặc ảnh vệ tinh khác có tính năng tương đương chụp trong thời gian 1 năm tính đến thời điểm điều tra. Sử dụng tài liệu Metadata kèm theo từng cảnh ảnh để xác minh thời gian thu chụp ảnh.
- Phải có đủ các kênh ảnh đa phổ, kênh tổ hợp màu tự nhiên.
4.4. Chuẩn bị khác
- Chuẩn bị phiếu điều tra ngoại nghiệp theo phụ lục của Hướng dẫn điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc bao gồm:
+ Phiếu điều tra xây dựng mẫu khóa ảnh.
+ Phiếu mô tả điều tra ngoại nghiệp.
- Xây dựng kế hoạch triển khai.
- Chuẩn bị công cụ trang thiết bị, nhân lực v.v.
4.5. Lưu trữ dữ liệu và báo cáo công tác chuẩn bị
Danh sách các dữ liệu lưu trữ bao gồm:
- Dữ liệu gốc thu thập được: lưu trữ tất cả các dữ liệu thu thập theo mục 4.1, các kênh ảnh vệ tinh và file metadata ảnh vệ tinh.
- Dữ liệu chuyên đề đã chuẩn hóa theo mục 4.2, các dữ liệu liên quan đến quá trình đánh giá chất lượng ảnh vệ tinh.
Báo cáo thu thập và chuẩn hóa dữ liệu gồm các nội dung chính sau:
- Danh sách các dữ liệu thu thập được.
- Danh sách các dữ liệu đã xử lý, chuẩn hóa.
- Báo cáo quá trình xử lý, chuẩn hóa từng loại dữ liệu: phương pháp, quy trình, kết quả, đánh giá.
5. Xây dựng mẫu khóa ảnh [mẫu phân loại rừng và đất không có rừng]
Bộ mẫu khóa ảnh vệ tinh hay bộ mẫu phân loại ảnh là tập hợp các cặp điểm mẫu trên ảnh vệ tinh cùng tọa độ tương ứng với các mẫu đối tượng tại thực địa cần được phân loại khi giải đoán ảnh vệ tinh. Bộ mẫu khóa ảnh là căn cứ để phần mềm giải đoán ảnh sử dụng các thông số [phổ, cấu trúc v.v.] trên các mẫu khóa ảnh để phân loại cho các khu vực còn lại có đặc điểm tương tự.
Mỗi điểm mẫu khóa ảnh [mẫu ảnh] gồm một đối tượng [object] trên ảnh vệ tinh và một điểm mẫu đối tượng [trạng thái] tương ứng tại thực địa có cùng tọa độ.
Hệ thống mẫu khóa ảnh sẽ được sử dụng để xác định khoảng giá trị [ngưỡng; rule set] cho từng đối tượng rừng và đất lâm nghiệp theo các tiêu chí tham gia quá trình phân loại tự động bằng phần mềm eCognition.
Hệ thống mẫu khóa ảnh cũng có thể được sử dụng để so sánh đối chiếu và phân tích để kỹ thuật viên giải đoán định tên trạng thái khi khoanh vẽ bán tự động hoặc khoanh vẽ trực tiếp trên máy tính.
Ngoài các tiêu chí như đã nêu trên, để xác lập mẫu phân loại ảnh cần xây dựng cây phân loại phù hợp. Nhằm đáp ứng yêu cầu công tác điều tra, kiểm kê rừng việc phân loại các đối tượng rừng và đất lâm nghiệp căn cứ theo Hướng dẫn điều tra kiểm kê rừng toàn quốc.
Trên cơ sở cây phân loại các chuyên gia sẽ đưa ra ngưỡng ban đầu để phân loại tự động [sơ bộ] các loại đối tượng trên ảnh bằng phần mềm eCognition. Việc phân bóc tách trên ảnh sẽ tiến hành theo các loại đối tượng dựa trên các tiêu chí đã xác
5.1 Xác định số lượng mẫu ảnh
Số lượng mẫu khóa ảnh được lựa chọn đảm bảo mỗi tiêu chí tham gia phân loại phải có dung lượng đủ lớn để xác định một cách chính xác ngưỡng cho từng đối tượng đã phân tách trong các cảnh ảnh. Trên từng cảnh ảnh, mỗi trạng thái lấy số điểm mẫu ít nhất là 20 mẫu.
Đối với các cảnh ảnh chỉ sử dụng một phần diện tích cảnh ảnh [ví dụ các tờ ảnh nằm trên ranh giới 2 tỉnh] thì tuỳ tỷ lệ diện tích ảnh sử dụng có thể giảm số điểm mẫu cho mỗi trạng thái nhưng phải đảm bảo mỗi trạng thái xuất hiện trong phần ảnh sử dụng tối thiểu phải có 3 mẫu.
5.2. Phân loại ảnh sơ bộ bằng phương pháp không kiểm định
Việc phân loại ảnh sơ bộ bằng phương pháp không kiểm định [chia lô tự động nhưng chưa xác định tên trạng thái] nhằm tách các lô/đối tượng tương đối đồng nhất trên ảnh làm căn cứ thiết kế hệ thống mẫu ảnh.
Khoanh vi các diện tích đồng nhất trên ảnh fussion tổ hợp màu bằng phương pháp phân loại không kiểm định. Sử dụng chức năng "Multiresolution segmentation" của phần mềm eCognition để khoanh các diện tích đồng nhất trên ảnh thành những lô trạng thái tương đối đồng nhất về tên trạng thái và trữ lượng rừng.
5.3. Chọn vị trí điểm mẫu ảnh trong phòng
- Phương pháp chọn mẫu
Có thể chọn vị trí điểm mẫu ảnh theo 2 phương pháp: chọn mẫu dựa vào tham khảo các bản đồ hiện trạng rừng gần nhất và chọn mẫu dựa vào đặc điểm phổ trên ảnh vệ tinh.
+ Chọn mẫu đại diện cho các trạng thái rừng dựa vào bản đồ hiện trạng rừng gần nhất
Căn cứ vào bản đồ hiện trạng rừng gần nhất để xác định 3-5 tuyến điều tra qua các trạng thái rừng cho mỗi cảnh ảnh. Trên mỗi tuyến chọn những điểm đại diện cho các trạng thái rừng để xây dựng mẫu khoá ảnh. Điểm mẫu ảnh được chọn phải nằm trong 1 trạng thái, cách ranh giới với các trạng thái khác tối thiểu 50m.
+ Chọn mẫu dựa vào đặc điểm phổ trên ảnh vệ tinh
Trước hết tiến hành chia các lô trạng thái đã được khoanh trên ảnh bằng phần mềm eCognition theo phương pháp không kiểm định thành 20 nhóm theo 4 cấp độ xám và 5 cấp NDVI như sau.
Bảng 01a . Bốn nhóm theo cấp độ xám
| Cấp độ xám | Giá trị cấp độ xám |
| Cấp I | Nhỏ hơn giá trị trung bình trừ một lần sai tiêu chuẩn |
| Cấp II | Lớn hơn cấp I và nhỏ hơn giá trị trung bình |
| Cấp III | Lớn hơn giá trị trung bình không quá một lần sai tiêu chuẩn |
| Cấp IV | Lớn hơn giá trị trung bình cộng một lần sai tiêu chuẩn |
Bảng 01 b. Năm nhóm theo chỉ số NDVI
| Cấp NDVI | Giá trị NDVI |
| Cấp I | ≤ 0.1 |
| Cấp II | >0.1 và ≤ 0.2 |
| Cấp III | >0.2 và ≤ 0.3 |
| Cấp IV | >0.3 và ≤ 0.4 |
| Cấp V | >0.4 |
Bảng 01 c. Hai mươi nhóm lô trạng thái theo cấp độ xám và chỉ số NDVI
| Nhóm lô trạng thái | Cấp độ xám | Cấp NDVI |
| Nhóm 1 | Cấp I | Cấp I |
| Nhóm 2 | Cấp I | Cấp II |
| Nhóm 3 | Cấp I | Cấp III |
| Nhóm 4 | Cấp I | Cấp IV |
| Nhóm 5 | Cấp I | Cấp V |
| Nhóm 6 | Cấp II | Cấp I |
| Nhóm 7 | Cấp II | Cấp II |
| Nhóm 8 | Cấp II | Cấp III |
| Nhóm 9 | Cấp II | Cấp IV |
| Nhóm 10 | Cấp II | Cấp V |
| Nhóm 11 | Cấp III | Cấp I |
| Nhóm 12 | Cấp III | Cấp II |
| Nhóm 13 | Cấp III | Cấp III |
| Nhóm 14 | Cấp III | Cấp IV |
| Nhóm 15 | Cấp III | Cấp V |
| Nhóm 16 | Cấp IV | Cấp I |
| Nhóm 17 | Cấp IV | Cấp II |
| Nhóm 18 | Cấp IV | Cấp III |
| Nhóm 19 | Cấp IV | Cấp IV |
| Nhóm 20 | Cấp IV | Cấp V |
Xác định tổng số lô trạng thái thuộc từng nhóm và dùng phương pháp ngẫu nhiên chọn 30 lô cho mỗi nhóm trạng thái. Từ 30 lô cho mỗi trạng thái, sử dụng bản đồ địa hình và ảnh vệ tinh chọn ra 20 lô có thể tiếp cận được đến tâm lô để điều tra mẫu ảnh. Điểm mẫu ảnh được chọn là tâm lô, cách ranh giới với các lô khác tối thiểu 50m. Nếu tổng số lô của một trạng thái nhỏ hơn 20 thì chọn toàn bộ lô của trạng thái đó làm mẫu xây dựng khoá ảnh.
- Lên danh sách các điểm mẫu có kèm theo tọa độ và tên trạng thái dự đoán từ ảnh.
- In ấn bản đồ ảnh vệ tinh hoặc bản đồ địa hình có thể hiện vị trí các mẫu đã xác định trong phòng.
- Xác định và đưa giá trị tọa độ của từng điểm mẫu vào trong GPS.
5.4. Khảo sát mẫu ảnh ngoại nghiệp
5.4.1. Thiết kế tuyến điều tra khảo sát
- Làm việc với cán bộ địa bàn để thiết lập tuyến khảo sát sao cho có khả năng quan sát tiếp cận được nhiều điểm mẫu đã chọn trong phòng nhất.
- Tận dụng hệ thống đường giao thông, đường lâm nghiệp xác định tuyến.
- Lên kế hoạch khảo sát.
5.4.2. Tiến hành khảo sát mẫu ảnh tại thực địa
Tiến hành khảo sát thực địa theo tuyến đã xác định ở trên. Trên các tuyến, xác định vị trí từng điểm mẫu cần điều tra bằng việc sử dụng chức năng tìm kiếm của GPS.
- Đối với các mẫu khó tiếp cận được phép dịch chuyển trong vòng 50m, lấy lại tọa độ ghi trên GPS và phiếu mô tả.
Tại các điểm mẫu, tiến hành điều tra nhanh các chỉ tiêu bình quân của trạng thái: G, M, H.
+ Sử dụng thước Bitterlich đo tiết diện ngang [G] ở 5 vị trí, vị trí thứ nhất tại tâm điểm điều tra, các vị trí còn lại cách tâm điểm điều tra 5 m về các hướng đông, tây, nam, bắc.
+ Đo chiều cao ba cây có cỡ kính trung bình trong lô gần tọa độ điểm mẫu.
+ Tính trữ lượng bình quân M/ha =GHF; với ước tính F=0,45.
+ Xác định trạng thái rừng tại điểm mẫu trên cơ sở cấu trúc và trữ lượng rừng.
+ Quan sát, đếm tần suất xuất hiện các loài cây trong ô mẫu và xác định trực tiếp tên loài ưu thế trong ô mẫu.
+ Chụp ảnh và ghi các thông tin vào hệ thống phiếu điều tra ô mẫu. [Phiếu 01/MKA - Phụ biểu 1A - Quyết định 3183/QĐ/BNN-TCLN]
- Đối với các ô mẫu khó có khả năng tiếp cận, nhưng có thể quan sát tốt, xác định bổ sung mẫu ảnh để phục vụ giải đoán.
+ Xác định vị trí quan sát trên bản đồ và vị trí ô mẫu ngoài thực địa.
+ Xác định tên trạng thái ô mẫu đó trên cơ sở tiêu chí phân loại rừng theo thông tư 34/2009/TT-BNNPTNT được cụ thể hoá trong bảng phân loại rừng phục vụ kiểm kê rừng.
+ Chụp ảnh ô mẫu, ghi lại các thông số chụp như: khoảng cách, hướng chụp [Phiếu 02/MKA - Phụ biểu 1A -Quyết định 3183/QĐ/BNN-TCLN]
Thống kê lại kết quả điều tra khảo sát ô mẫu cho từng trạng thái sau mỗi ngày điều tra để sao cho khi hết đợt ngoại nghiệp đảm bảo mỗi trạng thái theo thang phân loại phải có ít nhất 20 ô mẫu.
5.5. Hoàn thiện mẫu khóa ảnh
a] Yêu cầu kết quả
- Các ô mẫu được điều tra cho từng cảnh ảnh.
- Các ô mẫu điều tra phải phân bố tương đối đều trên khu vực điều tra, trên các dạng địa hình khác nhau.
- Các ô mẫu đã điều tra phải được kiểm tra lại trên ảnh để loại những ô nằm vị trí ranh giới 2 trạng thái.
- Số lượng ô mẫu đảm bảo mỗi trạng thái ít nhất 20 ô/cảnh ảnh.
b] Hoàn chỉnh mẫu phân loại ảnh
- Kết hợp kết quả xây dựng, mô tả mẫu phân loại ảnh trong phòng và kết quả kiểm chứng, bổ sung ngoài thực địa để xây dựng bộ mẫu khoá ảnh hoàn chỉnh.
- Xây dựng bản đồ phân bố các ô mẫu phân loại khoá ảnh.
- Viết báo cáo thuyết minh mẫu ảnh: Đánh giá độ tin cậy công tác xây dựng mẫu ảnh.
6. Phân loại tự động trong phòng bằng eCognition
6.1. Xác định các chỉ tiêu tham gia phân loại tự động
a] Một số chỉ tiêu có thể tính toán trực tiếp từ các kênh ảnh gốc:
1] Chỉ số thực vật [NDVI- normalized difference vegetation index]: được tính theo công thức dưới đây:
NDVI = [NIR - RED]/[NIR+RED]
Trong đó:
NDVI: Chỉ số thực vật.
NIR: Kênh cận hồng ngoại của ảnh vệ tinh.
RED: Kênh đỏ của ảnh.
2] Tỷ số chỉ số thực vật [ratio vegetion index].
RVI=NIR/RED
3] Tỷ số tổng giá trị cấp độ xám [total ratio reflectance index]
TRRI = [DN1+DN2….+DNn]/[n*255]
TRRI thường dùng để tính giá trị cấp độ xám trung bình.
DN1, DN2…DNn: Giá trị cấp độ xám của từng kênh của ảnh vệ tinh.
4] Chỉ số thực vật sai khác DVI [difference vegetion index] hay còn gọi là chỉ số thực vật môi trường EVI [environmental vegetion index.
DVI =NIR - RED
5] Chỉ số màu xanh thực vật GVI [green vegetation index]
GVI=1.6225NIR – 2.2978RED + 11.0656
6] Chỉ số tăng cường lớp thực vật [Enhancement vegetation index]
EVI= 2.5* [NIR-RED]/[NIR+6*RED-7.5*BLUE+1]
7] Giá trị phổ các kênh ảnh gốc: K1; K2; K3; K4...
8] Sai tiêu chuẩn các pixel của từng kênh ảnh: Std_k1; Std_k2....
Std=
Trong đó Xi và Xtb là giá trị của kênh phổ ở pixel thứ i và giá trị trung bình của n pixel trong lô hiện trạng. Std của các kênh được tính trực tiếp từ phần mềm eCognition.
9] Chỉ số phân mùa của thực vật SD
SD=[|NDVI1-NDVI2|]/[NDVI1+NDVI2]
Trong đó NDVI1 và NDVI2 là chỉ số thực vật xác định được vào các thời kỳ đầu và cuối mùa sinh trưởng của thực vật ở địa phương.
b] Các chỉ tiêu có sẵn trong phần mềm eCognition
Trong phần mềm eCognition có sẵn rất nhiều các đặc trưng khác. Tùy từng trường hợp cụ thể mà các chỉ tiêu sẽ được sử dụng cho hiệu quả nhất.
c] Lựa chọn và tính toán các chỉ tiêu phân loại rừng
Độ chính xác của phân loại rừng tự động phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố chính: chất lượng của mẫu ảnh và các chỉ tiêu phân loại.
Các chỉ tiêu có thể đưa vào phân loại tự động như sau:
- Các chỉ tiêu trên ảnh: các kênh ảnh, sai tiêu chuẩn, NDVI; RVI; TRRI; DVI; GLCM Homogeneity, GLCM Contrast, GLCM Entropy,...
- Chỉ tiêu trên ảnh đa thời gian: Chỉ tiêu phân mùa
- Các chỉ tiêu phi ảnh: độ cao, độ dốc, hướng phơi, vùng phân bố, vùng kinh tế v.v…
Việc lựa chọn các đặc trưng ảnh mang ý nghĩa quyết định đến độ chính xác của bản đồ tạo ra, do đó cần chạy thử các vùng nhỏ trước để xác định các chỉ tiêu ảnh vệ tinh có thể phân tách tốt nhất các trạng thái đối với khu vực điều tra trong cảnh ảnh.
- Lựa chọn các chỉ tiêu tham gia phân loại tự động bằng lệnh: image object level/Feature:
d] Các nhân tố phi ảnh thường được sử dụng:
- Hệ thống sông suối, hồ đập, khu dân cư,...
- Lớp rừng trồng theo tài liệu tham khảo mới nhất.
- Ranh giới khu vực phân bố các kiểu rừng trên lập địa khác biệt được xác định từ tài liệu tham khảo: khu vực núi đá; Khu vực ngập phèn; Khu vực ngập mặn; Khu vực phân bố rừng Khộp; Khu vực phân bố rừng lá Kim...
- Phân lớp cấp độ dốc.
- Hướng phơi.
6.2. Xây dựng hệ thống phân loại
Hệ thống phân loại các trạng thái rừng và đất lâm nghiệp được xây dựng bằng phần mềm eCognition trên cơ sở hệ thống phân loại của chương trình kiểm kê rừng đã được xác định và đặc điểm rừng có trên địa bàn thực hiện kiểm kê rừng.
Với khả năng của ảnh SPOT5, bước giải đoán ảnh xây dựng bản đồ trong phòng chỉ phân loại các trạng thái tổng quát theo kiểu loại rừng và cấp trữ lượng; một số trạng thái chi tiết hơn như rừng tự nhiên phục hồi hay loài cây, cấp tuổi và nguồn gốc đối với rừng trồng sẽ được bổ sung qua điều tra thực địa và quá trình kiểm kê rừng.
Bảng 02 : Hệ thống phân loại đất, loại rừng áp dụng cho điều tra kiểm kê rừng
| TT | Tên trạng thái rừng và đất không có rừng [LDLR] | Mã số | Tiêu chuẩn phân loại | Ký hiệu TTR | |||
| TTR | Ng. sinh | L.dia | Trữ lượng [M, N] | ||||
| 1. CÓ RỪNG | |||||||
| 1.1. Rừng tự nhiên | |||||||
| 1.1.1. Rừng nguyên sinh | |||||||
| 1.1.1.1. Núi đất nguyên sinh | |||||||
| 1.1.1.1.1. Lá rộng thường xanh | |||||||
| 1 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX giàu nguyên sinh | 1 | 1 | 1 | 1 | M > 200 | TXG1 |
| 2 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX TB nguyên sinh | 2 | 1 | 1 | 1 | 100 < M ≤ 200 | TXB1 |
| 1.1.1.1.2. Lá rộng rung lá | |||||||
| 3 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL giàu nguyên sinh | 3 | 2 | 1 | 1 | M > 200 | RLG1 |
| 4 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL TB nguyên sinh | 4 | 2 | 1 | 1 | 100 < M ≤ 200 | RLB1 |
| 1.1.1.1.3. Lá kim | |||||||
| 5 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK giàu nguyên sinh | 5 | 3 | 1 | 1 | M > 200 | LKG1 |
| 6 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK TB nguyên sinh | 6 | 3 | 1 | 1 | 100 < M ≤ 200 | LKB1 |
| 1.1.1.1.1. Lá rộng lá kim | |||||||
| 7 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK giàu nguyên sinh | 7 | 4 | 1 | 1 | M > 200 | RKG1 |
| 8 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK TB nguyên sinh | 8 | 4 | 1 | 1 | 100 < M ≤ 200 | RKB1 |
| 1.1.1.2. Núi đá | |||||||
| 9 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX giàu nguyên sinh | 9 | 1 | 1 | 2 | M > 200 | TXDG1 |
| 10 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX TB nguyên sinh | 10 | 1 | 1 | 2 | 100 < M ≤ 200 | TXDB1 |
| 1.1.1.1.1. Rừng ngập nước | |||||||
| 11 | Rừng gỗ tự nhiên ngập mặn nguyên sinh | 11 | 1 | 1 | 3 | M ≥ 10 | RNM1 |
| 12 | Rừng gỗ tự nhiên ngập phèn nguyên sinh | 12 | 1 | 1 | 4 | M ≥ 10 | RNP1 |
| 13 | Rừng gỗ tự nhiên ngập ngọt nguyên sinh | 13 | 1 | 1 | 5 | M ≥ 10 | RNP1 |
| 1.1.2. Rừng thứ sinh | |||||||
| 1.1.2.1. Gỗ | |||||||
| 1.1.2.1.1. Núi đất | |||||||
| 1.1.2.1.1.1. Lá rộng thường xanh | |||||||
| 14 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX giàu | 14 | 1 | 1 | M > 200 | TXG | |
| 15 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX TB | 15 | 1 | 1 | 100 < M ≤ 200 | TXB | |
| 16 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo | 16 | 1 | 1 | 50 < M ≤ 100 | TXN | |
| 17 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo kiệt | 17 | 1 | 1 | 10 < M ≤ 50 | TXK | |
| 18 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX phục hồi | 18 | 1 | 1 | 10 ≤ M ≤ 100 | TXP | |
| 1.1.2.1.1.2. Lá rộng rụng lá | |||||||
| 19 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL giàu | 19 | 2 | 1 | M > 200 | RLG | |
| 20 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL TB | 20 | 2 | 1 | 100 < M ≤ 200 | RLB | |
| 21 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo | 21 | 2 | 1 | 50 < M ≤ 100 | RLN | |
| 22 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo kiệt | 22 | 2 | 1 | 10 < M ≤ 50 | RLK | |
| 23 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL phục hồi | 13 | 2 | 1 | 10 ≤ M ≤ 100 | RLP | |
| 1.1.2.1.1.3. Lá kim | |||||||
| 24 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK giàu | 24 | 3 | 1 | M > 200 | LKG | |
| 25 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK TB | 25 | 3 | 1 | 100 < M ≤ 200 | LKB | |
| 26 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK nghèo | 26 | 3 | 1 | 50 < M ≤ 100 | LKN | |
| 27 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK nghèo kiệt | 27 | 3 | 1 | 10 < M ≤ 50 | LKK | |
| 28 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK phục hồi | 28 | 3 | 1 | 10 ≤ M ≤ 100 | LKP | |
| 1.1.2.1.1.4. Lá rộng lá kim | |||||||
| 29 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK giàu | 29 | 4 | 1 | M > 200 | RKG | |
| 30 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK TB | 30 | 4 | 1 | 100 < M ≤ 200 | RKB | |
| 31 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK nghèo | 31 | 4 | 1 | 50 < M ≤ 100 | RKN | |
| 32 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK nghèo kiệt | 32 | 4 | 1 | 10 < M ≤ 50 | RKK | |
| 33 | Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK phục hồi | 33 | 4 | 1 | 10 ≤ M ≤ 100 | RKP | |
| 1.1.2.1.2. Núi đá | |||||||
| 34 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX giàu | 34 | 1 | 2 | M > 200 | TXDG | |
| 35 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX TB | 35 | 1 | 2 | 100 < M ≤ 200 | TXDB | |
| 36 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo | 36 | 1 | 2 | 50 < M ≤ 100 | TXDN | |
| 37 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo kiệt | 37 | 1 | 2 | 10 < M ≤ 50 | TXDK | |
| 38 | Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX phục hồi | 38 | 1 | 2 | 10 ≤ M ≤ 100 | TXDP | |
| 1.1.2.1.3. Ngập nước | |||||||
| 39 | Rừng gỗ tự nhiên ngập mặn giàu | 39 | 1 | 3 | M > 200 | RNMG | |
| 40 | Rừng gỗ tự nhiên ngập mặn trung bình | 40 | 1 | 3 | 100 < M ≤ 200 | RNMB | |
| 41 | Rừng gỗ tự nhiên ngập mặn nghèo | 41 | 1 | 3 | 50 < M ≤ 100 | RNMN | |
| 42 | Rừng gỗ tự nhiên ngập mặn phục hồi | 42 | 1 | 3 | 10 < M ≤ 100 | RNMP | |
| 43 | Rừng gỗ tự nhiên ngập phèn giàu | 43 | 1 | 4 | M > 200 | RNPG | |
| 44 | Rừng gỗ tự nhiên ngập phèn trung bình | 44 | 1 | 4 | 100 < M ≤ 200 | RNPB | |
| 45 | Rừng gỗ tự nhiên ngập phèn nghèo | 45 | 1 | 4 | 50 < M ≤ 100 | RNPN | |
| 46 | Rừng gỗ tự nhiên ngập phèn phục hồi | 46 | 1 | 4 | 10 ≤ M ≤ 100 | RNPP | |
| 47 | Rừng gỗ tự nhiên ngập ngọt | 47 | 1 | 5 | RNN | ||
| 1.1.2.2. Tre nứa | |||||||
| 48 | Rừng tre/luồng tự nhiên núi đất | 48 | 8 | 1 | N ≥ 500 | TLU | |
| 49 | Rừng nứa tự nhiên núi đất | 49 | 9 | 1 | N ≥ 500 | NUA | |
| 50 | Rừng vầu tự nhiên núi đất | 50 | 10 | 1 | N ≥ 500 | VAU | |
| 51 | Rừng lồ ô tự nhiên núi đất | 51 | 11 | 1 | N ≥ 500 | LOO | |
| 52 | Rừng tre nứa khác tự nhiên núi đất | 52 | 12 | 1 | N ≥ 500 | TNK | |
| 53 | Rừng tre nứa tự nhiên núi đá | 53 | 12 | 2 | N ≥ 500 | TND | |
| 1.1.2.3. Hỗn giao gỗ và tre nứa | |||||||
| 54 | Rừng hỗn giao G-TN tự nhiên núi đất | 54 | 5 | 1 | M ≥ 10 | HG1 | |
| 55 | Rừng hỗn giao TN-G tự nhiên núi đất | 55 | 6 | 1 | M ≥ 10 | HG2 | |
| 56 | Rừng hỗn giao tự nhiên núi đá | 56 | 5 | 2 | M ≥ 10 | HGD | |
| 1.1.2.4. Cau dừa | |||||||
| 57 | Rừng cau dừa tự nhiên núi đất | 57 | 7 | 1 | N ≥ 100 | CD | |
| 58 | Rừng cau dừa tự nhiên núi đá | 58 | 7 | 2 | N ≥ 100 | CDD | |
| 59 | Rừng cau dừa tự nhiên ngập nước ngọt | 59 | 7 | 5 | N ≥ 100 | CDN | |
| 1.2. Rừng trồng | |||||||
| 1.2.1. Gỗ[loài cây,cấp tuổi,nguồn gốc] | |||||||
| 60 | Rừng gỗ trồng núi đất | 60 | 13 | 1 | M ≥ 10 | RTG | |
| 61 | Rừng gỗ trồng núi đá | 61 | 13 | 2 | M ≥ 10 | RTGD | |
| 62 | Rừng gỗ trồng ngập mặn | 62 | 13 | 3 | M ≥ 10 | RTM | |
| 63 | Rừng gỗ trồng ngập phèn | 63 | 13 | 4 | M ≥ 10 | RTP | |
| 64 | Rừng gỗ trồng đất cát | 64 | 13 | 6 | M ≥ 10 | RTC | |
| 1.2.2. Tre nứa [loài cây] | |||||||
| 65 | Rừng tre nứa trồng núi đất | 65 | 14 | 1 | N ≥ 500 | RTTN | |
| 66 | Rừng tre nứa trồng núi đá | 66 | 14 | 2 | N ≥ 500 | RTTND | |
| 1.2.3. Cau dừa | |||||||
| 67 | Rừng cau dừa trồng cạn | 67 | 15 | 1 | N ≥ 100 | RTCD | |
| 68 | Rừng cau dừa trồng ngập nước | 68 | 15 | 5 | N ≥ 100 | RTCDN | |
| 69 | Rừng cau dừa trồng đất cát | 69 | 15 | 6 | N ≥ 100 | RTCDC | |
| 1.2.3. Nhóm loài khác | |||||||
| 70 | Rừng trồng khác núi đất | 70 | 16 | 1 | M ≥ 10 | RTK | |
| 71 | Rừng trồng khác núi đá | 71 | 16 | 2 | M ≥ 10 | RTKD | |
| 2. KHÔNG CÓ RỪNG TRONG LN | |||||||
| 2.1. Đã trồng nhưng chưa thành rừng | |||||||
| 72 | Đất đã trồng trên núi đất | 72 | 17 | 1 | M < 10 | DTR | |
| 73 | Đất đã trồng trên núi đá | 73 | 17 | 2 | M < 10 | DTRD | |
| 74 | Đất đã trồng trên đất ngập mặn | 74 | 17 | 3 | M < 10 | DTRM | |
| 75 | Đất đã trồng trên đất ngập phèn | 75 | 17 | 4 | M < 10 | DTRP | |
| 76 | Đất đã trồng trên đất ngập ngọt | 76 | 17 | 5 | M < 10 | DTRN | |
| 77 | Đất đã trồng trên bãi cát | 77 | 17 | 6 | M < 10 | DTRC | |
| 2.2. Có cây gỗ tái sinh | |||||||
| 78 | Đất có cây gỗ tái sinh núi đất | 78 | 20 | 1 | M < 10 | DT2 | |
| 79 | Đất có cây gỗ tái sinh núi đá | 79 | 20 | 2 | M < 10 | DT2D | |
| 80 | Đất có cây gỗ tái sinh ngập mặn | 80 | 20 | 3 | M < 10 | DT2M | |
| 81 | Đất có cây tái sinh ngập nước phèn | 81 | 20 | 4 | M < 10 | DT2P | |
| 2.3. Đất trống cây bụi | |||||||
| 82 | Đất trống núi đất | 82 | 18 | 1 | 0 | DT1 | |
| 83 | Đất trống núi đá | 83 | 18 | 2 | 0 | DT1D | |
| 84 | Đất trống ngập mặn | 84 | 18 | 3 | 0 | DT1M | |
| 85 | Đất trống ngập nước phèn | 85 | 18 | 4 | 0 | DT1P | |
| 86 | Bãi cát | 86 | 18 | 5 | 0 | BC1 | |
| 87 | Bãi cát có cây rải rác | 87 | 19 | 6 | 0 | BC2 | |
| 2.4. Có cây nông nghiệp | |||||||
| 88 | Đất nông nghiệp núi đất | 88 | 21 | 1 | 0 | NN | |
| 89 | Đất nông nghiệp núi đá | 89 | 21 | 2 | 0 | NND | |
| 90 | Đất nông nghiệp ngập mặn | 90 | 21 | 3 | 0 | NNM | |
| 91 | Đất nông nghiệp ngập nước ngọt | 91 | 21 | 5 | 0 | NNP | |
| 2.5. Đất khác | |||||||
| 92 | Mặt nước | 92 | 22 | 5 | 0 | MN | |
| 93 | Đất khác | 93 | 23 | 1 | 0 | DKH |
Ghi chú:
- Đơn vị tính trữ lượng gỗ [M] là m3/ha, đơn vị tính trữ lượng tre nứa [N] là cây/ha.
- Tên và ký hiệu các loài cây trồng, cấp tuổi được ghi ở phụ lục 02.
- Giải thích về một số chỉ tiêu điều tra kiểm kê rừng liên quan được ghi ở phụ lục 04.
- Các tiêu chí dùng để phân loại trạng thái rừng và đất không có rừng có tên gọi và ký hiệu như sau:
Bảng 03. a. Các nhóm tổ thành rừng
| TT | Ký hiệu | Tên trạng thái | TT | Ký hiệu | Tên trạng thái | |
| 1 | TX | Lá rộng thường xanh | 12 | TNK | Tre nứa khác | |
| 2 | RL | Lá rộng rụng lá | 13 | RTG | Rừng trồng gỗ | |
| 3 | LK | Lá kim | 14 | RTTN | Rừng trồng tre nứa | |
| 4 | RK | Lá rộng+lá kim | 15 | RTCD | Rừng trồng cau dừa | |
| 5 | HG1 | Hỗn giao gỗ + tre nứa | 16 | RTK | Rừng trồng khác | |
| 6 | HG2 | Hỗn giao tre nứa + gỗ | 17 | DTR | Đất đã trồng rừng | |
| 7 | CD | Cau dừa | 18 | DT1 | Đất trống | |
| 8 | TLU | Tre/luồng | 19 | DT2 | Đất trống có cây tái sinh | |
| 9 | NUA | Nứa | 20 | NL | Đất NN trong LN | |
| 10 | VAU | Vầu | 21 | MN | Mặt nước trong LN | |
| 11 | LOO | Lồ ô | 22 | DKH | Đất khác trong LN |
| .b. Các nhóm điều kiện lập địa | c. Nhóm trữ lượng | ||||||
| Mã số | Ký hiệu | Tên lập địa | Mã số | Ký hiệu | Tên cấp trữ lượng | Trữ lượng | |
| 1 | NDAT | Núi đất | 1 | G | Giàu | >200 | |
| 2 | NDA | Núi đá | 2 | TB | Trung bình | 100-200 | |
| 3 | NM | Ngập mặn | 3 | N | Nghèo | 50-100 | |
| 4 | NP | Ngập phèn | 4 | RK | Nghèo kiệt | 10-50 | |
| 5 | NG | Ngập ngọt | 5 | PH | Rừng phục hồi | 10-100 | |
| 6 | CAT | Bãi cát | 6 | DT | Đất trống | 0-10 |
Do khả năng của ảnh vệ tinh khó phân biệt được rừng phục hồi với các trạng thái rừng khác. Do vậy để xác định loại rừng phục hồi cần căn cứ vào kết quả kiểm tra thực địa trong quá trình điều tra và trong quá trình kiểm kê rừng.
Ngoài ra đối với rừng trồng, thông tin loài cây, cấp tuổi, nguồn gốc cũng không giải đoán từ ảnh mà được bổ sung qua điều tra thực địa và qua giai đoạn kiểm kê rừng.
Bản đồ giải đoán ảnh vệ tinh đạt yêu cầu khi độ chính xác của tên các trạng thái và ranh giới lô trạng thái theo quy định tại Quyết định 3183/QĐ-BNN-TCLN ngày 21/12/2013 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Nếu độ chính xác về tên trạng thái rừng qua kiểm tra dưới mức quy định cần lấy mẫu bổ sung và giải đoán lại trước khi bổ sung xử lý trong phòng và điều tra bổ sung thực địa để nâng cao độ chính xác phục vụ bước kiểm kê rừng tiếp theo.
Bản đồ thành quả điều tra rừng trước khi chuyển sang bước kiểm kê rừng phải có độ chính xác cho phép. Các sai số trong điều tra rừng sẽ tiếp tục được hiệu chỉnh qua quá trình kiểm kê tới từng lô rừng.
7. Bổ sung hoàn chỉnh bản đồ phân loại trong phòng
Sau khi hoàn tất quá trình chạy phân loại, bản đồ phân loại tự động cần được bổ sung chỉnh sửa trong phòng trước khi thực hiện điều tra ngoại nghiệp.
Các vấn đề cần được tiến hành chỉnh sửa trong phòng gồm:
[1] Làm trơn đường lô:
Quá trình chạy phân loại trên ảnh vệ tinh sẽ tạo ra nhiều đường gấp khúc không đúng với ranh giới của các loại rừng ngoài thực địa, do phần mềm phân chia lô dựa trên các pixel ảnh.
[2] Chỉnh sửa dựa trên tài liệu tham khảo tin cậy:
- Mở lớp bản đồ tham khảo có độ tin cậy cao đã nắn chỉnh đưa về cùng hệ tọa độ với lớp bản đồ khoanh vẽ tự động bằng Mapinfo, mở lớp ranh giới lô khoanh vẽ tự động lên trên, hiển thị mã trạng thái của lô khoanh vẽ tự động.
- Đối chiếu từng lô hiện trạng khoanh vẽ tự động và hiện trạng bản đồ tham khảo; sử dụng phân tích chuyên gia và đối chiếu lại ảnh vệ tinh để quyết định chỉnh sửa trạng thái lô hoặc ranh giới trên bản đồ khoanh vẽ tự động.
- Sử dụng các bản đồ chuyên đề khác để bóc tách các kiểu rừng hoặc trạng thái rừng đặc biệt như: Kiểu rừng trên núi đá; núi đá trọc; ranh giới giữa rừng ngập mặn và rừng ngập phèn,...
[3] Xác định địa danh hành chính và các loại ranh giới cho các lô rừng:
Chồng xếp các file ranh giới hành chính, ranh giới khoảnh, tiểu khu, ranh giới ba loại rừng với file chạy phân loại tự động.
[4] Gộp lô:
- Bản đồ chạy phân loại sau khi chồng xếp với các bản đồ chuyên đề như: hành chính, bản đồ núi đá, bản đồ ba loại rừng, tiểu khu, khoảnh, sẽ có rất nhiều lô trạng thái có diện tích nhỏ hơn quy định [