Chỉ số ndvi là gì, tính toán chỉ số thực vật ndvi (bandmath part 2)

 - 

Lê Hữu Hoàng, Trần Anh Phương, Cao Hoàng Hải, Thái Quỳnh Như,Phạm Nhật Anh

Viện Khoa học tài nguim nước Bộ Tài nguyên và Môi trường

1. Mnghỉ ngơi đầu

Tài ngulặng nước luôn giữ vai trò đặc trưng đặc biệt vào quá trình cách tân và phát triển kinh tế - xã hội của từng tổ quốc tốt nhất là trong thời kỳ công nghiệp hóa với văn minh hóa nhỏng VN hiện giờ. Trong các những năm cách đây không lâu, các technology tài nguim nước đã có áp dụng trên những lưu giữ vực sông. phần lớn nghiên cứu về lưu lại vực sông được thiết lập từ thời gian ngắn cho tới dài hạn nhằm kiểm kê cùng quy hướng tài ngulặng nước.

Bạn đang xem: Chỉ số ndvi là gì, tính toán chỉ số thực vật ndvi (bandmath part 2)

Trong rất nhiều thập kỷ cách đây không lâu, công nghệ viễn thám vẫn bao hàm bước cải cách và phát triển vượt bậc và càng ngày càng được ứng dụng thoáng rộng trong vô số nghành nghề không giống nhau. Công nghệ viễn thám và GIS đã giúp tinh giảm thời hạn, tiết kiệm chi phí nhân lực với kinh phí một giải pháp đáng kể trong phát hành những bạn dạng đồ vật chăm đề và theo dõi và quan sát sự đổi khác theo không khí với thời hạn của các đối tượng người tiêu dùng xung quanh khu đất. Trong làm chủ tài nguim và môi trường, công nghệ viễn thám góp kiến thiết các bạn dạng đồ dùng địa hình, thảm thực đồ dùng, nhiều loại đất, ship hàng hỗ trợ tyêu thích số cho các mô hình thuỷ văn uống, thuỷ lực; kiểm kê biến động tài nguyên đất với nước; quan trắc và dự đoán thiên tai (hạn hán, bè đảng lụt, sụt lún, sụt rún, cháy rừng) và những sự cố gắng môi trường thiên nhiên (tràn dầu, lan truyền ô nhiễm); tính toán thù và dự báo mưa, nhiệt độ khí quyển, bốc thoát khá với độ ẩm đất, góp cung ứng đầu vào đặc biệt cho những mô hình dự đoán số đông lụt, hạn hán.

Tại việt nam, công nghệ viễn thám cùng GIS ngày càng được quyên tâm, ứng dụng trong vô số nhiều nghành nghề dịch vụ nhỏng quân sự chiến lược, lâm nghiệp cùng môi trường. Tuy nhiên, vào lĩnh vực tài nguim nước, ứng dụng của viễn thám cùng GIS còn kha khá tiêu giảm. Vì vậy, nhằm mục tiêu đuổi kịp cùng với thế giới, bài toán phân tích công nghệ viễn thám giao hàng làm chủ quy hướng tài nguyên ổn nước là câu chữ rất là cần thiết.

 


2. Giới thiệu đôi điều về lưu lại vực nghiên cứu

Lưu vực sông Ba là một trong vào 9 giữ vực sông béo ở toàn nước, nằm trong địa phận của 4 tỉnh: Gia Lai, Đăk Lăk, Prúc Yên cùng 1 phần nhỏ nằm trong Kon Tum. Phạm vi lưu lại vực ở trong tầm 12035’ - 14038’ vĩ độ Bắc, 180000’ - 190055’ khiếp độ Đông cùng với diện tích giữ vực là 13.900 kmét vuông. Phía Bắc giáp thượng mối cung cấp sông Trà soát Khúc, Bắc với Tây Bắc sát sông Sê San, Tây và Tây Nam gần kề sông Srepok. Phía Nam ngay cạnh sông Bàn Thạch. Phía Đông là dải Trường Sơn Đông chia cách với những lưu giữ vực sông Kone, sông Kỳ Lộ. Sông Ba đổ ra hải dương Đông sống Đồng Bằng Tuy Hoà tỉnh Phú Yên. Hệ thống sông Ba tất cả mật độ lưới sông là 0,22 km/km2; sông chủ yếu sông Ba tất cả chiều lâu năm là 372 km. Sông Ba trực thuộc các loại sông kém nhẹm cách tân và phát triển đối với các sông khác vùng lân cận. Trong đó, ba sông nhánh béo nhất là Iayun, Krong Hnang cùng sông Hinh hầu hết nằm bên cạnh phía hữu ngạn.

Lưu vực sông Ba đại thành phần nằm ở phía Tây dải Trường Sơn, chỉ bao gồm phần nhỏ nghỉ ngơi hạ lưu lại nằm phía sườn Đông Trường Sơn. Do tác dụng của hàng Trường Sơn cơ mà giữ vực sông Ba Chịu ảnh hưởng trẻ trung và tràn trề sức khỏe của hai hình dáng nhiệt độ gió mùa Đông Trường Sơn với Tây Trường Sơn đưa về khá rõ rệt.

*


Hình 1: Mạng lưới trạm khí tượng tbỏ văn uống bên trên lưu vực sông Ba

3. Ứng dụng thí điểm technology viễn thám với GIS khẳng định biến động mực nước hồ chứa


Số liệu sử dụng

Thu thập những công bố, tư liệu cùng số liệu máy cấp về ĐK thoải mái và tự nhiên với kinh tế tài chính - thôn hội của hồ Ka Nak. Nhà sản phẩm công nghệ được thi công tạo ra vào trong ngày 14 tháng 1một năm 2005. Sau 5 năm xây dừng, thủy năng lượng điện An Khê - Kanak được khánh thành vào khoảng thời gian 2011. Nhà máy tdiệt năng lượng điện Ka Nak bao gồm 2 tổ thứ, công suất mỗi tổ vật dụng 6,5MW. Đập dưng bao gồm đổ bê tông phiên bản mặt, cao 68 m. Đỉnh đập rộng 10 m. Đập tràn xả bạn bè bằng khối bê tông có 3 khoang tràn chất nhận được đạt lưu giữ lượng xả bằng hữu to nhất tự 3311,3 m3/s đến 3907 m3/s. Đường hầm dài 3075,2 m, đường kính 4.5 m. Hồ đựng bao gồm môi trường 313,7 triệu m3. Công suất xí nghiệp là 13MW.

Đồng thời, thu thập các bản thứ thực hiện đất cùng phiên bản đồ nền địa hình của lưu giữ vực sông Ba, hình họa vệ tinh Landsat 7 chụp từ năm 2015 về trước cùng ảnh vệ tinc Landsat 8 từ năm 2015 cho đến thời điểm bây giờ của khoanh vùng nghiên cứu; các tác dụng nghiên cứu của những đề bài, dự án, luận văn liên quan mang lại vấn đề nghiên cứu cùng Quanh Vùng nghiên cứu:

Thu thập các tư liệu cùng số liệu về ĐK thoải mái và tự nhiên liên quan bên trên Quanh Vùng hồ nước đựng An Khê với hồ nước cất Ka Nak.Thu thập bạn dạng đồ vật nền địa hình, tinh quái giới hành thiết yếu,

 


Thu thập một số trong những công trình nghiên cứu tương quan cho áp dụng của viễn thám đến tbỏ văn bên trên trái đất cùng sinh hoạt VN.Thu thập hình họa vệ tinh Landsat 7 và 8 trường đoản cú Server của Cơ quan tiền Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). https://earthexplorer.usgs.gov/Thu thập 44 ảnh viễn thám từ thời điểm năm 2001 đến năm 2018 trên Khu Vực hồ tbỏ năng lượng điện Kanak ( chỉ gồm 21 hình ảnh từ thời điểm năm 2012 mang lại năm 2018 là phù hợp và có thể thực hiện được)
*
Hình 2: Giao diện website của Cơ quan liêu mặt hàng không vũ trụ Mỹ

Bảng 1: Danh sách hình ảnh vệ tinch Landsat 7&8 tích lũy bên trên khoanh vùng hồ đựng An Khê và hồ nước đựng Ka Nak

STT

Ngày chụp

STT

Ngày chụp

1

17-Oct-01

23

15-Oct-12

2

16-May-03

24

24-Mar-13

3

8-Nov-03

25

7-Feb-14

4

28-Feb-04

26

3-Mar-14

5

31-Mar-04

27

19-Mar-14

6

10-Nov-04

28

25-Jan-15

7

29-Jan-05

29

26-Feb-15

8

21-May-05

30

6-Mar-15

9

25-Aug-05

31

10-Jun-15

10

13-Nov-05

32

6-Sep-15

11

22-Apr-06

33

17-Nov-15

12

8-May-06

34

13-Feb-16

13

25-Jun-06

35

8-Mar-16

14

21-Dec-07

36

1-Apr-16

15

25-Feb-09

37

25-Apr-16

16

29-Mar-09

38

30-Jul-16

17

20-Aug-09

39

7-Feb-17


 


STT

Ngày chụp

STT

Ngày chụp

18

10-Dec-09

40

11-Mar-17

19

12-Feb-10

41

9-Jul-17

20

6-Jul-10

42

11-Sep-17

21

8-Sep-10

43

14-Nov-17

22

6-Apr-12

44

10-Feb-18

 

Nhận dạng nước cùng các nguyên tố khác

Chỉ số thực vật dụng chuẩn chỉnh hóa (Normalized Difference Vegetation Index): Các chỉ số thực trang bị được phân bóc tách trường đoản cú các băng thị phổ, cận mặt trời, hồng ngoại với dải đỏ là những tsi mê số trung gian mà trường đoản cú đó có thể thấy được các tính năng khác biệt của thảm thực trang bị như: sinh kăn năn, chỉ số diện tích S lá, khả năng quang vừa lòng, tổng những sản phẩm sinch kân hận theo mùa. Công nghệ khoảng để đo lường và tính toán công năng những hệ sinh thái không giống nhau là phnghiền nhận dạng chuẩn chỉnh và phxay đối chiếu giữa chúng.

Xem thêm: Mocha Là Gì? Đi Tìm Hương Vị Café Đầy Lôi Cuốn Hướng Dẫn Chi Tiết Cách Sử Dụng Mocha

Có những những chỉ số thực đồ vật khác nhau, tuy thế chỉ số thực thiết bị chuẩn chỉnh hóa (NDVI) được mức độ vừa phải hóa trong một chuỗi số liệu theo thời gian đang là phương pháp cơ bạn dạng để giám sát và đo lường sự biến hóa trạng thái thực thiết bị, trên các đại lý đo hiểu rằng ảnh hưởng tác động của thời tiết khí hậu đến tài nguim nước khía cạnh. Chỉ số NDVI được tính theo cách làm sau:

𝑁𝐷𝑉𝐼 =(𝑁𝐼𝑅 − 𝑅)/ (𝑁𝐼𝑅 + 𝑅)


Trong đó NIR, R là phổ phản xạ của bề mặt sống dải sóng cận hồng ngoại với dải đỏ. Giá trị của NDVI là dãy số –1 mang đến +1; Giá trị NDVI thấp miêu tả địa điểm đó NIR (near infrared) và R có độ sự phản xạ ngay sát cân nhau, mang đến thấy Quanh Vùng đó độ lấp thực đồ vật thấp. Giá trị NDVI có mức giá trị âm mang đến thấy ở đó Vi có độ phản xạ cao hơn độ phản xạ của NIR (near infrared), khu vực đấy không tồn tại thực vật, là những thể khía cạnh nước xuất xắc vày mây phủ

*


Hình 3: Chỉ số NDVI trên hồ Ka Nak

Chỉ số khác biệt nước NDWI (Normalized-difference water index): Các chỉ số khác hoàn toàn nước được phân tách tự những băng thị phổ, cận hồng ngoại cùng dải xanh lá cây là những tđê mê số trung gian mà lại từ bỏ đó có thể thấy được những công dụng không giống nhau của nước.

Chỉ số NDWI được xem theo công thức sau:

𝑁𝐷𝑊𝐼 =(𝐺 − 𝑁𝐼𝑅)/(𝐺 + 𝑁𝐼𝑅)


 

*

Hình 4: Chỉ số NDWI tại hồ Ka NakKết quả trái vận dụng RS và GIS

 

Tiến hành tỉnh chỉ số thực vật dụng NDVI và NDWI nhằm phân loại tách yếu tố nước, đất thực vật thành các ô cell chủ quyền sau đó sử dụng chính sách Image classification của phần mềm Arcgis nhằm tách bóc riêng biệt lớp nước mặt bên trên địa phận hồ nước An Khê cùng hồ Kanak cùng với các nguyên tố không giống hiệu quả được biểu thị qua hình sau:

*


Hình 5: Trình từ đánh giá trạng thái nước mặt phẳng hồ

*

    Hình 6: Kết quả tách lớp nước bề mặt và những yếu tố khác

Từ các hình họa vệ tinch tích lũy được bên trên Server của Cơ quan liêu Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) theo thời gian từ năm 2012 đến năm 2018 đáp ứng một cách đầy đủ những từng trải của ảnh chụp rõ rệt không biến thành mây che che nhì hồ nước vào thời hạn đó. Kết quả tính diện tích S mặt hồ nước tính tân oán từ những ảnh vệ tinch phù hợp được diễn đạt qua bảng:

Bảng 2: Kết trái tính diện tích mặt hồ từ bỏ hình ảnh vệ tinch Quanh Vùng hồ chứa Ka Nak thu thập được từ năm 2012 – 2018

STT

Ngày chụp

Diện tích khía cạnh hồ nước (km2)

1

13.9

2

14.34

3

7.16

4

11.33

5

15.04

6

14.97

7

6.67

8

8.16

9

8.66

10

8.59

11

7.18

12

4.39

13

10.48

14

9.44

15

7.88

16

13.62

17

14.28


 


18

13.98

19

9.72

20

10.16

21

11.78

 

Để kiểm bệnh lại công dụng nghiên cứu và phân tích tiến hành nội suy mực nước của hồ nước đựng bằng đường công dụng của hồ nước Ka Nak từ diện tích S tính toán thù được tự ảnh vệ tinch Landsat trải qua nhì chỉ số NDVI với NDWI.

*

Hình 7: Đường công năng hồ cất của hồ Ka Nak

 

Với số liệu mực nước hồ nước Ka Nak được thu thập trích suất trường đoản cú trang khối hệ thống thu thập số liệu quan trắc và vận hành hồ nước đựng thủy điện:

*


Hình 8: Giao diện trang web hồ nước đựng tdiệt điện

Kết trái đối chiếu tự diện tích S mặt nước hồ tính tân oán trường đoản cú hình họa vệ tinc với công dụng nội suy tự quan hệ F~Z của hồ được biểu hiện qua bảng:

Bảng 3: Kết trái khám nghiệm diện tích khía cạnh nước hồ Ka Nak

 

Ngày chụp

H thực đo (m)

 

H ndvi (m)

H ndwi (m)

6-Apr-12

507.3

505.0

504.8

15-Oct-12

507.1

502.0

500.0

24-Mar-13

505.8

501.2

502.6

7-Feb-14

513.3

509.0

508.4

3-Mar-14

511.4

509.5

507.4

19-Mar-14

508.6

508.3

505.7

25-Jan-15

505.2

497.4

497.8

26-Feb-15

505.6

500.6

501.5

6-Mar-15

505.2

502.6

501.3

6-Sep-15

490.6

488.5

488.0

13-Feb-16

498.1

495.8

495.9

8-Mar-16

501.2

498.9

494.7

1-Apr-16

500.8

499.1

497.5

25-Apr-16

501.6

498.0

497.4

30-Jul-16

502.4

494.6

499.8

7-Feb-17

514.9

510.8

510.2

11-Mar-17

514.1

510.9

509.6

9-Jul-17

506.0

504.2

503.8

11-Sep-17

497.9

495.8

495.2

10-Feb-18

513.4

509.6

507.8

14-Mar-18

513.1

508.8

506.0


 


*

 

Hình 9: So sánh mực nước hồ nước Ka Nak

 

Qua tác dụng so sánh diện tích mặt nước từ năm 2012 cho năm 2018 từ bỏ tính tân oán tự ảnh vệ tinch bởi chỉ số NDVI lẫn chỉ số NDWI rất có thể thấy mực nươc tính từ bỏ con đường tính năng hồ nước đựng tự ảnh vệ tinc gồm xu cầm tương đối tương đồng với quá trình biến hóa mực nước hồ nước theo thời gian vận hành thực tế. Kết quả tính toán mực nước tại hồ nước Ka Nak bằng cả hai chỉ số mang lại kết quả khá đúng cùng với xu chũm của mực nước thực tế . Qua Bảng 3 cho thấy chêch lệch mập nhất giữa mực nước tính từ bỏ ảnh vệ tinh bởi chỉ số NDVI với mực nước tự đường công dụng F~Z trên hồ nước Ka Nak là 7,8m.

*

Hình 10: Tương quan diện tích S phương diện nước hồ nước Ka Nak tính theo hình họa vệ tinch với tính từ con đường quan hệ nam nữ lòng hồ

Qua hình đến thấy sự tương quan giữa mực nước hồ tính từ hình họa vệ tinc cùng mực nước hồ thực tiễn đo đạc trên hồ Ka Nak lại cao lên tới mức 0.9 chứng minh ảnh vệ tinh đề đạt đổi khác mực nước trên hồ nước Ka Nak về xu gắng là tốt. Kết trái mang lại thấy tính toán thù bởi hình họa vệ tinh Landsat 7 và 8 không đề đạt được hết diện tích mặt nước bên trên toàn cục diện tích S khía cạnh hồ. Kết trái như vậy một là vì chất lượng hình họa vệ tinch hiện vẫn đang sử dụng là 30m x 30m phải sai số Khi tính toán thù là khá lớn hơn nữa hình ảnh vệ tinh hiện giờ lại phụ thuộc nhiều vào mây nên những khi tách bóc nước và các nguyên tố khác vẫn còn đó hạn chế cần khắc phục và hạn chế.


Kết luận

Chỉ số thứ lý chiết xuất tự ảnh vệ tinh trong thời gian (2001 – 2018) cho phép tính tân oán chỉ số thực đồ dùng NDVI và chỉ số NDWI làm cho cơ sở biểu đạt, theo dõi và quan sát tâm trạng nước phương diện trên địa phận hồ chứa Ka Nak. Việc sử dụng những dữ liệu viễn thám để tính tân oán các chỉ số thực đồ là rất rõ ràng, nó phản ánh trung thực cốt truyện lớp đậy mặt phẳng nhưng mà ko dựa vào vào tính chủ quan của nhỏ tín đồ.

Trong qua trình phân tích vẫn thực hiện ứng dụng ENVI để xử lý hình họa vệ tinh, rồi sau đó thực hiện phần mềm ARCGIS để so với tính tân oán hồ hết là ứng dụng thông dụng bên trên quả đât với toàn nước dễ ợt cho những công tác làm việc phân tích trong tương lai.

Xem thêm: Repose Là Gì - Dịch Nghĩa Của Từ Repose

Kết quả cho thấy cách thức tính toán thù bằng ảnh vệ tinch Landsat 7 & 8 cho công dụng cân xứng với xu nắm diễn biến bình thường của mực nước hồ Ka Nak thực tế. Kết trái điều này một là do chất lượng hình họa vệ tinh còn thấp buộc phải không đúng số Lúc tính tân oán là khá to hơn. Do vậy buộc phải phân tích sâu hơn để giảm sai số Khi bóc nước với nguyên tố không giống tự ảnh vệ tinch.


 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Dương Vnạp năng lượng Khảm, Đề tài “Nghiên cứu công nghệ viễn thám (RS) và hệ thống biết tin địa lý (GIS) trong khí tượng tdiệt văn” (2008), Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn uống cùng Biến thay đổi khí hậu.Trần Vân Anh, Nguyễn Thị Yên Giang (2011), Bài giảng Hệ thống công bố địa lý, Đại học tập Mỏ địa chất.Luận vnạp năng lượng “Sử dụng hình họa viễn thám Landsat nghiên cứu biến động thảm bít phủ thực vật dụng tại thị trấn Giao Tbỏ, tỉnh giấc Nam Định” – Học viện môi trường Việt NamVictor Klemas và Aline Pieterse, Using Remote Sensing lớn Map và Monitor Water Resources in Arid and Semiarid RegionsGeospatial Applications for Natural Resources Management - Chander Kumar Singh