Tài liệu Nghiên cứu chỉ số bốc hơi bằng tư liệu ảnh modis phục vụ giám sát lớp phủ rừng ở khu vực tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN MINH ĐỨC TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CHỈ SỐ BỐC HƠI BẰNG TƯ LIỆU ẢNH MODIS PHỤC VỤ GIÁM SÁT LỚP PHỦ RỪNG Ở KHU VỰC TÂY NGUYÊN Chuyên ngành : Mã số : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Phạm Việt Hòa HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Minh Đức MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................5 DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................7 MỞ ĐẦU...............................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ÚNG DỤNG ẢNH MODIS ................................................................................................................................4 1.1 Tổng quan về ảnh MODIS.................................................................................4 1.1.4 Dữ liệu ảnh MODIS sử dụng trong tính toán chỉ số bốc hơi................................14 1.2 Sự bốc hơi nước.................................................................................................21 1.3 Cơ sở ứng dụng ảnh MODIS trong tính toán chỉ số bốc hơi.........................23 1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu về giám sát bốc hơi (Evapotranspiration).................23 1.3.2 Lựa chọn công nghệ và mô hình tính giám sát bốc hơi........................................26 CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BỐC HƠI ..............................................................................................................................30 2.1 Các nhân tố tự nhiên.........................................................................................30 2.1.1 Vị trí địa lý...............................................................................................................30 2.1.2 Địa chất....................................................................................................................30 2.1.3 Địa hình - địa mạo...................................................................................................32 2.1.4 Khí hậu.....................................................................................................................36 2.1.5. Thủy văn.................................................................................................................42 2.1.6. Thổ nhưỡng............................................................................................................46 2.1.7. Các thảm thực vật chính của Tây Nguyên............................................................49 2.2. Các nhân tố kinh tế xã hội...............................................................................52 2.2.1. Dân tộc và chính sách phát triển kinh tế xã hội...................................................52 2.2.2. Phát triển nông - lâm nghiệp.................................................................................53 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA BỐC HƠI VỚI BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ RỪNG KHU VỰC TÂY NGUYÊN......58 3.1 Mô hình tính toán và cơ sở dữ liệu..................................................................58 3.1.1 Mô hình tính toán bốc hơi......................................................................................58 3.1.2 Dữ liệu sử dụng.......................................................................................................58 3.2 Phân tích mối tương quan giữa chỉ số bốc hơi với biến động lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên giai đoạn 2000 - 2010..........................................................65 3.3 Phân tích mối tương quan giữa chỉ số bốc hơi với biến động lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên giai đoạn 2000 - 2010..........................................................72 KẾT LUẬN.........................................................................................................82 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................84 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của MODIS trên vệ tinh TERRA và AQUA....4 Bảng 1.2 Chi tiết các kênh của ảnh Modis.........................................................6 Bảng 1.3 Các sản phẩm từ ảnh MODIS.............................................................9 ..............................................................................................................................14 Bảng 1.4: Đặc tính kỹ thuật của ảnh MOD15A2............................................14 Bảng 1.5: Bảng mô tả số lớp sản phẩm ảnh MOD15A1.................................15 Bảng 1.6: Đặc tính kỹ thuật của ảnh MCD12Q1............................................15 Bảng 1.7: Bảng mô tả số lớp dữ liệu sản phẩm của ảnh MCD12Q1.............16 ..............................................................................................................................17 Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật của ảnh MCD43B2.............................................17 Bảng 1.9: Bảng mô tả số lớp dữ liệu sản phẩm của ảnh MODIS Terra + Aqua BRDF/Albedo Quality 16-Day L3 Global 1km SIN Grid V005 (MCD43B2):.......................................................................................................18 Bảng 1.10: Đặc tính kỹ thuật của ảnh MCD43B3...........................................19 Bảng 1.11: Bảng mô tả số lớp dữ liệu sản phẩm của ảnh MODIS Terra+Aqua BRDF/Albedo 16-Day L3 Global 1km SIN Grid V005 (MCD43B3):.......................................................................................................20 Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình và lượng mưa tại các trạm khí tượng của Tây Nguyên.................................................................................................................39 Bảng 2.2: Danh sách, tọa độ các trạm khí tượng............................................41 Bảng 2.3 Các loại đất chính vùng Tây Nguyên................................................48 Bảng 2.4: Hiện trạng lớp phủ Tây Nguyên năm 2010....................................49 Bảng 3.1: Mã hiện trạng lớp phủ rừng............................................................61 Bảng 3.2: Số liệu thống kê diện tích các loại lớp phủ của năm 2000.............63 Bảng 3.3: Số liệu thống kê diện tích các loại lớp phủ của năm 2010.............65 Bảng 3.4: Phân bố các lớp hiện trạng rừng bốc hơi năm 2000......................66 Bảng 3.5: Phân bố các lớp hiện trạng rừng theo nhóm bốc hơi năm 2010...70 Bảng 3.6: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2000......................................................................................................................73 Bảng 3.7: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2001......................................................................................................................73 Bảng 3.8: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2002......................................................................................................................74 Bảng 3.9: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2003......................................................................................................................74 Bảng 3.10: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2004......................................................................................................................75 Bảng 3.11: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2005......................................................................................................................75 Bảng 3.12: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2006......................................................................................................................76 Bảng 3.13: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2007......................................................................................................................76 Bảng 3.14: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2008......................................................................................................................77 Bảng 3.15: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2009......................................................................................................................77 Bảng 3.16: Phân bố các nhóm lớp biến động rừng theo các lớp bốc hơi năm 2010......................................................................................................................77 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc trục của ảnh MODIS chụp theo chiều ngang dọc.............5 Hình 1.2 Sơ đồ đường bay chụp của vệ tinh MODIS.......................................6 Hình 1.3 Ảnh vệ tinh MODIS tổ hợp 8 ngày tháng 12 năm 2012....................8 Hình 1.4: Ảnh MOD15A2 khu vực Tây Nguyên.............................................14 Hình 1.5: ảnh MCD12Q1 khu vực Tây Nguyên .............................................15 Hình 1.6: ảnh MCD43B2 khu vực Tây Nguyên..............................................17 Hình 1.7: hình ảnh MCD43B3 khu vực Tây Nguyên......................................19 Hình 1.8: Vòng tuần hoàn nước........................................................................22 Hình 1.9: Mô hình tính toán ET hàng ngày sử dụng dữ liệu MODIS và dữ liệu khí tượng MODIS-MM5 FDDA................................................................24 Hình 1.10: Mô hình tính toán ET toàn cầu sử dụng dữ liệu MODIS (Mu et al. 2011)...............................................................................................................25 Hình 2.1 Bản đồ phân tầng độ cao và bản đồ vờn bóng địa hình khu vực Tây Nguyên.................................................................................................................33 Hình 2.2 Bản đồ địa mạo Tây Nguyên.............................................................35 Hình 2.3 Nhiệt độ trung bình tháng và lượng mưa của trạm Đà Lạt năm 2012......................................................................................................................40 Hình 2.4 Nhiệt độ trung bình và lượng mưa của trạm Buôn Mê Thuột.......40 Hình 2.5 Sơ đồ các trạm khí tượng khu vực Tây Nguyên..............................42 Hình 2.6 Sơ đồ thủy văn khu vực Tây Nguyên................................................44 Hình 2.7 Bản đồ đất khu vực Tây Nguyên (Nguồn http://taynguyen3.vast.vn/ )...............................................................................47 Hình 2.8: Sơ đồ hiện trạng lớp phủ rừng Tây Nguyên năm 2010.................51 Hình 3.1: Bản đồ bốc hơi nước khu vực tỉnh Tây Nguyên từ năm 2000 – 2010 (nguồn CSDL Tây Nguyên 3 – Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam)............................................................................................................60 Hình 3.2: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2000..............................................62 Hình 3.3: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2010..............................................64 Hình 3.4: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2000 và bản đồ bốc hơi nước năm 2000......................................................................................................................66 Hình 3.5: Biểu đồ hiện trạng diện tích lớp phủ theo các nhóm bốc hơi năm 2000......................................................................................................................68 Hình 3.6: Bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2010 và bản đồ bốc hơi nước năm 2010......................................................................................................................69 Hình 3.7: Biểu đồ hiện trạng lớp phủ theo các nhóm bốc hơi năm 2010......72 Hình 3.8 Phân bố của lớp rừng không biến động theo các nhóm bốc hơi từ năm 2000 đến năm 2010....................................................................................79 Hình 3.9: Phân bố của lớp rừng mất đi theo các nhóm bốc hơi từ năm 2000 đến năm 2010......................................................................................................79 ..............................................................................................................................80 Hình 3.10: Phân bố của lớp rừng phục hồi theo các nhóm bốc hơi từ năm 2000 đến năm 2010.............................................................................................80 Hình 3.11 Phân bố của lớp không rừng không biến động theo các nhóm bốc hơi từ năm 2000 đến năm 2010 khu vực Tây Nguyên....................................80 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Tài nguyên rừng là một trong những nguồn tài nguyên quý giá của đất nước nhưng ngày nay diện tích rừng đang ngày càng bị thu hẹp nên công tác giám sát, quản lý tài nguyên rừng là một việc cấp thiết. Ở nước ta, rừng Tây Nguyên là một trong những nguồn tài nguyên rừng bị suy giảm nhất. Cùng với áp lực phá rừng lấy đất trồng cây công nghiệp, các nỗ lực phát triển rừng đã đem lại những thay đổi đáng kể về diện tích rừng và chất lượng lớp phủ nhưng cho đến ngày nay, các đơn vị quản lý rừng vẫn chưa tìm được một công cụ hữu hiệu nào để hỗ trợ công tác quản lý, giám sát chất lượng cũng như có thể xác định chính xác sự biến động lớp phủ rừng, đặc biệt là các khu vực trọng điểm như rừng đầu nguồn. Vì vậy, việc phân tích ảnh hưởng xung đột của việc phát triển cây công nghiệp, nông nghiệp và các hoạt động sử dụng đất khác đến lớp phủ rừng gặp rất nhiều khó khăn. Đặc biệt ở khu vực rừng Tây Nguyên, với những điều kiện địa hình, khí hậu và việc sử dụng tài nguyên đất riêng biệt, việc phân tích, giám sát lớp phủ rừng càng yêu cầu được quản lý thường xuyên hơn. Ở thời điểm này, việc sử dụng các lực lượng giám sát chưa thể đáp ứng hết các yêu cầu này nên việc xây dựng một hệ thống có khả năng cung cấp kịp thời, liên tục các thông tin giám sát và quản lý rừng là hết sức cấp bách. Do vậy cần phải có một phương pháp mới để có thể cập nhật thông tin nhanh và chính xác có như vậy mới nhanh chóng đưa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong công tác giám sát tài nguyên rừng. Ngày nay, sự phát triển của công nghệ vệ tinh quan sát Trái đất, khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu lớp phủ thực vật cho thấy có nhiều ưu thế với điều kiện đặc thù của Tây Nguyên. Và việc ứng dụng ảnh viễn thám, đặc biệt là ảnh MODIS (có khả năng chụp 1 – 4 ảnh/ngày) hiện nay đáp ứng được các yêu cầu này. Ưu điểm của ảnh MODIS là thể thu nhận được hàng ngày, với tần suất quan sát lãnh thổ cao, độ phủ trùm lớn, giúp thu thập thông tin nhanh chóng, đồng bộ, khách quan rất phù hợp cho công tác giám sát lớp phủ và phát triển của rừng. Đây là ưu điểm vượt trội của dữ liệu này so với ảnh vệ tinh độ phân giải cao. Ngoài ra, ảnh MODIS cũng cung cấp những chỉ số quan trọng về hiện trạng lớp phủ rừng như các chỉ số sinh trưởng thực vật, chỉ số diện tích lá, độ bốc hơi nước bề mặt... Trong đó, các thông số về chỉ số bốc hơi – ET (Evapotranspiration) hoàn toàn có 2 thể tính được từ ảnh vệ tinh MODIS phục vụ cho việc tính các vòng tuần hoàn năng lượng, nước và các biến động môi trường. Xuất phát từ những lý do trên học viên đã chọn đề tài: ”Nghiên cứu chỉ số bốc hơi bằng tư liệu ảnh MODIS phục vụ giám sát lớp phủ rừng ở khu vực Tây Nguyên” cho luận văn của mình. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Nghiên cứu chỉ số bốc hơi bằng tư liệu ảnh MODIS phục vụ công tác giám sát lớp phủ rừng: - Nghiên cứu lựa chọn mô hình tính toán chỉ số bốc hơi - Ứng dụng ảnh MODIS trong theo dõi, giám sát chỉ số bốc hơi - Đưa ra mối tương quan giữa chỉ số bốc hơi (ET) với hiện trạng và biến động lớp phủ rừng phục vụ các mô hình quản lý và giám sát lớp phủ rừng Tây Nguyên 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu các chỉ số bốc hơi, lớp phủ rừng - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Tây Nguyên 4. Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin, các tài liệu liên quan; - Phương pháp phân tích không gian: Tổng hợp, xử lý logic các tài liệu, giải quyết các vấn đề đạt ra và phân tích mối tương quan không gian giữa hiện trạng lớp phủ rừng và chỉ số bốc hơi; - Phương pháp viễn thám: dữ liệu ảnh vệ tinh quang học có phạm vi thu nhận rộng, chu kỳ lập lại cao cho phép quan trắc giám sát các thay đổi về thực phủ/ thực vật theo thời gian phù hợp với công tác theo dõi các thay đổi của các đối tượng thực vật. 5. Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn của đề tài Thông qua việc nghiên cứu lý thuyết, kết quả thực nghiệm tác giả mong muốn thể hiện các vấn đề sau: - Ứng dụng phương pháp viễn thám vào công tác giám sát lớp phủ rừng là phương pháp đem lại hiệu quả cao và cần được ứng dụng rộng rãi - Dùng ảnh MODIS cho phép ta giám sát lớp phủ rừng hàng ngày, hàng tháng, không tốn kém do ảnh MODIS được cung cấp miễn phí. 3 - Cung cấp thông số giám sát môi trường lớp phủ rừng thường xuyên, góp phần bảo vệ và phát triển lớp phủ rừng trên địa bàn Tây Nguyên. - Thể hiện mối tương quan giữa hiện trạng lớp phủ rừng và chỉ số bốc hơi theo thời gian. 6. Kết cấu của luận văn Luận văn được xây dựng trên cơ sở 3 chương: Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng ảnh MODIS trong tính toán chỉ số bốc hơi. Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình bốc hơi. Chương 3: Tính toán lượng bốc hơi phục vụ giám sát lớp phủ rừng khu vực Tây Nguyên bằng tư liệu ảnh MODIS 7. Lời cảm ơn Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo cao học khoá 26 tại trường Đại học Mỏ – Địa Chất Hà Nội. Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học trường Đại học Mỏ – Địa Chất. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Việt Hòa – phòng Công nghệ viễn thám và GIS - Viện Công nghệ Vũ trụ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã trực tiếp chỉ dẫn, nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các anh, các chị và các bạn phòng Công nghệ Viễn thám và GIS – Viện Công nghệ Vũ trụ - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện và giúp tôi trong quá trình thu thập các tài liệu phục vụ luận văn. Tôi xin cảm ơn đề tài TN3/T16 thuộc chương trình Khoa học và công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên đã hỗ trợ tư liệu để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Khoa Trắc địa, bộ môn Trắc địa Mỏ và phòng sau Đại học trường Đại học Mỏ - Địa Chất đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ và khích lệ tôi trong thời gian qua. Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn! 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ÚNG DỤNG ẢNH MODIS TRONG TÍNH TOÁN CHỈ SỐ BỐC HƠI 1.1 Tổng quan về ảnh MODIS MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), tức phổ kế tạo ảnh độ phân giải trung bình, là một trong những hệ thống thu ảnh đặt trên hai vệ tinh TERRA hay EOS AM-1, phóng ngày 18 tháng 12 năm 1999 và AQUA (EOS PM-1), phóng ngày 4 tháng 5 năm 2002. Cả hai vệ tinh đều bay ở độ cao 705 km trên quĩ đạo tròn, cận cực đồng hành với mặt trời, cắt qua xích đạo ở nửa sáng trên đường đi xuống vào 10h30' (giờ địa phương) đối với vệ tinh TERRA hay trên đường đi lên vào 13h30' đối với vệ tinh AQUA. Nhờ vậy, MODIS có khả năng quan sát hầu như toàn bộ bề mặt trái đất mỗi ngày 2 lần. ảnh được thu trên 36 kênh phổ với chiều rộng dải thu lên tới 2330 km (xem bảng 1.1). Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của MODIS trên vệ tinh TERRA và AQUA Độ cao 705 km, tròn, cận cực, đồng hành với mặt trời, cắt Quĩ đạo: qua xích đạo ở nửa sáng vào 10h30' trên đường đi xuống (Terra) hoặc 13h30' trên đường đi lên (Aqua) Tần số quét 20,3 vòng/phút, vuông góc với đường bay Khuôn ảnh 2330 km x 10° vĩ Kích thước 1,0 x 1,6 x 1,0 m Trọng lượng 228,7 kg Công suất 162,5 W (trung bình trên 1 vòng bay) 10,6 Mb/giây (cực đại vào ban ngày), 6,1 Mb/giây (trung Tần suất truyền số liệu bình trong vòng bay) Mức lượng tử số liệu 12 bit 250 m (kênh 1-2), Độ phân giải không gian 500 m (kênh 3-7), 1000 m (kênh 8-36) Tuổi thọ dự kiến 6 năm Các kênh phổ của ảnh MODIS được lựa chọn một cách có chủ đích nhằm giải quyết những nhiệm vụ cụ thể định trước (bảng 1.2), phục vụ mục tiêu chung là nghiên cứu các quá trình diễn ra trên đất, trên biển và trong tầng thấp của khí quyển, giúp nâng cao những hiểu biết về các biến động toàn cầu. Đồng thời, tạo ra các mô hình có liên 5 hệ qua lại, đủ tin cậy về hệ thống trái đất giúp dự báo những thay đổi toàn cầu, làm căn cứ để xây dựng các chính sách về bảo vệ môi trường. Nguồn ảnh: thu nhận từ nguồn cung cấp của NASA, do trung tâm Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC) phân phối (http ://www.lpdaac.usgs.gov) Ảnh MODIS được thu nhận từ hai hệ thống vệ tinh chính, bao gồm: MODIS Terra và MODIS Aqua. Với tầm quan sát lên đến hơn 2.330 km, vệ tinh này có thể quan trắc gần như toàn bộ Trái Đất. Ảnh MODIS có 36 băng phổ từ bước sóng 0.405μm đến 14.385μm, với 3 độ phân giải: 250, 500 và 1000 mét. 1.1.1 Cấu trúc tên của ảnh MODIS Ảnh MODIS thường có tên dưới dạng: MOD09A1.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf Trong đó: MOD09A1: tên rút ngắn của sản phẩm .A2006001: Ngày chụp (tính theo ngày Julian), có dạng: A-YYYYDDD .h08v05: các trục của cảnh chụp (theo chiều ngang và dọc) Hình 1.1 Cấu trúc trục của ảnh MODIS chụp theo chiều ngang dọc .005: kí hiệu lưu trữ của cơ sở dữ liệu .2006012234567: Ngày tạo ảnh, tính theo ngày Julian (YYYYDDDHHMMSS) 6 .hdf: định dạng dữ liệu (HDF-EOS) Ảnh MODIS có độ phân giải theo thời gian khá rộng, có thể thay đổi từ ảnh hàng ngày, ảnh tổ hợp 8 ngày, 16 ngày, hàng tháng, hàng quý hoặc hàng năm. Hình 1.2 Sơ đồ đường bay chụp của vệ tinh MODIS Hầu hết các sản phẩm chính thức của MODIS đều được chụp theo hệ thống lưới ô vuông như hình trên. Các ô được chia theo đơn vị 10 độ, bắt đầu từ 0 (như hình 1.2 ). Bảng 1.2 Chi tiết các kênh của ảnh Modis Kênh Bước sóng Độ phân giải không gian 1 620–670 250 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 841–876 459–479 545–565 1230–1250 1628–1652 2105–2155 405–420 438–448 483–493 526–536 250 500 500 500 500 500 1000 1000 1000 1000 Chìa khóa sử dụng Biến động lớp phủ mặt đất, Chlorophyll thực vật Số lượng mây, biến động lớp phủ thực vật Sự khác nhau giữa đất/thực vật Thực vật xanh Sự khác nhau giữa lá/ vòm lá Sự khác nhau giữa mây/tuyết Đặc tính mây, đặc tính đât (Land) Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll 7 12 13h 13l 14h 14l 15 16 546–556 662–672 662–672 673–683 673–683 743–753 862–877 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 890–920 931–941 915–965 3.660–3.840 3.929–3.989 3.929–3.989 4.020–4.080 4.433–4.498 4.482–4.549 1360–1390 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 27 28 29 30 31 6.535–6.895 7.175–7.475 8.400–8.700 9.580–9.880 10.780–11.280 1000 1000 1000 1000 1000 32 11.770–12.270 1000 33 34 35 36 13.185–13.485 13.485–13.785 13.785–14.085 14.085–14.385 1000 1000 1000 1000 Trầm tích Khí quyển, trầm tích Khí quyển, trầm tích Chlorophyll huỳnh quang Chlorophyll huỳnh quang Đặc tính không khí (Aerosol) Đặc tính không khí, đặc tính khí quyển (atmospheric) Đặc tính không khí, đặc tính khí quyển Đặc tính khí quyển, đặc tính mây Đặc tính khí quyển, đặc tính mây Nhiệt độ bề mặt biển Cháy rừng và núi Nhiệt độ mây, nhiệt độ bề mặt Nhiệt độ mây, nhiệt độ bề mặt Cloud Fraction, nhiệt độ tầng đối lưu Cloud Fraction, nhiệt độ tầng đối lưu Cloud Fraction (Thin Cirrus), nhiệt độ tầng đối lưu Độ ẩm trung bình tầng đối Độ ẩm cao tầng đối lưu Nhiệt độ bề mặt Tầng Ozone Nhiệt độ mây, cháy rừng và núi lửa, nhiệt độ bề mặt Độ cao mây, cháy rừng và núi lửa, nhiệt độ bề mặt Cloud Fraction, độ cao mây Cloud Fraction, độ cao mây Cloud Fraction, độ cao mây Cloud Fraction, độ cao mây 1.1.2 Mức độ xử lý của ảnh MODIS Ảnh MODIS được phân phối dưới nhiều mức độ xử lý khác nhau, hầu hết là miễn phí. Mức độ này được chia thành: 0, 1A, 1B, 2, 2G, 3 và 4. Ảnh 0 và 1A là ảnh gốc, chưa được hiệu chỉnh địa lý và khí quyển, ảnh 1B đã được hiệu chỉnh địa lý, ở dạng gí trị số DN. Ảnh ở mức độ 2 trở lên hầu hết đã được hiệu chỉnh khí quyển, người dùng 8 có thể tải trực tiếp, sử dụng công cụ thích hợp để nắn chỉnh địa lý và tách các băng khác nhau từ ảnh tải về. Điểm chung của Modis Terra và Modis Aqua là có ảnh ở Level 0, Level 1A, 1B các dữ liệu chưa được sử lý theo chuyên đề nên ta có thể sử dụng và xử lý theo mục đích sử dụng. Hình 1.3 Ảnh vệ tinh MODIS tổ hợp 8 ngày tháng 12 năm 2012 khu vực Tây Nguyên. 9 1.1.3 Một số sản phẩm từ ảnh MODIS Ảnh MODIS mức độ 1 và các sản phẩm khí quyển, phân phối bởi: L1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS). Sản phẩm đất, phân phối bởi: Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC). Mặc dù độ phân giải không cao, nhưng với tầm phủ rộng, thời gian quan trắc liên tục và đặc biệt là miễn phí, ảnh MODIS là nguồn tài liệu tham khảo giá trị cao đối với các nhà khoa học. 36 băng phổ giúp ảnh MODIS được ứng dụng ngày càng nhiều trong hầu hết lĩnh vực nghiên cứu hiện nay. Các sản phẩm chuẩn được tính toán từ ảnh MODIS liên quan đến đề tài có thể được cung cấp trực tiếp từ một số website và được tổng hợp dưới bảng 1.3. Bảng 1.3 Các sản phẩm từ ảnh MODIS Tên Vệ tinh Sản phẩm Raster Độ phân giải (m) Tổ hợp MOD13Q1 Terra Vegetation Indices Tile 250m 16 day MYD14A1 Aqua Thermal Anomalies & Fire Tile 1000m Daily MOD14A1 Terra Thermal Anomalies & Fire Tile 1000m Daily MYD14A2 Aqua Thermal Anomalies & Fire Tile 1000m 8 day MOD14A2 Terra Thermal Anomalies & Fire Tile 1000m 8 day MYD14 Aqua Thermal Anomalies & Fire Swath 1000m 5 min MYD09CM G Aqua Surface Reflectance Bands 1–7 CMG 5600m Daily MOD09CM G Terra Surface Reflectance Bands 1–7 CMG 5600m Daily MYD09GQ Aqua Surface Reflectance Bands 1–2 Tile 250m Daily 10 Tên Vệ tinh Sản phẩm Raster Độ phân giải (m) Tổ hợp MOD09GQ Terra Surface Reflectance Bands 1–2 Tile 250m Daily MYD09GA Aqua Surface Reflectance Bands 1–7 Tile 500/1000 m Daily MYD09A1 Aqua Surface Reflectance Bands 1–7 Tile 500m 8 day MYD17A2 Aqua Gross Primary Productivity Tile 1000m 8 day MOD09A1 Terra Surface Reflectance Bands 1–7 Tile 500m 8 day MYD09Q1 Aqua Surface Reflectance Bands 1–2 Tile 250m 8 day MOD09Q1 Terra Surface Reflectance Bands 1–2 Tile 250m 8 day MCD43B4 Combined Nadir BRDF-Adjusted Reflectance Tile 1000m 16 day MCD43A4 Combined Nadir BRDF-Adjusted Reflectance Tile 500m 16 day MCD43C4 Combined Nadir BRDF-Adjusted Reflectance CMG 5600m 16 day MYD15A2 Aqua Leaf Area Index FPAR Tile 1000m 8 day MOD15A2 Terra Leaf Area Index FPAR Tile 1000m 8 day MCD15A3 Combined Leaf Area Index FPAR Tile 1000m 4 day MOD44W Terra Land Water Mask Derived Tile 250m None MYD11C3 Aqua Land Surface CMG 5600m Monthly 11 Tên Raster Độ phân giải (m) Tổ hợp Terra Land Surface Temperature & Emissivity CMG 5600m Monthly Aqua Land Surface Temperature & Emissivity Tile 5600m Daily Terra Land Surface Temperature & Emissivity Tile 5600m Daily Aqua Land Surface Temperature & Emissivity Tile 1000m Daily Aqua Land Surface Temperature & Emissivity CMG 5600m Daily Terra Land Surface Temperature & Emissivity CMG 5600m Daily Terra Land Surface Temperature & Emissivity Tile 1000m 8 day Aqua Land Surface Temperature & Emissivity CMG 5600m 8 day Terra Land Surface Temperature & Emissivity CMG 5600m 8 day Vệ tinh Sản phẩm Temperature & Emissivity MOD11C3 MYD11B1 MOD11B1 MYD11A1 MYD11C1 MOD11C1 MOD11A2 MYD11C2 MOD11C2 12 Vệ tinh Sản phẩm Raster Độ phân giải (m) Tổ hợp MYD11_L2 Aqua Land Surface Temperature & Emissivity Swath 1000m 5 min MCD12Q1 Combined Land Cover Type Tile 500m Yearly MCD12C1 Combined Land Cover Type CMG 5600m Yearly MCD12Q2 Combined Land Cover Dynamics Tile 500m Yearly MOD17A2 Terra Gross Primary Productivity Tile 1000m 8 day MCD43C2 Combined BRDF-Albedo Snowfree Quality CMG 5600m 16 day MCD43A2 Combined BRDF-Albedo Quality Tile 500m 16 day MCD43A1 Combined BRDF-Albedo Model Parameters Tile 500m 16 day MCD43B1 Combined BRDF-Albedo Model Parameters Tile 1000m 16 day MCD43C1 Combined BRDF-Albedo Model Parameters CMG 5600m 16 day MCD43B3 Combined Albedo Tile 1000m 16 day MCD43C3 Combined Albedo CMG 5600m 16 day MYD13C2 Aqua Vegetation Indices CMG 5600m Monthly MOD13C2 Terra Vegetation Indices CMG 5600m Monthly MYD13C1 Aqua Vegetation Indices CMG 5600m 16 day MOD13C1 Terra Vegetation Indices CMG 5600m 16 day MYD13A3 Aqua Vegetation Indices Tile 1000m Monthly MOD13A3 Terra Vegetation Indices Tile 1000m Monthly MYD13Q1 Aqua Vegetation Indices Tile 250m 16 day MYD13A2 Aqua Vegetation Indices Tile 1000m 16 day MOD13A2 Terra Vegetation Indices Tile 1000m 16 day Tên