Việt Nam là quốc gia ven biển với bờ biển dài trên 3.260 km, khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm là 27oC ở miền Nam, 21oC ở miền Bắc; lượng mưa trung bình 2.000 mm/năm; với các sông lớn như: sông Hồng, sông Đồng Nai, sông Vàm Cỏ, sông Cửu Long đã hình thành nên thảm thực vật ven biển (vùng chuyển tiếp giữa lục địa và biển, bao gồm vùng biển ven bờ và vùng đất ven biển) hết sức đa dạng và phong phú. Đối với hệ thực vật dưới nước ven bờ (rong biển, cỏ biển) thường phân bố ở độ sâu đến 15 mét nước, nhưng phân bố phổ biến nhất ở độ sâu đến 10 mét nước (theo đánh giá của các chuyên gia về rong biển Huỳnh Quang Năng, Lê Như Hậu của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang). Đối với với hệ thực vật vùng đất ven biển (rừng ngập mặn và hệ thực vật nông nghiệp) thì phân bố ở 28 tỉnh thành ven biển từ Quảng Ninh đến Hà Tiên.

Sự phát triển nhanh chóng của dân số, đô thị hóa và các hoạt động phát triển du lịch đang làm thay đổi hiện trạng hệ thực vật tại các vùng đất ven biển. Những thay đổi hệ thực vật dưới nước ven bờ (rong biển, cỏ biển) và độ che phủ hệ thực vật trên đất ven biển (rừng ngập mặn và hệ thực vật nông nghiệp) do các yếu tố vật lý, khí hậu và kinh tế xã hội khác nhau đang ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng kinh tế xã hội của người dân địa phương dọc theo khu vực ven biển trong không gian và thời gian. Sự gia tăng dân số và biến đổi khí hậu tạo ra áp lực đối với việc sử dụng đất và lớp phủ mặt đất gây ra tác động môi trường lớn nhất đến lớp phủ thực vật, thay đổi bờ biển, suy thoái địa hình, mất đa dạng sinh học, xâm nhập nước biển và ô nhiễm nước ngầm, suy thoái đất và không khí dọc theo các vùng ven biển. Phân tích biến động hệ thực ven biển là cần thiết cho công tác nghiên cứu khoa học và xây dựng chính sách đánh giá tổn thương môi trường vùng ven biển. Ngoài ra, việc phân tích biến động sử dụng đất và hệ thực vật vùng ven biển nhằm cung cấp thông tin chính cho quản lý vùng ven biển bền vững, hỗ trợ lập kế hoạch quản lý tài nguyên ven biển phù hợp ở quy mô quốc gia hoặc khu vực dưới áp lực tăng dân số tại các khu vực vùng ven biển là cần thiết.

Trong thời gian qua đã có nhiều cá nhân, cơ quan nghiên cứu trong nước đã tiếp cận với công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra, xác định hiện trạng phân bố hệ thực vật khu vực ven biển. Tuy nhiên, những kết quả thu được chỉ mới đề cập đến một số khía cạnh xác định hiện trạng hệ thực vật ven biển một cách rời rạc, tản mạn và được thực hiện trong khuôn khổ của các đề tài với các mục tiêu khác nhau và chủ yếu đã tiến hành cho các đối tượng một cách đơn lẻ. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một công trình nghiên cứu về việc ứng dụng tư liệu viễn thám đa thời gian trong giám sát sự biến động hệ thực vật vùng ven biển (hệ thực vật dưới nước ven bờ và hệ thực vật vùng đất ven biển) ở Việt Nam được công bố.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Văn Hùng cùng nhóm nghiên cứu tại Cục Viễn thám quốc gia thực hiện “Nghiên cứu đồng thời hoạt tính và khả năng chống oxy hóa của các hợp chất hữu cơ chứa các liên kết O-H N-H hoặc S-H bằng phương pháp hóa tính toán” với mục tiêu xác định cơ sở khoa học đề xuất giải pháp kỹ thuật ứng dụng xử lý ảnh viễn thám đa thời gian giám sát sự biến động hệ thực vật vùng ven biển; Xây dựng quy trình và thuật toán phù hợp trong giám sát biến động hệ thực vật vùng ven biển sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Đề tài đã nghiên cứu và xác lập được cơ sở khoa học để giám sát sự biến động hệ thực vật vùng ven biển (vùng chuyển tiếp giữa lục địa và biển, bao gồm vùng biển ven bờ và vùng đất ven biển) bằng ứng dụng ảnh viễn thám đa thời gian. Trên cơ sở đó đã xây dựng và đề xuất được được hai quy trình trong giám sát biến động hệ thực vật vùng ven biển gồm: (1) Quy trình giám sát hệ thực vật dưới nước ven bờ (cỏ biển, rong biển) và (2) Quy trình giám sát hệ thực vật vùng đất ven biển (rừng ngập mặn và hệ thực vật nông nghiệp) sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám đa thời gian, cụ thể là ảnh viễn thám độ phân giải trung bình Landsat 8 OLI/TIRS. Các quy trình công nghệ đề xuất được áp dụng thử nghiệm tại khu vực ven biển tỉnh Khánh Hòa nơi có đặc trưng của hệ thực vật dưới nước, hệ thực vật ven bờ phong phú và đã chứng minh được tính hiệu quả, khả thi cao và phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cho thấy công nghệ viễn thám nhất là các dữ liệu ảnh chụp từ vệ tinh cho phép theo dõi, giám sát sự biến động hệ thực vật vùng ven biển (vùng chuyển tiếp giữa lục địa và biển, bao gồm vùng biển ven bờ và vùng đất ven biển) bằng ứng dụng ảnh viễn thám đa thời gian trên diện rộng một cách nhanh chóng, khách quan, tin cậy và tiết kiệm kinh phí.

Ứng dụng nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE) trong giám sát hệ thực vật vùng đất ven biển (rừng ngập mặn và hệ thực vật nông nghiệp) ở khu vực vùng rộng lớn đã giảm được nhiều thời gian công sức, cũng như tiết kiệm kinh phí. Trong đề tài đã khảo sát ba phương pháp phân loại khác nhau gồm Randomforest (RF), Maximum Likelihood và Máy Vector hỗ trợ (SVM). Kết quả phân loại và độ chính xác toàn cục cho thấy đối với phân loại đối tượng lớp phủ bề mặt tại khu vực nghiên cứu các xã, thị trấn ven biển tỉnh Khánh Hòa thì thuật toán Randomforest (RF) cho kết quả chính xác phân loại toàn cục là chính xác nhất. Do đó trong nghiên cứu đã lựa chọn phương pháp Randomforest (RF) để phân loại và thành lập bản đồ biến động hệ thực vật vùng đất ven biển (rừng ngập mặn và hệ thực vật ven biển).