การประมาณค่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากดาวเทียม OCO-2 และ Terra MODIS ประเทศไทย

Abstract

การวิจัยครั้งนี้เป็นการประยุกต์เทคนิคการรับรู้จากระยะไกล เพื่อการประมาณค่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซดจากดาวเทียม Orbiting Carbon Observatory 2 (OCO-2) และชุดผลิตภัณฑ์จากข้อมูลจากดาวเทียม Terra ระบบ MODIS ซึ่ง ได้แก่ อุณหภูมิพื้นผิว (LST) ดัชนีพืช พรรณ NDVI และ EVI ดัชนีพื้นผิวใบ (LAI) อัตราการผลิตปฐมภูมิรวม (GPP) และสัดส่วนของการแผ่รังสีในช่วงคลื่นที่พืชใช้สังเคราะห์แสง (FPAR) ในช่วงเดือนตุลาคม พ.ศ.2557 ถึงเดือนตุลาคม พ.ศ. 2559โดยแบ่งเป็น 3 ฤดูกาลคือฤดูหนาว ฤดูร้อน และฤดูฝน เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ของแต่ละตัวแปร พร้อมทั้งสร้างสมการแบบถดถอยเชิงเส้นและสมการถดถอยไม่ใช่เชิงเส้นแบบ Polynomial สำหรับการประมาณค่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซดข์องประเทศไทย ผลการศึกษาพบว่า ตัวแปรต้นทุกตัวมีความสัมพันธ์กับค่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระดับนัยสำคัญมากกว่าหรือเท่ากับ 0.01และเมื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ด้วยวิธีการแบบลำดับขั้น (Stepwise) เพื่อลดความซ้ำซ้อนของตัวแปรแล้วในช่วงฤดูหนาวตัวแปรที่ถูกคัดเลือกเข้าสู่สมการได้แก่ ค่าดัชนีพืชพรรณ NDVI และอัตราการผลิตปฐมภูมิรวม (GPP) และพบว่า สมการถดถอยไม่ใช่เชิงเส้นแบบ Polynomial เป็นสมการที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อน RMSE ต่ำที่สุด เท่ากับ 1.21ppm มีค่า R 2 เท่ากับ 0.4891ในช่วงฤดูร้อนตัวแปรที่ถูกคัดเลือกเข้าสู่สมการได้แก่ ค่าอุณหภูมิพื้นผิวเพียงตัวแปรเดียว โดยที่สมการถดถอยเชิงเส้นและถดถอยไม่ใช่เชิงเส้น มีค่าความคลาดเคลื่อน RMSE ไม่แตกต่างกัน มีค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 1.27 ppm สมการถดถอยเชิงเส้น จึงมีความไม่ซับซ้อนและเหมาะสมต่อการนำมาใช้งานในช่วงฤดูฝนตัวแปรที่ถูกคัดเลือกเข้าสู่สมการได้แก่ ค่าอุณหภูมิและอัตราการผลิตปฐมภูมิรวม โดยที่สมการถดถอยไม่ใช่เชิงเส้นแบบ Polynomial เป็นสมการที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อน RMSE ต่ำที่สุด เท่ากับ 1.88ppm มีค่า R 2 เท่ากับ 0.4213 และนอกจากนี้ค่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของประเทศไทยจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้น ในฤดูหนาวแล้วเพิ่มขึ้นสูงสุดในช่วงฤดูร้อน และลดลงในฤดูฝน เนื่องจากพืชมีการนำคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง