Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
iv
4.2.2. Dữ liệu khác 65
4.3. Thực nghiệm thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng
phương pháp so sánh sau phân loại 66
4.3.1. Các bước xử lý ảnh số 66
4.3.2 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp so
sánh sau phân loại 77
4.3.3. Nhận xét về kết quả giải ñoán 85
5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 87
5.1. Kết luận 87
5.2. ðề nghị 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Biến ñộng sử dụng ñất khu vực ðông Nam Á 18
Bảng 2.2. Biến ñộng sử dụng ñất Việt Nam trong hai năm 2005 - 2007 23
Bảng 2.3 Tỷ lệ bản ñồ nền dùng ñể thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 30
Bảng 2.4. Các khoanh ñất phải thể hiện trên bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 33
Bảng 4.1. Diện tích, cơ cấu các loại ñất chính năm 2008 62
Bảng 4.2. Hiện trạng sử dụng ñất năm 2008 63
Bảng 4.3. Tọa ñộ và sai số của các ñiểm nắn ảnh năm 2003, 2008 69
Bảng 4.4. Mô tả các loại ñất 70
Bảng 4.5. Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh 71
Bảng 4.6. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2003 74
Bảng 4.7. ðộ chính xác phân loại ảnh năm 2003 75
Bảng 4.8. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2008 76
Bảng 4.9. ðộ chính xác phân loại ảnh năm 2008 76
Bảng 4.10. Thống kê diện tích ñất năm 2003 79
Bảng 4.11. Thống kê diện tích ñất năm 2008 79
STT Tên bảng Trang
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
STT Tên hình Trang
Hình 2.1. Ảnh lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp so sánh sau phân loại 6
Hình 2.2. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp phân loại trực tiếp
ảnh ña thời gian 7
Hình 2.3. Véc tơ thay ñổi phổ 8
Hình 2.4. Thuật toán phân tích thay ñổi phổ 9
Hình 2.5. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp mạng nhị phân 12
Hình 2.6. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp mạng nhị phân 14
Hình 4.1. ðịa giới hành chính phường Khai Quang 59
Hình 4.2. Biểu ñồ cơ cấu ñất ñai khu vực nghiên cứu 62
Hình 4.3. Ảnh spots 2003 chụp vào ngày 1/11/2003 64
Hình 4.4. Ảnh spots 2008 chụp vào ngày 30/11/2008 64
Hình 4.5. Ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu 65
Hình 4.7. Kết quả nắn ảnh 2003 bằng phần mềm Envi và các chỉ tiêu sai số 68
Hình 4.8. Kết quả nắn ảnh 2008 bằng phần mềm Envi và các chỉ tiêu sai số 68
Hình 4.9. Ảnh phân loại năm 2003 72
Hình 4.10. Ảnh phân loại năm 2008 73
Hình 4.11. Quy trình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 78
Hình 4.12. Thay ñổi diện tích giữa hai thời ñiểm nghiên cứu 85
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
1
1. ðẶT VẤN ðỀ
1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
ðất ñai là tài nguyên vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển
của mỗi Quốc gia. Một trong những chỉ tiêu ñánh giá sự phát triển của mỗi
quốc gia ñôi khi còn ñược tính theo mức ñộ biến ñộng trong quá trình sử dụng
ñất của Quốc gia ñó.
Với sức ép của quá trình gia tăng dân số (cả tự nhiên và cơ học), kết
hợp với sử dụng ñất ñai thiếu bền vững ñã gây sức ép lớn lên quá trình sử
dụng ñất. Vì vậy nghiên cứu sự thay ñổi trong quá trình sử dụng ñất là căn cứ
khoa học ñể ñưa ra những chính sách sử dụng ñất ñai phù hợp nhằm nâng cao
mức sống của người dân, ñem lại hiệu quả cao hơn cả về kinh tế - xã hội và
môi trường.
Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và xã hội
của tỉnh Vĩnh Phúc, ñặc biệt trong những năm qua với sự chuyển mình mạnh
mẽ theo hướng công nghiệp hóa - hiện ñại hóa chung của cả nước, bộ mặt
Thành phố thay ñổi nhanh chóng theo hướng giảm diện tích ñất nông nghiệp,
tăng diện tích ñất phi nông nghiệp chủ yếu là ñất sử dụng vào mục ñích công
nghiệp và dịch vụ. Trong những năm gần ñây, công tác quản lý về ñất ñai nói
riêng và tình hình thực hiện Pháp Luật ñất ñai trên ñịa bàn thành phố ñã bắt
ñầu ñi vào nề nếp. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân cả khách quan và chủ
quan công tác cập nhật biến ñộng ñất ñai chưa tốt, chưa kịp thời; cơ sở hạ
tầng, trang thiết bị phục vụ cho công tác chưa ñầy ñủ, ñồng bộ, ña số còn lạc
hậu; trình ñộ, năng lực cán bộ làm công tác quản lý ñất ñai ở các cấp còn chưa
cao, nhất là cán bộ ñịa chính cơ sở.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học vũ trụ thì ảnh viễn thám cũng
ñã xuất hiện và ngày càng tỏ rõ tính ưu việt trong công tác ñiều tra, quản lý tài
nguyên. ðặc biệt là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám mới như: SPOT,
LANDSAT, ASTER… có ñộ phân giải không gian và phân giải phổ cao. Một
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
2
số tư liệu viễn thám còn có khả năng chụp lập thể, ñặc biệt là có thể cập nhật
thông tin nhanh chóng thông qua việc thu nhận và xử lý ảnh vệ tinh ở nhiều
thời ñiểm khác nhau tạo thành ảnh ña thời gian ở dạng số, là sản phẩm dễ
dàng sử dụng trong các phần mềm phân tích ảnh hiện ñại và có khả năng tích
hợp thuận tiện trong hệ thống thông tin ñịa lý GIS. ðặc biệt việc phóng vệ
tinh VINASAT-1 ñầu tiên vào ngày 12/4/2008, ñã mở ra một hướng ñi mới
trong ứng dụng ảnh viễn thám ở Việt Nam.
Nhận thức ñược tầm quan trọng của sự thay ñổi trong quá trình sử dụng
ñất với sự thay ñổi khí hậu và chất lượng của cuộc sống, tôi ñã lựa chọn
nghiên cứu ñề tài: “Ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS ñể thành
lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn phường Khai Quang - thành
phố Vĩnh Yên - tỉnh Vĩnh Phúc”.
1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1. Mục ñích nghiên cứu
- Thành lập Bản ñồ hiện trạng dựa trên tư liệu ảnh viễn thám tại thời
ñiểm bay chụp.
- Thành lập bản ñồ biến ñộng lớp phủ mặt ñất dựa trên chỉ tiêu biến
ñộng về diện tích của từng loại ñất thông qua tư liệu ảnh viễn thám và bản ñồ
hiện trạng xây dựng ñược.
1.2.2. Yêu cầu
Sử dụng phần mềm Envi ñể giải ñoán ảnh viễn thám thành lập bản ñồ
hiện trạng sử dụng ñất. Các chức năng phân tích không gian của GIS ñược sử
dụng ñể chồng xếp bản ñồ hiện trạng thành lập bản ñồ biến ñộng và tính toán
biến ñộng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
3
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Khái quát về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất
2.1.1. Khái quát về bản ñồ biến ñộng và các phương pháp thành lập bản ñồ
biến ñộng sử dụng ñất
2.1.1.1. Những vấn ñề chung về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất
Biến ñộng là sự biến ñổi, thay ñổi, thay thế trạng thái này bằng một
trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự
nhiên cũng như môi trường xã hội.
Phát hiện biến ñộng là quá trình nhận dạng sự biến ñổi, sự khác biệt về
trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại các thời ñiểm
khác nhau.
ðể nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất người ta có thể sử dụng nhiều
phương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: số liệu thống kê hàng
năm, số liệu kiêm kê hoặc từ các cuộc ñiều tra. Các phương pháp này có ñộ
chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và kinh phí, ñồng thời chúng không
thể hiện ñược sự thay ñổi sử dụng ñất từ loại ñất này sang loại ñất khác và vị
trí không gian của sự thay ñổi ñó. Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ
tư liệu viễn thám ña thời gian sẽ khắc phục ñược những nhược ñiểm trên.
ðất ñai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc
biệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của ñất nước, là thành phần quan
trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố của các khu dân cư,
xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. ðất ñai
có ý nghĩa kinh tế, chính trị, xã hội sâu sắc trong sự nghiệp xây dựng và bảo
vệ Tổ quốc.
Trong giai ñoạn ñầu phát triển kinh tế, xã hội, khi mức sống của con
người còn thấp, công năng chủ yếu của ñất là tập trung vào sản xuất vật chất,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
4
ñặc biệt trong sản xuất nông nghiệp. Khi xã hội phát triển ở mức ñộ cao hơn,
công năng của ñất từng bước ñược mở rộng, sử dụng ñất cũng phức tạp hơn.
ðất ñai không chỉ cung cấp cho con người các tư liệu vật chất ñể sinh tồn và
phát triển mà còn cung cấp các ñiều kiện cần thiết ñể hưởng thụ và ñáp ứng
nhu cầu cho cuộc sống của nhân loại.
Kinh tế xã hội phát triển mạnh, cùng với sự bùng nổ dân số ñã làm cho
mối quan hệ giữa con người và ñất ñai ngày càng trở nên căng thẳng. Vấn ñề
tổ chức và sử dụng ñất theo quan ñiểm sinh thái và phát triển bền vững càng
trở nên quan trọng, bức xúc và mang tính toàn cầu.
ðể quản lý sử dụng ñất cấp xã sử dụng bản ñồ tỷ lệ lớn và chi tiết
1:2.000, 1:5.000, 1:10.000. ðối với cấp huyện sử dụng bản ñồ tỷ lệ lớn và
trung bình 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000. Với các vùng lớn hơn sử dụng bản
ñồ tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ.
Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất ngoài các yếu tố nội dung cơ bản của các
bẩn ñồ chuyên ñề như: bản ñồ ñịa hình, ñịa vật, giao thông, thủy văn… phải
thể hiện ñược sự biến ñộng về sử dụng ñất theo thời gian.
Các thông tin về tình hình sử dụng ñất, biến ñộng sử dụng ñất kết hợp
với các thông tin có liên quan là yếu tố quan trọng phục vụ công tác quy
hoạch, kế hoạch và quản lý ñất ñai ñể ñảm bảo sử dụng ñất bền vững, hiệu
quả, thân thiện môi trường và quan trọng nhất là ñảm bảo an ninh lương thực.
Các số liệu ñiều tra về tình hình biến ñộng sử dụng ñất có thể ñã ñược
phân tích và thống kê tổng hợp dưới dạng bảng biểu nhưng chưa phân tích
hay trình bày số liệu này dưới dạng không gian ñịa lý hoặc làm chúng dễ tiếp
cận hơn ñối với các nhà nghiên cứu hoặc các nhà hoạch ñịnh chính sách.
Tiềm năng của hệ thống thông tin ñịa lý hiện ñại trong việc phân tích dữ liệu
không gian ñể thành lập bản ñồ vẫn chưa ñược ứng dụng rộng rãi. Việc thể
hiện sự biến ñộng của số liệu theo không gian ñịa lý làm tăng giá trị của số
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
5
liệu lên rất nhiều ñặc biệt ñối với nước ta, một nước có lãnh thổ trải dài trên
3000km, hai vùng ñồng bằng châu thổ rộng lớn tương phản với các vùng
miền núi bao la. Sự ña dạng về ñặc ñiểm kinh tế xã hội và việc sử dụng ñất
ñược ñánh giá rõ hơn ở dưới dạng bản ñồ.
Ưu ñiểm của bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất là thể hiện ñược rõ sự biến
ñộng theo không gian và theo thời gian. Diện tích biến ñộng ñược thể hiện rõ
ràng trên bản ñồ, ñồng thời cho chúng ta biết có biến ñộng hay không biến
ñộng, hay biến ñộng từ loại ñất nào sang loại ñất nào. Nó có thể ñược kết hợp
với nhiều nguồn dữ liệu tham chiếu khác ñể phục vụ có hiệu quả cho rất nhiều
mục ñích khác nhau như quản lý tài nguyên, môi trường, thống kê, kiểm kê
ñất ñai.
Về cơ bản, bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất ñược thành lập trên cơ sở hai
bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất tại hai thời ñiểm nghiên cứu vì vậy ñộ chính
xác của bản ñồ này phụ thuộc vào ñộ chính xác của các bản ñồ hiện trạng sử
dụng ñất tại hai thời ñiểm nghiên cứu.
2.1.1.2. Các phương pháp thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và biến
ñộng lớp phủ bề mặt
Tiền ñề cơ bản ñể sử dụng dữ liệu viễn thám nghiên cứu biến ñộng là
những thay ñổi lớp phủ trên bề mặt ñất phải ñưa ñến sự thay ñổi về giá trị bức
xạ và những sự thay ñổi về bức xạ do sự thay ñổi lớp phủ phải lớn hơn so với
những thay ñổi về bức xạ gây ra bởi các yếu tố khác. Những yếu tố khác bao
gồm sự khác biệt về ñiều kiện khí quyển, sự khác biệt về góc chiếu tia mặt
trời, sự khác biệt về ñộ ẩm của ñất. Ảnh hưởng của các yếu tố này có thể ñược
giảm từng phần bằng cách chọn dữ liệu thích hợp.
Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến ñộng rất quan trọng.
Trước tiên, chúng ta phải xác ñịnh ñược phương pháp phân loại ảnh ñược sử
dụng. Sau ñó cần xác ñịnh rõ yêu cầu nghiên cứu có cần biết chính xác thông
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
6
tin về nguồn gốc của sự biến ñộng hay không. Từ ñó có sự lựa chọn phương
pháp thích hợp. Tuy nhiên tất cả các nghiên cứu ñều cho thấy rằng, các kết
quả về biến ñộng ñều phải ñược thể hiện trên bản ñồ biến ñộng và các bảng
tổng hợp. Các phương pháp nghiên cứu biến ñộng khác nhau sẽ cho những
bản ñồ biến ñộng khác nhau. Có nhiều phương pháp nghiên cứu biến ñộng
thường ñược sử dụng. Dưới ñây là một số phương pháp ñược sử dụng rộng rãi
ñể nghiên cứu biến ñộng và thành lập bản ñồ biến ñộng.
a. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp so sánh sau phân loại
Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại ảnh ở hai thời
ñiểm khác nhau ta thành lập ñược bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất tại hai thời
ñiểm ñó. Sau ñó chồng ghép hai bản ñồ hiện trạng ñể xây dựng bản ñồ biến
ñộng. Các bản ñồ hiện trạng có thể thực hiện dưới dạng bản ñồ raster.
Quy trình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất theo phương pháp
này có thể tóm tắt như hình 2.1.
Hình 2.1. Ảnh lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp so sánh sau phân loại
Phương pháp so sánh sau phân loại ñược sử dụng rộng rãi nhất, ñơn
giản, dễ hiểu và dễ thực hiện. Sau khi ảnh vệ tinh ñược nắn chỉnh hình học sẽ
tiến hành phân loại ñộc lập ñể tạo thành hai bản ñồ. Hai bản ñồ này ñược so
Ảnh 1
Ảnh 2
Phân loại
Phân loại
Bản ñồ
hiện trạng 1
Bản ñồ
hiện trạng 2
Bản ñồ
biến ñộng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………
7
sánh bằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận biến ñộng.
Theo J. Jensen [13] ưu ñiểm của phương pháp này cho biết sự thay ñổi
từ loại ñất gì sang loại ñất gì và chúng ta cũng có thể sử dụng các bản ñồ hiện
trạng sử dụng ñất ñã ñược thành lập trước ñó.
Nhược ñiểm của phương pháp này là phải phân loại ñộc lập các ảnh
viễn thám nên ñộ chính xác phụ thuộc vào ñộ chính xác của từng phép phân
loại và thường ñộ chính xác không cao vì các sai sót trong quá trình phân loại
của từng ảnh vẫn ñược giữ nguyên trong bản ñồ biến ñộng.
b. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña
thời gian
Phương pháp này thực chất là chồng xếp hai ảnh với nhau ñể tạo thành
ảnh biến ñộng. Sau ñó dựa vào ảnh biến ñộng ta tiến hành phân loại và thành
lập bản ñồ (hình 2.2).
Hình 2.2. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp phân loại trực tiếp
ảnh ña thời gian
Ưu ñiểm của phương pháp này là chỉ phải phân loại một lần. Nhưng
nhược ñiểm lớn nhất của nó là rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải lấy tất cả
các mẫu biến ñộng và không biến ñộng. Hơn nữa, ảnh hưởng của sự thay ñổi
Phân loại
Bản ñồ biến ñộng
Kênh 2
Kênh 3
Kênh 4
Kênh 2
Kênh 3
Kênh 4
Ảnh thời ñiểm 1
Ảnh thời ñiểm 2
Ảnh biến ñộng
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét