Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1 1 1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1 2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1 1 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 2 1 Tổng quan về viễn thám và các ứng.
MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan viễn thám ứng dụng 2.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.3 Tổng quan phần mềm GRASS GIS CHƯƠNG DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Dữ liệu 3.1.1 Các đặc trưng vệ tinh Landsat a Bộ cảm biến b Phương pháp thu nhận liệu c Độ phân giải d Đặc điểm kênh ảnh 3.1.2 Quy trình tìm kiếm khai thác liệu vệ tinh 3.1.3 Phân tích liệu ảnh vệ tinh khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 1993 2021 3.2 Phương pháp nghiên cứu 13 3.2.1 Các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh 13 3.2.2 Phương pháp xây dựng khóa giải đốn ảnh 13 3.2.3 Phương pháp đánh giá biến động sử dụng đất 14 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 15 4.1 Xây dựng chìa khóa giải đốn ảnh vệ tinh Landsat khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai 15 4.2 Ứng dụng viễn thám thành lập đồ lớp phủ khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 2021 19 4.3 Ứng dụng viễn thám thành lập đồ lớp phủ khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 1995 32 4.4 Quy trình thành lập đồ biến động lớp phủ khu vực công cụ Raster Map Calculator 33 4.5 Phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai giai đoạn 1995-2021 35 CHƯƠNG KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 38 5.1 Kết luận 38 5.2 Kiến nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1: Bộ chìa khóa giải đoán ảnh vệ tinh Landsat khu vực tỉnh Gia Lai Bảng 4.2: Thống kê biến động rừng Bảng 4.3: Thống kê biến động đất trống Bảng 4.5: Thống kế biến động đô thị Bảng 4.6: Thống kê đối tượng biến động Bảng 4.7: Ma trận đánh giá lớp phủ CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Con người động vật bậc cao, có tư vượt bậc tạo hóa, văn minh lồi người khơng ngừng phát triển đổi tron suốt thời đại, trải dài qua thập kỉ Ngày nay, dân số người không ngừng tăng khơng có dấu hiệu giảm xuống, diện tích đất trống ngày đi, rừng tự nhiên dân khai thác địa phương, nước quốc gia khác không ngoại lệ Cùng với phát triển khoa học công nghệ, công cụ phục vụ người ngày hồn thiện Trong số cơng cụ đó, viễn thám góp phần khơng cho cơng quản lí biến động, lưu trữ thơng tin với nguồn dung lượng lớn Trong năm gần đây, ứng dụng viễn thám thông tin kĩ thuật số địa lí khơng cịn xa lạ với người, mà cịn có phát triển mang tính đột phá Quản lí liệu tài ngun mơi trường ngày thêm hiệu hợp lí điều đáng trân trọng Để theo dõi nguồn tài nguyên thiên nhiên bảo vệ môi trường hạn chế mặt bị khai thác mức huyện Pleiku, kiểm soát tuyệt chủng loài động thực vật quý mà nhu cầu người làm suy thối mơi trường viễn thám giải pháp tốt hết để có liệu theo thoiừ gian huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai Với lí trên, tác giả chọn đề tài: “Ứng dụng viễn thám phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai” Đề tài phân tích cho kết biến động đối tượng giai đoạn năm 1995 – 2021 Từ quan sát biến động làm tư liệu cho việc giám sát quản lí tài ngun mơi trường huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Thành lập đồ lớp phủ đô thị, đất trống, rừng khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 2021 Thành lập đồ lớp phủ đô thị, đất trống, rừng khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 1995 Thành lập đồ lớp phủ giai đoạn năm 1995 – 2021 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: biến động lớp phủ đất nông nghiệp, đất ở, rừng, đất trống nước Phạm vị nghiên cứu: biến động lớp phủ huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai Khu vực nghiên cứu: tỉnh Gia Lai, huyện Pleiku Thời gian nghiên cưu: từ năm 1995 đến năm 2021 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan viễn thám ứng dụng Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) hiểu khoa học nghệ thuật để thu nhận thông tin đối tượng, khu vực tượng thơng qua việc phân tích tài liệu thu nhận đuược phương tiện Những phương tiện khơng có tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực với tượng nghiên cứu Các ứng dụng viễn thám - Quản lý tài nguyên môi trường: Quản lý tài nguyên đất: lập đồ theo dõi biến động sử dụng đất, lập đồ thổ nhưỡng, nghiên cứu xói mịn, thối hóa đất, sa mạc hóa,… Quản lý giám sát tài nguyên nước: lập đồ phân bố mạng lưới thủy văn, đồ phân bố nước ngầm, theo dõi biến động lịng sơng, giám sát chất lượng nước, … Giám sát tài nguyên môi trường biển: lập đồ hệ sinh thái nhạy cảm rừng ngập mặn, đất ngập nước, rạn san hô; theo dõi biến động đường bờ; theo dõi tràn dầu,… - Lâm nghiệp: phân loại, kiểm kê rừng, đánh giá trữ lượng, sinh khối, theo dõi diễn biến diện tích rừng, theo dõi cháy rừng,… - Nông nghiệp: phân loại theo dõi biến động sử dụng đất nông nghiệp, theo dõi mùa màng (sinh trưởng, suất, lịch gieo trồng, sâu bệnh)… - Nghiên cứu địa chất: thành lập đồ địa chất, đồ phân bố khoáng sản, đồ phân bố nước ngầm,… - Quản lý tai biến: theo dõi, dự báo tai biến sạt trượt lở, ngập lụt, tai biến địa chất, cháy rừng… - Quản lý đô thị: quản lý sở hạ tầng đô thị, theo dõi biến động đô thị, quy hoạch đô thị, nghiên cứu tượng đảo nhiệt đô thị,… Y tế chăm sóc sức khỏe cộng đồng: theo dõi diến biến khí hậu, thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,…), thay đổi chất lượng mơi trường (khơng khí, nước,…)… qua đánh giá, dự báo tác động đến sức khỏe cộng đồng 2.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu Vị trí địa lý Pleiku thành phố tỉnh lỵ tỉnh Gia Lai, thuộc vùng Tây Nguyên, Việt Nam Pleiku thành phố lớn thứ Tây Ngun diện tích thị quy mô dân số, đô thị quan trọng vùng Bắc Tây Nguyên Tổng diện tích tự nhiên 26.076,8 ha, trung tâm kinh tế, trị, văn hóa – xã hội tỉnh Gia Lai Thành phố Pleiku chia thành 22 đơn vị hành cấp xã trực thuộc, bao gồm 14 phường: Chi Lăng, Diên Hồng, Đống Đa, Hoa Lư, Hội Phú, Hội Thương, Ia Kring, Phù Đổng, Tây Sơn, Thắng Lợi, Thống Nhất, Trà Bá, Yên Đỗ, Yên Thế xã: An Phú, Biển Hồ, Chư Á, Diên Phú, Gào, Ia Kênh, Tân Sơn, Trà Đa Điều kiện tự nhiên Pleiku nằm độ cao trung bình 700-800 m, cao hẳn độ cao trung bình tồn cao ngun Có hai đỉnh cao 1000m đỉnh Chư Jơr cao 1.042m phí Bắc đỉnh Chư Hdrơng cao 1.028m phía Nam Điều kiện kinh tế- xã hội Dân số 201.914 người (số liệu thống kê năm 2008), bao gồm 28 dân tộc sinh sống; người Kinh chiếm đa số (87,5%), lại dân tộc khác, chủ yếu dân tộc Jrai Ba Na (12,5%) Năm 1971 dân số thị xã 34.867 người Cùng phát triển tương xứng với mặt đô thị Pleiku tốc độ tăng trưởng kinh tế thành phố tăng bình quân hàng năm 15%, đạt tiêu đề Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực: Thương mại - dịch vụ chiếm 53,7%, công nghiệp - xây dựng chiếm 41,5%, nông nghiệp chiếm 4,8% (năm 2010) Giá trị sản xuất cơng nghiệp tăng bình qn hàng năm 20,1%, nhiều ngành có lợi phát triển tốt như: Chế biến nông - lâm sản, sản xuất vật liệu xây dựng, khí thu hút 16.000 lao động Tốc độ tăng trưởng (GDP) bình quân hàng năm đạt 14% trở lên Thu nhập bình quân đầu người đến năm 2015 đạt 45 triệu đồng trở lên (theo giá hành) Tỷ lệ tăng thu ngân sách theo phân cấp bình quân hàng năm 15% Trung tâm Y tế thành phố có quy mơ 70 giường bệnh đầu tư trang bị đại mạng lưới trạm y tế, địa bàn cịn có 14 bệnh viện, bệnh xá đơn vị, ngành với 1.450 giường bệnh, 130 sở khám - chữa bệnh giờ… Hoạt động văn hóa thơng tin, thể dục thể thao có nhiều tiến chất lượng ngày cao Lao động, việc làm sách xã hội trì thường xuyên 2.3 Tổng quan phần mềm GRASS GIS GRASS GIS (Hệ thống hỗ trợ phân tích tài ngun địa lý) hệ thống thơng tin địa lý (FOSS) mã nguồn mở, phần mềm miễn phí với chức raster, topo, vector, xử lý hình ảnh chức hiển thị Được sử dụng để quản lý phân tích liệu khơng gian địa lý, xử lý hình ảnh, sản xuất đồ họa / đồ, mơ hình khơng gian trực quan hóa, GRASS sử dụng môi trường học thuật thương mại khắp giới, nhiều quan phủ cơng ty tư vấn môi trường GRASS GIS chứa 350 mô-đun để kết xuất đồ hình ảnh hình giấy; thao tác liệu raster vector bao gồm mạng vector; xử lý liệu hình ảnh đa phương diện; tạo, quản lý lưu trữ liệu không gian GRASS hỗ trợ liệu raster vector hai ba chiều Mơ hình liệu vectơ tơpơ , có nghĩa khu vực xác định ranh giới trọng tâm; ranh giới không chồng lên lớp Ngược lại, Tính Đơn giản OpenGIS , định nghĩa vectơ tự hơn, giống chương trình minh họa vectơ khơng tham chiếu địa lý GRASS thiết kế mơi trường cơng cụ thực phép tính GIS cụ thể thực thi Không giống phần mềm ứng dụng dựa GUI , người dùng GRASS trình bày với trình bao Unix có chứa mơi trường sửa đổi hỗ trợ thực thi lệnh GRASS, mơ-đun có thời hạn Mơi trường có trạng thái bao gồm tham số vùng địa lý bao phủ phép chiếu đồ sử dụng Tất mô-đun GRASS đọc trạng thái ngồi cịn cung cấp tham số cụ thể (chẳng hạn đồ đầu vào đầu giá trị để sử dụng tính tốn) thực thi CHƯƠNG DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Dữ liệu Các đặc trưng vệ tinh Landsat a Bộ cảm biến Bộ cảm biến thiết bị điện tử cảm nhận trạng thái hay trình vật lý, hóa học hay sinh học mơi trường cần khảo sát, biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thơng tin trạng thái hay q trình Thông tin xử lý để rút tham số định tính định lượng mơi trường, phục vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh gọi ngắn gọn đo đạc, phục vụ truyền xử lý thông tin, hay điều khiển trình khác b Phương pháp thu nhận liệu Thu nhận liệu ảnh viễn thám việc thu nhận liệu trạm thu liệu viễn thám Việt Nam mua, trao đổi, hợp tác, nhận viện trợ từ nước Dữ liệu ảnh viễn thám thu nhận từ vệ tinh viễn thám thông qua trạm thu liệu viễn thám Việt Nam nguồn nước Việc thu nhận phải tuân thủ theo kế hoạch năm, định kỳ năm (05) năm, dựa nhu cầu Bộ, ngành, ủy ban nhân dân cấp tỉnh theo yêu cầu nhiệm vụ đột xuất nhà nước giao Phương pháp thu nhận liệu tải ảnh Landsat thông qua trang web kiểm duyệt quốc tế earthexplorer.usgs.gov , chọn mẫu liệu cần thiết thông qua cơng cụ tìm kiếm web khoanh vùng vị trí cần tìm để tải liệu c Độ phân giải Độ phân giải khơng gian: kích thước pixel mặt đất, hay kích thước đối tượng nhỏ có khả phân biệt ảnh Độ phân giải phổ: số lượng kích thước khoảng phổ mà cảm thu nhận ghi lại liệu Độ phân giải thời gian: thời gian để cảm thu nhận tín hiệu mặt đất Độ phân giải xạ: khả nhạy cảm thiết bị thu để phát khác nhỏ lượng sóng điện tử d Đặc điểm kênh ảnh Các kênh ảnh hầu hết có tọa độ, màu dao động từ xám đến đen (10-6 đến 108 micro mét), chút thích landsat năm, thời gian ghi liệu, số kênh ảnh Hầu hết kênh ản nghiêng lệch sang bên phải Quy trình tìm kiếm khai thác liệu vệ tinh Đăng nhập trang web https://earthexplorer.usgs.gov/ để tải landsat Tìm kiếm khu vực Gia Lai khoanh vùng Giới hạn ngày từ 1/1/2018 đến 6/29/2022 click data set Tìm kiếm landsat OLI/TIRS C1-L1 C1-L2 -> Results Dowload options để tải ảnh xuống Tải dịng cuối để lấy tồn b liệu đầy đủ cần thiết landsat Quy trinh tải landsat tương tự landsat 8: Phân tích liệu ảnh vệ tinh khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 1993 2021 a) Landsat 8: năm 2021 Data Set Attribute Thuộc tính Tập liệu Attribute Value Landsat Product Định danh sản phẩm LC08_L1TP_124050_20210306_20210312_01_T Identifier Landsat ... có liệu theo thoiừ gian huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai Với lí trên, tác giả chọn đề tài: “Ứng dụng viễn thám phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai? ?? Đề tài phân tích cho kết... rừng khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 2021 Thành lập đồ lớp phủ đô thị, đất trống, rừng khu vực huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai năm 1995 Thành lập đồ lớp phủ giai đoạn năm 1995 – 2021 1.3 Đối... trống nước Phạm vị nghiên cứu: biến động lớp phủ huyện Pleiku, tỉnh Gia Lai Khu vực nghiên cứu: tỉnh Gia Lai, huyện Pleiku Thời gian nghiên cưu: từ năm 1995 đến năm 2021 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU