Thông tin tài liệu
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Các thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc thật Tác giả luận văn Dương Chí Nhân PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Lợi, người hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thời gian thực luận văn tốt nghiệp cao học Để hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm, tạo điều kiện Sở tài nguyên môi trường tỉnh Quảng Bình, Văn phịng đăng ký quyền sử dụng đất thành phố Đồng Hới, thầy cô giáo khoa Tài nguyên Môi trường, tạo điều kiện cho học tập giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Tơi xin gửi tới gia đình, bạn bè cộng nơi sống làm việc giúp đỡ, động viên suốt trình học tập thực đề tài Tác giả luận văn Dương Chí Nhân PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iii TÓM TẮT Đơ thị hóa ln có mặt tích cực tiêu cực lĩnh vực quản lý đất đai mà hệ dễ thấy biến động sử dụng đất đất quỹ đất Trước thực trạng đó, đề tài nghiên cứu với mục đích đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa dựa sở phân tích tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian kỹ thuật GIS từ làm sở cho việc theo dõi tác động q trình thị hóa đưa giải pháp quản lý đất đai thích hợp tương lai thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 – 2014 Phương pháp nghiên cứu sử dụng bào gồm phương pháp thu thập số liệu, tài liệu, phương pháp thống kê, phương pháp viễn thám GIS, phương pháp xử lý phân tích số liệu Trong điểm nhấn phương pháp viễn thám GIS lồng ghép, kết hợp để hạn chế khuyết điểm riêng biệt phương pháp từ hồn thiện tăng độ xác kết nghiên cứu Kết nghiên cứu yếu tố tác động đến q trình thị hóa biến động đất đai thành phố Đồng Hới Thành lập đồ trạng sử dụng đất năm 2001 năm 2014 thành phố Đồng Hới sở giải đoán ảnh Landsat trộn kênh ảnh tăng độ phân giải lên 15x15m Từ đồ trạng có tiếp tục thành lập đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 thành phố Đồng Hới Ngoài ra, nghiên cứu ra, đánh giá phân tích nguyên nhân biến động đất đai từ đưa giải pháp góp phần nâng cao hiệu quản lý đất đai Cuối cùng, nghiên cứu đưa quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám nói chung kết hợp với cơng nghệ GIS theo bước cụ thể rõ ràng Công nghệ viễn thám GIS ngày bộc lộ ưu lĩnh vực quản lý đất đai nói chung đánh giá biến động sử dụng đất nói riêng Với thời đại hội nhập, khoa học công nghệ phát triển, đầu tư triển khai công nghệ mang lại hiệu lớn kinh tế, tiến độ công việc, tính xác thực so với phương pháp truyền thống PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii DANH SÁCH HÌNH ẢNH ix MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1.1 Định nghĩa đất đai .3 1.1.2 Đô thị thị hóa 1.1.3 Tổng quan viễn thám 1.1.4 Tổng quan GIS 15 1.1.5 Tổng quát đồ đồ biến động sử dụng đất .18 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 18 1.2.1 Tình hình ứng dụng cơng nghệ viễn thám GIS số nước giới 18 1.2.2 Tình hình sử dụng cơng nghệ viễn thám GIS đánh giá thị hóa Việt Nam 19 1.3 NHỮNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CĨ LIÊN QUAN .20 1.3.1 Ở Việt Nam 20 1.3.2 Ở Trên giới 21 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma v Chương ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .23 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .23 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 23 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu 24 2.3.2 Phương pháp thống kê 25 2.3.3 Phương pháp viễn thám GIS 25 2.3.4 Phương pháp xử lý phân tích số liệu 28 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .29 3.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ-XÃ HỘI VÀ THỰC TRẠNG QUỸ ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU .29 3.1.1 Đặc điểm, điều kiện tự nhiên .29 3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 32 3.1.3 Quỹ đất đô thị 37 3.2 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2001, 2014 VÀ BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2001 - 2014 39 3.2.1 Kết chọn vùng nghiên cứu 39 3.2.2 Chọn mẫu phân loại xây dựng khóa ảnh 40 3.2.3 Xây dựng đồ trạng sử dụng đất năm 2001, 2014 từ ảnh Landsat 46 3.2.4 Xây dựng đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 59 3.3 ĐÁNH GIÁ VỀ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA 63 3.3.1 Nhóm đất lâm nghiệp 63 3.3.2 Nhóm đất nơng nghiệp 67 3.3.3 Đất xây dựng .72 3.3.4 Đánh giá biến động đất đai với quy hoạch sử dụng đất 76 3.3.5 Các vấn đề tồn 79 3.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIÚP QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI HỢP LÝ 80 3.5 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ ẢNH VIỄN THÁM KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ GIS 81 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vi 3.5.1 Các bước xử lý ảnh viễn thám .82 3.5.2 Các bước xử lý liệu GIS 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .84 Kết luận 84 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC .89 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nghĩa từ ENVI Environment for Visualizing Images ERTS Earth Resources Technology Satellite ETM Enhanced Thematic Mapper GDP Gross Domestic Product GIS Geographical information system GPS Global Positioning System HRV High Resolution Visible imaging system HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất MSS Multispectral Scanner 10 OLI Operational Land Imager 11 OSA Optical sensor assembly 12 SPOT Systeme Pour L’observation de La Terre 13 TIRS Thermal Infrared Sensor 14 TM Thematic Mapper PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma viii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc điểm giải phổ điện từ sử dụng kỹ thuật viễn thám .6 Bảng 1.2 Các hệ vệ tinh Landsat Bảng 3.1 Khóa giải đốn ảnh viễn thám năm 2001 41 Bảng 3.2 Khóa giải đốn ảnh viễn thám năm 2014 43 Bảng 3.3 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2001 .47 Bảng 3.4 Đánh giá độ xác phân loại ảnh năm 2001 48 Bảng 3.5 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2014 .49 Bảng 3.6 Bảng đánh giá độ xác phân loại ảnh năm 2014 50 Bảng 3.7 Quy ước ID với loại trạng cho đồ 51 Bảng 3.8 Cấu trúc liệu thuộc tính xây dựng cho đồ 52 Bảng 3.9 Hiện trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001 53 Bảng 3.10 Hiện trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2014 .54 Bảng 3.11 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 - 2014 60 Bảng 3.12 Sự thay đổi diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 63 Bảng 3.13 Sự chu chuyển diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2014 64 Bảng 3.14 Sự thay đổi diện tích đất nơng nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 67 Bảng 3.15 Sự chu chuyển diện tích đất nơng nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 68 Bảng 3.16 Sự thay đổi diện tích đất xây dựng giai đoạn 2001 - 2014 72 Bảng 3.17 Sự chu chuyển diện tích đất xây dựng giai đoạn 2001 - 2014 73 Bảng 3.18 Diện tích số loại hình sử dụng đất kỳ quy hoạch 78 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ix DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ địa chồng lên ảnh IKONOS 10 Hình 1.2 Đặc tính phản xạ phổ thực vật 12 Hình 1.3 Khả phản xạ hấp thụ nước 13 Hình 1.4 Đặc tính phản xạ phổ thổ nhưỡng 13 Hình 1.5 Mơ hình tổ chức hệ thống thơng tin địa lý 15 Hình 1.6 Sơ đồ mơ tả quy trình cơng nghệ GIS 16 Hình 2.1 Sơ đồ trình tự bước ứng dụng ảnh Landsat GIS xây dựng đồ biến động sử dụng đất thành phố Đồng hới giai đoạn 2001 - 2014 27 Hình 3.1 Vị trí địa lý thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình .29 Hình 3.2 Hộp thoại danh sách sai số RMS tương ứng điểm nắn ảnh Landsat năm 2014 .39 Hình 3.3 Ảnh Landsat năm 2014 trước sau tăng độ phân giải 39 Hình 3.4 Kết cắt ảnh theo ranh giới thành phố Đồng Hới năm 2001 2014 40 Hình 3.5 Sự khác biệt mẫu phân loại ảnh Landsat năm 2001 45 Hình 3.6 Sự khác biệt mẫu phân loại ảnh Landsat năm 2014 45 Hình 3.7 Kết giải đốnh ảnh Landsat năm 2001 năm 2014 46 Hình 3.8 Đối chiếu liệu ảnh vệ tinh Landsat ảnh có độ phân giải cao Google earth để tiến hành điều chỉnh 52 Hình 3.9 Bản đồ trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001 55 Hình 3.10 Bản đồ trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2014 56 Hình 3.11 Biểu đồ so sánh diện tích trạng sử dụng đất năm 2001 2014 57 Hình 3.12 Biểu đồ so sánh diện tích giải đốn trạng sử dụng đất năm 2014 với số liệu kiểm kê 58 Hình 3.13 Bản đồ biến động sử dụng đất thành phố Đồng Hới giai đoạn 2001 – 2014 62 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh diện tích giải đốn trạng sử dụng đất năm 2014 với kế hoạch sử dụng đất 2014 76 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước với hội nhập vào kinh tế tồn cầu đất đai ngày có giá trị trở nên khan Kèm theo trình thị hóa mạnh mẽ vùng miền, gia tăng dân số, gây sức ép lớn tới tài nguyên đất Ngày nay, phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ cơng nghệ thơng tin góp phần tạo đột phá cho công tác quản lý đất đai nói chung việc đánh giá q trình thị hóa nói riêng Việc tích hợp cơng nghệ viễn thám với hệ thống thông tin địa lý sử dụng ngày rộng rãi không nước đầu khoa học công nghệ như: Mỹ, Nga, Đức, Nhật Bản…mà nước phát triển Với phát triển khoa học vũ trụ ngày nay, chất lượng ảnh viễn thám ngày nâng cao, góp phần phục vụ cho cơng tác quản lý tài nguyên đất tiết kiệm thời gian, chi phí so với phương pháp khác Ảnh viễn thám tư liệu viễn thám có khả cung cấp nhanh chóng xác biến đổi đối tượng theo không gian thời gian thơng qua giải đốn ảnh Bên cạnh GIS lại có khả tích hợp tốt với liệu viễn thám giúp xử lý, phân tích khơng gian cập nhật, sửa đổi thông tin thuộc tính cách dễ dàng Các liệu thuộc tính không gian GIS liên kết với cách chặt chẽ khoa học Đồng Hới thành phố tỉnh lỵ tỉnh Quảng Bình, thành lập ngày 16/8/2004 sở tồn diện tích tự nhiên, dân số đơn vị hành trực thuộc thị xã Đồng Hới cũ Thành phố trung tâm trị, kinh tế, văn hóa xã hội, khoa học kỹ thuật, có vai trị động lực phát triển kinh tế tỉnh Quảng Bình Bởi vậy, tốc độ thị hóa thành phố mức nhanh Q trình thị hóa ln kéo theo hàng loạt vấn đề quan trọng như: quỹ đất, quy hoạch đô thị, môi trường cảnh quan, giao thơng, kinh tế xã hội,… mà địi hỏi cần có nghiên cứu kỹ lưỡng khoa học để phục vụ cho công tác quản lý đất đai bố quy hoạch hợp lý Xuất phát từ lí trên, xin thực đề tài: “Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 - 2014” MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung Đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa dựa sở phân tích tư liệu viễn thám đa thời gian kỹ thuật GIS làm sở cho việc theo dõi PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma tác động q trình thị hóa đưa giải pháp quản lý đất đai thích hợp tương lai thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xây dựng đồ trạng biến động sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001, 2014 giai đoạn 2001 – 2014 - Xây dựng quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám kết hợp công nghệ GIS - Xác định mối liên hệ trình thị hóa thực tế quy hoạch Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học Góp phần bổ sung hồn thiện phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám GIS theo dõi đánh giá phát triển đô thị không gian thời gian 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám GIS góp phần nâng cao độ xác, giảm chi phí tiền bạc, cơng sức, thời gian công tác điều tra, giám sát, theo dõi đánh giá phát triển đô thị thành phố Đồng Hới - Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo giúp nhà quản lý hoạch định sách thành phố Đồng Hới nắm thực trạng bất cập trình thị hóa để làm triển khai quy hoạch, kế hoạch định hướng phát triển đô thị thành phố phù hợp giai đoạn - Có nhìn tổng quan mức độ thị hóa địa bàn thành phố, từ có đề xuất sử dụng quỹ đất cách phù hợp, quy hoạch PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1 Định nghĩa đất đai Đất hiểu bao gồm có hai nghĩa, nghĩa thổ nhưỡng, hay mặt để sản xuất nông lâm nghiệp…và nghĩa đất đai Có thể hiểu đơn giản từ đất đai, “đai” xem vành đai xung quanh khu đất, đất làm cho có phạm vi khơng gian cụ thể Luật đất đai 2013 có nêu rõ: “Thửa đất phần diện tích đất giới hạn ranh giới xác định thực địa mô tả hồ sơ” Như việc tách biệt nghĩa đất nói chung, đất đai nói riêng thực cần thiết cơng tác quản lý đất đai Nó thể tính chặt chẽ pháp lý đề cập tới đất hay công tác quản lý đất đai 1.1.2 Đô thị thị hóa 1.1.2.1 Đơ thị Đơ thị điểm tập trung dân cư với mật độ cao, chủ yếu lao động phi nơng nghiệp, có hạ tầng sở thích hợp, trung tâm tổng hợp hay trung tâm chun ngành, có vai trị thúc đẩy nghiệp phát triển kinh tế xã hội nước, miền lãnh thổ, tỉnh, huyện vùng tỉnh, huyện [6] Đô thị Việt Nam quy định bao gồm: thành phố, thị xã, thị trấn Tùy theo loại đơn vị mà có phân chia vùng lãnh thổ đơn vị hành tương ứng sau: - Thành phố: bao gồm khu vực nội thành khu vực ngoại thành Thành phố trực thuộc trung ương cịn có thêm thị xã - Thị xã: bao gồm khu vực nội thị chia thành phường khu vực ngoại thị chia thành xã - Thị trấn: có khu vực nội thị Thị trấn khơng có khu vực ngoại thị 1.1.2.2 Đơ thị hóa Đơ thị hóa xu tất yếu, q trình phát triển xã hội mang tính chất toàn cầu diễn ngày mạnh mẽ tất quốc gia tồn giới, khơng quốc gia đạt mức tăng trưởng cao mà khơng trải qua q trình thị hóa Trên quan điểm vùng: thị hóa q trình hình thành, phát triển hình thức điều kiện sống theo kiểu đô thị PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma Trên quan điểm kinh tế quốc dân: thị hóa trình phát triển biến đổi phân bố yếu tố lực lượng sản xuất, bố trí dân cư vùng đô thị thành đô thị Tóm lại, thị hóa q trình phát triển bao gồm phát triển dân số đô thị, sở hạ tầng kể số lượng, quy mơ chất lượng Đơ thị hóa làm dân cư đô thị tăng lên, làm mở rộng không gian đô thị, không gian kiến trúc, tăng quy mô diện tích mật độ xây dựng thị Cuối cùng, thị hóa làm thay đổi cấu kinh tế theo hướng phi nơng nghiệp hóa thay đổi lối sống theo kiểu đô thị [6] 1.1.3 Tổng quan viễn thám 1.1.3.1 Khái niệm viễn thám Định nghĩa viễn thám: Viễn thám (Remote sensing) môn khoa học sử dụng công nghệ tin học vũ trụ kết hợp với kiến thức chuyên môn chuyên gia nhằm thu nhận thông tin vật thể tượng xảy Trái Đất khí thơng ảnh chụp vật thể, tượng thu từ cảm vệ tinh kỹ nghệ RADAR mà không cần tiếp xúc trực tiếp vào vật tượng [18] 1.1.3.2 Lịch sử phát triển viễn thám Từ kỷ 19, Những ảnh chụp photo sử dụng cho nghiên cứu mặt đất Điều cho thấy viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời Các ảnh chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu sử dụng từ năm 1858 Trong thời kỳ chiến tranh giới thứ (1914 – 1918), kỹ thuật giải đoán không ảnh đo đạc từ ảnh phát triển mạnh tạo nên hình thành ngành khoa học tên đo đạc ảnh Trong chiến tranh giới thứ hai (1939-1945) ảnh RADAR ảnh sử dụng cho phép triết lọc thông tin nhiều Năm 1961, Liên Xơ phóng tàu vũ trụ có người lái chụp ảnh Trái Đất từ vũ trụ đánh dấu cột mốc quan trọng cho phát triển khoa học vũ trụ viễn thám Sau đó, thành tựu việc chế tạo cảm biến tàu vũ trụ, vệ tinh nhân tạo Landsat, SPOT, IKONOS… cung cấp khả thu nhận hình ảnh cho phép nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác Ngày với phát triển Internet công nghệ tin học, việc xử lý ảnh số tích hợp với hệ thống thông tin địa lý phương pháp hứu hiệu có tính ứng dụng cao nhiều lĩnh vực [18] PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 1.1.3.3 Nguyên lý viễn thám Sóng điện từ phản xạ xạ từ vật thể nguồn cung cấp thông tin chủ yếu đặc tính đối tượng Ảnh viễn thám cung cấp thông tin vật thể tương ứng với lượng xạ ứng với bước sóng xác định Đo lường phân tích lượng phản xạ phổ ghi nhận ảnh viễn thám, cho phép tách thơng tin hữu ích lớp phủ mặt đất khác tương tác xạ điện từ vật thể Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay xạ từ vật thể gọi cảm biến Bộ cảm biến máy chụp ảnh máy quét Phương tiện mang cảm biến gọi vật mang (máy bay, khinh khí cầu, tàu thoi vệ tinh…) [18] 1.1.3.4 Nguyên tắc xử lý ảnh viễn thám - Nguyên tắc chung: Ảnh vệ tinh thực chất sản phẩm phản ánh lượng xạ cịn ảnh RADAR sóng phản hồi phát từ vật thể khảo sát Năng lượng phổ dạng sóng điện từ nằm dải phổ khác nhau, cho thông tin vật thể từ nhiều góc độ góp phần giải đốn vật thể cách xác Nếu biết trước phổ phát xạ xạ vật thể phịng thí nghiệm máy đo phổ ghi nhận đường cong thể cường độ ánh sáng xạ phản xạ vật thể ta giải đốn vật thể bàng cách phân tích đường cong phổ thu từ ảnh vệ tinh [18] Việc giải đoán vật thể trái đất cần phải xem xét khía cạnh viễn thám, cần phải thực quan niệm cách tiếp cận khác là: Đa phổ: nghiên cứu vật nhiều kênh phổ khác Đa nguồn: từ liệu chụp mặt đất, khinh khí cầu, máy bay đến ảnh vệ tinh có người điều khiển hay tự động Đa thời gian: chụp vào thời điểm, giai đoạn khác Đa độ phân giải: không gian từ độ phân cao đến độ phân giải thấp Đa phương pháp: xử lý ảnh mắt số Đối với viễn thám quang học, nguồn lượng cung cấp chủ yếu mặt trời thay đổi phân tử nước khí có lớp khí nguyên nhân gây gây nên biến đổi lượng phản xạ từ mặt đất đến cảm biến Khoảng 75% lượng mặt trời ln bị khí hấp thụ, tán xạ khúc xạ trước đến cảm biến Hiểu rõ chế tương tác sóng điện từ khí việc PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma chọn phổ điện từ để sử dụng cho việc thu nhận ảnh viễn thám cần phải biết đặc điểm dải phổ điện từ thường sử dụng kỹ thuật viễn thám [18] Bảng 1.1 Đặc điểm giải phổ điện từ sử dụng kỹ thuật viễn thám Giải phổ Bước sóng Đặc điểm điện từ Hấp thụ mạnh lớp khí tầng cao (tầng ôzôn), thu nhận lượng dải sóng Tia cực tím 0,3 ÷ 0,4μm cung cấp tượng lại bảo vệ người tránh tác động tia cực tím Rất bị hấp thụ oxy, nước lượng phản xạ cực đại ứng với bước sóng 0,5μm khí Tia nhìn thấy 0,4 ÷ 0,76μm Năng lượng dải sóng cung cấp giữ vai trị viễn thám Cận hồng Năng lượng phản xạ mạnh ứng với bước sóng cận ngoại, 0,77÷1,34μm hồng ngoại từ 0,77 ÷ 0,9μm Sử dụng chụp ảnh hồng ngoại 1,55 ÷ 2,4μm hồng ngoại theo dõi biến đổi thực vật từ 1,55 ÷ trung 2,4μm Một số vùng bị nước hấp thụ mạnh, giải sóng Hồng ngoại giữ vai trò phát cháy rừng hoạt động núi ÷ 22μm nhiệt lửa Bức xạ nhiệt trái đất lượng cao bước sóng 10μm Khí khơng hấp thụ mạnh lượng bước sóng lớn 2cm, cho phép thu nhận lượng Vơ tuyến (rada) 1mm ÷ 30cm ngày lẫn đêm, không bị ảnh hưởng mây, sương mù hay mưa - Nguyên tắc sử dụng ảnh viễn thám để theo dõi biến động + Khu vực nghiên cứu ảnh phải Các ảnh phải chụp khu vực nghiên cứu cắt theo ranh giới hành Ranh giới hành phải mở rộng 30m (với ảnh có độ phân giải 30x30m) cắt xác lại sau bước xử lý cuối nhằm tránh thất thoát pixcel ảnh trình giải đốn xử lý + Các ảnh sử dụng phải có độ phân giải Ảnh có độ phân giải cao thơng tin đối tượng chi tiết ngược lại Tuy nhiên ảnh có độ phân giải cho phản xạ phổ gần nên kết biến động đối tượng chồng ghép xác + Các ảnh phải giải đốn bước sóng hay phương pháp phối Band ảnh PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma Với bước sóng khác đối tượng cho phản xạ khác nhau, dẫn đến kết biến động khơng xác + Các ảnh phải có hệ tọa độ lưới chiếu Nếu ảnh hệ tọa độ lưới chiếu khơng hiểu chỉnh để trùng khớp trình chồng ghép kết để nghiên cứu biến động thực - Các chuẩn điều vẽ đoán đọc ảnh vệ tinh mắt Đoán đọc điều vẽ mắt việc sử dụng mắt người với dụng cụ quang học kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp mầu để xác định đối tượng sở chuẩn đoán đọc mẫu đốn đọc điều vẽ + Chuẩn kích thước Cần phải chọn tỷ lệ ảnh phù hợp để đốn đọc điều vẽ Kích thước đối tượng xác định lấy kích thước đo ảnh nhân với mẫu số tỷ lệ ảnh + Chuẩn hình dạng Hình dạng có ý nghĩa quan trọng đốn đọc ảnh Hình dạng đặc trưng cho đối tượng nhìn từ cao xuống coi chuẩn đốn đọc quan trọng + Chuẩn bóng Bóng vật thể dễ dàng nhận thấy nguồn sáng khơng nằm xác đỉnh đầu trường hợp chụp ảnh xiên Dựa vào bóng vật thể xác định chiều cao + Chuẩn độ đen Độ đen ảnh đen trắng biến thiên từ trắng đến đen Mỗi vật thể thể cấp độ sáng định tỷ lệ với cường độ phản xạ ánh sáng Ví dụ cát khô phản xạ mạnh ánh sáng nên có mầu trắng, cát ướt độ phản xạ nên có mầu tối ảnh đen trắng Trên ảnh hồng ngoại đen trắng nhọn phản xạ mạnh tia hồng ngoại nên chúng có mầu trắng nước lại hấp thụ hầu hết xạ dải sóng nên có mầu đen + Chuẩn mầu sắc Mầu sắc chuẩn tốt việc xác định đối tượng Ví dụ kiểu lồi thực vật phát dễ dàng cho người khơng có nhiều kinh nghiệm đốn đọc điều vẽ ảnh sử dụng ảnh hồng ngoại mầu Các đối tượng khác cho tông mầu khác đặc biệt sử dụng ảnh đa phổ tổng hợp mầu PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma + Chuẩn cấu trúc Cấu trúc tập hợp nhiều hình mẫu nhỏ Ví dụ bãi cỏ khơng bị lẫn loài khác cho cấu trúc mịn ảnh, ngược lại rừng hỗn giao cho cấu trúc sần sùi Đương nhiên điều phụ thuộc vào tỷ lệ ảnh sử dụng + Chuẩn phân bố Chuẩn phân bố tập hợp nhiều hình dạng nhỏ phân bố theo quy luật định toàn ảnh mối quan hệ với đối tượng cần nghiên cứu Ví dụ hình ảnh dãy nhà, hình ảnh ruộng lúa nước, đồi trồng chè tạo hình mẫu đặc trưng riêng cho đối tượng + Chuẩn mối quan hệ tương hỗ Một tổng thể chuẩn đoán đọc điều vẽ, môi trường xung quanh mối liên quan đối tượng nghiên cứu với đối tượng khác cung cấp thơng tin đốn đọc điều vẽ quan trọng [18] 1.1.3.5 Một số vệ tinh sử dụng viễn thám - Vệ tinh Landsat Là vệ tinh phóng để phục vụ chương trình nghiên cứu thăm dị tài nguyên trái đất ERTS (ERTS - Earth Resources Technology Satellite: Vệ tinh kỹ thuật thăm dò tài nguyên trái đất) tổ chức hàng không vệ tinh quốc gia Mỹ (NASA) tiến hành Vệ tinh ERTS-1 phóng vào ngày 23/6/1972 Sau NASA đổi tên ERTS1 thành Landsat Vệ tinh Landsat bay qua xích đạo lúc 9h39 phút sáng Từ đến nay, NASA phóng vệ tinh hệ thống Landsat [18] Bảng 1.2 Các hệ vệ tinh Landsat Vệ tinh Ngày phóng Ngày ngừng hoạt động Bộ cảm Landsat1 23/6/1972 6/1/1978 MSS Landsat2 22/1/1975 25/2/1982 MSS Landsat3 05/3/1978 31/3/1983 MSS Landsat4 16/7/1982 15/6/2001 TM, MSS Landsat5 01/3/1984 5/6/2013 TM, MSS Landsat6 05/3/1993 Bị hỏng phóng ETM Landsat7 15/4/1999 Đang hoạt động ETM+ Landsat8 12/2/2013 Đang hoạt động OLI&TIRs PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma Trên vệ tinh Landsat cảm có ý nghĩa quan trọng sử dụng nhiều TM Vệ tinh Landsat TM, ETM bay độ cao 705 km, cảnh TM có độ phủ 185x170 (km), chu kỳ lặp 16 ngày [7] Với vệ tinh Landsat mang theo cảm: thu nhận ảnh mặt đất (OLI - Operational Land Imager) cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS - Thermal Infrared Sensor) Những cảm thiết kế để cải thiện hiệu suất độ tin cậy cao so với cảm Landsat trước So với Landsat 7, vệ tinh Landsat có độ rộng dải chụp, độ phân giải ảnh chu kỳ lặp lại Tuy nhiên, cảm OLI thu nhận thêm liệu dải phổ nhằm phục vụ quan sát mây ti quan sát chất lượng nước hồ đại dương nước nông ven biển sol khí Bộ cảm TIRs thu nhận liệu dải phổ hồng ngoại nhiệt, phục vụ theo dõi tiêu thụ nước, đặc biệt vùng khô cằn thuộc miền tây nước Mỹ - Vệ tinh SPOT Vệ tinh SPOT bay độ cao 832 km, nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo 98o7, bay qua xích đạo lúc 10h30' sáng với chu kỳ lặp lại 23 ngày Mỗi cảnh có độ phủ 60 km x 60 km Tư liệu SPOT sử dụng nhiều không cho việc nghiên cứu tài nguyên mà sử dụng cho công tác xây dựng, hiệu chỉnh đồ quy hoạch sử dụng đất Trên vệ tinh Spot trang bị hệ thống tạo ảnh nhìn thấy có độ phân giải cao HRV (High Resolution Visible imaging system) Năm 1998 Pháp phóng vệ tinh SPOT với hai cảm HRVIR thực vật (Vegetation Instrument) Ba kênh phổ đầu HRVIR tương đương với kênh phổ truyền thống HRV Năm 2002 Pháp phóng thành cơng vệ tinh SPOT với độ phân giải cao 2,5 m; 5m; 10m [18] - Vệ tinh IKONOS Vệ tinh IKONOS đưa vào không gian vào tháng 9/1999 Công ty Space Imaging (Hoa Kỳ), loại vệ tinh thương mại có độ phân giải cao (1m) Bộ cảm biến OSA (Optical sensor assembly) vệ tinh IKONOS có khả thu đồng thời ảnh toàn sắc đa phổ Ngoài khả tạo ảnh có độ phân giải cao, ảnh IKONOS cịn có độ phân giải xạ cao IKONOS chuyển động theo quỹ đạo đồng mặt trời độ cao 680 km góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo 98,2 độ Vệ tinh IKONOS có chu kỳ lặp lại 14 ngày, qua xích đạo lúc 10h30 sáng, bề rộng tuyến chụp 11km Ảnh IKONOS sử dụng không để thành lập cập nhật đồ địa hình tỷ lệ trung bình, giám sát phân tích biến động mà cịn tạo hình ảnh thực cho khu vực phục vụ dịch vụ kinh doanh du lịch Các loại ảnh vệ tinh thương mại có độ phân giải cao khác sử dụng như: Orbvieww-3, Quickbird, EROS-A1 [18] PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 10 Hình 1.1 Bản đồ địa chồng lên ảnh IKONOS 1.1.3.6 Tư liệu sử dụng viễn thám - Ảnh tương tự Ảnh tương tự ảnh chụp sở lớp cảm quang halogen bạc, ảnh tương tự không sử dụng hệ thống quang điện tử mà thu từ cảm tương tự dùng phim Tuy tư liệu có độ phân giải khơng gian cao lại độ phân giải phổ Vệ tinh Cosmos Nga thường sử dụng cảm tương tự - Ảnh số Ảnh số dạng tư liệu ảnh không lưu trữ giấy ảnh phim Ảnh số chia thành nhiều phần tử nhỏ gọi pixel Mỗi pixel tương ứng với đơn vị khơng gian Q trình chia ảnh tương tự thành pixel gọi chia mẫu trình chia độ xám liên tục thành số nguyên hữu hạn gọi lượng tử hóa Độ lớn pixel lớn đồng nghĩa với chất lượng ảnh ngược lại, pixel nhỏ chất lượng ảnh tốt dung lượng thơng tin lớn [18] Ảnh số đặc trưng số thơng số hình học, xạ trường nhìn khơng đổi, góc nhìn tối đa, độ phân giải mặt đất - Số liệu mặt đất Số liệu mặt đất tập hợp quan sát mô tả, đo đạc điều kiện thực tế mặt đất địa vật cần nghiên cứu nhằm xác định mối tương quan tín hiệu thu thân đối tượng Các số liệu bao gồm thơng tin tổng quan đối tượng nghiên cứu chủng loại, trạng thái, tính chất phản xạ, hấp thụ phổ, nhiệt độ… thông tin mơi trường xung quanh góc chiếu, độ cao mặt trời, cường độ chiếu sáng, trạng thái khí quyển, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, hướng tốc độ gió… PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 11 Để phục vụ mục đích thiết kế cảm, kiểm định thông số kỹ thuật cảm, thu thập thông tin bổ trợ cho q trình phân tích hiệu chỉnh số liệu, số liệu mặt đất phải thu thập đồng thời với số liệu vệ tinh khoảng thời gian cho thay đổi đối tượng nghiên cứu thời gian khơng ảnh hưởng tới việc xác định mối quan hệ cần tìm - Số liệu định vị mặt đất Để thu thập số liệu định vị mặt đất thường sử dụng Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) Những điểm định vị mặt đất phục vụ trình hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh thường bố trí nơi mà vị trí thấy dễ dàng ảnh vệ tinh đồ - Bản đồ số liệu địa hình Để phục vụ cho mục đích nghiên cứu viễn thám ngồi tư liệu cần phải có tài liệu địa hình chuyên đề đồ địa hình, đồ chuyên đề sử dụng đất, rừng, địa chất, đồ kinh tế xã hội, mơ hình số địa hình [18] 1.1.3.7 Đặc trưng phản xạ phổ đối tượng tự nhiên Trong lĩnh vực viễn thám, kết giải đốn thơng tin phụ thuộc nhiều vào hiểu biết mối liên hệ đặc trưng phản xạ phổ với chất trạng thái thực tế đối tượng tự nhiên Đó sở liệu để phân tích tính chất đối tượng phục vụ việc phân loại đối tượng - Đặc tính phản xạ phổ thực vật Khả phản xạ phổ phụ thuộc vào yếu tố sắc tố, cấu trúc tế bào thành phần nước Trong vùng sóng ánh sáng nhìn thấy sắc tố ảnh hưởng đến đặc tính phản xạ phổ nó, đặc biệt chất clorophin Clorophin (diệp lục tố) phản xạ mạnh ánh sáng có bước sóng 0,54μ, tức vùng sóng ánh sáng lục Do tươi mắt ta cảm nhận có màu lục Khi úa có bệnh, hàm lượng clorophin giảm lúc khả phản xạ phổ bị thay đổi có mầu vàng đỏ [18] PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ... cho công tác quản lý đất đai bố quy hoạch hợp lý Xuất phát từ lí trên, tơi xin thực đề tài: ? ?Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa thành phố Đồng Hới, tỉnh. .. sử dụng đất năm 2001, 2014 từ ảnh Landsat 46 3.2.4 Xây dựng đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 59 3.3 ĐÁNH GIÁ VỀ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA 63 3.3.1 Nhóm đất. .. Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 - 2014? ?? MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung Đánh giá biến động đất đai tác động đô thị hóa dựa sở phân tích tư liệu viễn thám đa thời gian kỹ thuật GIS làm
Ngày đăng: 24/02/2023, 18:23
Xem thêm:
