Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS

Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình giám sát biến động thoái hóa đất bằng công nghệ viễn thám và GIS.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG QUY TRÌNH GIÁM SÁT BIẾN ĐỘNG THỐI HĨA ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG QUY TRÌNH GIÁM SÁT BIẾN ĐỘNG THỐI HĨA ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Ngành đào tạo: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số : 9.52.05.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ ANH DŨNG TS NGUYỄN QUỐC KHÁNH i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án nghiên cứu riêng Các tài liệu, liệu sử dụng luận án có nguồn dẫn rõ ràng, kết nghiên cứu q trình lao động trung thực tơi Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Anh Tuấn ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ hướng dẫn nghiêm túc, tâm huyết TS Lê Anh Dũng TS Nguyễn Quốc Khánh Trước hết, với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, NCS xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Lê Anh Dũng TS Nguyễn Quốc Khánh - người Thầy dành cho NCS quan tâm, hướng dẫn tận tình định hướng khoa học hiệu suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận án Trong trình thực luận án, NCS nhận giúp đỡ nhiệt tình có hiệu Ban Lãnh đạo phòng thuộc Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ Ngoài ra, NCS cịn nhận lời góp ý q báu nhà khoa học Viện NCS xin gửi lời cảm ơn chân thành tới nhà khoa học, thầy cơ, đồng nghiệp, gia đình bạn bè giành cho NCS quan tâm, động viên, giúp đỡ góp ý quý báu suốt thời gian thực luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Anh Tuấn iii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii DANH MỤC BẢNG BIỂU x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận án Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 4 Đối tượng phạm vi .4 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Luận điểm bảo vệ Kết cấu luận án Những đóng góp luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các vấn đề thối hóa đất 1.1.1 Tài nguyên đất .8 1.1.2 Thối hóa đất .10 1.1.3 Hiện trạng xu thối hóa đất Việt Nam 13 1.2 Đặc điểm số công nghệ sử dụng luận án .18 1.2.1 Công nghệ viễn thám 18 1.2.2 Công nghệ GIS 20 1.2.3 Phương pháp đánh giá đa tiêu chí 21 1.2.4 Khả ứng dụng viễn thám, GIS phương pháp đánh giá đa tiêu chí MCE-AHP giám sát biến động thối hóa đất 24 1.3 Các phương pháp xác định thối hóa đất .26 iv 1.4 Tình hình nghiên cứu thối hóa đất giám sát biến động thối hóa đất viễn thám GIS 31 1.4.1 Trên giới 31 1.4.2 Ở Việt Nam 37 Tiểu kết Chương 43 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐA TIÊU CHÍ MCE-AHP TRONG GIÁM SÁT BIẾN ĐỘNG THỐI HĨA ĐẤT .45 2.1 Cơ sở khoa học ứng dụng thông tin từ liệu viễn thám phục vụ xây dựng đồ thối hóa đất chun đề 45 2.1.1 Lựa chọn liệu viễn thám 45 2.1.2 Giải đoán lớp phủ đất từ liệu viễn thám 48 2.1.3 Tính tốn số NDVI từ liệu viễn thám 51 2.1.4 Ứng dụng viễn thám để chiết tách thông tin phục vụ xác định lớp liệu hệ số C……… 53 2.1.5 Ứng dụng viễn thám để chiết tách thông tin phục vụ xác định lớp liệu hệ số P…………………………………………………………………………56 2.2 Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ GIS phương pháp đánh giá đa tiêu chí MCE-AHP giám sát biến động thối hóa đất .59 2.2.1 Quy trình thành lập đồ đất bị suy giảm độ phì 60 2.2.2 Quy trình thành lập đồ đất bị xói mịn mưa 65 2.2.3 Quy trình thành lập đồ đất bị khô hạn .70 2.2.4 Quy trình thành lập đồ đất bị kết von, đá ong hóa 72 2.2.5 Quy trình thành lập đồ đất bị mặn hóa, phèn hóa 76 2.2.6 Quy trình thành lập đồ thối hóa đất tổng hợp 80 2.2.7 Quy trình giám sát biến động thối hóa đất công nghệ viễn thám, GIS phương pháp đánh giá đa tiêu chí MCE - AHP 84 Tiểu kết Chương 86 v CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG QUY TRÌNH GIÁM SÁT BIẾN ĐỘNG THỐI HĨA ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH 87 3.1 Khu vực nghiên cứu .87 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 87 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội .93 3.1.3 Đặc điểm thối hóa đất khu vực nghiên cứu 94 3.1.4 Biến động sử dụng đất địa bàn .95 3.2 Dữ liệu sử dụng 99 3.3 Xử lý phân tích ảnh vệ tinh 99 3.3.1 Tính tốn số NDVI .101 3.3.2 Thành lập đồ lớp phủ đất .101 3.4 Giám sát biến động thối hóa đất TP ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 106 3.4.1 Xây dựng đồ đất bị suy giảm độ phì .106 3.4.2 Xây dựng đồ đất bị xói mịn mưa 112 3.4.3 Xây dựng đồ đất bị khô hạn 120 3.4.4 Xây dựng đồ đất bị kết von, đá ong hóa .127 3.4.5 Xây dựng đồ đất bị mặn hóa, phèn hóa 130 3.4.6 Xây dựng đồ thối hóa đất tổng hợp .137 3.4.7 Xây dựng đồ biến động thối hóa đất 142 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .146 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 PHỤ LỤC .157 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt AHP Tiếng Anh Analytic Hierachy Process Tiếng Việt Đánh giá thứ bậc BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường CSDL Cơ sở liệu DEM Digital Elevation Model ĐHĐT Mơ hình số độ cao Định hướng đối tượng FAO Food and Agriculture Organization Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc GDP Gross Domestic Product Tổng sản phẩm quốc nội GIS Geographical Information System Hệ thống thông tin địa lý GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSD Ground Sampling Distance Độ phân giải mặt đất ISSS International Society of Soil Science Hội Khoa học đất quốc tế LADA Land Degradation Assessment in Drylands Đánh giá thối hóa đất khơ cằn MCE Multi-criteria Evaluation Phương pháp phân tích đa tiêu chí NCS Nghiên cứu sinh NĐ Nghị định NDSI Normalize Difference Salinity Index Chỉ số độ mặn khác biệt chuẩn hóa NDVI Normalized Difference Vegetation Index Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa vii Chữ viết tắt Tiếng Anh PLHĐT Tiếng Việt Phân loại hướng đối tượng PLSR Partial Least Square Error Sai số bình phương tối thiểu phần RUSLE Revised Universal Soil Loss Equation Phương trình đất phổ dụng cải tiến SAVI Soil Adjusted Vegetation Index Chỉ số thực vật có tính đến ảnh hưởng đất SI Soil Index Chỉ số đất TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TP Thành phố TPCG Thành phần giới TSMT Tổng số muối tan UBND Ủy ban nhân dân UNDP United Nations Development Programme Chương trình Phát triển Liên hợp quốc UNEP United Nations Environment Programme Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên hợp quốc WB World Bank Ngân hàng giới WMO World Meteological Organization Tổ chức Khí tượng giới XNM Xâm nhập mặn viii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Phản xạ phổ số đối tượng 20 Hình 1.2 Các thành phần GIS 21 Hình 1.3 Thang điểm so sánh mức độ quan trọng yếu tố .23 Hình 1.4 AHP - GDM xác định trọng số 24 Hình 2.1 Quy trình thành lập đồ đất bị suy giảm độ phì 64 Hình 2.2 Quy trình thành lập đồ đất bị xói mịn mưa 66 Hình 2.3 Quy trình thành lập đồ đất bị khơ hạn 72 Hình 2.4 Quy trình thành lập đồ đất bị kết von, đá ong hóa .76 Hình 2.5 Quy trình thành lập đồ đất bị mặn hóa 78 Hình 2.6 Quy trình thành lập đồ đất bị phèn hóa .80 Hình 2.7 Quy trình giám sát biến động thối hóa đất công nghệ viễn thám, GIS phương pháp đánh giá đa tiêu chí MCE-AHP 85 Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu 88 Hình 3.2 Mơ hình số độ cao khu vực nghiên cứu 89 Hình 3.3 Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu 90 Hình 3.4 Ảnh VnRedsat-1 khu vực nghiên cứu .100 Hình 3.5 Lớp liệu NDVI - TP ng Bí năm 2017 (trái) 2018 (phải) 101 Hình 3.6 Kết phân mảnh ảnh cấp 103 Hình 3.7 Bản đồ lớp phủ bề mặt TP ng Bí năm 2017 104 Hình 3.8 Bản đồ lớp phủ bề mặt TP ng Bí năm 2018 105 Hình 3.9 Bản đồ đất bị suy giảm độ phì TP ng Bí năm 2017 .110 Hình 3.10 Bản đồ đất bị suy giảm độ phì TP ng Bí năm 2018 111 Hình 3.11 Lớp liệu hệ số R - TP ng Bí năm 2017 (trái) 2018 (phải) 112 Hình 3.12 Lớp liệu hệ số K - TP ng Bí năm 2017 (trái) 2018 (phải) 113 Hình 3.13 Lớp liệu hệ số LS - TP Uông Bí năm 2017 (trái) 2018 (phải) 113 Hình 3.14 Lớp liệu hệ số C - TP ng Bí năm 2017 (trái) 2018 (phải) 114