Tiểu luận phương pháp nghiên cứu khoa học nghiên cứu công nghệ viễn thám và gis trong thành lập bản đồ khu vực

Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong thànhlập bản đồ chuyên đề đã được ứng dụng rộng rãi trong thời gian gần đây và đem lạihiệu quả cao giúp các nhà khoa học đặc biệt là các nhà địa

TIỂU LUẬN

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONGTHÀNH LẬP BẢN ĐỒ KHU VỰC

A PHẦN MỞ ĐẦU

1: Lý do chọn đề tài

Từ khi cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật xuất hiện, thế giới đã và đang cónhiều thay đổi toàn diện về mọi mặt Trong đó, lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhấtthay đổi nhanh chóng nhất là lĩnh vực công nghệ thông tin Nhờ sự phát triển củakhoa học kĩ thuật nhiều phát minh được ra đời và ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn,tiêu biểu là công nghệ viễn thám và GIS Công nghệ viễn thám và GIS là một trongnhững thành tựu khoa học đã đạt đến trình độ cao và trở thành kỹ thuật phổ biếnđược áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế-xã hội ở nhiều nước trên thếgiới, không những với các nước phát triển có trình độ khoa học kỹ thuật tiên tiến

mà còn đối với các nước đang phát triển với nền kinh tế và công nghệ lạc hậu,chậm phát triển Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong lĩnh vựcđiều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên và môi trường mà cònđược sử dụng rộng rãi trong việc thành lập bản đồ chuyên đề Tiềm năng ứng dụngcông nghệ viễn thám và GIS giúp các nhà khoa học, các nhà hoạch định chính sách

có những lựa chọn trong việc sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môitrường Vì vậy viễn thám và GIS được sử dụng như là “công nghệ đi đầu” rất có ưuthế hiện nay

Xã hội ngày càng phát triển thì vai trò của các bản đồ chuyên đề ngày càngquan trọng Sự thể hiện nội dung, đối tượng,mức độ chính xác… càng cao thì càngthuận lợi cho việc nghiên cứu Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong thànhlập bản đồ chuyên đề đã được ứng dụng rộng rãi trong thời gian gần đây và đem lạihiệu quả cao giúp các nhà khoa học đặc biệt là các nhà địa lý nghiên cứu, điều tratài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng và đồng bộ trên diện rộng, không nhữngvậy phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS còn giúp cho các nhà địa

lý dễ dàng tiếp cận với sự phát triển của nền tin học hiện nay Chính vì vậy,phương pháp luận về nghiên cứu viễn thám và GIS là việc cần thiết cho thành lậpcác bản đồ chuyên đề Vì vây em quyết định chọn đề tài “nghiên cứu công nghệviễn thám và GIS trong thành lập bản chuyên đề”

2: Mục đích nghiên cứu đề tài

Ngoài mục đích làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học thì nghiên cứu đềtài nhằm các mục đích sau:

Hệ thống hóa kiến thức về công nghệ viễn thám và GIS

Nghiên cứu những đặc điểm, quá trình thực hiện của công nghệ viễn thám

và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề Đánh giá tính hiệu quả của công nghệviễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề Nâng cao kiến thức đã đượcđào tạo trong nhà trường đồng thời cung cấp cơ sở lý luận làm phong phú hơn cho

Tiểu luận Quản trị

3: Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Một số vấn đề lý luận về vấn đề nghiên cứu

- Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề

- Một số ứng dụng của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyênđề

Nghiên cứu đặc điểm của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản

đồ chuyên đề, đánh giá hiệu quả và từ đó đưa vào một số ứng dụng

4: Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu: là phương pháp trên cơ sở mụcđích, yêu cầu của đề tài đề ra để sưu tầm những tài liệu có liên quan Từ đó chọnlọc, sắp xếp, thống kê tài liệu theo yêu cầu của đề tài

- Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá: là phương pháp trên cơ sở tàiliệu đã thu thập được, tiến hành phân tích, tổng hợp từ đó rút ra các nhận định cầnthiết

- Phương pháp bản đồ: là phương pháp sử dụng các tranh ảnh, bảng số

liệu…để làm rõ thêm đối tượng mà đề tài yêu cầu

5 Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn.

Trong những năm qua, tình trạng sử dụng đất không theo quy hoạch xảy raphổ biến tại khá nhiều nơi ở nước ta, điều này đã gây nhiều khó khăn trong côngtác quản lý đất đai từ trung ương đến cơ sở Đặc biệt đối với các vùng núi hay vùngsâu, vùng xa… làm tác động xấu tới sự bền vững của các nguồn tài nguyên đất đaicũng như giảm thiểu độ che phủ của rừng, nguồn nước ngầm cung cấp cho sinhhoạt và canh tác giảm mạnh…

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng ảnh vệ tinh đaphổ có độ phân giải cao trong việc tìm hiểu biến động của lớp phủ thực vật sẽ giúpchúng ta tiến hành đánh giá được quá trình tác động của con người tới thảm thựcvật trong nhiều năm, để từ đó kết hợp với các nghiên cứu đa ngành khác phục vụquá trình sử dụng đất tốt hơn

Những kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cho công tác điều tra tàinguyên của các vùng đất, cũng như rút ra được các kết luận khoa học về khả năngứng dụng viễn thám và GIS trong các hoạt động đánh giá sự biến động lớp phủ quanhiều giai đoạn để phục vụ tốt hơn nữa trong công tác quản lý đất đai

Tiểu luận Quản trị

B PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ

VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Bản đồ chuyên đề là bản đồ chỉ thể hiện một hoặc một số đối tượng hay mộtphần của các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế xã hội được hay không đượcbiểu hiện trên bản đồ địa lý chung Đối tượng của bản đồ chuyên đề rất đa dạng tùythuộc vào nội dung mà chúng ta nghiên cứu

1.1.2 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

Viễn thám( Remote sensing = RS) được định nghĩa bằng nhiều định nghĩakhác nhau.Theo CCRS- Canada Centre For Remove Sensing: viễn thám là một khoahọc thunhận thông tin của bề mặt trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp với bề mặtấy.Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận năng lượng phảnxạ,bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nóitrên Theo tác giả Lê Huỳnh thì viễn thám là khoa học và công nghệ mà nhờ đónghiên cứu các đối tượng thiên nhiên, nhận diện đo đạc và phân tích các đặc trưngcủa chúng từ xa Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thểhay một hiện tượng

Ngoài ra viễn thám còn có thể được coi là dạng công nghệ thu bắt, ghi nhận,

xác định, phân tích và tìm hiểu về đối tượng không gian cũng như điều kiện môitrường nhờ vào tính đồng nhất hay quy luật quang học về phản xạ và bức xạ củachúng

1.1.3 GIS

Còn được gọi là hệ thống thông tin địa lý là một nhánh của công nghệ thôngtin, đã được hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất nhanhtrong những năm gần đây

Theo Pavlidis,1982 hệ thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lýcác thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong mộtlĩnh vực chuyên môn nhất định

Theo viện nghiên cứu môi trường của Mỹ ESRI đưa ra định nghĩa đầu tiên

Tiểu luận Quản trị

chặt chẽ với nhau gồm phần cứng( máy tính và thiết bị liên quan), phần mềm, tổchức con người và cơ sở dữ liệu không gian được hoạt động đồng bộ nhằm thuthập, lưu trữ, quản lý thao tác tìm kiếm – hỏi đáp, phân tích hiển thị và mô hìnhhóa các dữ liệu không gian và các quá trình không gian có định vị tọa độ đượctham chiếu với một hệ tọa độ dùng để thể hiện bề mặt cầu của trái đất và các dữliệu thuộc tính nhằm thõa mãn các yêu cầu thực tế.

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

 Bản đồ chuyên đề biểu hiện phân chia nội dung thành chính và phụ Khi bản đồđịa lý chung thể hiện đồng đều các yếu tố nội dung thì ngược lại bản đồ chuyên đề

có sự phân chia rõ rệt nội dung chính cần làm sáng tỏ và yếu tố phụ thuộc phục vụcho việc làm rõ nội dung chính

 Bản đồ chuyên đề đi sâu phản ánh những nội dung bên trong của đối tượng

 Bản đồ chuyên đề sử dụng kí hiệu phi tỷ lệ là chính

1.3 MỘT SỐ YÊU CẦU CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

1.3.1 CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Cơ sở toán học của bản đồ chuyên đề đó là dãy tỷ lệ, lưới chiếu và bố cục bản đồ.Dãy tỷ lệ của bản đồ chuyên đề: phải đảm bảo khả năng đối chiếu, sosánh và chỉnhhợp các bản đồ có liên quan với nhau, đảm bảo sự thống nhất cơ sở địa lý lãnh thổ,thống nhất kích thước, thỏa mãn đòi hỏi của các cơ quan có liên quan

Lưới chiếu bản đồ chuyên đề: cần lựa chọn phù hợp với nội dung, công dụng củabản đồ và các đặc điểm địa lý của lãnh thổ Những bản đồ chuyên đề được xâydựng trên cơ sở các bản đồ địa hình phân mảnh thì cần thành lập theo lưới chiếucủa các bản đồ địa hình đó

Bố cục của bản đồ chuyên đề: được xác đinh bởi ranh giới của lãnh thổ cần đượclập bản đồ, sắp xếp vị trí của nó so với khung bản đồ, kích thước bản đồ, bản chúgiải và các yêu cầu khác Khi xây dựng bản đồ chuyên đề trên cơ sở các bản đồ địa

lý tổng quát cần gắn liền bố cục của chúng với sự phân chia lãnh thổ hành chính,với đường phân vùng địa lý tự nhiên hoặc đường phân vùng kinh tế xã hội

1.3.2 TỔNG QUÁT HÓA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Tổng quát hóa bản đồ là sự lựa chọn, phân loại đơn giản hóa và ký hiệu hóa

Mục đích : chức năng của bản đồ tác động trực tiếp đến nội dung và hình thứcphản ánh nội dung bản đồ Ví dụ như sự khác nhau về cả nội dung và phương phápthể hiện của bản đồ địa lý chung tra cứu và bản đồ địa lý chung giáo khoa treotường có tỷ lệ 1:1500000 cho lãnh thổ Việt Nam chẳng hạn, kích thước lớn của các

ký hiệu trên bản đồ treo tường có ảnh hưởng lớn đến việc tổng quát hóa chính là dobản đồ treo tường được dùng ở lớp học có yêu cầu về khoảng cách nhìn lớn hơnnhiều so với bản đồ tra cứu cho việc đọc và làm ở nhà

Chủ đề: của bản đồ trực tiếp xác định các yếu tố chính và cơ bản của nội dung bản

đồ Ví dụ lấy 2 bản đồ Việt Nam tỷ lệ 1:1500000, đề tài của bản đồ là địa lý tổngquát và bản đồ đo cao Các điểm dân cư và mạng lưới giao thông trên bản đồ địa lý

Tiểu luận Quản trị

chung là nội dung cơ bản Còn ở bản đồ đo cao chỉ gồm một số điểm dân cư và hệthống đường giao thông mang tính chất định hướng do đó phải bỏ đi nhiều chỉ đểlại những cái chính Trong quá trình tổng quát hóa ở đây nội dung cơ bản là địahình với các dạng khác nhau, các tầng màu và các điểm độ cao chủ đạo.

Tỷ lệ bản đồ: xác định các giới hạn không gian của bản đồ, mặt khác cũng do khíacạnh kĩ thuật khi thu nhỏ kích thước nên không thể biểu hiện hết mọi chi tiết Điềunày thể hiện ở mọi bản đồ Những chi tiết rất quan trọng đối với vùng lãnh thổ củamột tỉnh hay một khu vực nhưng có thể là thứ yếu đối với một số bản đồ khác cókhi không còn giá trị đối với những bản đồ cỡ toàn quốc hoặc thế giới

Đặc điểm lãnh thổ: ảnh hưởng đến tổng quát hóa bản đồ ở chỗ cùng một loại đốitượng hoặc cùng những tính chất của đối tượng nhưng lại có sự thể hiện khác nhau

do chúng nằm ở những vùng cảnh quan khác nhau hoặc do các mối quan hệ đặcbiệt của các đối tượng đó với các đối tượng khác Ví dụ trên các bản đồ địa hình thìcác ao, hồ ở vùng Đông Bắc nước ta là quá dày đặc và bình thường nên khi thểhiện lên bản đồ phải lựa chọn những ao, hồ có diện tích lớn, đóng vai trò quantrọng Còn ở những vùng núi cao và Tây Nguyên thì những ao, hồ này lại có ýnghĩa rất lớn nên cần phải thể hiện

Tổng quát hóa bản đồ có ý nghĩa lớn hơn nhờ bỏ bớt các chi tiết của yếu tố, nêu rõcác đặc tính cơ bản của hiện tượng, tạo khả năng nhận thức các yếu tố nội dung vàđặc điểm lãnh thổ được nhanh và chuẩn xác, đảm bảo tính trung thực, chính xácvới thực tế

1.4 Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Các bản đồ chuyên đề của từng miền, vùng, cả nước, từng khu vực, từngphần châu lục, nhóm nước hay thậm chí cả quy mô toàn cầu đều thực sự rất quantrọng, rất có ý nghĩa không chỉ đối với sự phát triển của bản đồ chuyên đề hay địa

lý học mà còn đóng góp rất lớn và có hiệu quả cho việc quy hoạch, xây dựng, pháttriển, khai thác và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, nguồn lao động cũng như tàinguyên kinh tế xã hội của từng quốc gia và toàn thế giới

Các bản đồ chuyên đề với tỷ lệ khác nhau cho chúng ta biết từ chi tiết đếntổng thể, từ vị trí địa lý của hiện tượng tại một khu vực nhỏ rồi từ đó hiểu thêm vềđặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội… của hiện tượng trên những vùng lớn hơn, thấy

rõ cấu trúc phân bố của hiện tượng cùng mối liên hệ hữu cơ hay ảnh hưởng lẫnnhau của các hiện tượng Không những thế khi so sánh cùng một hiện tượng trêncác bản đồ xuất bản ở nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau, chúng ta cũng hiểu rõđược tiến trình phát triển, động thái của hiện tượng…những điều đó cho thấy vaitrò, ý nghĩa to lớn của bản đồ chuyên đề

1.5 VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS

Công nghệ viễn thám và GIS là một công cụ hữu hiệu giúp cho các nhà khoahọc, đặc biệt là các nhà địa lý, nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin

Tiểu luận Quản trị

với hệ thống thông tin địa lý sẽ là nguồn tư liệu khách quan mang tính kế thừa vàđổi mới liên tục trong bản đồ số, thực sự trở thành những tư liệu đáng tin cậy chocác nhà chuyên môn tham khảo trong nhiều lĩnh vực khác nhau Nhất là trong lĩnhvực thành lập bản đồ chuyên đề.

Sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS sẽ đi sâu vào khai thác các yếu

tố có trên thực tế, sau đó tổng hợp, phân tích dữ liệu đã thu thập, chụp lại được rồiđưa ra kết quả chính xác về từng lĩnh vực trên tờ bản đồ chuyên đề Nó sẽ rút ngắnđược thời gian mà tác giả phải tiến hành các thao tác ngoài thực địa như đo đạc,quan sát…chưa kể đó là những vùng núi cao hiểm trở khó quan sát và đo đạc được.Nhưng ở công nghệ viễn thám và GIS thì đem lại kết quả chính xác cao dù ở moịđịa hình, không gian rộng lớn và được thực hiện trong thời gian nhanh hơn

Nếu không có công nghệ viễn thám và GIS thì việc nghiên cứu, điều tra gặpnhiều khó khăn, phải mất một thời gian rất lâu mới có thể tạo ra được một tờ bản

đồ chuyên đề mà tính chính xác lại không cao, không biểu thị hết mọi nội dung cần

có trên một tờ bản đồ…Vì vậy công nghệ viễn thám và GIS có vai trò rất quantrọng không chỉ với lĩnh vực bản đồ chuyên đề mà còn nhiều lĩnh vực khác nữa

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

2.1 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

2.1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

Trong khoảng 3 thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ xuất hiện đã cho rađời các ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất

Năm 1839, Louis Daguere là người khởi đầu cho ngành chụp ảnh Ảnhchụp về bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu được sử dụng từ năm 1958

Trong chiến tranh thế giới thứ hai(1939-1945) không ảnh đã được sử dụngchủ yếu cho mục đích quân sự Ảnh Rada và ảnh hồng ngoại ra đời Ảnh màu đãđược sử dụng

Sau chiến tranh thế giới thứ hai việc chạy đua vũ trang giữa Liên Xô và Hoa

Kỳ đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng công nghệ viễn thám đã ra đời Như

cơ quan vũ trụ của Châu Âu ESA, chương trình của Mỹ NASA Ngoài ra có thể kểđến các chương trình nghiên cứu trái đất bằng viễn thám tại các nước như Canada,Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc…

Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự tiến bộ của kĩ thuật vũ trụ, hàngkhông, kĩ thuật thu nhận năng lượng sóng điện từ và công nghệ thông tin

2.1.2 HỆ THỐNG VIỄN THÁM

Theo trình tự hoạt động viễn thám gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau

Nguồn năng lượng( A) để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tớiđối tượng Thông tin viễn thám thu nhập được là dựa vào năng lượng từ đối tượngđến thiết bị nhận Dựa vào yếu tố này viễn thám được chia thành viễn thám chủ

Tiểu luận Quản trị

động và viễn thám bị động.

Mô hình hệ thống viễn thám

Khí quyển( B) năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng và từ đốitượng đến bộ cảm( thiết bị ghi) sẽ tương tác qua lại với vùng khí quyển nơi nănglượng đi qua

Sự tương tác với đối tượng(C) khi được truyền qua không khí đến đối tượng,năng lượng sẽ tương tác với đối tượng Tùy thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng

và sóng điện từ thì sự tương tác này có thể truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấpthu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển

Thiết bị thu nhận năng lượng (D) sau khi năng lượng được phát ra hay bịphản xạ từ đối tượng, cần có một bộ cảm từ xa để thu nhận sóng điện từ, nănglượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng

Sự truyền tải thu nhận và xử lý( E) năng lượng được thu nhận bởi bộ cảmcần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận, xử lýnơi dữ liệu sẽ được ghi sang dạng ảnh Ảnh này chính là dữ liệu thô

Giải đoán và phân tích ảnh( F) ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụngđược Để lấy được thông tin về đối tượng, phải nhận biết được mỗi hình ảnh trênảnh tương ứng với đối tượng nào Công đoạn có thể “nhận biết” này gọi là giảiđoán ảnh Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết hợp nhiều phương pháp giải đoánthủ công bằng mắt, giải đoán kĩ thuật số hay các công cụ điện tử khác để lấy đượcthông tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh

Người sử dụng(G) đây là thành phần cuối cùng của quá trình viễn thám đượcthực hiện khi thông tin đã được chiết từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng, để khámphá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có, nhằm giải quyết cácvấn đề cụ thể

2.1.3 MỘT SỐ DẠNG VỆ TINH VIỄN THÁM VÀ ẢNH VIỄN THÁM THƯỜNG GẶP

Tiểu luận Quản trị

Tùy theo mục đích sử dụng mà các vệ tinh được đưa vào vũ trụ ở nhiều độ caokhác nhau Dựa vào vị trí tương đối của quỹ đạo vệ tinh so với mặt đất người taphân ra hai dạng vệ tinh thường gặp.

 Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với mặt trời( Sunsynchronous) vệ tinh nàythường cho ảnh tại một địa điểm mặt đất vào cùng một thời điểm Đa sốcác vệ tinh quan sát tài nguyên có quỹ đạo thuộc dạngnày( LANDSAT,SPOT,MOS)

 Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với vòng quay của trái đất( Geosynchronous)khi quỹ đạo vệ tinh song song với xích đạo được gọi là vệ tinh đĩa tinh

Đa số các vệ tinh khí tượng có quỹ đạo thuộc dạngnày(GOES,GMS…)Một số dạng ảnh vệ tinh thường gặp:

Một trong những ảnh vệ tinh đầu tiên dùng cho điều tra tài nguyên và lập bản đồchuyên đề là ảnh đa phổ LANDSAT-MSS( Hoa Kỳ) sau đó là LANDSAT-TM(Hoa Kỳ), ảnh SPOT( Pháp),ảnh MOS Nhật Bản.Phổ biến gần đây nhất làRADASAT( Canada) và ERS-SAR(ESA- Châu âu)

Hiện nay ảnh rada được dùng khá phổ biến do tính năng không bị ảnh hưởng độ

mù khí quyển cũng như mây, mưa của thời tiết trong mùa mưa Có hai ảnh radathường dùng là RADASAT và ESR-SAR

2.1.4 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

2.1.4.1 ẢNH MÁY BAY VÀ CHỤP MÁY BAY

Chụp ảnh máy bay là một dạng đầu tiên của ảnh chụp viễn thám và nó vẫntồn tại như một phương tiện chụp ảnh hữu hiệu nhất hiện nay Dần dần chụp ảnhmáy bay đã được sử dụng thêm các phương tiện chụp ảnh hồng ngoại nhiệt, rada

và các loại chụp ảnh khác bên cạnh sự tiến bộ của chụp ảnh vệ tinh

Tùy theo tỷ lệ mà các loại ảnh này được chia thành từng cấp khác nhau Mỗicấp có độ chính xác riêng và phù hợp với từng mục đích giải đoán

Ảnh hàng không tỷ lệ rất nhỏ: ảnh này có tỷ lệ nhỏ hơn 1:100000 có tácdụng ở những vùng có độ chia cắt lớn, thường chụp ảnh tỷ lệ rất nhỏ cho địa hìnhvùng núi cao

Ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ: bao gồm các ảnh hàng không có tỷ lệ từ1:100000 đến 1:35000, ảnh cho phép phân biệt các dạng và kiểu địa hình, các kiếntrúc địa chất, phân chia được các tầng đá khác nhau, phân chia nhiều cảnh quan

Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình: có tỷ lệ từ 1:35000 đến 1:12000 phù hợpcho việc giải đoán địa chất Dùng ảnh cấp này có thể giải đoán địa chất công trình

tỷ lệ vừa và lớn, khó phân biệt được các dạng thực vật riêng biệt nhưng cho phépgiải đoán khá tốt lớp phủ thực vật để định dạng các loại kiểu thảm thực vật, phânbiệt các dạng địa hình vừa và nhỏ, cũng như các yếu tố thủy văn Ảnh hàng không

tỷ lệ trung bình cũng cho phép để vẽ thành lập bản đồ địa hình cùng tỷ lệ

Ảnh hàng không tỷ lệ lớn có tỷ lệ 1:12000 đến 1:1000 Ảnh cấp này chophép giải đoán chính xác toàn bộ phần cơ bản của địa hình kể cả vi địa hình, thành

Tiểu luận Quản trị

phần của các quần hợp thực vật thân gỗ và trảng cây bụi Dùng ảnh hàng không tỷ

và đường chuẩn, ở đó sự biến dạng được coi là không có

Các hệ quy chiếu thường dùng trong bản đồ là:

Nhóm các hệ quy chiếu hình nón

Nhóm các hệ quy chiếu hình trụ

Nhóm các hệ quy chiếu phương vị

Nhóm các hệ quy chiếu phát triển từ các biểu thức toán học

2.1.4.3 PHƯƠNG PHÁP CHUNG TRONG GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ.

Qúa trình giải đoán ảnh và đưa thông tin về nhiều dạng khác nhau thường đượctiến hành trong sự phối hợp hài hòa giữa các phương pháp giải đoán bằng mắt và

xử lý số Sau khi tiến hành giải đoán bằng mắt và xử lý số thì người ta tiến hànhcác thao tác phân tích ảnh, chuẩn bị kĩ thuật và xác định các yếu tố dùng để giảiđoán ảnh Các yếu tố dùng để giải đoán ảnh là những yếu tố tạo nên những đặctrưng của ảnh bao gồm các yếu tố không gian như hình dạng, cấu trúc, vị trí…giảiđoán ảnh vệ tinh đặc biệt là phương pháp giải đoán bằng mắt cần đến yếu tố thựcnghiệm trong công tác điều tra, cần phải dựa vào các giả thiết, các quy luật tựnhiên.Còn phương pháp xử lý ảnh số thì cần phải dựa vào các mẫu giải đoán đểphân tích, đánh giá hướng đi tới kết quả

Quá trình xử lý ảnh số, vệ tinh được đặc trưng bởi những bước sau:

Truy cập dữ liệu và hiện ảnh: là bước chuyển từ dữ liệu gốc thu được trên vệ tinhsang dữ liệu dạng số lưu trữ trong phòng thí nghiệm

Tăng cường chất lượng ảnh: là bước cần thiết nhằm hoàn thiện ảnh dùng cho giảiđoán bằng mắt và xử lý số Kỹ thuật tăng cường chất lượng giúp cho việc thể hiệncác yếu tố trên ảnh rõ ràng hơn

Tiểu luận Quản trị

SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH ẢNH

Giải đoán ảnh và phân loại đối tượng: đây là bước định tính hóa các đối tượng

trong xử lý ảnh số Trong quá trình này, từng phần tử ảnh được tính toán, phân loại

Quá trình

phân tích

Nhiệm vụ đặt ra cho quá trình phân tích

Giải đoán và nắm bắt thông tin

Đo đạc và định hướngNêu các vấn đề được phân tích

Hậu thuẫn về

kĩ thuật

Các yếu tố dùng để giải đoán

Hậu thuẫn về

kĩ thuật

Quá trình phân tích

Yếu tố cơ sở tông ảnh và màu

Mẫu giải đoán Quá trình phân

Các yếu tố không gian khác

kích cỡ Hình dạng Cấu trúc Dạng mẫu Độ cao Vị trí

…

.Các dữ liệu tham khảo các mô hình toán học

Giải đoán theo mẫu bằng áp dụng phân tích tổng hợp.Nêu hướng

đi tới kết quả Mô hình kết quả

Tiểu luận Quản trị

vào phạm trù thông tin và như vậy ảnh được biến thành một ma trận các phạm trùthông tin theo quy ước của các nhà chuyên môn Sau quá trình giải đoán bằng mắthoặc xử lý số các thông tin cơ bản được chuyển sang dạng bản đồ và thể hiện lạibằng công nghệ biên tập bản đồ chuyên đề.Bao gồm các quá trình như chỉnh lý dữliệu, nắn chỉnh hình học: đây là phương pháp quan trọng trong quy trình thành lậpbản đồ vì nó ảnh hưởng đến độ chính xác của bản đồ sau khi được số hóa dự trênnền ảnh, sau đó tiến hành vector hóa ảnh đã được phân loại: là quá trình biến đổi

dữ liệu raster thành dữ liệu raster Dữ liệu sau các quá trình phân tích, đưa lên nềnbản đồ, chuyển đổi dữ liệu thì được tiến hành sắp xếp lại đối tượng theo mục tiêucủa bản đồ cần thành lập, tiến hành sửa chữa, biên vẽ lại bản đồ theo yêu cầu củabản đồ như chỉnh tỷ lệ, tọa độ Và cuối cùng là kiểm tra hoàn tất và tiến hành inbản đồ

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Xử lý và tăng cường chất lượng ảnh

Nắn chình hình học vào hệ chiếu của bản đồ nền

Phân loại ảnh theo mẫu đã lựa chọn

Chuyển ảnh đã phân loại sang hệ thông tin địa lý ở dạng raster

Vector ảnh đã phân loại trong phần mềm của hệ thông tin đị lý

In bản đồ

Tiểu luận Quản trị

Người ta dùng viễn thám như một phương tiện nắm bắt thông tin, sau đó chồngnội dung chuyên đề lên nền bản đồ như một cơ sở để định vị và định hướng.

2.2 GIS

2.2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA GIS

2.2.1.1 VAI TRÒ CỦA GIS

- GIS dùng để phân tích dữ liệu không gian

- Cho phép ta tính toán và trình bày các kiến thức địa lý theo một cách mới hấpdẫn

- Gis ghép nối các hoạt động có sự giống nhau về địa lý

2.2.1.2 KHẢ NĂNG CỦA GIS

- Lưu trữ và duy trì thông tin của cùng các mối quan hệ không gian cần thiết

- Thao tác trên dữ liệu, tìm kiếm, chuyển đổi, hiệu chỉnh, tính toán

- Lập mô hình ứng dụng( phân tích, tổng hợp, dự báo thiết kế quy hoạch, ra quyếtđịnh…)

- Trình diễn các sản phẩm dưới các dạng khác nhau hình ảnh, bản đồ…

2.2.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA GIS

Khi mới hình thành, GIS được dùng trong kĩ nghệ máy tính có định hướngđịa lý nhưng dần dần đã trở thành một ngành khoa học có tính đa ngành, đã vàđang có sự cuốn hút rất rộng lớn đối với người sử dụng và các ngành liên quan tớicác lĩnh vực về trái đất

Thực tế trong 30 năm gần đây, GIS đã phát triển rất mạnh mẽ về lý thuyếtcông nghệ và tổ chức, GIS đã được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như địa

lý, địa chính, trắc địa, giao thông Đến nay GIS còn mở rộng sang khoa học nhânvăn, kinh tế ,y học, chính trị quân sự…

Xét trên tổng thể, GIS phát triển theo 4 giai đoạn chính

Từ 1960-1975 là giai đoạn cuối thiếu niên của GIS Giai đoạn này đặc trưngbởi sự phát triển có tính chất riêng rẽ, không có sự tiếp xúc quốc tế và ít dữ liệutrên máy tính

Từ 1975-1980 GIS đã phát triển mạnh mẽ trong các cơ quan nhà nước và bắt đầu

có tính quốc tế

Những năm 80 của thế kỷ XX là giai đoạn phát triển mạnh của GIS trongthương mại Các phần mềm máy tính đã được phát triển đa dạng và được bán rộngrãi trên thị trường quốc tế

Hiện nay là giai đoạn mà người sử dụng GIS đã phổ biến trên khắp thế giới, thời

kỳ phát huy mạnh mẽ sự cạnh tranh quảng cáo của các công ty phần mềm GIS,thời kỳ mà người sử dụng đã hiểu rõ vai trò, tác dụng của GIS

2.2.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Bao gồm phần cứng, phần mềm, tổ chức con người và cơ sở dữ liệu Saunày do sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và tính đa dạng của các hệ thống ứngdụng, năm 2000 ESRI bổ sung thêm vào định nghĩa cấu trúc của GIS có thêm hai

Tiểu luận Quản trị

hợp phần là mô hình và mạng Định nghĩa này được chấp nhận rộng rãi và đượcquan niệm như một định nghĩa chính thức về GIS.

Cấu trúc và chức năng của GIS

Qua sơ đồ cho chúng ta thấy cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng nhất, cácthông tin từ các phần cứng, phần mềm, người điều hành đều được đưa vào cơ sở

dữ liệu Tại đây cơ sở dữ liệu biến đổi thông tin thực hiện các chức năng của mình

đó là nhập, xuất dữ liệu, lưu trữ, điều khiển, trình bày, phân tích Trong các chứcnăng đó thì chức năng phân tích của gis là có vai trò quan trọng nhất Chức năngphân tích trong gis được hiểu là các cách xem xét, xử lý, để dữ liệu trong gis cho ranhững kết quả theo các yêu cầu được định bởi một loạt các chỉ tiêu được thực hiệnbằng các thuật toán khác nhau Có hai nhóm chức năng phân tích trong gis là chứcnăng phân tích không gian và chức năng phân tích thuộc tính

Chức năng phân tích không gian bao gồm một loạt các dạng chức năng liênquan đến dữ liệu không gian như tính diện tích, tính chu vi, các phép chồng ghépthông tin, cách xử lý phân tích địa hình…

Chức năng phân tích thuộc tính là các chức năng thống kê như tính tần suất,

xử lý các dữ liệu biểu bảng

 Cơ sở dữ liệu có vai trò quan trọng nhất nhưng nếu thiếu một trong cáchợp phần trên thì hệ thống của GIS sẽ ngừng hoạt động hoặc không hoạt động hiệuquả Giữa các hợp phần có mối quan hệ chặt chẽ với nhau

Con người: quyết định sự vận hành có hiệu quả và sự phát triển của GIS,kiến thức và năng lực về GIS của cơ quan, cá nhân sẽ định hướng cho nghiên cứuứng dụng GIS theo yêu cầu đặt ra Phần cứng( máy tính và các thiết bị liên quan)

Người

điều hành

Phần cứng

Phần mềm

Cơ sở dữ liệu không gian

triển vận hành của phần mềm, tốc độ xử lý càng nhanh thì hoạt động của phầnmềm diễn ra càng nhanh.

Phần mềm: là công cụ trực tiếp để thực hiện các chức năng của GIS, phầnmềm luôn thay đổi phù hợp với nhu cầu xã hội và từng thế hệ máy tính

Cơ sở dữ liệu: có vai trò rất quan trọng trong hệ thống và chiếm tới 80% giátrị theo cả nghĩa về lý thuyết cũng như về giá trị kinh tế của hệ thống

Mạng: cơ cấu tổ chức, các hợp phần, hoạt động mạng góp phần vào sự phổbiến hợp tác và hoàn thiện của GIS

Mô hình GIS quy định tính ưu việt của hệ thông tin địa lý giúp phát huy cácchức năng của hệ thống

2.2.4 MÔ HÌNH CẤU TRÚC DỮ LIỆU CỦA GIS

Cấu trúc dữ liệu là mô hình cấu trúc theo các phần tử riêng lẽ mà trong mỗinhóm thì dữ liệu được tổ chức thành các danh sách và các mảng, ở đó các mốiquan hệ được xác định rõ ràng, chúng được thiết kế để phản ánh việc ghi dữ liệutrong mã máy tính Có hai dạng cấu trúc dữ liệu cơ bản trong gis là dữ liệu khônggian và dữ liệu thuộc tính

2.2.4.1 DỮ LIỆU KHÔNG GIAN

Dữ liệu không gian có hai dạng cấu trúc đó là cấu trúc dữ liệu vector và cấu trúc dữliệu raster

Mô hình cấu trúc dữ liệu vector: Vector là một đoạn thẳng có hướng và độdài nhất định Trong mô hình dữ liệu vector vị trí của đối tượng không gian đượcghi nhận chính xác bằng các tọa độ x, y trong một hệ tọa độ tham chiếu với hệ tọa

độ dùng cho trái đất

Cấu trúc vector mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian bằngtọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút( là điểm xuất phát và kết thúc củađường), cạnh, mặt và quan hệ giữa chúng Về mặt hình học, các đối tượng đượcphân biệt thành 3 dạng là đối tượng dạng điểm, đối tượng dạng đường, và đốitượng dạng vùng Điểm được xác định bằng một cặp tọa độ x, y liên tục Vùng làkhoảng không gian được giới hạn bởi một tập hợp các cặp tọa độ x, y trong đóđiểm đầu và điểm cuối trùng nhau Tọa độ của các điểm nút nằm trong các đườnghình thành nên vùng

Mô hình dữ liệu Vector

Tiểu luận Quản trị