Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất đai phục vụ phát triển bền vững thì công tác theo dõi và đánh giá biến động đất là một nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Cùng với sự phát triển của công nghệ viễn thám (RS) kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã thay thế phương pháp truyền thống thô sơ trong công tác giám sát đất đô thị cho thấy có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao hơn, thể hiện vị trí biến động chính xác hơn
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU
Cơ sở lý luận
2.1.1 Tổng quan về lớp phủ
Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc tự trồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá, …) bao phủ bề mặt đất Nước, băng, đỏ lộ hay cỏc dải cỏt cũng ủược coi là lớp phủ mặt đất [11].
2.1.1.2 Phân loại lớp phủ mặt đất
Theo quan điểm triết học, phân loại là hệ thống các khái niệm (các lớp khách thể) ngang nhau của một lĩnh vực tri thức hay một lĩnh vực hoạt động nào đó của con người, thường là dưới dạng các sơ đồ (các bảng) khác nhau về hình thức và được sử dụng làm phương tiện để thiết lập mối liên hệ giữa các khái niệm hoặc các lớp khách thể này Phân loại một cách khoa học sẽ xác định những mối liên hệ có tính quy luật giữa các lớp khách thể nhằm tìm ra vị trí của khách thể trong hệ thống, vạch ra các tính chất của nó Việc phân loại được tiến hành một cách chặt chẽ, rõ ràng, đồng thời cũng là sự tổng kết các kết quả phát triển đã qua của một lĩnh vực nhận thức, và là sự mở đầu cho một giai đoạn mới của nó Việc phân loại dựa trên những cơ sở khoa học còn cho phép dự báo có căn cứ về những sự kiện hoặc quy luật chưa được biết tới [29]
Theo FAO, 1998, Các hệ thống phân loại có hai định dạng cơ bản, đó là phân cấp và không phân cấp Một hệ thống phân cấp thường linh hoạt hơn và có khả năng kết hợp nhiều lớp thông tin, bắt đầu từ các lớp ở quy mô lớn rồi phân chia thành các phụ lớp cấp thấp hơn nhưng thông tin chi tiết hơn [11]
Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2005) từ việc tham khảo theo hệ thống phân loại của
Mỹ và chọn lọc phù hợp với điều kiệu thực tiễn ở Việt Nam đã đưa ra hệ thống phân loại phân cấp lớp phủ như sau [3], [6]:
Bảng 2.1 Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu viễn thám.
1 Đô thị hoặc thành phố
12 Khu thương mại và dịch vụ
17 Khu giải trí thể thao
19 Đất trống và cỏc ủất khỏc
21 Mùa màng và đồng cỏ
61 Đất ướt có thực vật tạo rừng
62 Đất ướt có thực vật không tạo rừng
63 Đất ướt không có thực vật
7 Đất hoang 71 Hồ bị khô
GIS là một công nghệ được sử dụng rộng rãi để phân tích sự thay đổi sử dụng đất Công nghệ này có thể giúp giảm thời gian và chi phí cho những người làm chính sách trong việc đưa ra các quyết định một chính xác Việc áp dụng kỹ thuật GIS tích hợp với vị trí và đặc điểm không gian của các đối tượng sẽ cung cấp những hiểu biết về các khía cạnh sử dụng đất và mang lại kết quả không gian rõ ràng[16]
Hệ thống thông tin địa lý và viễn thám đã được áp dụng rộng rãi và được công nhận như một bộ công cụ mạnh mẽ và hiệu quả trong việc giải đoán và phân tích thay đổi sử dụng/lớp phủ đất về mặt không gian và thời gian Công nghệ viễn thám có thể cung cấp dữ liệu đa thời gian để giám sát, theo dõi và xây dựng các mô hình sử dụng đất, bên cạnh đó GIS có thể thành lập bản đồ sử dụng đất/lớp thực phủ và phân tích biến động về sử dụng đất/lớp thực phủ ở các thời điểm mong muốn [14], [26] Phương pháp tiếp cận này đã được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện và phân tích sự thay đổi sử dụng đất/lớp thực phủ đất [8], [24].
Viễn thám là tư liệu tiêu biểu được sử dụng trong việc tích hợp với dữ liệu kinh tế - xã hội, đánh giá tác động của các yếu tố đến sử dụng đất Theo dõi lớp phủ bề mặt và sử dụng đất là một trong những ứng dụng quan trọng của dữ liệu viễn thám Rất nhiều nghiên cứu đã cho thấy có thể xác định có thể xác định được thông tin sử dụng đất thông qua lớp phủ từ dữ liệu ảnh vệ tinh [17].
2.1.1.3 Các phương pháp phân loại và quy mô chiết tách thông tin sử dụng đất từ tư liệu viễn thám
Các dữ liệu viễn thám như Landsat, SPOT, … với những lợi thế về chu kỳ chụp lặp, chi phí thấp, tính khái quát đã trở thành nguồn dữ liệu chính cho nghiên cứu các vấn đề liên quan đến lớp phủ và sử dụng đất [18] Thông tin lớp phủ và sử dụng được chiết tách từ tư liệu viễn thám thông qua phương pháp phân loại.
Mục đích của việc phân loại (chiết tách thông tin) là nhận dạng đối tượng, thết lập mối quan hệ giữa mẫu với lớp chú giải dựa trên các yếu tố đặc trưng Mối quan hệ giữa đối tượng với lớp chú giải là quan hệ “một - một” theo phân loại cứng (hard classification) hoặc “một – nhiều” theo phân loại mềm (soft classification) Đặc trưng mô tả của đối tượng đầu tiên phải kể đến là phản xạ phổ, tiếp đó là cấu trúc của các đối tượng và đặc trưng địa lý như mô hình số độ cao, độ dốc và hướng sườn Đối tượng được nhận dạng có thể là điểm ảnh (pixel) hoặc một tập hợp điểm ảnh liền kề hình thành một thực thể địa lý [23].
Cùng với sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng ngày càng được cải tiến, nâng cấp, phương pháp xử lý số hiện nay cho phép tự động chiết tách các đối tượng trên ảnh một cách nhanh chóng, phạm vi rộng, với các kết quả khách quan, trung thực và chính xác Phương pháp xử lý số được chia thành phương pháp phân loại có kiểm định và không kiểm định
* Phương pháp phận loại có kiểm định:
Phân loại có kiểm định bắt đầu bằng quá trình thu thập mẫu làm tiêu chuẩn cho việc xác định ranh giới trong không gian đặc trưng của các đối tượng Dựa trên vùng mẫu, các tham số thống kê được xác định và đó chính là các chỉ tiêu thống kê sử dụng trong quá trình phân loại Việc xác định ranh giới phụ thuộc vào đặc tính và kích thước mẫu sử dụng cho phân loại Một số phương pháp thường được sử dụng để trong phân loại có kiểm định là xác suất cực đại (maximum likelihood), phân loại hình hộp, phân loại khoảng cách ngắn nhất (minimum distance) [23].
* Phương pháp phân loại không kiểm định
Phân loại không kiểm định ít phụ thuộc vào mối tương tác với người sử dụng. Thông thường, phân loại không kiểm định nghiên cứu đến đặc trưng của từng lớp theo số lượng lớp Ví dụ, nếu tiêu chuẩn sử dụng để gán nhãn cho một đối tượng là khoảng cách ngắn nhất giữa đối tượng và giá trị trung bình của lớp, khoảng cách này được đo trong không gian đặc trưng phổ Sản phẩm của phân loại không kiểm định sẽ đánh giá giá trị trung bình của lớp sẽ được lọc theo vòng lặp Tại mỗi thời điểm lặp, tập hợp ước tính giá trị trung bình của lớp sẽ được lọc cho đến khi giá trị trung bình vẫn giữ nguyên trong cùng vị trí trong không gian đặc trưng phổ thì quá trình lặp thành công và tạo thành các nhóm đối tượng Phương pháp này hoàn toàn tự động, quá trình phân loại thành công khi mỗi nhóm đối tượng đó được nhận dạng liên kết với thông tin đặc trưng cung cấp bởi người sử dụng [23] Thuật toán K–mean là thuật toán phổ biến được sử dụng rộng rãi nhất của phương pháp không kiểm định Mặc dù có mức độ tự động hóa cao hơn, kết quả của phương pháp phân loại không kiểm định cho độ chính xác thấp hơn so với phương pháp có kiểm định [23], [21].
Khi thực hiện thực nghiệm phân loại tại những khu vực phức tạp, thông tin các lớp thường bị chéo và lẫn trong một phạm vi không gian cho thấy một điểm ảnh hoặc một đối tượng đã được định danh vẫn có chứa phần diện tích thông tin của lớp khác đây là vấn đề lẫn trong phân loại và nó chính là rào cản để thu được kết quả phân loại có độ chính xác cao Do đó, những năm gần đây, một số phương pháp phân loại phi thống kê khác đã được đề xuất như sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo, cây quyết định, kỹ thuật vector hỗ trợ (Support vector machine), phương pháp có nguồn gốc từ thuyết tập mờ và sự kết hợp với các thông tin thứ cấp khác như là cấu trúc của các đối tượng, đặc trưng địa lý cho kết quả phân loại có độ chính xác cao hơn [23].
Khi nói đến phân loại ảnh có hai vấn đề cần được quan tâm đó là quy mô tiếp cận và phương pháp phân loại Cùng với phương pháp tiếp phân loại thì quy mô tiếp cận cũng cần được chú trọng, có ba hướng tiếp cận bao gồm: tiếp cận theo điểm ảnh (pixel), tiếp cận dưới điểm ảnh (subpixel) và tiếp cận theo đối tượng là tập hợp các pixel tạo thành một thực thể giống ngoài thực địa (object).
Cho tới giữa những năm 90, các phương pháp phân loại dựa vào kỹ thuật thống kê thông thường vẫn được áp dụng như phương pháp xác suất cực đại hoặc khoảng cách ngắn nhất chỉ tiếp cận ở quy mô điểm ảnh hoặc dưới điểm ảnh và quan tâm đến đặc trưng phản xạ khi phân loại Cách tiếp cận này cho độ chính xác chưa cao thêm vào đó kết quả phân loại ảnh tồn tại lẫn lốm đốm theo điểm ảnh của lớp khác [20],
[22], [9], [12] Để hạn chế những yếu điểm của phương pháp phân loại tiếp cận điểm ảnh và dưới điểm ảnh, hướng tiếp cận theo đối tượng được quan tâm theo xu hướng kết hợp với các phương pháp phân loại phi thống kê cho ra kết quả có độ tin cậy cao hơn [19] Phân loại tiếp cận đối tượng được đề xuất từ những năm 1970, nhưng do những hạn chế về phần cứng, phần mềm, độ phân giải và các thuật toán giải đoán ảnh nên phương pháp này chưa được ứng dụng [25] Cho đến nay, khi khả năng ltru trữ của phần cứng cũng như độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám tăng lên thì phương pháp này được ứng dụng rộng rãi với độ chính xác cao hơn so với phương pháp phân loại dựa trên điểm ảnh [15], [9] Phương pháp phân loại tiếp cận đối tượng tách biệt các loại lớp phủ và sử dụng đất không chỉ dựa đặc trưng phản xạ phổ của đặc điểm ảnh mà còn xem xét đến hình dạng (shape), kiến trúc của đối tượng (texture) và mối quan hệ giữa các đối tượng [13], [9] Thêm vào đó, phương pháp này còn có khả năng tích hợp với các dữ liệu khác nhau như bản đồ chuyên đề, mô hình số độ cao, và kiến thức chuyên gia để nâng cao độ tin cậy của kết quả phân loại [10], [9].
GIS là thuật ngữ viết tắt của các từ tiếng Anh: “Geographic Information System” và được dịch thuật là hệ thống thông tin địa lý.
Cơ sở thực tiễn
2.2.1 Những nghiên cứu trên thế giới
Trên phạm vi thế giới, các đề tài nghiên cứu về sự biến động loại hình sử dụng đất nhằm phân tích, đánh giá, dự báo sự phát triển đã được ứng dụng khá rộng rãi. Trong đề tài “Remote sensing-based quantification of land-cover and land-use change for planning” (Bjorn Prenzel, 2003), tác giả đã đưa ra những cơ sở khoa học về lựa chọn phương pháp được sử dụng để đưa ra các kết quả mang tính định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất dựa vào cơ sở viễn thám. Theo đó, tùy vào trường hợp mà ta sử dụng các phương pháp theo thuyết xác định hay dựa vào kinh nghiệm Một điểm đáng chú ý mà tác giả có đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu thu thập phải có cùng đặc điểm (về không gian, về độ phân giải phổ,…), dữ liệu phải đạt được những tiêu chuẩn nhất định về bóng mây hay sương mù, dữ liệu thu thập phải cùng khu vực nghiên cứu Trong nghiên cứu
“Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban Sprawl Analysis” (M Harika, et al., 2012) đã đánh giá sự biến động loại hình sử dụng đất/bề mặt đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở vùng Đông Nam Ấn Độ Bên cạnh sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám để giải đoán, đề tài còn kết hợp sử dụng chuỗi Markov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổi trong tương lai Trong nghiên cứu
“Monitoring Land Use Change By Multi-temporal Landsat Remote Sensing Imagery”
(Tayyebi và nnk., 2008), nhóm tác giả đã sử dụng ảnh landsat đa thời gian để đánh giá biến động đất đô thị trong quá khứ (giai đoạn 1980-2000) để đa ra những dự đoán cho tương lai (năm 2020) Trong đề tài “Analyzing Land Use/ Land Cover Chang Using Remote Sensing and GIS in Rize, North-East Turkey” (Selcuk Reis, 2008), tác giả đã thành lập bản đồ biến động sử dụng đất/ lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, Đông Bắc Thổ Nhĩ Kỳ với 7 loại lớp phủ Dữ liệu tỏc giả ủó sử dụng trong đề tài này là ảnh Landsat MSS (1976) và Landsat ETM+ (2000) với độ phân giải lần lượt là 79m và 30m Tuy nhiên, ở đề tài này, tác giả không trình bày rõ về phương pháp thực hiện mà chỉ chú trọng về đánh giá, thống kê biến động với những thay đổi sâu sắc đối với đất nông nghiệp, đô thị, đồng cỏ và đất lâm nghiệp, những nơi gần biển và có độ dốc thấp.
2.2.2 Những nghiên cứu tại Việt Nam Ở Việt Nam, các đề tài nghiên cứu về lớp phủ mặt đất và biến động đất đô thị cũng đã được thực hiện và bước đầu mang lại những kết quả Như trong đề tài “Thành lập bản đồ thảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh viễn thám” tại khu vực Tủa Chùa – Lai Châu (Hoàng Xuân Thành, 2006), tác giả đã dùng phương pháp phân loại có kiểm định đối với dữ liệu ảnh Landsat năm 2006 để phân ra 7 lớp thực phủ khác nhau với chỉ số Kappa ~ 0,7 Trong đề tài “Ứng dụng viễn thám theo dõi biến động đất đô thị của thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An” (Nguyễn Ngọc Phi, 2009) dùng phương pháp phân loại gần đúng nhất để phân ra 5 lớp đối tượng Điểm đáng chú ý của đề tài này là sử dụng kết hợp nhiều loại ảnh viễn thám như Landsat (1992, 2000) và SPOT
(2005) để cho ra kết quả giải đoán, đồng thời có sự so sánh về độ chính xác, chi tiết giữa các loại ảnh Với chỉ số Kappa ~ 0,9, dữ liệu ảnh SPOT có độ chính xác sau phân loại cao hơn hẳn so với Landsat (Kappa ~ 0,7) Trong nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguyễn Huy Anh, Đinh Thanh Kiên, 2012), tác giả đã sử dụng phương pháp phân loại gần đúng nhất với dữ liệu ảnh Landsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy mẫu thực địa để phân ra 13 loại lớp phủ với độ chính xác tương đối cao Trong đề tài “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây trồng, lập bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2008 – 2010” (Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011), tác giả đã phân loại lớp phủ dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp tháng theo phương pháp phân loại có kiểm định sử dụng thuật toỏn phõn loại gần đỳng nhất Đề tài đó phõn loại ủược 9 loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9 Để đánh giá độ chính xác, tác giả đã sử dụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo sát, điều tra thực địa với bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm gần nhất.
Những đề tài nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2010 – 2020 như:
“đánh giá biến động lớp phủ mặt đất sử dụng dữ liệu viễn thám tại huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình trong giai đoạn 2010 – 2020” (Phạm Hữu Tỵ, Nguyễn Ngọc Thanh,
Võ Mạnh Quyền) thì tác giả đã nghiên cứu này ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám
Landsat TM 5, Landsat LC 8 và GIS để đánh giá biến động về lớp phủ mặt đất ở huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình, trong giai đoạn 2010–2020 Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng dữ liệu viễn thám và GIS cho kết quả giải đoán và phân lớp phủ mặt đất có độ chính xác khá cao cho các năm nghiên cứu với hệ số Kappa từ 0,71 đến 0,89. Trong đề tài “ Nâng cao độ chính xác phân loại lớp phủ/ sử dụng đất bằng kỹ thuật mờ và chỉ số EBBI từ các dữ liệu vệ tinh SENTINEL 2 và LANDSAR 8” thì tác giả đã cho ra kết quả nhận được cho thấy, phương án sử dụng kết hợp ảnh vệ tinh Sentinel 2 và Landsat 8 cải thiện độ chính xác tổng thể lên khoảng 5% so với phương án chỉ sử dụng ảnh Sentinel 2 Kết quả nhận được trong nghiên cứu có thể sử dụng phục vụ công tác quản lý, đánh giá và giám sát hiện trạng cũng như biến động lớp phủ/sử dụng đất.
Riêng ở khu vực thành phố Huế, trong đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình chuyển dịch đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp trên địa bàn thành phố Huế, giai đoạn 2006 – 2010” (Nguyễn Thị Phương Anh và nnk., 2012), tác giả đã đánh giá mức độ tác động của sự chuyển dịch đất nông nghiệp sang phi nông nghiệp đến cơ cấu kinh tế, đời sống xã hội và đưa ra các giải pháp phù hợp, với khu vực nghiên cứu thí điểm là phường Kim Long Ở đề tài này, tác giả chỉ dùng đến các phương pháp tổng hợp, phân tích, so sánh, đối chiếu, thống kê các số liệu để thực hiện nghiên cứu. Các số liệu được trích xuất thông qua các bảng biểu, chưa có đầu ra trực quan bằng hệ thống các bản đồ Ở khu vực Thành phố Huế vẫn chưa có đề tài nào sử dụng các công cụ về viễn thỏm và GIS ủể ủỏnh giỏ biến động lớp phủ mặt đất.
Biến động các loại hình sử dụng đất là một trong những động lực làm thay đổi môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững Những biến động này là kết quả của sự tác động từ các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, sự khai thác, sử dụng của con người.
Nhìn chung, các đề tài về đánh giá biến động lớp phủ mặt đất hoặc sử dụng đất đã được ứng dụng phổ biến trên thế giới và đã đạt được những kết quả nhất định ở Việt Nam Dựa trên những thành tựu đó, đề tài “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến động lớp phủ địa bàn Thành Phố Huế - Tỉnh Thừa Thiên Huế” được thực hiện để đánh giá những biến động của lớp phủ mặt đất đang diễn ra nhanh chóng dưới tác động của quá trình đô thị hóa tại khu vực thành phố.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Các loại lớp phủ thuộc thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế
Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: Đề tài được thực hiện trên địa bàn thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Phạm vi số liệu: Đề tài sẽ sử dụng số liệu trong vòng 10 năm từ năm 2012 đến năm 2022.
- Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ 12/2022 đến 5/2023.
Nội dung nghiên cứu
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Huế
- Hiện trạng sử dụng đất của thành phố Huế.
- Đánh giá biến động lớp phủ của thành phố Huế trong giai đoạn năm 2012 đến năm 2022
- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của công tác quản lý sử dụng đất trên cơ sở sử dụng bản đồ biến động lớp phủ.
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu
3.4.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp
Tiến hành thu thập những thông tin, tài liệu cần thiết tại các cơ quan ở địa phương như Phòng Tài nguyên và Môi trường,Văn phòng UBND, Các tài liệu thu thập gồm:
- Báo cáo tình hình sử dụng đất, hiện trạng sử dụng đất của thành phố Huế;
- Kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của địa phương;
- Các loại bản đồ: bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất của thành phố Huế, bản đồ thực phủ… và các tài liệu liên quan đến đề tài.
3.4.1.2 Thu thập số liệu sơ cấp
- Ảnh Landsat 7,8 được đăng tải trên trang wed https://earthexplorer.usgs.gov sử dụng ảnh năm 2012 để giải đoán, phân loại, thành lập bản đồ biến động trong giai đoạn
2012 - 2022 Quá trình giải đoán ảnh kết hợp với với dữ liệu điều tra từ thực địa (thực hiện lấy mẫu bằng máy GPS và khảo sát thực địa nhằm đưa ra được bộ mẫu chính xác nhất, góp phần nâng cao kết quả phân loại ảnh)
Bảng 3.1 Thông tin dữ liệu viễn thám cụ thể dùng trong nghiên cứu
STT Tên ảnh ID ảnh Ngày chụp
Ngoài các ảnh viễn thám đã được thu thập Đề tài còn tiến hành thu thập tọa độ GPS để phục vụ cho quá trình xây dựng bản đồ biến động lớp phủ thành phố Huế giai đoạn năm 2012 đến năm 2022 với 100 điểm có thể hiện ở phần phụ lục để chứng minh rằng những nội dung trong đề tài là có cơ sở
3.4.3 Phương pháp GIS và viễn thám
Việc khảo sát thực địa dự kiến được thực hiện vào tháng 2 và tháng 4 năm 2023, với tổng cộng khoảng 100 điểm mẫu, được chia thành 6 loại thực phủ khác nhau là xây dựng, giao thông, mặt nước, đất trống, nông nghiệp và lâm nghiệp.
Một số điểm mẫu đặc trưng trong quá trình khảo sát thực địa
Bảng 3.2 Một số điểm mẫu đặc trưng
STT Tọa độ X Tọa độ Y Loại lớp Phủ
3.4.3.2 Xử lý dữ liệu ảnh a Gom nhóm kênh ảnh
Dữ liệu thu nhận được bao gồm các kênh phổ riêng lẻ, không thể sử dụng để tổ hợp màu, phục vụ cho việc giải đoán Do đó phải tiến hành gom nhóm kênh ảnh. b Cắt ảnh
Do khu vực nghiên cứu chỉ là 1 phần của tờ ảnh nên cần phải tiến hành cắt ảnh Một file chứa ranh giới khu vực Thành phố Huế được sử dụng để cắt khu vực nghiên cứu.
3.4.3.3 Phương pháp đánh giá độ tin cậy
Nhằm xác định độ tin cậy cho kết quả phân loại, nghiên cứu đã thực hiện tính toán mức độ chính xác hay phù hợp giữa dữ liệu ảnh được phân loại với bộ dữ liệu thực địa theo phương pháp xây dựng ma trận sai số để tính độ tin cậy của Lê Văn Trung (2005) Sử dụng phương pháp xây dựng ma trận sai số để đánh giá độ tin cậy của kết quả phân loại thông qua việc tính toán hai chỉ số độ chính xác toàn cục (T%) và chỉ số Kappa (K).
- T: độ chính xác toàn cục cho bởi ma trận sai số
T = Tổng các đại lượng đường chéo/Tổng các đại lượng của dòng (cột).
- E: đại lượng thể hiện sự mong muốn (kỳ vọng) phân loại chính xác có thể dự đoán trước, nghĩa là E góp phần ước tính khả năng phân loại chính xác trong quá trình phân loại thực sự Giá trị của E được tính theo tích của hàng và cột biên của ma trận sai số (Si+và S+j) nhằm ước tính số pixel được chỉ định vào từng vị trí (Oij) trong ma trận sai số hay thể hiện cơ hội pixel được phân cho từng loại
Bảng 3.3 Bảng tính ma trận sai số phân loại theo Lê Văn Trung (2005)
K-1 Ok-11 Ok-12 … Ok-1k-1 Ok-1k Sk-1+
K Ok1 Ok2 … Okk-1 Okk Sk+
- n: Tổng số pixel trong bộ dữ liệu.
3.4.3.4 Phương pháp tính tương quan (R) đối chiếu kết quả giải đoán với số liệu thống kê
So sánh số liệu diện tích các loại lớp phủ ở thành phố Huế tính toán từ kết quả giải đoán ảnh viễn thám với số liệu thống kê năm 2012 và năm 2022 nhằm xác định sự tương quan và mức độ chênh lệch giữ hai bộ dữ liệu từ đó đánh giá khả năng sử dụng các dữ liệu viễn thám phục vụ nghiên cứu là hoàn toàn đáng tin cậy.
Hệ số tương quan Pearson được sử dụng để xác định mức độ tương quan giữa kết quả giải đoán ảnh viễn thám với số liệu thống kê ở vùng nghiên cứu.
Hệ số tương quan Pearson được tính: R = (3.3)
Trong đó, x là giá trị của kết quả giải đoán, y là giá trị của thống kê Nếu giá trị của R là dương (R >0), thì hai biến x và y cùng biến thiên theo một hướng; nếu giá trị của R là âm (R