Tiểu luận cuối kì thực hành cơ sở viễn thám s

Ảnh viễn thám có ưu điểm là có thể giảiquyết được các công việc mà thông thường quan sát trên mặt đất rất khó khăn,hơn nữa phân tích ảnh để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhanh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝCHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG & ĐẤT ĐAI

TIỂU LUẬN CUỐI KÌ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘTKHOA KHOA HỌC QUẢN LÝCHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG & ĐẤT ĐAI

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ KHU VỰC THÀNH PHỐ ĐÔNG HÀ, TỈNH QUẢNG TRỊ

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Nhất Duy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ

CB CT 1

CBCT 2 Tốt

Tương đối cân đối, hợp lý

Không cân đối, thiếu hợp lý 0.5Nội

Phân tích tương đối rõ ràng tầm quan trọng của vấn đề

Phân tích chưa rõ ràng tầm quan trọng của vấn đề

lý thuyết khá phù hợp

Trình bày quan điểm

lý thuyết tương đối phù hợp

Trình bày quan điểm

lý thuyết chưa phù hợp

và thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất bằng phần mềm viễn thám.

- Nêu được một phần quy trình thực hiện phân loại ảnh vệ tinh

và thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất bằng phần mềm viễn thám.

- Chỉ ra nhưng không phân tích được quy trình thực hiện phân loại ảnh vệ tinh

và thành lập bản đồ hiện lớp phủ mặt đất bằng phần mềm

2.0

- Phân tích được một phần quy trình thực hiện đánh giá biến động lớp phủ khu vực nghiên cứu bằng phương pháp viễn thám.

viễn thám.

- Không phân tích được quy trình thực hiện đánh giá biến động lớp phủ khu vực nghiên cứu bằng phương pháp viễn thám.

còn sai sót nhỏ không gây ảnh hưởng

Tương đối chặt chẽ, logic; có phần chưa đảm bảo, gây ảnh hưởng

Không chặt chẽ, logic

Tương đối phù hợp và đầy đủ

Không phù hợp và đầy

Vài chỗ không nhất quán

Rất nhiều chỗ không nhất quán 0.5

Lỗi chính tả khá nhiều

Lỗi chính tả rất nhiều 0.5

Điểm trung bình

Cán bộ chấm 1 Cán bộ chấm 2

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám phân tích biến động lớp phủ khuvực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng” đã được thực hiện để đáp ứng yêu cầu mônThực hành Cơ sở viễn thám Nội dung của đề tài bao gồm: tổng quan tài liệu, dữliệu và phương pháp nghiên cứu, kết quả nghiên cứu cưới cùng là kết luận và kiếnnghị

MỤC LỤC TÓM TẮT I MỤC LỤC II DANH MỤC VIẾT TẮT VII DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH IX

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về viễn thám và các ứng dụng 3

2.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 6

2.3 Tổng quan phần mềm GRASS GIS 7

CHƯƠNG 3 DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

3.1 Dữ liệu 9

3.1.1 Các đặc trưng cơ bản của vệ tinh Landsat5 và Landsta8 9

3.1.2 Quy trình tìm kiếm và khai thác dữ liệu vệ tinh 14

3.1.3 Phân tích dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8 khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng 16

Dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 5 16

3.2 Phương pháp nghiên cứu 18

3.2.1 Các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh 18

3.2.2 Phương pháp xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh 22

3.2.2 Phương pháp đánh giá biến động sử dụng đất 25

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28

4.1 Xây dựng bộ chìa khóa giải đoán ảnh vệ tinh khu vực huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng 28

4.2 Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ lớp phủ khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc 29

Bảng 4.1 Kết quả diện tích đất và phần trăm các đối tượng năm 1998 48

4.3 Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ lớp phủ khu vực huyện Kế Sách tỉnh sóc Trăng năm 2019 49

Bảng 4.2 Kết quả diện tích đất và phần trăm các đối tượng năm 2019 62

4.4 Quy trình thành lập bản đồ biến động lớp phủ khu vực bằng phương pháp … 63

Các bước thực hiện bản đồ biến động lớp phủ đô thị mở rộng 63

Bảng 4.3 Bảng thống kê diện tích biến động các loại lớp phủ tại huyện Kế Sách năm 1998 - 2019 68

4.5 Phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Kế sách, tỉnh Sóc Trăng giai đoạn 1998 - 2019 69

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 70

5.1 Kết luận 70

5.2 Kiến nghị 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC VIẾT TẮT

RS Remote Sensing (viễn thám)

ĐPGKG Độ phân giải không gian

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Viễn thám được đưa vào ứng dụng ở một số ngành, lĩnh vực từ rất

lâu và mang lại những giá trị quý giá, tuy nhiên đến khoảng 20 năm trở

lại đây các bộ máy tổ chức quản lý của đang dần từng bước ứng dụng

có hiệu quả công nghệ này, việc ứng dụng viễn thám trong quản lý tàinguyên, giám sát môi trường giúp quá trình quản lý trở nên chặt chẽ, tối ưu vàchuyên nghiệp hơn Dữ liệu viễn thám với tính chất đa thời gian, bao phủ trêndiện rộng đã cho phép con người có thể tiếp cận được với những thông tin cậpnhật chính xác để tiến hành nghiên cứu một cách nhanh chóng, hiệu quả tiết kiệmđược thời gian và công sức Trong nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, phươngpháp viễn thám ngày càng tỏ ra ưu thế bởi khả năng cập nhật thông tin và phântích biến động một cách nhanh chóng Ảnh viễn thám có ưu điểm là có thể giảiquyết được các công việc mà thông thường quan sát trên mặt đất rất khó khăn,hơn nữa phân tích ảnh để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhanh hơn và

rẻ hơn rất nhiều so với quan sát ngoài thực địa

Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiềungành, nhiều lĩnh vực từ khí tượng – thủy văn, địa chất, môi trường cho đến nông– lâm – ngư nghiệp, trong đó có theo dõi biến động các loại lớp phủ mặt đất đấtvới độ chính xác khá cao, từ đó có thể giúp các nhà quản lý có thêm nguồn tưliệu để giám sát biến động sử dụng đất Đây được xem như là một trong nhữnggiải pháp cho vấn đề được đặt ra Mặt khác, phương pháp này vẫn chưa được ứngdụng nhiều để thử nghiệm ở khu vực Sóc Trăng huyện Kế Sách

Kế Sách là một là một huyện thược tỉnh Sóc Trăng Với quá trình đô thịhóa và công nghiệp hóa nhanh như hiện nay, diện tích đất nông nghiệp ngày càng

bị thu hẹp và chia cắt, các khu công nghiệp, khu đô thị mới từng bước hìnhthành Sự biến động này có những thuận lợi song cũng có những khó khăn hếtsức phức tạp vì nó tác động đến tất cả các lĩnh vực kinh tế - văn hoá, xã hội, tậpquán của nhân dân Ảnh hưởng do quá trình đô thị hoá mang lại như sự giảm dầncủa các hoạt động nông nghiệp và sự phát triển của các hoạt động phi nôngnghiệp khác, sự gia tăng các vấn đề xã hội, môi trưởng và cả những vấn đề về cơ

sở hạ tầng chưa kịp đáp ứng, các đòi hỏi mới sẽ xuất hiện Do đó, cần phải có sựđịnh hướng, theo dõi, đánh giá, kiểm kê, quản lý sự biến động lớp phủ bề mặtđất.

Đánh giá tình trạng biến động của lớp phủ bề mặt và xem xét tác động đếntài nguyên đất tại huyện Kế Sách Tỉnh Sóc Trăng trong giai đoạn 1998 -2019 trên

cơ sở xử lý ảnh viễn thám, từ đó đưa ra dự báo biến động các lớp phủ Vì vậy đềtài “Ứng dụng viễn thám phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Kế Sáchtỉnh Sóc Trăng” đươc tiến hành nghiên cứu

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu là giám sát sự biến động và thành lập bản đồ lớp phủtại huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng giai đoạn 1998 - 2019 và minh chứng tính hiệu quả củacông nghệ Viễn thám và GIS trong việc đánh giá biến động sử dụng đất của thành phố Thu thập tài liệu thống kê, bản đồ, và tư liệu ảnh vệ tinh vùng nghiên cứu Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ xử lý và đánh giá biến động

Thành lập bản đồ, bảng biểu và biểu đồ về hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến động giữa các thời điểm ở huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng

Đánh giá sự biến động sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ứng dụng viễn thám đánh giá biến động sử dụngđất

Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: Thị xã Đông Hà, tỉnh Quảng Trị

- Phạm vi thời gian: từ năm 1998 - 2019

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về viễn thám và các ứng dụng

2.1.1 Tổng quan về viễn thám

Viễn thám là môn khoa học nghiên cứu việc đo đạc, thu thập thông tin vềmột đối tượng, sự vật bằng cách sử dụng thiết bị đo qua tác động một cách giántiếp (ví dụ như qua các bước sóng ánh sáng) với đối tượng nghiên cứu Viễn thámkhông chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đất hay các hành tinh mà nó còn có thể thăm dòđược cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh Trên Trái Đất, người ta có thể sửdụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thu phát các ảnhviễn thám Viễn thám được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm địa lý, khảo sátđất đai, và hầu hết các ngành khoa học Trái Đất (ví dụ thủy văn, sinh thái học, khítượng học, hải dương học, glaciology, địa chất); nó cũng có các ứng dụng trongquân sự, tình báo, thương mại, kinh tế, kế hoạch và trong các ứng dụng nhân đạo.Phân loại về viễn thám

Sự phân biệt các loại viễn thám căn cứ vào các yếu tố sau:

Loại nguồn phát và tín hiệu thu nhận

Hình dạng quỹ đạo của vệ tinh, độ cao bay của vệ tinh, thời gian còn lạicủa một quỹ đạo

Dải phổ của các thiết bị thu

Có ba phương thức phân loại viễn thám chính là:

Phân loại theo nguồn tín hiệu

Căn cứ vào nguồn của tia tới mà viễn thám được chia làm hai loại hình:Viễn thám chủ động (active): nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị nhântạo, thường là các máy phát đặt trên các thiết bị bay

Viễn thám bị động (passive): nguồn bức xạ là mặt trời hoặc từ các vật chất tựnhiên

Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo

Căn cứ vào đặc điểm quỹ đạo vệ tinh, có thể chia ra hai nhóm vệ tinh là:

Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh có tốc độ góc quay bằng tốc độ góc quay của Trái Đất,nghĩa là vị trí tương đối của vệ tinh so với trái đất là đứng yên

Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực) là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góchoặc gần vuông góc so với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất Tốc độ quay của vệtinh khác với tốc độ quay của trái đât và được thiết kế riêng sao cho thời gian thuảnh trên mỗi vùng lãnh thổ trên mặt đất là cùng giờ địa phương và thời gian thu lặplại là cố định đối với một vệ tinh

Phân loại theo dải sóng thu nhận

Theo bước sóng sử dụng, viễn thám có thế được phân ra thành 3 loại cơ bản:Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại

Trong nhóm này mặt trời chính là nguồn năng lượng chủ yếu Mặt trời cung cấpmột bức xạ có bước sóng ưu thế ở 0,5mm Tư liệu viễn thám thu được trong dảisóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt Tráiđất Các thông tin về vật thể được xác định từ các phổ phản xạ

Viễn thám hồng ngoại nhiệt

Mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bướcsóng 10mm Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám hồng ngoại do chính vậtthể sản sinh ra

Viễn thám siêu cao tần

Viễn thám siêu cao tần sử dụng bức xạ siêu cao tần có bước sóng từ một đến vàichục centimet Nguồn năng lượng sử dụng đối với viên thám siêu cao tần chủ độngđược chủ động phát ra từ máy phát Kỹ thuật ra đa thuộc viễn thám siêu cao tần chủđộng Ra đa chủ động phát ra nguồn năng lượng tới các vật thể, sau đó thu lại đượcnhững bức xạ, tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể

Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám siêu cao tần bị động do chính vậtthể phát ra Bức xạ kế siêu cao tần là bộ cảm thu nhận và phân tích bức xạ siêu caotần của vật thể

nước ngầm và các nghiên cứu về địa chất môi trường Dữ liệu ảnh radar cho phépnghiên cứu cấu trúc địa chất một cách hữu hiệu vì ảnh radar rất nhạy cảm với địahình Tổ hợp dữ liệu viễn thám với dữ liệu địa lý sẽ làm giàu thêm khả năng nghiêncứu các thông tin địa chất cần quan tâm Một số ứng dụng của viễn thám trong địachấtcó thể kể ra như sau:

- Ứng dụng trong nghiên cứu địa mạo: các dạng địa hình được thể hiện rấtrõtrên ảnh viễn thám (địa hình kiến tạo, núi lửa, địa hình sông suối, địa hình tamgiác châu, địa hình thành tạo do cát, thành tạo do băng) và được giải đoán một cáchchính xác

- Cấu trúc địa chất: giải đoán các bề mặt và độ dốc của tầng trầm tích, cácyếu tố uốn nếp, đứt gãy, linearment và chuyển động nâng hạ (dùng ảnh giao thoaradar), các rift núi lửa hiện đại, các cấu trúc vòng, tiêm nhập, bất chỉnh hợp địatầng, các ứng dụng trong nghiên cứu địa động lực

- Nghiên cứu thạch học: định các đá trầm tích, macma, biến chất và thành tạoxen kẽ khác Nghiên cứu trật tự địa tầng và tương quan tuổi

- Ứng dụng trong khai khoáng và khai thác dầu

- Điều tra khảo sát nước ngầm, điều tra địa chất công trình…

Nghiên cứu môi trường: Viễn thám là phương tiện hữu hiệu để nghiên cứumôi trường đất liền ( xói mòn, ô nhiễm), môi trường biển (đo nhiệt độ, màu nướcbiển, gió sóng),

Nghiên cứu khí hậu và quyển khí (đặc điểm tầng ozon, mây, mưa, nhiệt độ quyểnkhí), dự báo bão và nghiên cứu khí hậu qua dữ liệu thu từ vệ tinh khí tượng.Nghiên cứu thực vật, rừng: Viễn thám cung cấp ảnh có diện phủ toàn cầunghiên cứu thực vật theo ngày, mùa vụ, năm, tháng và theo giai đoạn Thực vật làđối tượng đầu tiên mà ảnh viễn thám vệ tinh thu nhận được thông tin Trên ảnh viễnthám chúng ta có thể tính toán sinh khối, độ trưởng thành và sâu bệnh dựa trên chỉ

số thực vật, có thể nghiên cứu cháy rừng qua các ảnh vệ tinh

Nghiên cứu thủy văn: Mặt nước và các hệ thống dòng chảy được hiển thịrất rõ trên ảnh vệ tinh và có thể khoanh vi được chúng Dữ liệu ảnh vệ tinh, đượcghi nhận trong mùa lũ, là dữ liệu được sử dụng để tính toán diện tích thiên tai vàcho khả năng dự báo lũ lụt

Nghiên cứu các hành tinh khác: Các dữ liệu viễn thám thu từ vệ tinh chophép nghiên cứu các vì sao và mặt trăng Điều này khẳng định rằng viễn thám làmột công nghệ và có ứng dụng hết sức rộng lớn vượt ra khỏi tầm trái đất.

2.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu

2.2.1 Vị trí địa lý

Kế Sách là một huyện thuộc tỉnh Sóc Trăng, huyện Kế Sách có tọa độ địa lý

từ 9°14’ đến 9°55’ vĩ độ Bắc và từ 105°30’ đến 106°04’ kinh độ Đông và là cửa ngõphía bắc của tỉnh Sóc Trăng, có ranh giới với 3 tỉnh Vĩnh Long Trà Vinh, , HậuGiang, có vị trí địa lý:

- Phía bắc giáp huyện Trà Ôn, tỉnh Vĩnh Long, có ranh giới tự nhiên là sôngHậu

- Phía đông giáp huyện Cầu Kè, tỉnh Trà Vinh, có ranh giới tự nhiên là sôngHậu

- Phía nam giáp huyện Long Phú và Châu Thành

- Phía tây giáp thành phố Ngã Bảy, các huyện Châu Thành và PhụngHiệp tỉnh Hậu Giang

Toàn huyện có 2 thị trấn và 11 xã, diện tích 352,83 km², dân số 149.174người (vào ngày 1/04/2019)

2.2.2 Điều kiện tự nhiên

Khí hậu

Huyện Kế Sách nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, thờitiết mang nét đặc trưng của vùng đồng bằng sông Cửu Long, là vùng khí hậu nhiệtđới gió mùa, quanh năm nóng ẩm, có chế độ nhiệt cao

Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm 26,8 °C Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối

là 37,8 °C (vào tháng 4 hàng năm); nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là 16,2 °C (vàotháng 12 – 1 hàng năm) Tổng số giờ nắng trung bình hàng năm là 2.342 giờ, bìnhquân 6,5 giờ/ngày

Trong năm, khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng

11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình là 1.846 mm;lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm, trong mùa mưa lượngmưa chiếm trên 90% tổng lượng mưa cả năm, tổng số ngày mưa trung bình là 136ngày/năm

Nhìn chung, các yếu tố khí hậu thời tiết cơ bản thuận lợi cho phát triển sảnxuất nông nghiệp theo hướng đa dạng hóa cây trồng vật nuôi Tuy nhiên, nhữngbiến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra, nhất là vấn đề nước biển dâng sẽ tác độngmạnh đến các vung ven sông Việc kiên cố hóa hệ thống đê sông trên địa bàn KếSách cần được coi trọng trong thời kỳ tới.

Địa hình

Địa hình Kế Sách bằng phẳng, hướng dốc nghiêng dần từ bờ sông Hậu vềphía Tây, cao ở bờ sông, thấp trũng ở nội đồng Độ cao biến thiên từ 0,3 – 1.5m KếSách nằm cạnh dòng sông Hậu có mạng lưới kênh, rạch dày đặc, do đó chịu ảnhhưởng của chế độ thủy văn sông Hậu và bán nhật triều biển Đông

2.3 Tổng quan phần mềm GRASS GIS

Hệ thống hỗ trợ phân tích tài nguyên địa lý (thường được gọi là GRASSGIS ) là một bộ phần mềm hệ thống thông tin địa lý (GIS) được sử dụng để quản lý

và phân tích dữ liệu không gian địa lý, xử lý hình ảnh, sản xuất đồ họa và bản đồ,

mô hình hóa không gian và thời gian và trực quan hóa Nó có thể xử lý raster,vector topo, xử lý hình ảnh và dữ liệu đồ họa

GRASS GIS chứa hơn 350 mô-đun để kết xuất bản đồ và hình ảnh trên mànhình và giấy; thao tác dữ liệu raster và vector bao gồm mạng vector; xử lý dữ liệuhình ảnh đa phương diện; và tạo, quản lý và lưu trữ dữ liệu không gian

Nó được cấp phép và phát hành dưới dạng phần mềm mã nguồn mở và miễnphí theo Giấy phép Công cộng GNU (GPL) Nó chạy trên nhiều hệ điều hành, baogồm OS X, Windows và Linux Người dùng có thể giao tiếp với các tính năng củaphần mềm thông qua giao diện người dùng đồ họa (GUI) hoặc bằng cách cắm vàoGRASS thông qua phần mềm khác như QGIS Họ cũng có thể giao tiếp với cácmô-đun trực tiếp thông qua một shell đặt riêng mà ứng dụng khởi chạy hoặc bằngcách gọi các mô-đun riêng lẻ trực tiếp từ một shell tiêu chuẩn Phiên bản phát hành

ổn định mới nhất (LTS) là GRASS GIS 7, đã có từ năm 2015

Lịch sử Grass Gis

GRASS đã được phát triển liên tục kể từ năm 1982 và có sự tham gia củamột số lượng lớn các cơ quan liên bang của Hoa Kỳ, các trường đại học và cáccông ty tư nhân Các thành phần cốt lõi của GRASS và việc quản lý tích hợp các nỗlực vào các bản phát hành của nó ban đầu được chỉ đạo bởi Phòng thí nghiệmNghiên cứu Kỹ thuật Xây dựng - Quân đội Hoa Kỳ (USA-CERL), một chi nhánhcủa Quân đoàn Công binh Hoa Kỳ, ở Champaign, Illinois USA-CERL đã hoànthành bản phát hành GRASS cuối cùng là phiên bản 4.1 vào năm 1992, đồng thờicung cấp năm bản cập nhật và bản vá cho bản phát hành này đến hết năm 1995

USA-CERL cũng đã viết các thành phần cốt lõi của phiên bản dấu chấm độngGRASS 5.0.

Sự phát triển của GRASS do USA-CERL bắt đầu nhằm đáp ứng nhu cầu củaquân đội Hoa Kỳ về phần mềm quản lý đất đai và quy hoạch môi trường Một độnglực chính là Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia Nền tảng phát triển là Unixchạy trên phần cứng VAX Từ năm 1982 đến năm 1995, USA-CERL dẫn đầu sựphát triển của GRASS, với sự tham gia của nhiều người khác, bao gồm các trườngđại học và các cơ quan liên bang khác USA-CERL chính thức ngừng tham gia vàoGRASS sau khi phát hành 4.1 (1995), mặc dù việc phát triển chỉ giới hạn ở các bản

vá lỗi nhỏ kể từ năm 1993 Một nhóm được thành lập tại Đại học Baylorđể tiếpquản phần mềm, phát hành GRASS 4.2 Vào khoảng thời gian này, một bản chuyểnphần mềm sang Linux đã được tạo ra Năm 1998, Markus Neteler, người đứng đầu

dự án hiện tại, đã công bố việc phát hành GRASS 4.2.1, cung cấp những cải tiếnlớn bao gồm giao diện người dùng đồ họa mới Vào tháng 10 năm 1999, giấy phépcủa phần mềm miền công cộng ban đầu là phần mềm GRASS đã được đổi thànhGNU GPL trong phiên bản 5.0

Kiến trúc của Grass Gis

GRASS hỗ trợ dữ liệu raster và vector trong hai và ba chiều Mô hình dữ liệuvectơ là tôpô, có nghĩa là các khu vực được xác định bởi các ranh giới và trọngtâm; ranh giới không được chồng lên nhau trong một lớp Ngược lại, Tính năngĐơn giản của OpenGIS, định nghĩa vectơ tự do hơn, giống như một chương trìnhminh họa vectơ không tham chiếu địa lý

GRASS được thiết kế như một môi trường trong đó các công cụ thực hiệncác phép tính GIS cụ thể được thực thi Không giống như phần mềm ứng dụng dựatrên GUI, người dùng GRASS được trình bày với một trình bao Unix có chứa mộtmôi trường đã sửa đổi hỗ trợ thực thi các lệnh GRASS, các mô-đun có thời hạn.Môi trường có trạng thái bao gồm các tham số như vùng địa lý được bao phủ vàphép chiếu bản đồ đang được sử dụng Tất cả các mô-đun GRASS đọc trạng tháinày và ngoài ra còn được cung cấp các tham số cụ thể (chẳng hạn như bản đồ đầuvào và đầu ra hoặc các giá trị để sử dụng trong tính toán) khi được thực thi Hầu hếtcác mô-đun và khả năng của GRASS có thể được vận hành thông qua giao diệnngười dùng đồ họa (được cung cấp bởi mô-đun GRASS), như một giải pháp thaythế cho việc thao tác dữ liệu địa lý trong một trình bao

CHƯƠNG 3 DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU3.1 Dữ liệu

3.1.1 Các đặc trưng cơ bản của vệ tinh Landsat5 và Landsta8

3.1.1.1 Vệ tinh landsat 5

Được phát triển bởi NASA, Landsat 5 được phóng từ Căn cứ Không quânVandenberg ở California vào ngày 1 tháng 3 năm 1984, và giống như Landsat 4,mang theo Máy quét đa phương diện (MSS) và các thiết bị Bản đồ chuyên đề(TM) Landsat 5 đã cung cấp dữ liệu hình ảnh Trái đất trong gần 29 năm lập Kỷ lụcGuinness Thế giới cho “Vệ tinh quan sát Trái đất hoạt động lâu nhất”, trước khingừng hoạt động vào ngày 5 tháng 6 năm 2013 Rõ ràng, vệ tinh này đã tồn tại lâuhơn thiết kế ba năm của nó

Quỹ đạo của vệ tinh landsat 5

Quay quanh Trái đất ở độ cao 705 km (438 mi) trong quỹ đạo đồng bộ mặttrời, gần cực (độ nghiêng 98,2 độ)

Trái đất quay quanh 99 phút một lần, mười bốn quỹ đạo một ngày

Có chu kỳ lặp lại 16 ngày với thời gian băng qua xích đạo là 9:45 sáng

(+/-15 phút)

Có được trên hệ thống đường dẫn / hàng của Hệ thống Tham chiếu Toàn

cầu-2 (WRS-cầu-2), với độ chồng chéo (hoặc sidelap) thay đổi từ 7 phần trăm tại Xích đạođến tối đa khoảng 85 phần trăm ở các vĩ độ cực

Tàu vũ trụ landsat 5

Quay quanh Trái đất ở độ cao 705 km (438 mi) trong quỹ đạo đồng bộ mặttrời, gần cực (độ nghiêng 98,2 độ)

Trái đất quay quanh 99 phút một lần, mười bốn quỹ đạo một ngày

Có chu kỳ lặp lại 16 ngày với thời gian băng qua xích đạo là 9:45 sáng

(+/-15 phút)

Có được trên hệ thống đường dẫn / hàng của Hệ thống Tham chiếu Toàn

cầu-2 (WRS-cầu-2), với độ chồng chéo (hoặc sidelap) thay đổi từ 7 phần trăm tại Xích đạođến tối đa khoảng 85 phần trăm ở các vĩ độ cực

Đặc điểm của bộ cảm

TM có 3 kênh nhìn thấy, một kênh cận hồng ngoại và 2 kênh hồng ngoạitrung có độ phân giải 30m, một kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải 120mLandsat TM

BAND 5: 1.55 – 1.75 μm (hồng ngoại trung)

BAND 6: 10.40 – 12.50 μm (hồng ngoại xa/hồng ngoại nhiệt)

BAND 7: 2.08 – 2.35 μm (hồng ngoại trung)

Độ rộng cảnh: 185 km

Độ phân giải không gian: 30 m × 30 m (trừ BAND 6: 120 m × 120 m)

Bộ cảm TM có khả năng quan trắc trên mọt khoảng phổ tương đối rộng(xanh lam đến hồng

ngoại) và do đó, ứng dụng của loại ảnh này cũng rộng hơn:

1 Nghiên cứu nước ven bờ (Band 1)

2 Xác định sự sinh trưởng của thực vật qua độ phản xạ đo ở dải sóng xanhlục (Band 2);

3 Lập bản đồ diệp lục để nghiên cứu sự phân bố của thực vật (Band 3);

4 Xác định đường bờ nước (Band 4);

5 Đo đạc các thông số về mây và tuyết Band 5);

6 Lập bản đồ nhiệt (Band 6);

7 Lập bản đồ thủy nhiệt (Band 7)

Ảnh TM có độ phân giải chung là 30 m Độ phân giải cao có được do các bộ

dò rất nhạy và

nhờ lượng tử hoá 8 bit trong quá trình chuyển đổi từ tương tự sang dạng số(256 mức độ xám) Băng MSS chỉ được lượng tử hoá 6 bít (64 mức độ xám) Điềunày có nghĩa các cảnh TM có số lượng pixel với dải phổ lớn hơn Điều này còn cóthể thấy được qua tốc độ truyền dữ liệu rất cao: 84,9 MB/s

8 có độ phân giải không gian đa quang phổ dài 15 mét và đa phổ 30 mét dọc theomột vùng rộng 185 km (115 dặm)

Quỹ đạo vệ tinh landsat 8

Quay quanh Trái đất theo quỹ đạo đồng bộ mặt trời, gần cực (độ nghiêng98,2 độ)

Đạt được độ cao 705 km (438 mi)

Hoàn thành một quỹ đạo Trái đất cứ sau 99 phút

Có chu kỳ lặp lại 16 ngày với thời gian băng qua xích đạo là 10:00 sáng

Bộ cảm biến

Là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý, hóahọc hay sinh học của môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện đểthu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó

Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môitrường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọingắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin, hay trong điều khiểncác quá trình khác

Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu

dò (Test probe), có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ, và nhiều khi trọn bộ đó lạiđược gọi luôn là "cảm biến" Tuy nhiên trong nhiều văn liệu thì thuật ngữ cảmbiến ít dùng cho vật có kích thước lớn Thuật ngữ này cũng không dùng cho một sốloại chi tiết, như cái núm của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh, dù rằng về mặt hànlâm núm này làm việc như một cảm biến

- Nhìn chung các hệ thống thu nhận ảnh thực hiện 1 quá trình

Cảm biến: biến đổi năng lượng quang học thành năng lượng điện

Tổng hợp năng lượng điện thành ảnh

Độ phân giải không gian

Là khái niệm dùng để phân biệt đối tượng trên mặt đất Là khoảng cách tốithiểu để phân biệt hai đối tượng gần nhau, về bản chất khoảng cách đó là độ lớn tốithiểu của một đối tượng trên mặt đất mà có thể phân biệt được trên ảnh

Độ phân giải không gian phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ phân giải phim ảnh,nămg lực của ống kính, đặc điểm hình ảnh lúc chụp, điều kiện khí quyển, điều kiện

in tráng phim ảnh

- Độ phân giải không gian cao: 0.6 – 4m

- Độ phân giải không gian trung bình: 4 – 30m

- Độ phân giải không gian thấp: > 30m

Độ phân giải thời gian

Là khoảng thời gian được xác định để một vệ tinh quay lại một điểm xácđịnh (chính là chu kỳ chụp lặp của mỗi vệ tinh) Độ phân giải thời gian phụ thuộcvào các yếu tố như: khả năng của vệ tinh và bộ cảm biến, sự chồng chập của cácdải quét, vĩ độ

- Độ phân giải thời gian cao: < 24 giờ – 3 ngày

- Độ phân giải thời gian trung bình: 4 – 16 ngày

- Độ phân giải thời gian thấp: >16 ngày

- Độ phân giải phổ

Là số lượng các băng phổ mà bộ cảm biến có thể thu nhận được Số lượngcác băng phổ không chỉ quan trọng về mặt độ phân giải phổ mà vị trí các bằng phổtrong dải sóng điện từ cũng quan trọng không kém

Độ phân giải bức xạ

Độ nhạy của các bộ cảm biến với độ lớn năng lượng điện từ xác định độphân giải bức xạ Độ phân giải bức xạ của ảnh mô tả khả năng phân biệt sự khácbiệt rất nhỏ trong năng lượng thu được

Trên mỗi ảnh Landsat 8 gồm 11 band ảnh trong đó: 8 band có độ phân giảikhông gian là 30 m, 1 band có độ phân giải là 15 m (kênh toàn sắc – band 8) và 2band có độ phân giải không gian là 100 m Sau khi ảnh được tải về, tiến hành chuẩnhóa và tổ hợp mầu thì ảnh tổ hợp mầu do bộ cảm OLI chụp có độ phân giải khônggian là 30 m

3.1.2 Quy trình tìm kiếm và khai thác dữ liệu vệ tinhBước 1: Vào trang earthexplorer và đăng nhập tài khoản Bước 2: Chọn 4 điểm tỉnh Sóc Trăng

Search from: thời gian Date Sets.

Bước 3: Chọn Landsat → Landsat Collection 1 level 1 → Landsat 8 4-5 TM C1 Level-1 → Results

Bước 4: Download Options → Level-1 GeoTIFF Data Product (904,767 MiB) → Download

3.1.3 Phân tích dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8 khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng

CHƯƠNG 4 Dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 5

Dữ liệu ảnh vệ tinh landsat 8

4.1 Phương pháp nghiên cứu

4.1.1 Các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh

Xử lý thông tin viễn thám cũng có hai phương pháp cơ bản: phân tích bằngmắt và xử lý số Giải đoán bằng mắt (Visual Interpretation) có thể áp dụng cho cảhai dạng tư liệu, song xử lý số (Digital image Processing) thì chỉ áp dụng cho ảnhsố

Phân tích ảnh bằng mắt

Giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết cácthông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh Trong việc xử lý thông tin viễnthám thì giải đoán bằng mắt (visual interpretaion) là công việc đầu tiên, phổ biếnnhất và có thể áp dụng trong mọi điều kiện có trang thiết bị từ đơn giản đến phứctạp Việc phân tích ảnh bằng mắt có thể được trợ giúp bằng một số thiết bị quanghọc Phân tích hay giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt thường hoặc có sự trợ giúpcủa các dụng cụ quang học từ đơn giản đến phức tạp như: kính lúp, kính lập thể,kính phóng đại, máy tổng hợp màu, nhằm nâng cao khả năng phân tích của mắtngười Phân tích ảnh bằng mắt là công việc có thể áp dụng một cách dễ dàngtrong mọi điều kiện và có thể phục vụ cho nhiều nội dung nghiên cứu khác nhau:nghiên cứu lớp phủ mặt đất, nghiên cứu rừng, thổ nhưỡng, địa chất, địa mạo,thuỷ văn, sinh thái, môi trường

Cơ sở để giải đoán bằng mắt là đưa vào các dấu hiệu giải đoán trực tiếphoặc gián tiếp và chìa khoá giải đoán

Phân tích ảnh bằng mắt là công việc tổng hợp, kết hợp nhiều thông số củaảnh, bản đồ, tài liệu thực địa và kiễn thức chuyên môn Dưới đây là tổng hợp một

số nguyên tắc giải đoán ảnh

Xử lý ảnh số

Xử lý ảnh số là sự điều khiển và phân tích các thông tin ảnh dạng số với sựtrợ giúp của máy tính Xử lý ảnh số là một công việc rất quan trọng trong viễn thám và có vai trò tương tự như phân tích ảnh bằng mắt Trong các phần mềm xử

lý, sự phát triển của công nghệ tin học cho phép áp dụng nhiều phép tính toán từ đơn giản đến phức tạp với tốc độ rất cao

Phân loại có kiểm định: Là phân chia một cách có kiểm định các giá trị

DN của các pixel ảnh theo từng nhóm đơn vị lớp phủ mặt đất bằng việc sử dụngmáy tinh và các thuật toán Để thực hiện việc phân loại có kiểm tra, phải tạođược “chìa khoá phân tích phổ” nghĩa là tìm được tính chất phổ đặc trưng chotừng đối tượng lớp phủ mặt đất và đặt tên cho chúng Công việc xác định chìakhoá phân tích phổ được gọi là tạo các vùng mẫu ( hay vùng kiểm tra -trainningareas) Từ các vùng này, các pixel khác trong toàn ảnh sẽ được xem xét và sắpxếp theo nguyên tắc “giống nhất” (Look must like) để đưa về các nhóm đối tượng

đã được đặt tên Phân loại giám sát là phân loại được tuân thủ bởi sự đào tạo củangười điều khiển dựa trên những hiểu biết ngoài thực địa để định các nhóm khiphân loại (gọi là các tập mẫu-training sets ) Các mẫu phân loại được nhận biếtqua vùng mẫu để thành lập các chìa khóa cho giải đoán ảnh Mỗi pixel ảnh tronglớp dữ liệu sau đó được đối sánh về số với các chìa khóa giải đoán được đặt tên

mà chúng có xác xuất thuộc về nhóm lớn nhất Có rất nhiều cách thức để đốisánh giá trị của pixel chưa biết để xắp xếp thành lớp tương ứng với các chìa khóađược giải đoán trong phân loại

Có 4 phương pháp phân loại :

- Phân loại theo khoảng cách gần nhất (nearest distance classified)

- Phân loại theo nguyên tắc ở gần nhất (Nearest neightbour classified)

- Phân loại theo nguyên tắc hình hộp phổ (Box classified)

- Phân loại theo nguyên tắc xác suất giống nhau nhất (maximum likelihoodclassified) đây là phương pháp phân loại hay được sử dụng, có độ chính xác cao.phân loại có giám sát là phương pháp phân loại có sự giám sát của chuyên giadựa trên những hiểu biết về các đối tượng không gian tại khu vực nghiên cứu đểgắn và định ra các mẫu phân loại (singnature classes) Sau khi các lớp này đượcxác định bởi qui định của người phân loại, quá trình phân loại được tiến hành dựa

trên các lớp mẫu phân loại và được thực hiện theo một trong phép phân loại nhưxác suất cực đại, khoảng cách ngắn nhất hoặc phân loại theo hình hộp.

Phân loại không kiểm định: Là việc phân loại thuần tuý theo tính chất phổ

mà không biết rõ tên hay tính chất của lớp phổ đó và việc đặt tên chỉ là tươngđối Khác với phân loại có kiểm tra, phân loại không kiểm tra không tạo các vùngthử nghiệm mà chỉ là việc phân lớp phổ (Chistens) và quá trình phân lớp phổđồng thời là quá trình phân loại Số lượng và tên các lớp được xác định một cáchtương đối khi sánh với tài liệu mặt đất Việc phân loại không kiểm tra cũng gầngiống như việc lọc ngưỡng phổ (Density Slicing) đã nêu ở phần trên Nhữngnhóm phổ được chia ra theo phổ gần giống nhau của chúng dựa trên thuật toánthống kê Đối với ảnh số có cấu trúc số là 8 bit thì giá trị số của một kênh ảnh cókhoảng giá trị từ 0-255 Trong khoảng giá trị số này sẽ chia ra những khoảng giátrị phổ khác nhau theo đặc tính đồng nhất của chúng Số khoảng phổ đồng nhấtnày được gọi là số nhóm phổ, tương ứng với các đối tượng không gian sẽ đượcphân loại Trong qui trình chạy phân loại tự động, để có thể xác định một cáchtương đối số lượng các nhóm phổ, ta cần xem biểu đồ phân bố phổ (histogram)của từng kênh ảnh để có thể tạm thời xác định ra bao nhiêu nhóm phổ khác nhau.Trong phép phân loại không giám sát có các cách tùy chọn khác nhau

Trong đề tài này sử dụng phương pháp có kiểm định cụ thể hơn là phânloại theo nguyên tắc xác suất giống nhau nhất (maximum likelihood classified).đây là phương pháp phân loại hay được sử dụng, có độ chính xác cao

3.2.2 Phân loại dựa trên pixel và phân loại dựa trên đối tượng

Với cách hiểu chung nhất về khái niệm phân loại trong viễn thám, đã có rất nhiềuhướng thực hiện khác nhau để tìm ra lời giải tối ưu cho bài toán phân loại nhằmlấy được một lượng thông tin lớn nhất và có độ chính xác cao làm nguồn dữ liệuphục vụ cho nhiều mục đích thực tiễn khác nhau, trong nhóm đó thành lập bản đồchuyên đề về lớp phủ và lớp hiện trạng sử dụng đất được coi là trọng điểm Tuynhiên, các kết quả nhận được cho đến nay theo đánh giá khả quan nhất cũng chỉxấp xỉ khoảng trên dưới 80%, đó là chưa kể đến trong quá trình thực hiện, việc sửdụng các kiến thức chuyên môn của các chuyên gia (quá trình đoán đọc bằngmắt) đã là một yếu tố tham khảo rất quan trọng Hiện nay, có hai hướng tiếp cậnchủ yếu trong phân loại đó là phân loại dựa trên giá trị phổ của pixel (pixel-basedclassification) và phân loại dựa trên đối tượng (object-based classification), bất

kể việc thực hiện đó theo phương pháp phân loại có kiểm định hay không kiểmđịnh Mỗi cách tiếp cận đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định Phânloại dựa trên pixel là quy trình phân loại truyền thống với các phương pháp như

Maximum likelihood, Nearest distance hay Mahalanobic…Nhóm phương phápnày dựa trên thống kê đặc trưng phổ của từng pixel Phương pháp này sẽ cho kếtquả khá chính xác và chất lượng khá cao Tuy nhiên, vì việc phân loại dựa trênpixel nên ảnh phân loại thường có hiện tượng lẫn pixel, nghĩa là nhiều pixel lẻ tẻnằm trong một lớp phân loại, tạo nên ảnh có dạng muối tiêu Trong khi đó, cácđơn vị sử dụng đất thường là những vùng đồng nhất theo mục đích sử dụng nhấtđịnh Vì vây, hướng phân loại theo đối tượng tỏ ra có ưu thế hơn Bản chất củaquá trình này là việc phân đoạn (segmentation) cho đến khi đạt được các vùngđối tượng trọn vẹn.

Bảng 3.1 So sánh hai cách tiếp cận trong phân loại

Phép phân loại dựa vào pixel Phân loại dựa trên đối tượng

- Nhận biết sự thay đổi phổ trên các

pixel, từ đó phân loại các đối tượng

dựa trên sự khác biệt đó

- Gộp các pixel tương tự nhau thành một đối tượng, sau đó tiến hành phân loại đối tượng đó

- Hiệu chỉnh dữ liệu ảnh do các ảnh

hưởng của khí quyển

- Yếu cầu các thông tin liên quan

đến dữ liệu ảnh như góc chiếu mặt

trời, góc chụp…

- Thực hiện phân cấp ảnh (segmentation)

- Trực tiếp thực hiện trên ảnh cho đếnkhi

xuất hiện các vùng đối tượng nhỏ riêng biệt thích hợp với mục đích phân loại

- Cơ sở phân loại dựa trên thông tin

về giá trị phổ theo từng kênh phổ

của ảnh

- Dựa trên tất cả các kênh phổ thích hợp của ảnh, các đặc trưng như độ sáng, cấu trúc, mối quan hệ với ngữ cảnh…có thể được sử dụng để đặt thông số trong quá trình phân loại

- Khâu phân loại chỉ được thực hiện - Từng bước quá trình phân loại được

3.2.2 Phương pháp xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh

Trong quá trình giải đoán, ngoài việc phân tích các yếu tố riêng lẻ cũngxem xét đến sự tập hợp trong không gian của từng nhóm yếu tố Sự tập hợp đó cóthể tạo nên một dạng hay một kiểu địa hình, từ đó giúp cho người giải đoán cóthể hiệu chỉnh, loại bỏ những sai sót và nâng cao độ chính xác Tập hợp các yếu

tố giải đoán được gọi là chìa khoá giải đoán ảnh

Dấu hiệu trực tiếp

Hình dạng (shape): là hình dáng, cấu trúc hoặc đường nét chung của mộtvật thể riêng biệt Hình dạng có thể là dấu hiệu vô cùng quan trọng cho công tácđiều vẽ Hình dạng đường thẳng và các ô điển hình mô tả các đối tượng là thànhphố hoặc ruộng đồng, trong khi các yếu tố tự nhiên như bìa rừng thường có hìnhdạng không đều, trừ những nơi con người tạo ra hoặc phát quang.Trang trại hoặckhu đất trồng có hệ thống tưới tiêu thường hiện trên ảnh dạng hình tròn

Hình mẫu (pattern): là sự sắp xếp về mặt không gian của các vật thể có thểnhìn thấy rõ sự lặp lại một cách điển hình và có thứ tự của các tông màu và cấutrúc sẽ tạo nên mẫu đặc thù và cuối cùng có thể nhận dạng được Các vườn cây

ăn quả với các cây được trồng cách xa đều nhau và các đường phố trong thànhphố với những ngôi nhà cách đều nhau là những ví dụ điển hình về mẫu hình

Kích thước (size): là thông số về đô µ lớn, đô µ dài, đô µ rô µng của đối tượng.Kích thước liên quan đến tỷ lê µ của ảnh Kích thước của vật thể trong ảnh là hàm

tỷ lệ Ðiều quan trọng là đánh giá kích thước của đối tượng trong mối tương quanvới các vật thể khác tại thực địa, cũng như kích thước chính xác để hỗ trợ cho

việc điều vẽ đối tượng đó Việc ước lượng nhanh kích thước đối tượng có thểgiúp quá trình điều vẽ có kết quả nhanh tương ứng Ví dụ, nếu một người điều vẽphải phân biệt các khu vực sử dụng đất, và đã nhận dạng một vùng với rất nhiềutoà nhà trong đó, những khu nhà lớn như nhà máy hoặc nhà kho sẽ làm liêntưởng đến cơ sở kinh doanh, trong khi những khu nhà nhỏ sẽ cho thấy khu dâncư.

Màu: là mô µt chuẩn rất tốt trong viê µc xác định các đối tượng, màu của đốitượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp cho người giải đoán có thể phân biê µt đượcnhiều đối tượng có đă µc điểm tone ảnh tương tự nhau trên ảnh đen trắng

Bóng địa vật (shadow): là phần bị che lấp, không có ánh sáng Mă µt trờichiếu tới, do đó không có ánh sáng phản hồi tới thiết bị thu Bóng thường đượcthể hiê µn bằng tone ảnh đen trên ảnh đen trắng và màu xẫm đến đen tên ảnh màu.Cấu trúc (texture): là cách sắp xếp và tần số xuất hiện của mức độ thay đổi

về sắc thái trong các vùng cụ thể trên ảnh cấu trúc ghồ ghề gồm có sắc thái vằnkhi các mức độ của màu xám thay đổi đột ngột trong khu vực nhỏ, trong khi cấutrúc nhẵn có rất ít sự thay đổi về tông màu cấu trúc nhẵn thường là kết quả củaviệc đồng đều, bề mặt bằng phẳng như đồng ruộng, đường nhựa hoặc bãi cỏ Đốitượng có bề mặt ghồ ghề và cấu trúc không đều như tán rừng dẫn đến hình dángcấu trúc gồ ghề trong ảnh cấu trúc là một trong những yếu tố quan trọng nhất đểphân biệt các đặc tính trong ảnh ra-đa

Vị trí (site): vị trí của đối tượng trong không gian địa lý của vùng nghiêncứu là thông số rất quan trọng giúp cho người giải đoán có thể phân biê µt đốitượng

Dấu hiệu tổng hợp

Dấu hiệu tổng hợp: là sự liên kết giữa các vật thể hoặc đặc tính có thể nhậndạng khác với đối tượng đang được chú ý Dấu hiệu tổng hợp cùng với các dấuhiệu khác có thể cung cấp thông tin cho việc nhận dạng các đặc tính mong muốn

dễ dàng hơn

Địa hình: địa hình cho phép phân biê µt sơ bô µ các yếu tố trên ảnh, từ đóđịnh hướng rất rõ trong phân tích

Dạng địa hình: núi đá vôi, đồng bằng, đồi sót, dãy ven biển, …

Kiểu địa hình: dãy núi thấp cấu tạo bởi núi đá vôi, đồng bằng đồi, đồngbằng phù sa sông, đồng bằng bãi triểu …

Thực vâ µt: sự phân bố của mô µt kiểu thảm và đă µc điểm của nó là mô µt dấuhiê µu hết sức quan trọng để phân biê µt đối tượng khác nhau như các dạng địa hình.Hiê µn trạng sử dụng đất: đây vừa là mục tiêu vừa là dấu hiê µu trong giảiđoán bằng mắt Hiê µn trạng sử dụng đất cung cấp những thông tin quan trọng đểxác định các đối tượng khác.

Mạng lưới thủy văn, sông suối: là mô µt dấu hiê µu quan trọng hàng đầu trongphân tích ảnh Mạng lưới sông suối có quan hê µ mâ µt thiết với dạng địa hình, đô µdốc lớp vỏ phong hóa, nền thạch học, mạng lưới thủy văn là sản phẩm quá trìnhtác đô µng của dòng nước chảy trên mă µt với vâ µt chất nền

Hê µ thống các khe nứt và các yếu tố dạng tuyến: những thông số của hê µthống khe nứt cần được xem xét đến là: hướng mâ µt đô µ, hình dạng, đô µ lớn Hê µthống này có thể liên quan đến các kiểu đứt gãy, khe nứt lớn của đá cứng Là mô µtyếu tố quan trọng để xác định và phân biê µt nhiều bởi đối tượng đồng thời cũng làthông số để đánh giá đối tượng

Việc xây dựng khóa giải đoán cho ảnh viễn thám được dựa trên các nguyêntắc và những dấu hiệu như đã phân tích ở trên Bên cạnh đó, có tham khảo và đốichiếu với các tư liệu bản đồ như: bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng sử dụngđất Công đoạn đầu tiên là xác định bản chú giải của bản đồ chuyên đề cần thànhlập, bản chú giải này được đưa ra từ việc nghiên cứu bản đồ địa hình, bản đồ hiệntrạng sử dụng đất và ảnh viễn thám cộng với nghiên cứu tìm hiểu đặc điểm điềukiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu Công đoạn tiếp theo là công tác nộinghiệp, đây là công tác giải đoán các lớp đối tượng trong phòng theo các lớp đốitượng trong bảng chú giải đã được xác định ở trên Sau khi hoàn thành công tácnội nghiệp sẽ đến công đoạn điều tra khảo sát thực địa để kiểm chứng kết quảgiải đoán và bổ sung thông tin cho những đối tượng chưa xác định rõ được ởcông tác nội nghiệp

4.1.2 Phương pháp đánh giá biến động sử dụng đất

Nghiên cứu biến động theo thời gian (Multitemporal Change) là mộthướng nghiên cứu cần thiết của nhiều lĩnh vực điều tra, quản lí tài nguyên, môitrường Các loại tư liệu viễn thám đa phổ, đa thời gian cho phép ta quan sát vàxác định nhanh chóng vị trí và quá trình biến động lớp phủ mặt đất Với sự hỗ trợcủa công nghệ GIS, chúng ta có thể xử lí biến động của các lớp thông tin ở cảdạng raster và vector Các kết quả có được từ phân tích tư liệu viễn thám cùngvới sự tích hợp thông tin kinh tế-xã hội trong môi trường GIS giúp cho người sửdụng nhận định được nguyên nhân và xu thế của các loại hình biến động mộtcách nhanh chóng và chính xác

Nghiên cứu biến động bằng viễn thám và GIS hiện nay có các phương pháp sau:

- Phương pháp nhận biết sự thay đổi phổ: Về bản chất, phương pháp này

sử dụng các kĩ thuật khác nhau để từ hai ảnh ban đầu đã được nắn chỉnh hìnhhọc, tạo nên một kênh hay nhiều kênh ảnh mới có thể hiện sự thay đổi phổ Kếtquả phương pháp này mang lại một ảnh thể hiện rõ những khu vực có thay đổi vàkhông thay đổi cũng như mức độ thay đổi Những lớp biến động sẽ có khác biệtphổ so với các lớp không biến động, nhờ đó phân loại được các lớp có biến động

- Phương pháp phân tích vector biến động: Phương pháp này dựa trên hướng biến động của các vector thông tin của từng pixel trên ảnh Khi vector thông tin này thay đổi (tăng lên hoặc giảm đi) nghĩa là giá trị độ xám của đối tượng đó trên ảnh cũng thay đổi, và như vậy nghĩa là đối tượng đó có sự biến động theo thời gian

- Phương pháp nghiên cứu biến động sau phân loại: Các ảnh ở các thờiđiểm khác nhau được phân loại và kết quả phân loại sẽ được so sánh trực tiếpbằng cách tạo ảnh chéo (crossing image) Để việc áp dụng phương pháp này cókết quả chính xác và tiện so sánh, việc phân loại phải thực hiện theo nguyên tắchai cùng: cùng hệ thống phân loại và cùng phương pháp phân loại, và tốt nhất làphải thực hiện việc phân loại trên cùng một phần mềm Nguyên tắc đánh giá sựbiến động của hai ảnh đã phân loại là dựa vào ma trận biến động

- Phương pháp nghiên cứu biến động sau phân loại: Vì kết quả phân loại trên ảnh có thể chưa đạt độ chính xác hoàn toàn, nên ảnh phân loại cần được chuyển sang vector để hiệu chỉnh kết quả Đến đây, việc phân tích biến động lại dựa vào kết quả chồng xếp hai lớp vector của hai thời điểm Việc chồng xếp này dựa vào các chức năng phân tích không gian của GIS Chức năng cơ bản nhất trong việc phân tích biến động chính là chức năng Intersection.

Ở đề tài nàyem chọn phương pháp phân tích sau phân loại kết hợp với phântích biến động theo bản đồ để đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất huyện KếSách tỉnh Sóc Trăng

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

5.1 Xây dựng bộ chìa khóa giải đoán ảnh vệ tinh khu vực huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng

Bảng 4.1 Bộ chìa khóa giải đoán ảnh vệ tinh….khu vực

STT Tọa độ Loại

lớp phủ

Hình ảnh vệ tinh (trên ảnh Landsat)

Hình ảnh thực tế (chấp nhận hình Googgle Satellite)

Mô tả đặc điểm mẫu ảnh

1 9.816862,

105.815629

trắng, xám, đỏ

Màu nâu

4 9.913717,

105.543451

Nông nghiệp

Màu xanh

5 9.609028,

106.016366

xanh đậm

5.2 Ứng dụng viễn thám thành lập bản đồ lớp phủ khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng năm 1998

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

Nghiên cứu ở Việt Nam

Ở khu vực thành phố Huế, trong đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của quátrình chuyển dịch đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp trên địa bàn thànhphố Huế, giai đoạn 2006 – 2010” (Nguyễn Thị Phương Anh và nnk., 2012), tácgiả đã đánh giá mức độ tác động của sự chuyển dịch đất nông nghiệp sang phinông 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 chỉdùng 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 bảngbiểu, chưa có đầu ra trực quan bằng hệ thống các bản đồ Ở khu vực Thành phốHuế vẫn chưa có đề tài nào sử dụng các công cụ về viễn thám và GIS để đánh giábiến động lớp phủ mặt đất

Nghiên cứu trên thế giới

Trên phạm vi thế giới, các đề tài nghiên cứu về sự biến động loại hình sửdụng đất nhằm phân tích, đánh giá, dự báo sự phát triển đã được ứng dụng khárộng rãi Trong đề tài "Remote sensing-based quantification of land-cover andland-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 mangtính định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đấtdựa vào cơ sở viễn thám Theo đó, tùy vào trường hợp mà ta sử dụng các phươngpháp theo thuyết xác định hay dựa vào kinh nghiệm Một điểm đáng chú ý mà tácgiả có đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu thu thậpphải có cùng đặc điểm (về không gian, về độ phân giải phổ, ), dữ liệu phải đạtđược những tiêu chuẩn nhất định về bóng mây hay sương mù, dữ liệu thu thậpphải cùng khu vực nghiên cứu Trong nghiên cứu “Land Use/ Land CoverChanges Detection And Urban Sprawl Analysis” (M Harika, et al., 2012) đãđánh giá sự biến động loại hình sử dụng đất/bề mặt đất tại các thành phốVijayawada, 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 chuỗiMarkov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổi trong tương lai.

Thành lập lớp phủ khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng năm 1998