Bước đầu thử nghiệm công nghệ GIS trong vấn đề theo dõi biến động sử dụng đất

Bước đầu thử nghiệm công nghệ GIS trong vấn đề theo dõi biến động sử dụng đất

Mục lục:

Trang

Lời mở đầu

Chương 1: Cơ sở thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.1 Khái niệm về bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.3 Cơ sở toán học của bản đồ

1.4 Nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.5 Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Chương 2: Cơ sở khoa học của Viễn thám và GIS trong thành

lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

2.1.5 Một số quy luật phản xạ phổ của các đối tượng sử dụng đất ở Việt

Nam thể hiện trên ảnh tổ hợp màu giả (FCC-RGB)

2.1.6 Những ưu thế của phương pháp Viễn thám

2.2 Đặc điểm của ảnh vệ tinh

2.2.1 Cấu trúc của ảnh vệ tinh

2.2.2 Các dạng tư liệu Viễn thám

2.2.3 Những ưu thế và hạn chế của ảnh vệ tinh

2.3 Các kỹ thuật xử lý ảnh số

2.3.1 Kỹ thuật chỉnh, khôi phục hình ảnh

2.3.2 Kỹ thuật tăng cường, làm nổi bật hình ảnh trong xử lý ảnh số

2.3.3 Kỹ thuật tách chiết thông tin

3.2 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Kim Sơn năm 1995 và

năm 2001

3.2.1 Quy trình các bước thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện

Kim Sơn trên cơ sở sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với các tài liệu khác 3.2.2 Nội dung các bước thực hiện

3.3 Đánh giá tình hình sử dụng đất huyện Kim Sơn năm 1995

3.4 Đánh giá tình hình sử dụng đất huyện Kim Sơn năm 2001

Chương 4: Nghiên cứu tình hình biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001

4.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất

4.2 Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn

1995-2001

4.3 Đánh giá tình hình biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001

4.4 Nhận xét xu hướng sử dụng đất huyện Kim Sơn trong những năm sắp tới

Lời cảm ơn

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa địa lý, các bạn cùng lớp và các bạn sinh viên trong khoa đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình học tập Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Ngọc Thạch, thầy Trần Quốc Bình, Trung tâm Viễn thám thuộc bộ tài nguyên và môi trường đã hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình nghiên cứu, học tập cũng như trong quá trình hoàn thành bản khoá luận này

Người thực hiện Sinh viên: Nguyễn thị Xuân Lớp : Địa chính-Khoa Địa Lý-K45

Lời mở đầu

1.Tính cấp thiết của đề tài

Phát triển là qui luật tất yếu của tự nhiên và xã hội Con người là thành viên của xã hội, chính vì vậy mà con người cũng không thể nằm ngoài quy luật đó Xu hướng của con người là ngày càng tiến đến một cuộc sống sao cho tiện nghi nhất, tự động hoá nhiều nhất Để đạt được điều đó con người không ngừng tìm tòi, nghiên cứu ra những công nghệ mới Công nghệ Viễn Thám và GIS là một trong những thành quả nghiên cứu của con người phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung, và trong lĩnh vực quản lý tài nguyên đất đai nói riêng

Đối với những nhà quản lý đất đai, đặc biệt là cán bộ địa chính thì việc nắm được tình hình sử dụng đất của khu vực mình quản lý là rất quan trọng, không những vậy

để quản lý được đất đai họ còn phải nắm được quy luật hình thành, phát triển cũng như những biến động sử dụng đất trong những năm khác nhau

Bản đồ sử dụng đất là công cụ phục vụ đắc lực cho công tác quản lý đất đai Nó cung cấp đầy đủ các thông tin hiện thời về tình hình sử dụng đất, nó cũng là căn cứ pháp lý để nhà nước quản lý đất đai bằng quy hoạch và pháp luật

Bản đồ biến động sử dụng đất là bản đồ cung cấp thông tin về những biến động tình hình sử dụng đất của cùng một khu vực tại hai thời điểm khác nhau Loại bản đồ này giúp cho những nhà quản lý tìm ra được quy luật phát triển của các lớp thông tin trên một đơn vị đất đai từ đó đưa ra được các quyết định đúng

Bản đồ sử dụng đất ở các cấp tỉnh, huyện, xã trước đây được thành lập chủ yếu bằng các phương pháp truyền thống, tốn rất nhiều thời gian, sức lực, kinh phí và việc phải thường xuyên phải cập nhật, điều chỉnh biến động tiến hành rất khó khăn

Hiện nay vấn đề sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với công nghệ tin học đặc biệt là công nghệ Viễn thám và GIS trong công tác thành lập bản đồ đã hạn chế được rất nhiều những khó khăn về kinh phí cũng như thời gian thành lập bản đồ Mặt khác,

do tính chất đa thời gian của Viễn thám mà thông tin được tách chiết, từ tư liệu Viễn thám có khả năng phản ánh khách quan và đảm bảo tính thời sự, rất thuận lợi cho việc nghiên cứu biến động

2.Mục đích của đề tài

Viễn Thám và GIS là một lĩnh vực còn khá mới mẻ ở Việt Nam nhưng những công dụng của Viễn Thám và GIS thì không thể phủ nhận được Tuy vậy việc khai thác hết những tính năng của công nghệ này thì ở Việt Nam còn nhiều hạn chế

Chính vì vậy mục đích của đề tài là bước đầu nghiên cứu thử nghiệm công nghệ

Viễn thám –GIS trong vấn đề theo dõi biến động sử dụng đất

3.Nhiệm vụ của đề tài

Chọn ảnh vệ tinh và những tài liệu có liên quan của khu vực cần nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến động sử dụng đất

- Nghiên cứu phương pháp giải đoán ảnh trong phòng và kiểm tra ngoài thực địa

- Nghiên cứu công nghệ xử lý ảnh, công nghệ thành lập bản đồ

- Xử lý tài liệu, số liệu thu thập được

- Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất dựa trên cơ sở công nghệ viễn thám và công nghệ bản đồ số

- Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trên cơ sở công nghệ viễn thám và GIS

- Thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất của huyện Kim Sơn năm 1995

- Thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất của huyện Kim Sơn năm 2001

- Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001

- Bảng ma trận về biến động sử dụng đất giai đoạn 1995-2001

6 Bố cục của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, khoá luận tốt nghiệp được trình bày trong

4 chương

Chương 1: Cơ sở thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Chương 2: Cơ sở khoa học của phương pháp Viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất

Chương 3: Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng công nghệ Viễn thám và GIS

Chương 4: Nghiên cứu tình hình biến động sử dụng đất huyên Kim Sơn giai đoạn 1995-2001

Chương 1 Cơ sở thành lập Bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.1 Khái niệm về bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ chuyên đề được thành lập theo đơn vị hành chính các cấp, trên đó thể hiện chính xác và đầy đủ về vị trí, ranh giới, số lượng diện tích, các loại hình sử dụng đất…các loại đất trong thực tế, các nội dung khác của bản đồ được quy định tuỳ theo tỉ lệ, mục đích sử dụng của bản đồ.(3)

1.2 Mục đích và yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

- Thể hiện được hiện trạng sử dụng đất đến ngày 1/10 hàng năm

- Đạt được độ chính xác cao và miêu tả chi tiết tương đương với tỉ lệ bản đồ

- Khi thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải chú ý đến tính kinh tế và tính pháp lý

- Đáp ứng tính đồng bộ và hiệu qủa các yêu cầu cấp bách của công tác thống kê, kiểm kê và quy hoạch sử dụng đất

1.3 Cơ sở toán học của bản đồ

1.3.1 Hệ quy chiếu và lưới chiếu bản đồ

Lưới chiếu toạ độ phẳng là bài toán biến đổi các yếu tố hình học trên mặt quy chiếu về mặt phẳng Hai yêu cầu cơ bản để lựa chọn lưới chiếu là phải đảm bảo tính

đồng dạng hình học sau khi chiếu và tỷ lệ biến dạng chiều dài có thể bỏ qua được so với các sai số cho phép của bản đồ cơ bản Về mặt lý thuyết, có rất nhiều lưới chiếu mặt phẳng thoả mãn điều kiện này Tuy nhiên, khi chọn lưới chiếu cho phù hợp với lãnh thổ, người ta còn chú ý tới các yếu tố sau:

- Mục đích, nhiệm vụ, hình thức sử dụng bản đồ

- Đặc điểm lãnh thổ cần thành lập bản đồ (vị trí địa lý, kích thước, hình dạng lãnh thổ…)

- Tỷ lệ, nội dung, độ chính xác của bản đồ

Yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất là phải thể hiện được hiện thực về hiện trạng sử dụng các loại đất, do đó việc lựa chọn lưới chiếu phải dựa trên các nguyên tắc sau:

1 Đảm bảo tính phù hợp nhất với lãnh thổ nước ta

2 Đảm bảo độ chính xác nhất trong khả năng có thể

3 Đảm bảo tính phù hợp với hệ quy chiếu quốc gia

4 Đảm bảo tính thuận tiện cho chỉnh lý các số liệu đo đạc-bản đồ

5 Đáp ứng cho mục đích và yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ HTSDĐ ở nước ta sử dụng phép chiếu bản đồ giữ góc không đổi, cụ thể là phép chiếu Gauss-Kruger, UTM với tỷ lệ biến dạng chiều dài cho phép đối với bản đồ tỷ lệ trung bình là 0.1%(1km có biến dạng chiều dài là 1m) và 0.01% (1km

có biến dạng chiều dài là 10cm) đối với bản đồ tỷ lệ lớn

Phép chiếu Gauss-Kruger có đường kinh tuyến trung ương nằm giữa khu vực chiếu, không bị biến dạng chiều dài, càng xa kinh tuyến trung ương biến dạng này càng lớn Vì vậy với phép chiếu bản đồ Gauss-Kruger được chia thành nhiều múi chiếu để hạn chế biến dạng cho phù hợp với bản đồ cần thành lập Phép chiếu UTM,

về bản chất tương tự như phép chiếu Gauss-Kruger, nhưng độ biến dạng nhỏ hơn và

có tính thống nhất cao theo chuẩn quốc tế

1.3.2 Bố cục của bản đồ

Đảm bảo thể hiện tốt nhất ý tưởng của bản đồ, đảm bảo tính mỹ thuật và thuận tiện cho xây dựng, sử dụng và bảo quản chúng cũng như các điều kiện kỹ thuật khác như kích thước giấy in, khuôn máy in…

Bản đồ hiện trạng sử dụng được xây dựng theo đơn vị hành chính các cấp, nên phải bảo đảm lãnh thổ cần xây dựng bản đồ nằm ở trung tâm của mảnh và kích

thước của mỗi mảnh bản đồ không vượt quá khuôn khổ tờ giấy A0 Tên của mỗi mảnh bản đồ là tên của đơn vị hành chính tương ứng và có đầy đủ chú giải về loại hình sử dụng đất

1.3.3 Tỷ lệ bản đồ

Tỷ lệ bản đồ phản ánh độ chính xác, mức độ chi tiết và mức độ đầy đủ của bản đồ Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất (HTSDĐ) được xác định theo các căn cứ sau:

* Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ HTSDĐ

* Quy mô diện tích tự nhiên, hình dạng và kích thước khu vực thành lập bản

đồ

* Mức độ phức tạp và khả năng khai thác sử dụng đất

* Phù hợp với tỷ lệ bản đồ quy hoạch phân bố sử dụng đất cùng cấp

* Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để thể hiện đầy đủ nội dung HTSDĐ

* Không cồng kềnh, tiện lợi khi xây dựng và dễ cho sử dụng bản đồ, phù hợp tiền vốn, vật tư kỹ thuật, máy móc và trình độ chuyên môn của địa phương

Với những căn cứ trên, tỷ lệ bản đồ HTSDĐ được quy định cho các cấp như sau:

* Cấp xã, phường, thị trấn: Tỷ lệ là 1:2000; 1:5000; 1:10.000

* Cấp huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh: Tỷ lệ 1:10.000; 1:25.000

Một số yêu cầu về độ chính xác bản đồ được xác định thông qua những yếu

tố đặc trưng sau:

-Về diện tích: Diện tích khoanh đất tối thiểu trên bản đồ phải ≥10mm2 đối với bản đồ HTSDĐ cấp xã, ≥4mm2 đối với bản đồ HTSDĐ cấp huyện, cấp tỉnh và cả nước thì phải đạt độ chính xác như qui định

+ Trên bản đồ HTSDĐ cấp xã thì sai lệch diện tích khoanh đất trên bản đồ so với thực địa không vượt quá 5%

+ Trên bản đồ HTSDĐ cấp huyện không vượt quá 10%

- Bản đồ phải được trình bày (màu sắc, lực nét, kích thước…) đúng theo quy

định của tập ký hiệu bản đồ HTSDĐ năm 1995 của Tổng Cục Địa Chính

1.4 Nội dung của bản đồ HTSDĐ

1.4.1 Yêu cầu đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất.(3)

Xác định nội dung bản đồ là công việc quan trọng nhất trong quá trình xây dựng bản đồ, bao gồm:

- Liệt kê các yếu tố nội dung bản đồ

- Xác định hệ thống phân loại, các thuộc tính cho yếu tố nội dung

- Xác định hệ thống ký hiện bản đồ

- Xác định các phương pháp thể hiện và các quy định kỹ thuật đối với các yếu

tố nội dung

Nội dung bản đồ HTSDĐ phải đáp ứng được yêu cầu, tỷ lệ bản đồ đặt ra Bản

đồ phải thể hiện được đầy đủ các tính chất sử dụng đất phù hợp với biểu mẫu thống

kê nhằm cung cấp cho người sử dụng đất những thông tin về hiện trạng sử dụng đất

được thể hiện trên bản đồ về các mặt như: Vị trí, hình dạng, kích thước, số lượng, loại hình sử dụng đất của các khoanh đất

Bản đồ HTSDĐ các cấp phải thể hiện toàn bộ quỹ đất đai trong địa giới hành chính Mức độ chi tiết của nội dung và các tiêu chuẩn thể hiện trên bản đồ cũng như

hệ thống ký hiệu, phương pháp thể hiện nội dung của bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, mục đích của bản đồ thành lập

1.4.2 Những yếu tố nội dung chính

1 Các yếu tố nền cơ sở địa lý

• Bản đồ nền

Bản đồ nền dùng để xây dựng bản đồ HTSDĐ được Trung ương (Tổng Cục

Địa Chính) cung cấp từ trên xuống, thống nhất trong cả nước Bản đồ nền phải đảm bảo các yêu cầu sau :

♦ Bản đồ nền phải là bản đồ địa hình có toạ độ thống nhất, có cơ sở toán học,

tỷ lệ thống nhất với bản đồ địa hình nhà nước hiện hành

♦ Phải có đầy đủ hệ thống ranh giới hành chính các cấp theo quy định của nhà nước

♦ Bản đồ của từng cấp hành chính phải có đầy đủ các yếu tố nội dung về địa giới, hệ thống giao thông, thuỷ văn, các điểm cư dân, địa hình

♦ Tỷ lệ bản đồ nền phù hợp với tỷ lệ bản đồ HTSDĐ

Bản đồ nền dùng để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất các cấp (xã, huyện, tỉnh, cả nước) là các tài liệu bản đồ đo vẽ trực tiếp mặt đất hoặc các tài liệu bản đồ được xây dựng bằng phương pháp gián tiếp (ảnh hàng không, ảnh viễn thám)

Đối với các địa phương không có hai loại bản đồ nền trên, nhưng đã có tài liệu bản đồ xây dựng theo chỉ thị 364 thì bắt buộc dùng bản đồ này làm nền để xây dựng bản đồ HTSDĐ

Trong trường hợp không có cả hai nguồn bản đồ nêu trên thì có thể sử dụng các loại bản đồ sau để xây dựng bản đồ HTSDĐ

Đối với cấp xã và tương đương

Đối với cấp huyện và tương đương

- Những huyện khi thành lập bản đồ ở tỷ lệ 1:10.000; 1:25.000 mà huyện đó

đã có đầy đủ bản đồ tương đương thì can lại, có lược bỏ các yếu tố như suối, kênh nhỏ, đường đất đồng bằng, lược bỏ địa vật không cần thiết, chỉnh lý các yếu tố địa danh, giao thông, sông, ngòi…(Nếu thay đổi) theo tài liệu mới nhất của huyện, thị xã

- Vùng không có bản đồ địa hình ở tỷ lệ 1:10.000; 1:25.000 để sử dụng làm bản đồ nền thì có thể sử dụng bản đồ địa hình ở tỷ lệ 1:50.000 hay 1:25.000 thu phóng về tỷ lệ thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện và có lược bỏ, chỉnh lý các yếu tố nội dung đã bị biến đổi

- Những vùng không có các loại bản đồ trên mà có bản đồ ảnh ở tỷ lệ khoảng 1:25.000 thì cũng có thể sử dụng các yếu tố cần thiết để làm bản đồ nền

Đối với cấp tỉnh và tương đương

- Bản đồ nền để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh có thể dùng các loại bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, bản đồ tỷ lệ 1:200.000 có thể thu về tỷ lệ cần thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh theo quy định

Cấp toàn quốc

- Để có thể sử dụng bản đồ nền cho xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cho toàn quốc có thể sử dụng bản đồ tỉ lệ 1:250.000 và 1:1000.000

• Các yếu tố cơ sở địa lý:

* Các yếu tố hành chính, kinh tế, văn hoá và xã hội

+ Đối với cấp xã và tương đương: Gồm trụ sở UBND xã, phường, thị trấn, các vật độc lập có ý nghĩa kinh tế chính trị văn hoá xã hội như: (đình, chùa, chợ, trường học…) Tên xã, huyện, thôn ấp, bản, các sông lớn, các dãy núi

+ Đối với cấp huyện và tương đương: Gồm trung tâm huyện lỵ, UBND xã, phường, thị trấn, các địa vật đặc trưng như: Đình chùa… Ghi chú địa danh trên bản

đồ như sông, suối, tên đường chính, tên xã và một số điểm dân cư quan trọng…

+ Cấp tỉnh và tương đương: Gồm UBND tỉnh, UBND huyện, đình, chùa…Ghi chú địa danh trên bản đồ bao gồm tên sông suối chính, tên đường quốc lộ, tên thành phố, tỉnh, huyện, thị xã, tên hồ lớn

+ Cấp tỉnh và cả nước: Thể hiện sông, suối, kênh mương chính, ao hồ lớn, các công trình đầu mối quan trọng, ở những vùng ít sông suối thì thể hiện chi tiết hơn

* Mạng lưới giao thông:

+ Đối với cấp xã và tương đương: Các loại đường sắt, các đường giao thông,

đường liên xã, đường đi lớn trong khu dân cư và ngoài đồng, các công trình liên quan đến đường đi như cầu cống, bến phà…

+ Đối với cấp huyện và tương đương: Trên bản đồ thể hiện tất cả các loại

đướng sắt, ô tô như đường quốc lộ, tỉnh lộ, liên huyện, liên xã

+ Cấp tỉnh và tương đương: Trên bản đồ thể hiện đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, giao thông Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh thể hiện đến đường liên huyện

+ Đối với cả nước: Thể hiện những đường giao thông quan trọng, đường giao thông trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc thể hiện đến đường tỉnh lộ

* Dáng đất:

+ Đối với cấp xã và tương đương: Thể hiện dáng đất trên bản đồ cấp xã bằng các điểm độ cao đối với vùng đồng bằng và đường đồng mức với vùng đồi núi Phải thể hiện được dáng đất toàn khu vực

+ Đối với cấp huyện và tương đương: Thể hiện bằng đường bình độ, các điểm

độ cao điển hình

+ Cấp tỉnh và tương đương: Thể hiện bằng đường bình độ cái của bản đồ cùng

tỷ lệ, các điểm độ cao điển hình

+ Đối với cả nước: Thể hiện các đường bình độ cái của bản đồ địa hình cùng

tỷ lệ

*Ranh giới hành chính:

+ Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã và tương đương: Toàn bộ ranh giới hành chính các cấp (như: Ranh giới quốc gia, ranh giới tỉnh, ranh giới huyện, xã, phường, thị trấn) phải được thể hiện chính xác trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đúng bản đồ địa giới hành chính, thành lập theo chỉ thị 364/CP của chính phủ khi ranh giới trùng nhau phải thể hiện ranh giới cao nhất

+ Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện và tương đương, tỉnh và thành phố trực thuộc trung ương: Ranh giới quốc gia, ranh giới tỉnh, huyện, xã, phường, thị trấn Khi ranh giới trùng nhau phải thể hiện ranh giới cao nhất

+ Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cả nước: Ranh giới quốc gia, ranh giới tỉnh, huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh

2 Các yếu tố nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

 Ranh giới các loại đất

+ Hiện trạng sử dụng đất của cấp xã và tương đương: Trên bản đồ hiện trạng các cấp phải thể hiện toàn bộ quỹ đất đang được sử dụng trong địa giới hành chính Tất cả các khoanh đất có diện tích ≥10mm2 nếu diện tích khoanh đất <10mm2 nhưng

có giá trị kinh tế cao và đặc biệt quan trọng thì có thể phóng lên nhưng không vượt qúa 1,5 lần đảm bảo tương ứng về vị trí, hình dạng hoặc sử dụng ký hiệu đặc trưng

để thể hiện

Mỗi khoanh đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất được sử dụng bằng màu sắc, mã số, ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất

+ Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện và tương đương, tỉnh và tương đương: Thể hiện các khoanh đất phải đúng vị trí, hình dạng, kích thước theo tỷ

lệ

Tất cả các khoanh đất có diện tích ≤4mm2 theo tỷ lệ bản đồ phải thể hiện chính xác theo tỷ lệ, nếu khoanh đất có giá trị kinh tế cao và có đặc tính riên khác thì có thể phóng to nhưng không vượt quá 1,5 lần và đảm bảo tính tương ứng về vị trí, hình dạng

 Chỉ tiêu các loại đất:

Phân loại các loại đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất phụ thuộc vào mục

đích, yêu cầu, tỷ lệ của bản đồ cần thành lập, trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cần thể hiện năm loại đất: (4)

+ Đất nông nghiệp: Bao gồm toàn bộ diện tích đất đang được sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu về nông nghiệp như đất trồng cây hàng năm, cây lâu năm, đất vườn tạp, đất có cỏ dùng vào chăn nuôi và đất có mặt nước nuôi trồng thuỷ sản.(3)

+ Đất lâm nghiệp: Toàn bộ diện tích đất đang dùng chủ yếu vào sản xuất hoặc nghiên cứu, thí nghiệm về lâm nghiệp gồm đất có rừng tự nhiên, đất có rừng trồng và

đất ươm cây giống lâm nghiệp

+ Đất chuyên dùng: Diện tích đất đang sử dụng vào mục đích không phải là nông nghiệp, lâm nghiệp, làm nhà ở

+ Đất ở: Gồm toàn bộ diện tích dùng để làm nhà ở và các công trình phục vụ

đời sống ở nông thôn và ở đô thị

Đất ở nông thôn: Gồm toàn bộ diện tích dùng để xây nhà ở tập thể hoặc các

hộ gia đình và các công trình dịch vụ, nhà tắm, bếp, giếng, nhà vệ sinh, nhà xưởng sản xuất tiểu thủ công của hộ gia đình và cá nhân trong các khu dân cư nông thôn

Đất đô thị : Là đất nội thành, nội thị xã, nội thị trấn, được sử dụng để nhà ở và các công trình khác có liên quan đến sinh hoạt gia đình

+ Đất chưa sử dụng: Là đất chưa có đủ điều kiện hoặc chưa được xác định để

sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, lâm nghiệp: Chưa

được xác định là đất dân cư nông thôn, đô thị, chuyên dùng và nhà nước chưa giao cho tổ chức, hộ gia đình nào sử dụng ổn định lâu dài

Các nội dung cơ sở địa lý và các nội dung hiện trạng sử dụng đất được thể hiện trên bản đồ tuân theo các quy định về số hoá bản đồ địa hình ở các tỷ lệ tương

ứng và tập ký hiệu chuẩn cho bản đồ hiện trạng sử dụng đất do Tổng Cục Địa Chính

cũ ban hành nay là bộ tài nguyên và môi trường

1.4.3 Các phương pháp thể hiện nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường sử dụng năm phương pháp để thể hiện nội dung

1 Phương pháp ký hiệu

Ký hiệu là phương pháp được dùng để thể hiện các yếu tố dạng điểm của bản

đồ Phương pháp này đòi hỏi sự thể hiện chính xác vị trí của đối tượng nhưng không thể hiện được kích thước của đối tượng theo tỷ lệ.(1)

Có 3 loại ký hiệu sau:

đúng tỷ lệ của bản đồ còn chiều ngang của đối tượng thì không tuân theo tỷ lệ bản

đồ.(1)

3 Phương pháp đường đẳng trị

Đường đẳng trị là những đường cong khép kín thể hiện tất cả những điểm có cùng giá trị Phương pháp này sử dụng trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhằm mục

đích thể hiện độ cao địa hình thông qua các đường đồng mức Đôi khi có các đường

đẳng trị giả dùng để thể hiện mật độ dân cư của khu vực.(1)

1.5 Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

ở nước ta, các cấp đơn vị hành chính khi lập quy hoạch tổng thể kinh tế xã hội đều đã tự lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, theo nhiều phương pháp thành lập

khác nhau tuỳ địa phương Hiện nay có một số phương pháp vẫn được áp dụng phổ biến như:

1.5.1 Phương pháp đo vẽ trực tiếp

Phương pháp này được áp dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ

lệ lớn, ở những vùng chưa có bản đồ hoặc bản đồ đã cũ, không đảm bảo yêu cầu cũng như chất lượng sử dụng và không có ảnh máy bay mới chụp

Phương pháp này có ưu điểm là cho kết quả chính xác, chất lượng cao, các giá trị trên bản đồ hoàn toàn phù hợp với giá trị đo ở ngoài thực địa

Hạn chế của phương pháp là tốn thời gian cũng như kinh phí, có nhiều khu vực không thực hiện được như ở những vùng địa hình khó khăn…

1.5.2 Phương pháp sử dụng ảnh máy bay và ảnh vệ tinh

Phương pháp này có ưu điểm là cho phép thể hiện đầy đủ nội dung của bản

đồ ở các vùng địa hình, địa vật qúa phức tạp (trung du, miền núi) việc triệt để tận dụng các tư liệu ảnh hiện có để lập bản đồ sẽ có hiệu quả hơn, giảm kinh phí và thời gian so với đo vẽ trực tiếp ở mặt đất

Hạn chế của phương pháp này là cần phải có một đội ngũ những cán bộ làm công tác đoán đọc và điều vẽ có trình độ và có nhiều hiểu biết Thêm vào đó phương pháp này đòi hỏi phải có các trang thiết bị hiện đại cũng như các hệ thống phần mềm xử lý ảnh

1.5.3 Phương pháp đo vẽ chỉnh lý tài liệu bản đồ hiện có

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất mà nội dung các loại đất trong khu vực ít thay

đổi thì có thể xây dựng bằng cách kết hợp sử dụng các tài liệu khác nhau:

+ Bản đồ địa chính, bản đồ 299/TTg

+ Bản đồ địa hình, bản đồ ranh giới hành chính theo chỉ thị 364

+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của thời kỳ trước

+ Các tài liệu bản đồ chuyên ngành khác (bản đồ quy hoạch giao thông, quy hoạch rừng, thuỷ lợi…)

Ưu điểm của phương pháp là nhanh và có hiệu quả, tiết kiệm chi phí vật tư, yêu cầu về trang thiết bị không nhiều

Hạn chế của phương pháp là chất lượng của bản đồ phụ thuộc nhiều vào tài liệu sử dụng và phương pháp xử lý, tổng hợp chúng

1.5.4 Phương pháp sử dụng công nghệ bản đồ số

Công nghệ bản đồ số cho phép tự động hoá toàn bộ hoặc từng phần quá trình xây dựng bản đồ, đồng thời tận dụng được dễ dàng và hiệu quả tất cả các nguồn tài liệu

Các địa phương có đủ điều kiện về công nghệ và khả năng chuyên môn có thể xây dựng bản đồ số nền địa hình trên máy tính để làm cơ sở cho việc xây dựng bản

đồ hiện trạng sử dụng đất

Sản phẩm bản đồ được lưu giữ trên máy tính dưới dạng các file bản đồ và các thuộc tính đi kèm, có thể in ra giấy trên máy in bản đồ một cách dễ dàng theo yêu cầu

Ưu điểm của phương pháp này là:

Hạn chế của phương pháp này : Đòi hỏi phải đầu tư cơ sở hạ tầng máy tính,

đào tạo các cán bộ kỹ thuật

Chương 2

Cơ sở khoa học của phương pháp viễn thám và

gis trong nghiên cứu biến động sử dụng đất

2.1 Những tiếp cận cơ bản về Viễn thám

- Phương pháp Viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ (ánh sáng nhiệt, sóng cực ngắn) như một phương tiện để điều tra và đo đạc đặc tính của đối tượng.(2)

2.1.1 Năng lượng điện từ

Năng lượng điện từ có liên quan đến toàn bộ năng lượng chuyển động với tốc độ ánh sáng trong mô hình chuyển động điêù hoà Nghĩa là các sóng xuất hiện trong những khoảng thời gian bằng nhau Khái niệm sóng giải thích cho sự truyền năng lượng điện từ, những năng lượng chỉ được cảm nhận khi sóng tương tác với vật chất Trong sự tương tác đó, sự tác động được thông qua các phần tử gọi là Photon với các xung năng lượng ánh sáng bị cong đi khi nó truyền qua môi trường có mật

độ quang học khác nhau, nó được truyền qua như các sóng Cường độ ánh sáng tất nhiên được đo bằng sự tương tác của các Photon với sự nhạy cảm của các máy đo ( photodetector) và được thể hiện bằng các tín hiệu điện từ khác nhau trong một dải tỷ

lệ các photon, Suits(1983) đã mô tả đặc tính của của năng lượng điện từ như một tính chất cơ bản của Viễn thám.(2)

2.1.2 Tính chất của dải sóng điện từ

Các sóng điện từ được mô tả với những khái niệm về tốc độ của bước sóng và tần số của chúng Tất cả các sóng điện từ được truyền với cùng một tốc độ Tốc độ

đó thông thường được quan niệm là tốc độ ánh sáng mà thực ra ánh sáng chỉ là một dạng của sóng điện từ Trong môi trường chân không, tốc độ của sóng điện từ là C=

299.793 km/s Đối với mục đích ứng dụng, C= 3.108 m/s Bước sóng λ của sóng điện

từ là khoảng cách từ một điểm bất kỳ trong một chu kỳ của sóng đến chính vị trí đó của nó trong chu kỳ tiếp theo Micromet(àm) là đơn vị đo thông dụng cho cả sóng nhìn thấy và bức xạ hồng ngoại, các nhà quang học thường sử dụng đơn vị là nanomet (nm) để đo đạc sóng nhìn thấy nhằm tránh sử dụng các số lẻ thập phân

Không giống như tốc độ và bước sóng, chúng thay đổi khi năng lượng điện từ

được truyền qua môi trường có mật độ khác nhau, tần số thì luôn là hằng số và do đó

nó có tính cơ bản hơn Kỹ thuật điện tử sử dụng tần số là một thuật ngữ để xác định các dải năng lượng bức xạ, radio và dải sóng rada Tốc độ, bước sóng và tần số có liên quan đến nhau bởi công thức:

Sóng điện từ tác động vào vật chất như vật cứng, vật lỏng hay khí thì gọi

là bức xạ đột ngột Sự tương tác với vật chất có thể thay đổi phụ thuộc vào các tính chất sau của sự bức xạ tới (Incident radiation) như mật độ, hướng, bước sóng, sự phân cực và pha Khoa học viễn thám đo đạc và ghi lại những sự thay đổi đó và các nhà khoa học phân tích các hình ảnh và tư liệu Kết quả là phân biệt các tính chất của vật thể tạo ra những sự thay đổi đó

Trong quá trình tương tác giữa bức xạ sóng điện từ và vật thể, khối lượng

• Bị hấp thụ Tạo năng lượng để làm nóng vật chất

• Phát xạ bởi vật chất Thông thường ở các bước sóng dài hơn, nó là hàm số của cấu trúc và nhiệt độ vật chất

• Bị tán xạ Đó là sự đi lệch theo mọi hướng của tia sáng các bề mặt với các kích thước của địa hình hay độ gồ ghề, cũng như bước sóng của năng lượng đều làm sinh ra sự tán xạ Sóng ánh sáng bị tán xạ bởi những phần tử và các hạt thành phần trong khí quyển, chúng có kích thước tương tự như kích thước của bước sóng ánh sáng

• Bị phản xạ Nghĩa là bị quay trở về từ bề mặt của vật chất, với góc của sự phản xạ đối diện bằng góc tới Sự phản xạ sinh ra do bề mặt nhẵn so với bước sóng của năng lượng tới Sự phân cực hay hướng dao động của sóng phản xạ có thể khác

so với sóng tới Sự phát xạ, tán xạ và phản xạ được gọi là những hiện tượng bề mặt bởi vì những ảnh hưởng tương tác này được xác định trước hết bởi chính bề mặt vật chất cũng như màu sắc và độ nhám của vật chất đó Sự truyền qua và hấp thu được gọi là những hiện tượng bên trong (Volume phenomena) Bởi vì những tương tác này

được xác định trước hết bởi những tính chất bên trong của vật chất như: Mật độ và tính dẫn Một tổ hợp nhất định của các hiện tượng bề mặt và bên trong của vật thể với một vật chất nào đó đều phụ thuộc cả vào bước sóng của bức xạ điện từ lẫn đặc tính riêng của vật chất đó Sự tương tác giữa vật chất và năng lượng được ghi lại trong các hình ảnh viễn thám, từ đó có thể phân tích được đặc điểm của vật chất

2.1.4 Phổ điện từ

Phổ điện từ là sự liên tục của năng lượng trong dải bước sóng từ mét tới nanomet truyền tới với tốc độ ánh sáng đi qua chân không, giống như ở vũ trụ bên ngoài Tất cả các vật chất phát ra một dải của năng lượng điện từ với cực trị truyền dần theo hướng có bước sóng ngắn hơn, khi nhiệt độ của vật chất tăng lên

Phổ điện từ kéo dài từ các bước sóng rất ngắn của vùng tia gamma (được đo bằng phần mười của nanomet) đến sóng dài của vùng tia radio (được đo bằng met) Năng lượng phản xạ từ trái đất vào ban ngày có thể được ghi lại như một hàm số của các bước sóng Cực đại của năng lượng được phản xạ ở bước sóng 0,5àm, nó tương

đương với với band dải màu xanh lá cây (green) của dải nhìn thấy và nó được gọi là năng lượng cực đại phản xạ Trái đất cũng phát ra năng lượng cả ngày lẫn đêm với cực đại năng lượng của bức xạ ở bước sóng 9,7àm Cực đại của năng lượng xuất hiện ở band nhiệt vùng hồng ngoại( Infrared- IR)

Khí quyển của trái đất hấp phụ năng lượng ở các vùng tia gamma, tia X và phần lớn tia cực tím (UV), do đó những vùng này không được sử dụng trong viễn thám Viễn thám ghi lại năng lượng ở các vùng sóng cực ngắn, hồng ngoại nhìn thấy

và cả bước sóng dài ở vùng cực tím

2.1.5 Một số quy luật phản xạ phổ của các đối tượng sử dụng đất ở Việt

Nam thể hiện trên ảnh tổng hợp màu giả (FCC-RGB).(1)

• Cây trồng một năm (lúa-màu-cây trồng cạn): Xuất hiện màu vàng hoặc da cam trên ảnh FCC

• Lúa nước: Màu đỏ, đỏ tím sẫm hoặc tím xanh, cấu trúc lưới ô vuông nhỏ, thường trên nền phù sa sông suối, đôi chỗ xám nhạt, Không có lưới ô vuông (nếu ngập nước), có màu lơ sẫm thì chỉ trồng được một vụ

• Thảm thực vật trên bãi bồi: Chỉ ở hai bên sông suối, cấu trúc rất mịn, màu xanh vàng nhạt hoặc trắng đến màu da cam vàng sẫm Đôi chỗ thành mảng đỏ sẫm chỉ thị cho thảm thực vật trồng, cây hàng năm (ngô, lạc, đậu) hoặc cây thân thảo hoá

gỗ, cây lâu năm ưa nước

• Cây trồng quanh khu dân cư: Màu đỏ xen lẫn hạt trắng lốm đốm thành từng đám nhỏ

• Thảm thực vật đầm lầy: Màu xanh lơ thẫm đến tím xám, cấu trúc mượt loáng do ngập nước

• Trảng cây bụi thấp-xen cỏ: Tím xám đến vàng nâu, cấu trúc trung bình đến thô (và xám nhạt không đều trên ảnh band 5 đen trắng), phân bố thành từng mảng ở sườn đồi

• Cây trồng lâu năm, rừng trồng, cây công nghiệp như chè, cà phê, có màu

đỏ hoặc đỏ sẫm, thành từng khối có ranh giới dạng hình học rõ ràng, ít khi ở dạng tự nhiên, tương phản tone màu cao so với đối tượng xung quanh (Trên ảnh band 5 cây công nghiệp tạo nên các mảng tối sẫm)

• Thực vật trên vùng sườn và đồi núi, thoát nước tốt có màu hồng lốm đốm (trên ảnh FCC) và có màu xám nhạt trên ảnh đen trắng band 5 Về cơ bản có thể chia thành từng nhóm kiểu thảm như sau:

_ Trên núi feralit phong hoá từ các loại đá mẹ khác nhau, từ đá cứng bị phong hoá: Cấu trúc thành khối hoặc các điểm có diện tích nhỏ tương phản bóng rõ, chia cắt ngang rõ, chia cắt sâu mờ…Có các kiểu thảm thực vật như sau:

+ Rừng hỗn giao thường xanh: Màu đỏ sẫm, bóng rất mờ hoặc không rõ cấu trúc trung bình

+ Rừng tre nứa hoặc hỗn giao: Màu đỏ đến đỏ sẫm, bóng mờ hoặc không rõ, cấu trúc trung bình đến mịn, phân bố ở các dạng địa hình đặc biệt, tuỳ thuộc vào từng vùng khí hậu

+ Trảng cây bụi rậm: Đỏ tươi, hơi nhạt, bóng của vật bị chia cắt ngang hơi

mờ, cấu trúc đều, tương đối mịn

+ Trảng cây bụi rậm xen cỏ: Lốm đốm đỏ nhạt trên nền vàng sẫm, cấu trúc thô, không đều, bóng lấy được thể hiện tương đối rõ

+ Trảng cỏ-nương rãy tạm thời: Vàng sẫm hoặc hồng nhạt, cấu trúc trung bình bởi các hạt lốm đốm nhỏ rất thưa và hầu như không thấy bóng của đối tượng

+ Nương rãy thường xuyên: Cấu trúc mịn màu tím, xanh tím hoặc tím đỏ, thường bị chia cắt rất sắc nét

_ Thảm thực vật trên đất phong hoá từ đá vôi cấu trúc thành khối lớn hoặc núi sót nhỏ, bị chia cắt ngang và chia cắt sâu rất rõ tạo nên cấu trúc lốm đốm đặc trưng

+ Rừng rậm: Màu đỏ sẫm, độ “nhàu” hơi nhoè do cấu trúc nhiều tầng của rừng

+ Trảng cây bụi rậm: Màu đỏ hồng, độ “nhàu” nát tương đối rõ

+ Đá lộ: Màu tím đến xanh tím nhạt tím, sự “nhàu” nát rất rõ nét

+ Tổ hợp thảm trảng cỏ-nương rãy: Thường ở chân sườn ít dốc hoặc ở núi sót, màu hồng đến màu vàng lốm đốm đỏ trên nền vàng, đôi chỗ xanh nhạt hoặc xanh tím trên ảnh FCC

2.1.6 Những ưu thế của phương pháp Viễn thám

- Viễn thám là một thành tựu của công nghệ tin học ứng dụng, chính vì vậy

mà Viễn thám đã, đang và sẽ được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Với những ưu thế tiện lợi mà những nguồn tư liệu và phương pháp nghiên cứu thông dụng khác không thể có được:(2)

- Tính cập nhật thông tin của vùng hay toàn bộ lãnh thổ trong cùng một thời gian

- Tính chất đa thời kỳ của tư liệu (mutiltemporadata)

- Tính chất phong phú của thông tin đa phổ (mutilspectral data) với những dải phổ ngày càng được mở rộng

- Tính chất đa dạng của nhiều tầng, nhiều dạng thông tin ảnh hàng không(Spectral signatures), tín hiệu phổ hàng không (mutil type of data), toàn cảnh( sattellites image, space photographs)

- Tính chất đa dạng của tư liệu: Băng từ, phim ảnh…

- Sự phát triển của các kỹ thuật và phương tiện cải tiến và nâng cao chất lượng, tính năng và tạo sản phẩm của từng công đoạn xử lý thông tin (input, processing, output…)

- Sự kết hợp của xử lý thông tinViễn thám với xử lý hệ thống thông tin địa lý (GIS), thông tin liên lạc từ vũ trụ (telecommunication) định vị theo vệ tinh (GPS)…

2.2 Đặc điểm của ảnh vệ tinh

Nhiều dạng Viễn thám được ghi dưới dạng số và được xử lý bởi máy tính để tạo ảnh cho người giải đoán nghiên cứu Dạng đơn giản nhất của xử lý ảnh số là sử dụng hệ xử lý nhỏ Micro để truyền ngược tư liệu trên băng từ thành phim ảnh với sự

hiệu chỉnh tối thiểu ở một phạm vi khác, hệ máy tính lớn được sử dụng để hiệu chỉnh tư liệu và chuyển băng từ thành hình ảnh với chất lượng cao

2.2.1 Cấu trúc của ảnh vệ tinh

- Hình ảnh được cấu tạo bởi rất nhiều phần tử rất nhỏ gọi là các pixel Các pixel có kích thước bằng nhau xắp xếp theo hàng và cột, vị trí bất kì nào của một phần tử ảnh hay “pixel” đều được xác định trên hệ thống toạ độ X,Y Trong ảnh LandSat, pixel đầu tiên sắp xếp ở đầu góc bên trái của hình ảnh Mỗi pixel có một giá trị số Digital number(DN), tương ứng với giá trị độ phản xạ phổ, giá trị này ghi lại cường độ của điện từ rơi vào một phần tử phân giải ở trên mặt đất mà diện tích đó thể hiện bằng một pixel

2.2.2 Các dạng tư liệu viễn thám

Tiêu chuẩn để phân biệt các dạng tư liệu viễn thám:

- Độ phân giải không gian (0,2 đến vài km)

- Độ phân giải phổ (số kênh phổ)

- Diện tích vùng quét

- Thời gian chụp là bao nhiêu ngày (độ phân giải về thời gian)

- Phương pháp chụp: Phương pháp chụp ảnh khung hay phương pháp quét tạo

là 186 km, và rộng 170km theo hướng quỹ đạo Mỗi pixel có chiều rộng 79m theo hướng quỹ đạo và 57m theo hướng quét Mỗi đường quét bao gồm 3.240 pixel Cho mỗi pixel có 4 giá trị về độ phản xạ được ghi lại theo 4 band phổ

Độ xám của band 4, 5, 6 được ghi trên băng dùng tỷ lệ 7 bit (27=128 giá trị từ 0-127) còn band 7 là tỷ lệ 6 bit (26=64 giá trị từ 0-63) Phần lớn hệ thống xử lý số sử dụng hệ 8 bit Như vậy band 4, 5 ,6 được khuếch đại lên hai lần và band 7 lên 4 lần

để chuyển đổi thành cùng một tỷ lệ 8 bit Độ phân giải về thời gian của ảnh khá lớn

cứ sau 12 ngày thì khu vực lại được chụp lại một lần

* ảnh TM Landsat

Độ phân giải mặt đất của TM là 30x30m, một ảnh bao gồm 5.965 đường quét với 185km chiều dài đường quét Mỗi một đường quét bao gồm 6.167 pixel và mỗi band gồm 34,9x106 pixel Loại ảnh TM có 7 kênh phổ

* ảnh Spot của pháp

Độ phân giải mặt đất của ảnh là 65x65km Một pixel có kích thước là 20x20m, ảnh Spot có 3 kênh phổ

2.2.3 Những lợi thế và hạn chế của ảnh vệ tinh

*Những ưu điểm của ảnh vệ tinh.(6)

Các đặc điểm chung của ảnh Viễn thám được xác định dựa vào sự chuyển

động của vệ tinh như độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động Bên cạnh đó là kỹ thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh hiện đại tạo nên khả năng ưu việt của

ảnh vệ tinh

1) Do vệ tinh bay ở độ cao lớn từ 700-900km nên ảnh có tầm bao quát rộng lớn, tính tổng quát hoá tự nhiên rõ rệt Trên thực tế các loại ảnh chụp vùng diện tích rộng lớn như: ảnh LANDSAT 185x185km, SPOT 60x60km

Với tầm quan sát rộng như thế ảnh vệ tinh cung cấp thông tin trên phạm vi rộng ở cùng thời điểm được ghi nhận ở cùng một điều kiện vật lý Nhờ vậy mà đặc

điểm này bảo đảm tính hiện thời của thông tin, từ đó có thể đối chiếu, so sánhgiữa các vùng và phản ánh hiện trạng của các đối tượng tự nhiên và xã hội Đây là tính chất mà ở các bản đồ khái quát thành lập bằng phương pháp truyền thống không thể

có được Do được chụp trong một đỉều kiện vật lý nên ảnh vệ tinh cho phép ứng dụng có hiệu quả phương pháp tương tự nội suy những vùng rộng lớn cũng như ngoại suy một cách tin cậy những kết quả quan sát tại những điểm trên vùng đất rộng lớn hơn và các vùng khác Cùng với đặc điểm tầm bao quát rộng ảnh vệ tinh cho phép thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ khái quát và trung bình một cách nhanh chóng bằng cách rút ngắn thời gian thu thập và xử lý thông tin bằng công nghệ mới

2) ảnh được chụp ở tỷ lệ nhỏ với những dải phổ khác nhau, chúng có tính chất tổng quát hoá tự nhiên về mặt hình học và quang học rõ rệt Trên ảnh vệ tinh hình ảnh của các đối tượng đã được khái quát hoá, nhiều chi tiết nhỏ riêng lẻ bị nhoè

đi và hợp thành hình ảnh của một thể thống nhất với qui mô lớn hơn Kết quả là ảnh

vệ tinh thể hiện những cấu trúc lớn, có ý nghĩa khu vực và toàn cầu, một cách khách quan và chính xác phản ánh tính quy luật của các hiện tượng tự nhiên Đặc điểm này làm cho ảnh vệ tinh trở thành tư liệu qúy đối với công tác bản đồ về các mặt:

- Nguồn thông tin đảm bảo tính khoa học, tính khách quan và tính hiệu quả cao về công nghệ cũng như kinh tế cho việc thành lập và hiệu chỉnh bản đồ Tạo

điều kiện để lập cơ sở thành lập bản đồ nhiều thể loại bằng phương pháp mới

Tạo ra cơ sở nghiên cứu về phương pháp luận cũng như thực hiện một cách khách quan và khoa học quá trình tổng quát hoá và chỉnh hợp các bản đồ

3) Kỹ thuật viễn thám ngày nay cho phép thu chụp ảnh vệ tinh với độ phân giải cao 5- 30m thậm chí 0.5- 8m đảm bảo cho thành lập bản đồ tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, Ngoài ra còn thành lập các bản đồ chuyên đề cùng tỷ lệ với bản đồ địa hình

4) ảnh vệ tinh có khả năng chụp lặp với chu kỳ ngắn là nguồn thông tin bảo

đảm tính tức thời phản ánh cả những hiện tượng, đối tượng biến đổi nhanh Với ảnh

đa thời gian ảnh vệ tinh trở thành nguồn thông tin về các hiện tượng biến đổi nhanh cũng như trạng thái của các đối tượng ở các giai đoạn phát triển khác nhau như sự thay đổi thực phủ, sự xói mòn đất Với các nguồn thông tin đó bản đồ động thái và

dự báo được mở ra và phát triển có ý nghĩa quan trọng về khoa học và về thực tiễn Nhờ các đặc điểm trên mà bản đồ hiện nay có ý nghĩa hiện thời và giá trị sử dụng trong lĩnh vực quản lý đất và môi trường

5) Cùng với các đặc điểm trên, thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh, lưu giữ thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất Phản ánh

đồng thời tất cả các thành phần cảnh quan Như vậy ảnh vệ tinh cho phép thành lập bản đồ các thành phần riêng cũng như toàn bộ lãnh thổ như một hệ thống ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có ý nghĩa liên ngành, đồng thời với các phương pháp xử lý khai thác hiện đại nhằm tìm ra các nguồn thông tin hữu ích cho các chuyên ngành Ngoài những bản đồ phản ánh điều kiện tài nguyên môi trường ra còn nhiều bản đồ kinh tế xã hội cũng tìm thấy ảnh vệ tinh nguồn tư liệu tin cậy, chi tiết khách quan Những đặc điểm nêu trên cũng xác định vai trò của ảnh vệ tinh trong việc thành lập bản đồ chuyên đề về mặt thông tin cũng như phương pháp luận và kỹ thuật Chúng

đảm bảo tính đồng bộ của thông tin tính khách quan của tài liệu, tính chỉnh hợp và thống nhất về thời gian

6) Từ các đặc điểm trên cũng tạo khả năng thu nhận thông tin về các vùng khó đến hoặc không thể tiếp cận được như hải đảo, biên cương Như vậy ảnh vệ tinh

đem lại khả năng loại trừ một số trở ngại mà phương pháp truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục

7) ảnh vệ tinh có thể sử dụng được các thiết bị và công nghệ đang dùng xử lý

ảnh hàng không để xử lý chúng

Tất cả các đặc điểm trên đã xác định khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh vào công tác bản đồ với hiệu quả cao về khoa học công nghệ, phương pháp luận cũng như hiệu quả kinh tế Tuy nhiên cũng cần phải lưu ý bên cạnh những ưu việt của ảnh

vệ tinh cũng còn những hạn chế cần tìm hiểu để khắc phục

* Những hạn chế của ảnh Viễn thám

Các ảnh viễn thám chịu ảnh hưởng nhiều của độ cong quả đất, ngoài ra chúng còn chịu ảnh hưởng của thời tiết, của nước, của thực vật và đặc biệt chịu ảnh hưởng rất lớn của mây Do độ phân giải của các pixel ở các vị trí khác nhau thì khác nhau nên ảnh thường bị méo hình học Mặt khác, để khai được các thông tin trên ảnh đòi hỏi phải có một đội ngũ cán bộ chuyên nghiệp có nhiều kinh nghiệm thực tế đồng thời phải có một hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật tốt

2.3 Các kỹ thuật xử lý ảnh số

Kỹ thuật xử lý ảnh số là quá trình tự động hình ảnh với sự trợ giúp của máy tính, phần mềm Xử lý tự động hình ảnh dạng số

Có 3 phương pháp xử lý ảnh chính:

2.3.1 Kỹ thuật chỉnh, khôi phục hình ảnh

Nhằm khắc phục những sai sót của tài liệu, nhiễu và lệch hình học trong quá trình quét, ghi và truyền về Bao gồm có các kỹ thuật sau:

Khôi phục sự bỏ sót các đường quét nửa chừng: Khôi phục các đường bị mất, khôi phục các đường vạch theo chu kỳ, lọc nhiễu xuất hiện tản mạn, hiệu chỉnh sự méo hình học Thông thường, khi nắn chỉnh sự méo hình học, cần thiết phải có các

điểm kiểm tra mặt đất hoặc hiệu chỉnh dựa vào các thông số về tốc độ của vệ tinh…

2.3.2 Kỹ thuật tăng cường, làm nổi bật ảnh trong xử lý ảnh số

Các thuật toán làm nổi bật hình ảnh trong xử lý số hoá được áp dụng để trên tư liệu Viễn thám xuất hiện những hình ảnh rõ nét giúp cho giải đoán bằng mắt hoặc bằng máy móc có thể dễ dàng phân biệt Nguyên tắc cơ bản là chuyển đổi giá trị của từng pixel cũng như chuyển đổi giá trị của các pixel ở xung quanh pixel đều có trên tư liệu trên ảnh Các kỹ thuật được sử dụng bao gồm: (2)

+ Kỹ thuật làm tăng cường đường gờ giúp nhận dạng các yếu tố dạng tuyến

được dễ dàng, kỹ thuật này gồm: Kỹ thuật lọc theo hướng và kỹ thuật lọc không theo hướng

+ Kỹ thuật ghép nối ảnh số

+ Kỹ thuật thiết lập hình ảnh nổi tổng hợp

2.3.3 Kỹ thuật chiết tách thông tin.(1)

+ Kỹ thuật tạo các ảnh thành phần chính

+ Tạo các ảnh tỷ số: ảnh tỷ số được tạo nên bằng cách chia giá trị độ sáng trên một band cho giá trị của chính pixel đó trên band khác rồi làm giãn các giá trị

số đó để xác định các giá trị mới của pixel Kết quả tạo được ảnh mới với giá trị độ sáng của pixel khác với giá trị độ sáng của ảnh ban đầu

tổ hợp DN dựa trên sự bức xạ phổ và đặc trưng bức xạ vốn có của chúng Vì vậy một

“ mẫu phổ” không nói đến tính chất hình học mà đúng hơn, thuật ngữ “ phổ ” ở đây nói đến một tập hợp đo bức xạ thu được trong các kênh phổ khác nhau đối với mỗi pixel Việc nhận biết mẫu phổ đề cập đến một số phương pháp phân loại có sử dụng thông tin phổ trên các pixel làm cơ sở để tự động phân loại các đối tượng

Nhận biết mẫu phổ theo không gian bao gồm phân loại pixel hình ảnh dựa

trên cơ sở quan hệ không gian của chúng với các pixel bao quanh Việc phân loại không gian có thể xem xét những khía cạnh như cấu trúc của hình ảnh, tính chất gần gũi của pixel, kích thước nét, hình ảnh, tính định hướng, tính lặp lại và bối cảnh cụ thể Những dạng phân loại này có mục đích là tái tạo loại hình ảnh tổng hợp theo không gian do người giải đoán tiến hành trong quá trình đoán đọc ảnh bằng mắt Do

đó phương thức nhận biết mẫu theo không gian có xu hướng phức tạp hơn và đòi hỏi

đi sâu vào tính toán hơn

Nhận biết mẫu theo thời gian : Sử dụng thời gian như một công cụ trợ giúp

cho việc nhận dạng các đặc trưng Trong việc khảo sát cây trồng nông nghiệp chẳng hạn, những thay đổi khác biệt về phổ và không gian trong một vụ canh tác có thể cho phép phân biệt trên hình ảnh đa thời gian nhưng không thể phân biệt được nếu chỉ cho một dữ liệu mà thôi Chẳng hạn, một ruộng lúa nương có thể không phân biệt được với đất hoang nếu vừa mới gieo xong vào mùa đông và về phương diện phổ

nó sẽ tương tự như như bãi đất hoang ở mùa xuân Tuy nhiên nếu được phân tích từ hai dữ liệu thì ruộng lúa nương nhận biết được, bởi vì không có lớp phủ nào khác để hoang về cuối đông và có màu xanh lục ở cuối mùa xuân

Với việc khôi phục lại hình ảnh và các kỹ thuật tăng cường, việc phân loại hình ảnh có thể sử dụng kết hợp theo kiểu lai tạo Do vậy, không có một cách “đúng

đắn” đơn lẻ nào có thể áp dụng cho việc phân loại hình ảnh Việc áp dụng phương

pháp phân loại này hay phương pháp phân loại khác phụ thuộc vào tính chất của dữ liệu đang phân tích và vào khả năng tính toán Thông thường khi giải đoán, người làm công tác giải đoán thường phải căn cứ vào các dấu hiệu giải đoán và các yếu tố

địa kỹ thuật

Các dấu hiệu giải đoán (Photo elements).(2)

• Tone ảnh: Là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ bởi bề mặt đối

tượng Tone ảnh là dấu hiệu hết sức quan trọng để xác định đối tượng Tone ảnh

được chia ra nhiều cấp khác nhau, trong giải đoán bằng mắt thường có 10-12 cấp Sự khác biệt của tone ảnh phụ thuộc nhiều vào tính chất khác nhau của đối tượng

• Cấu trúc ảnh (texture): Kiến trúc ảnh được hiểu là tần số lặp lại của sự

thay đổi tone ảnh, gây ra bởi tập hợp của nhiều đặc tính rõ ràng của các cá thể riêng biệt

Ví dụ: Cấu trúc mịn đặc trưng cho trầm tích bở rời; cấu trúc thô đặc trưng cho

đá macma; cấu trúc dạng dải đặc trưng cho các đá trầm tích biến chất

• Kiểu mẫu (pattern): Là nhân tố rất quan trọng thể hiện sự sắp xếp của

đối tượng theo một quy luật nhất định.Ví dụ: Dạng đường thẳng như đường quốc lộ,

đường sắt, hoặc các đứt gãy…

• Hình dạng (Shape): Là những đặc trưng bên ngoài tiêu biểu cho từng đối

tượng Ví dụ hồ hình móng ngựa là khúc sông cụt, dạng chổi sáng màu là các cồn cát ven biển

• Kích thước (size): Kích thước của một đối tượng được xác định theo tỷ lệ

ảnh và kích thước đo được trên ảnh, dựa vào thông tin này cũng có thể phân biệt

được các đối tượng trên ảnh

• Bóng (Shadow): ảnh vệ tinh thường chụp vào lúc 9h30 đến 10h00( thế hệ 2) căn cứ vào bóng đối tượng trên ảnh có thể xác định độ cao tương đối của đối tượng, từ đó có thể phân biệt được các đối tượng

• Vị trí (Site) : Vị trí cũng là một yếu tố rất quan trọng để phân biệt các đối

tượng Cùng một dấu hiệu, song ở các vị trí khác nhau có thể là các đối tượng khác nhau

• Màu (colour): Màu của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp cho

người giải đoán có thể phân biệt nhiều đối tượng có đặc điểm tone ảnh tương tự nhau trên ảnh đen trắng Tổ hợp màu giả thông dụng trong ảnh Landsat là xanh lơ (blue),

xanh lục(green), và màu đỏ (red) thể hiện các nhóm yếu tố cơ bản là: Thực vật có

màu hồng đến đỏ, nước có màu xanh lơ nhạt đến lơ sẫm, rừng ngập mặn có màu đỏ

sẫm đến nâu sẫm, đất trống có cây màu vụ đông thì màu loại hồng đến màu

vàng,…Ngoài 3 tổ hợp màu giả trên, người ta có thể tạo ra rất nhiều tổ hợp màu giả

khác bằng phương pháp quang học (dùng các tấm lọc màu) hoặc bằng kỹ thuật xử lý

ảnh số Vì vậy khi giải đoán các đối tượng trên ảnh màu giả phải có những định

hướng ngay từ đầu về các tổ hợp màu giả, từ đó mới tránh được những sự nhầm lẫn

Các yếu tố địa kỹ thuật

• Địa hình: Địa hình cho phép phân biệt sơ bộ các yếu tố trên ảnh, để từ đó

định hướng trong phân tích

Ví dụ: dạng địa hình núi đá vôi, đồi sót, đồng bằng, dải ven biển, lòng sông

cổ,…Kiểu địa hình như dải núi thấp cấu tạo bởi đá vôi…

• Thực vật: Sự phân bố của một kiểu thảm và đặc điểm của nó (như mật độ

tán che, sinh khối…) là một dấu hiệu hết sức quan trọng để phân biệt đối tượng Ví

dụ như rừmg thường xanh thường có ở vùng núi cao hoặc vùng núi trung bình…

• Hiện trạng sử dụng đất: Đây vừa là mục tiêu phấn đấu, vừa là dấu hiệu

trong giải đoán bằng mắt Hiện trạng sử dụng đất cung cấp những thông tin quan

trọng để xác định đối tượng Ví dụ lúa một vụ có ở vùng bồi cao là chủ yếu, lúa 2 vụ

chủ yếu ở vùng thấp thường xuyên vừa đủ nước

• Mạng lưới sông suối: Cũng là một dấu hiệu quan trọng hàng đầu trong

phân tích ảnh Mạng lưới sông suối có quan hệ rất mật thiết với dạng địa hình, độ

dốc, lớp vỏ phong hoá, nền thạch học…đồng thời nó cũng cho biết đặc điểm cấu

trúc địa chất của khu vực

Có các dạng mạng lưới thuỷ văn cơ bản là:

Kiểu cành cây; kiểu phân nhánh; kiểu ô mạng; kiểu toả tia; kiểu hướng tâm;

kiểu bị khống chế; kiểu song song; kiểu vành khuyên; kiểu vuông góc; kiểu có góc;

kiểu bện tóc; kiểu ẩn…

• Hệ thống các khe nứt lớn và các yếu tố dạng tuyến (lineament): Những

thông số của hệ thống khe nứt cần được xem xét đến là: hướng mật độ, hình dạng,

độ lớn Hệ thống lineament có thể liên quan đến các kiểu đứt gãy, khe nứt lớn của đá

cứng Đây là một yếu tố rất quan trọng để xác định và phân biệt đồng thời cũng là

thông số để đánh giá đối tượng

• Tổ hợp các yếu tố giải đoán: Trong quá trình giải đoán, ngoài việc phân

tích các yếu tố riêng lẻ còn xem xét đến sự tập hợp trong không gian của từng nhóm

yếu tố Sự tập hợp đó có thể tạo nên một dạng hay một kiểu địa hình, từ đó giúp

người giải đoán có thể hiệu chỉnh, loại bỏ những sai sót và nâng cao độ chính xác

Ví dụ như bãi bồi không thể ở trên sườn đồi…

Như vậy, trong giải đoán bằng mắt phải nắm bắt và phân biệt được các dấu hiệu giải đoán Công việc đó đòi hỏi người giải đoán phải có kiến thức chuyên môn vững để có thể kết hợp tốt các kiến thức trong quá trình giải đoán ảnh và chỉ có vậy mới đưa ra được kết quả chính xác

Có hai phương pháp phân loại đa phổ, đó là phương pháp phân loại có kiểm

định và phương pháp phân loại không kiểm định

Trong phương pháp phân loại có kiểm định người giải đoán sẽ “kiểm tra”

quá trình phân loại pixel bằng việc quy định cụ thể theo thuật toán máy tính, các chữ

số mô tả bằng số các thể loại lớp phủ mặt đất khác nhau có trên một cảnh Để làm

được việc này, các điểm lấy mẫu đại diện của loại lớp phủ đã biết ( gọi là các vùng mẫu) được sử dụng để biên tập thành một “khoá giải đoán” bằng số mô tả các thuộc tính phổ cho mỗi thể loại điển hình Sau đó mỗi pixel trong tập hợp dữ liệu sẽ được

so sánh với mỗi chủng loại trong khoá giải đoán và được gán nhãn bằng tên của chủng loại mà nó “có vẻ giống nhất”

Còn phương pháp phân loại không kiểm định không giống như phương

pháp phân loại có kiểm định, quy trình phân loại không kiểm định gồm hai bước riêng biệt Điểm khác biệt cơ bản riêng biệt cơ bản giữa hai phương pháp này là ở chỗ phương pháp phân loại có kiểm định bao gồm bước lấy mẫu và bước phân loại, còn trong phương pháp phân loại không kiểm định, trước tiên dữ liệu ảnh được phân loại bằng cách nhóm chúng thành các nhóm tự nhiên hoặc thành các cụm có mặt trên ảnh Sau đó người giải đoán sẽ xác định tính đồng nhất của lớp phủ mặt đất của các lớp phủ này bằng cách so sánh các dữ liệu hình ảnh đã phân loại với các dữ liệu tham khảo mặt đất

ảnh nhiều chiều này được sử dụng để xây dựng một ma trận tương ứng của các loại lớp phủ mặt đất cần giải đoán Sau khi đã phân loại toàn bộ dữ liệu, các kết quả được

trình bày trong giai đoạn đưa ra kết quả Do việc phân loại bằng số, cho nên kết quả

có thể sử dụng theo nhiều cách khác nhau, và các file dữ liệu bằng số để đưa vào hệ thống thông tin địa lý GIS, khi đó “kết quả đầu ra” của việc phân loại trở thành “

đầu vào” của GIS.(6)

1.Giai đoạn lấy mẫu

Trong khi việc phân loại dữ liệu ảnh đa phổ là một quá trình tự động hoá cao thì việc lắp ráp thu thập các dữ liệu mẫu cần cho phân loại là một công việc không

có tính chất tự động Việc lấy mẫu cho việc phân loại có kiểm định vừa có tính chất nghệ thuật vừa có tính chất khoa học Nó đòi hỏi một dữ liệu tham khảo đáng kể và một tri thức sâu sắc toàn diệnvề khu vực mà dữ liệu đó sẽ áp dụng Chất lượng của quá trình lấy mẫu sẽ quyết dịnh thành công của hai đoạn phân loại

Mục đích chung của quá trình lấy mẫu là thu thập một tập hợp thống kê mô tả phổ cho mỗi loại lớp phủ mặt đất cần phân loại trong một ảnh

Để có một kết quả phân loại đúng, dữ liệu mẫu cần phải vừa đặc trưng vừa đầy đủ

Có nghĩa là, người giải đoán ảnh cần phải nghiên cứu xây dựng các số liệu thống kê mẫu cho mọi loại phổ tạo thành mỗi lớp thông tin cần phân biệt bằng phương pháp phân loại Chẳng hạn, trong kết quả phân loại cuối cùng, người ta muốn chỉ ra một loại thông tin là

“nước”, nếu hình ảnh đang phân tích chỉ chứa có một vùng nước và nếu nó có cùng đặc trưng phổ thu nhận trên toàn bộ diện tích của nó, khi đó chỉ cần một vùng lấy mẫu là đủ để biểu thị là nước Tuy nhiên, nếu vùng diện tích chứa nước đó lại chứa những khu vực khác nhau : Nơi thì nước rất trong, nơi thì nước rất đục, thì tối thiểu phải cần ít nhất 2 loại phổ khác nhau có thể có mặt trong các vùng phủ nước Theo đó, chỉ riêng loại thông tin về

“nước”, có thể được đại diện bởi 4 hoặc 5 loại phổ Khi đó 4 hoặc 5 loại phổ này có thể

được sử dụng để phân loại tất cả các vùng nước xuất hiện trên ảnh

Bây giờ ta thấy rõ lấy mẫu là quá trình hoàn toàn không thể thiếu được Chẳng hạn, một loại thông tin như “ đất nông nghiệp” có thể chứa nhiều loại cây trồng và mỗi loại cây trồng được đại diện bởi một số loại phổ Những loại phổ này

có thể bắt nguồn từ những ngày ( tháng) trồng cây khác nhau, các điều kiện độ ẩm

đất đai, cách canh tác, các chủng loại giống, các điều kiện địa hình, các điều kiện khí quyển hoặc tổ hợp các yếu tố đó Điểm cần nhấn mạnh là tất cả các loại phổ tạo thành một loại thông tin cần phải được đại diện thích hợp trong các thống kê của tập hợp vùng mẫu sử dụng để phân loại hình ảnh

Quá trình lựa chọn bộ mẫu đối với người giải đoán chưa có kinh nghiệm thường là một nhiệm vụ khó khăn Người giải đoán xây dựng, nghiên cứu các số liệu thống kê đối với các loại phổ không “chồng phủ” lên nhau có mặt trong một cảnh tượng ít khó khăn hơn Nếu có vấn đề, thì thường là do bắt nguồn từ các loại phổ

trên ranh giới giữa “các loại quá độ” hoặc các loại “chồng phủ” Trong trường hợp

đó, tác động của việc xoá bỏ hoặc tập hợp các thể loại mẫu có thể kiểm tra bằng cách thử tìm sai sót (thử, tìm sai sót lại tiến hành thử, tìm rà soát cứ thế tiếp tục) Trong quá trình này kích thước của mẫu, các phương sai về phổ, tính chuẩn và đặc tính nhận dạng của các bộ mẫu cần phải kiểm tra lại Các chủng loại rất ít xuất hiện trên ảnh bị loại bỏ khỏi bộ mẫu để cho chúng khỏi bị nhầm lẫn với các phổ xuất hiện phổ biến trên diện rộng Có nghĩa là, người giải đoán ảnh phân lại sai đối với một loại hiếm xuất hiện trên ảnh để đảm bảo độ chính xác phân loại của một loại tương

tự về phổ thường xuất hiện trên những diện rộng Ngoài ra, phương pháp phân loại

có thể đầu tiên nghiên cứu xây dựng bằng cách chấp nhận một tập hợp các loại có thông tin chi tiết Sau khi nghiên cứu các kết quả phân loại thực tế, người giải đoán

ảnh có thể tổng hợp một số loại chi tiết thành loại có tính khái quát hơn ( ví dụ loại

“cây xoan” và “cây bàng” có thể tổng hợp thành “cây rụng lá về mùa đông” hoặc đất trồng “ngô” và “cỏ chăn nuôi” thành đất canh tác)

Lưu ý:

Hệ thống phân loại cần được xác định, xây dựng để có thể phân biệt các hình thức sử dụng đất Trong Viễn thám, hệ thống phân loại phải phù hợp với khả năng cung cấp thông tin của các tư liệu Viễn thám

Trong Viễn thám yêu cầu của một bảng phân loại là:

+ Có độ chính xác tối thiểu cho sự phân biệt các đối tượng sử dụng đất và lớp phủ mặt đất tối thiểu là 85%

+ Độ chính xác của việc phân tích trong bảng phân loại cần phải giống nhau cho mọi đối tượng và thích hợp với khả năng cung cấp thông tin của tư liệu

+ Kết quả phân tích khi dùng hệ thống phân loại đó cần phải giống nhau đối với những người giải đoán khác nhau

+ Hệ thống phân loại có thể áp dụng cho nhiều vùng rộng lớn

+ Hệ thống phân loại có thể sử dụng khi phân tích các tư liệu thu được trong các thời gian khác nhau

+ Hệ thống phân loại cho phép dùng các bậc phân loại phụ mà có thể sử dụng cho việc quan sát mặt đất, hoặc phân tích từ các tư liệu Viễn thám có tỷ lệ lớn hơn

+ Sự tổng hợp của hệ thống phân loại phải được thực hiện một cách chi tiết

+ Có thể so sánh với tài liệu sử dụng đất trong tương lai

+ Những đặc điểm sử dụng đất khác có thể nhận biết được

Trong quá trình nghiên cứu thành lập hệ thống chú giải cần lưu ý đến tỷ lệ bản đồ cần thành lập Với mỗi loại tỷ lệ bản đồ cần có sự lựa chọn một bản chú giải sao cho thích hợp

3 Giai đoạn phân loại

Bản chất của quá trình này là so sánh các pixel chưa biết với mẫu phổ của các

đối tượng được xây dựng ở giai đoạn lấy mẫu, sau đó quy các pixel này về loại đối tượng mà chúng gần giống nhất

Việc phân loại đa phổ trong phương pháp phân loại có kiểm định thường dùng các thuật toán sau:

- Thuật toán phân loại theo xác suất cực đại

- Thuật toán phân loại theo khoảng cách ngắn nhất

- Thuật toán phân loại hình hộp

3 Giai đoạn đưa ra kết quả

2.4.2 Phân loại không kiểm định.(6)

Cách phân loại không kiểm định không sử dụng dữ liệu mẫu làm cơ sở để phân loại, mà dùng các thuật toán để xem xét các pixel chưa biết trên một ảnh và kết hợp chúng thành một số loại dựa trên các nhóm tự nhiên hoặc các loại tự nhiên có trong ảnh Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là các giá trị phổ trong một loại lớp phủ phải gần giống nhau trong không gian đo, trong lúc các dữ liệu của các loại khác nhau phải được phân biệt rõ với nhau về phương diện phổ

Các loại thu được do việc phân loại không kiểm định gọi là các lớp phổ Do chỗ chúng chỉ dựa trên các nhóm tự nhiên có trong ảnh, đặc điểm nhận dạng của các loại phổ lúc đầu chưa biết nên người giải đoán phải so sánh các dữ liệu đã được phân loại với một dạng nào đó của dữ liệu tham khảo ( chẳng hạn ảnh tỷ lệ lớn hơn hoặc bản đồ) để xác định

đặc điểm nhận dạng hoặc giá trị thông tin của các loại phổ Như vậy, trong phương pháp phân loại có kiểm định, chúng ta xác định các loại thông tin hữu ích và sau đó xem xét khả năng phân tích phổ của chúng còn trong phương pháp phân loại không kiểm định chúng ta xác định các loại tách được phổ và sau đó xác định thông tin hữu ích của chúng

Trong phương pháp phân loại có kiểm định chúng ta không xem xét đến việc lấy mẫu cho loại đối tượng bị phân loại sai Điều đó cho thấy ưu điểm của phương pháp phân loại không kiểm định là xác định rõ các loại khác nhau có mặt trong dữ liệu hình ảnh Nhiều trong số các loại này có thể đầu tiên chưa xuất hiện đối với người giải đoán dùng phương pháp phân loại có kiểm định Các loại phổ trong một cảnh tượng có thể có quá nhiều làm cho ta gặp khó khăn khi lấy mẫu cho tất cả các loại của chúng, còn trong phương pháp phân loại không kiểm định các loại này được

tự động tìm thấy

Chương3:

thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện kim sơn năm 1995 và năm 2001 bằng công nghệ viễn thám và gis

3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội huyện Kim Sơn

3.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

Huyện Kim Sơn là huyện đồng bằng ven biển của tỉnh Ninh Bình, huyện

được hình thành do các cuộc khai hoang lấn biển của các triều đại phong kiến trước

đây, Kim Sơn được ông Nguyễn Công trứ khởi xướng lãnh đạo nhân dân quai đê lấn biển tạo nên một vùng đất đai trù phú, màu mỡ và có rất nhiều điều kiện thuận lợi để

đi đến hoàn thiện một mô hình thuỷ lợi cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp Huyện Kim Sơn là huyện cực nam của tỉnh Ninh Bình, cách trung tâm thị xã

28 km về phía nam là phần tiếp giáp duy nhất của tỉnh Ninh Bình với biển, huyện

được thành lập từ tháng 3/1859 với vị trí địa lý như sau:

Phía bắc giáp với huyện Yên Mô và huyện Yên Khánh Phía Nam giáp với biển Đông, đây là bờ biển bồi Phía đông giáp với huyện Nghĩa Hưng (Nam Định) Phía tây giáp với huyện Nga Sơn ( Thanh Hoá)

Bên phía đông và bên phía tây huyện Kim Sơn có 2 con sông lớn chảy song song từ bắc xuống nam ra biển đó là sông Đáy và sông Càn rất thuận tiện cho việc phát triển ngành thuỷ nông

Vị trí địa lý của huyện Kim Sơn có rất nhiều tiềm năng trong việc phát triển các ngành nông nghiệp và các dịch vụ khác

* Khí hậu thời tiết của huyện Kim Sơn: Là huyện đồng bằng ven biển thộc

đồng bằng châu thổ sông Hồng nên Kim Sơn mang đặc điểm khí hậu của vùng duyên hải rõ rệt đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, hơn nữa với vị trí tiếp giáp với biển

Đông cùng với điều kiện địa hình tương đối bằng phẳng đã tạo cho Kim Sơn một

điều kiện khí hậu ôn hoà và tương đối đồng nhất

• Nhiệt độ trung bình của huyện khá cao, khoảng 260C, nhiệt độ thấp nhất là vào tháng giêng khoảng 10-120C, và nhiệt độ cao nhất khoảng 35-370C vào tháng 6-

* Địa hình của huyện Kim Sơn

Kim Sơn có địa hình tương đối bằng phẳng và nghiêng dần từ đông bắc xuống đông nam

* Địa chất Kim Sơn

Đồng đất Kim Sơn được hình thành song song với quá trình kiến tạo với

đồng bằng sông Hồng Cấu tạo địa chất đất đều có sự khác nhau giữa các vùng trong huyện

* Sông ngòi Kim Sơn

Nhìn chung Kim Sơn có mạng lưới sông ngòi dày đặc, các sông xẻ chia, bao quanh tạo nên sự phân chia ranh giới giữa các tiểu vùng trong huyện với các địa phận bên ngoài Các con sông Đáy, sông Càn bao quanh huyện là các con sông lớn, trong huyện có các con sông nhỏ như sông Vạc, sông Sẻ, sông Quạt chảy qua và nối liền các sông lớn Kim Sơn có một hệ thống kênh mương sông ngòi nhân tạo rất tốt nối liền các con sông có tác dụng mang phù sa về bồi đắp cho đồng bằng Kim Sơn

3.1.2 Đặc điểm kinh tế, văn hoá xã hội huyện Kim Sơn

Kim Sơn trước đây là một huyện nghèo, có đời sống kinh tế khó khăn Là vùng đất đai màu mỡ song do diện tích hạn hẹp, lại chiếm một tỷ lệ lớn đất bị chua mặn, hệ thống kênh mương chưa được hoàn thiện và chưa được kiên cố nên khả năng đưa nước vào khử chua mặn chưa có nên khả năng phục vụ nông nghiệp chưa tốt Mặt khác do trình độ sản xuất thấp nên đời sống thường gặp khó khăn

* Tình hình phát triển dân số của huyện Kim Sơn còn tương đối cao, nguyên nhân là do trình độ dân trí thấp, nặng nề với phong tục cũ, hơn nữa huyện Kim Sơn

có tới 70% số dân đi theo đạo Kitô giáo nên vấn đề tín ngưỡng còn nặng nề, còn quan niệm trời sinh voi, trời sinh cỏ Trong một vài năm gần đây nhờ có sự quan tâm của Đảng và nhà nước tuyên truyền vận động kế hoạch hoá gia đình đi sâu đi sát tới từng hộ dân nên đến nay trong huyện đã có những hận thức khá tiến bộ và tình hình