Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thành lập bản đồ ngập lụt tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI o0o HỒ VĂN HÓA ðỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ðỊA LÝ (GIS) ðỂ THÀNH LẬP BẢN ðỒ NGẬP LỤT TỈNH BÌNH ðỊNH” CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mà SỐ: 60.85.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN XUÂN TRƯỜNG HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị Tôi xin cam ñoan rằng, giúp ñỡ cho việc thực luận văn ñã ñược cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn ñã ñược rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn Hồ Văn Hóa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Xuân Trường người ñã trực tiếp hướng dẫn, giúp ñỡ tận tình thời gian thực hoàn thành luận văn cao học Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Viện Sau ñại học; Bộ môn Trắc ñịa ñồ Hệ thống thông tin ñịa lý, Khoa Tài nguyên Môi trường ñã giảng dạy, ñóng góp ý kiến, tạo ñiều kiện cho học tập hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Viễn thám Quốc gia, Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bình ðịnh anh chị ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ trình thu thập số liệu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn người thân gia ñình bạn bè ñồng nghiệp ñã làm chỗ dựa tinh thần vững cho học tập công tác Tác giả luận văn Hồ Văn Hóa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BIỂU ðỒ viii DANH MỤC SƠ ðỒ viii Phần 1: MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết ñề tài 1.2 Mục tiêu yêu cầu 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Yêu cầu Phần 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan ñồ ngập lụt 2.1.1 Khái quát chung ngập lụt 2.1.2 Bản ñồ ngập lụt 2.2 Tổng quan hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) 11 2.2.1 Khái niệm 11 2.2.2 Các thành phần GIS 12 2.2.3 Chức năng, nhiệm vụ GIS 15 2.2.4 Các ứng dụng GIS quản lý tài nguyên môi trường 17 2.3 Tổng quan viễn thám 18 2.3.1 Khái niệm viễn thám 18 2.3.2 Nguyên lý viễn thám 19 2.3.3 Phương pháp xử lý thông tin viễn thám 21 2.3.4 Tư liệu sử dụng viễn thám 34 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii 2.3.5 Một số ứng dụng viễn thám 38 2.4 Khái quát tình hình nghiên cứu ngập lụt giới Việt Nam 41 2.4.1 Một số nước giới 41 2.4.2 Ở Việt Nam 42 2.5 Phần mềm sử dụng cho nghiên cứu 44 2.5.1 Phần mềm xử lý ảnh 44 2.5.2 Phần mềm chồng xếp liệu biên tập ñồ 45 Phần 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 3.1 ðối tượng phạm vi nghiên cứu 48 3.2 Nội dung nghiên cứu 48 3.3 Phương pháp nghiên cứu 48 3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 48 3.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 49 3.3.3 Phương pháp phân tích thống kê 49 3.3.4 Phương pháp chuyên gia 50 Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 Khái quát ñiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Bình ðịnh 51 4.1.1 Vị trí ñịa lý 51 4.1.2 ðiều kiện tự nhiên 52 4.1.3 ðặc ñiểm kinh tế xã hội 55 4.1.4 ðánh giá chung 56 4.2 Các nguồn liệu 56 4.2.1 Dữ liệu viễn thám 56 4.2.2 Dữ liệu khác 58 4.3 Xử lý tư liệu ảnh 59 4.3.1 Nhập ảnh 59 4.3.2 Tăng cường chất lượng ảnh 59 4.3.3 Hiệu chỉnh hình học 60 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 4.3.4 Phân loại ảnh 60 4.3.5 Khảo sát thực ñịa 68 4.3.6 Một số kỹ thuật sau phân loại 68 4.4 Biên tập thành lập ñồ ngập lụt 70 4.5 ðánh giá ñộ xác thành lập ñồ 75 4.6 Phân tích, xác ñịnh diện tích ngập lụt 77 4.7 Thành lập ñồ biến ñộng trạng nước ngập 80 4.8 Nhận xét kết thực nghiệm 83 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 5.1 Kết luận 84 5.2 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v DANH MỤC BẢNG Stt Tên bảng 2.1 So sánh ưu nhược ñiểm phương giải ñoán mắt Trang 25 giải ñoán phương pháp số 4.1 Mức ñộ chênh lệch số liệu tính toán số liệu thống kê 75 4.2 Thông kê diện tích bị ngập diện tích huyện 77 4.3 Thông kê diện tích bị ngập diện tích loại hình SDð 78 4.4 Diện tích biến ñộng lớp trạng nước ngập hai thời ñiểm 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi DANH MỤC HÌNH Stt Tên hình Trang 2.1 Sơ ñồ thu nhận hình ảnh viễn thám 18 2.2 Bức xạ phản xạ vật thể 19 2.3 Xác suất sai số PE cho phân loại theo xác suất cực ñại 25 2.4 Khoảng cách “City Block” (d1) “Ocolit” mảng chiều 29 2.5 Ranh giới cho lớp tập hợp hai chiều 30 2.6 Bản chất hình học phân loại hình hộp 31 4.1 Bản ñồ hành tỉnh Bình ðịnh 51 4.2 Ảnh Radar Alos Palsar chụp ngày 03/09/2009 57 4.3 Ảnh Radar Alos Palsar chụp ngày 05/11/2009 57 4.4 Cấp ñộ xám ñối tượng phân loại 62 4.5 Ngưỡng giá trị cấp ñộ xám 63 4.6 Ảnh trước sau phân loại 64 4.7 Ảnh sau phân loại trước thời ñiểm ngập lụt 64 4.8 Lựa chọn vùng mẫu phân loại 66 4.9 Giá trị khác biệt phổ mẫu phân loại 67 4.10 Ảnh phân loại thời ñiểm ngập lụt 68 4.11 Ảnh phân loại thời ñiểm ngập lụt sau lọc nhiễu 69 4.12 File vector ảnh trước thời ñiểm ngập lụt 70 4.13 File vector ảnh thời ñiểm ngập lụt 71 4.14 Lớp thông tin trạng trước thời ñiểm ngập 71 4.15 Bản ñồ trước thời ñiểm ngập lụt tỉnh Bình ðịnh 73 4.16 Bản ñồ thời ñiểm ngập lụt tỉnh Bình ðịnh 74 4.17 Bản ñồ biến ñộng lớp trạng nước ngập 82 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii DANH MỤC BIỂU ðỒ Stt Tên biểu ñồ Trang 2.1 Tỷ lệ % ứng dụng ảnh vệ tinh lĩnh vực, ngành 38 4.1 Biểu ñồ so sánh mức ñộ chênh lệch số liệu tính thống kê 76 4.2 Tỷ lệ diện tích bị ngập lụt diện tích huyện 77 4.3 Tỷ lệ diện tích bị ngập lụt diện tích loại sử dụng ñất 79 4.4 Diện tích bị ngập lụt loại sử dụng ñất 79 4.5 Biểu ñồ tỷ lệ diện tích nước ngập cũ 81 DANH MỤC SƠ ðỒ Stt Tên sơ ñồ 2.1 Các thành phần GIS Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… Trang 12 viii Phần 1: MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết ñề tài Ngập lụt tượng tai biến thiên nhiên, kết trình tập trung nước với khối lượng lớn tràn vào vùng ñịa hình thấp, gây ngập lụt diện rộng, không gây tổn hại nặng nề người thời ñiểm ñó mà tác ñộng tiêu cực lâu dài ñến môi trường sinh thái, ảnh hưởng trực tiếp ñến ñời sống hoạt ñộng kinh tế xã hội người Trong khoảng chục năm trở lại ñây, trận lũ lụt xảy ngày tăng với cường ñộ mạnh Trung Quốc (1998), Tây Âu (1998, 2000), Cộng hòa Séc (2002), Bangladesh (2001), vùng Viễn ðông thuộc nước Nga (2002), Italia (2006), Philippin (2007) ðặc biệt ñây trận lụt kéo dài Thái Lan vừa xảy hồi cuối tháng 7/2010 khiến thủ ñô Bangkok ngập tràn biển nước, có tới 2,3 triệu người bị ảnh hưởng trận lụt lịch sử này, khoảng 600 người tử vong, ước tính thiệt hại khoảng 5,1 tỉ USD [3] Việt Nam quốc gia ñứng thứ 10 nước chịu ảnh hưởng nặng tượng biến ñổi khí hậu nước biển dâng, với hàng chục bão nhiệt ñới ñợt lũ lớn năm Trong vòng 10 năm, từ 2000 ñến 2010 ñã xảy 96 trận lũ quét, ảnh hưởng tới vùng dân cư, làm chết tích 883 người bị thương gần 1.500 người; 6.000 nhà bị ñổ trôi; 120.000 nhà bị ngập, hư hại nặng; 132.000 lúa hoa màu bị ngập; hàng trăm ñất canh tác bị vùi lấp; nhiều công trình giao thông, thuỷ lợi, dân sinh kinh tế bị hư hỏng nặng nề, tổng thiệt hại ước tính 6.000 tỷ ñồng (trong ñó riêng số liệu năm 2008, 2009 bao gồm lũ lớn, lũ quét, sạt lở ñất tỉnh miền núi phía Bắc mưa, lũ sau bão số 4, số 6; tỉnh miền Trung, Tây Nguyên mưa lũ sau bão số số 11) Tháng 10/2010 bão Megi ñã gây Lũ chồng miền Trung chưa có 100 năm ñã xảy Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… + Phân tích theo ña số thiểu số: ðể ñánh giá chất lượng phân loại tạo ñược lớp cho việc xuất chuyển sang dạng ñồ ảnh vector, ảnh ñã ñược phân loại cần thực thêm bước lọc nhiễu kết phân loại ðây phương pháp phân tích ñể gộp pixel lẻ tẻ phân loại lẫn lớp vào lớp chứa Sử dụng phương pháp Majoriry Analysis ñể gộp pixel lẻ tẻ phân loại lẫn lớp vào lớp chứa Sau nhập kích thước sổ lọc giá trị pixel trung tâm ñược thay giá trị pixel chiếm ña số (cách phân tích theo ña số) giá trị pixel chiếm thiểu số (cách phân tích theo thiểu số) Kết cho ta ảnh Kết phép lọc không nâng cao ñược ñộ xác kết phân loại mà cải thiện mặt hình thức Từ Menu ENVI chọn Classification majority Post Classification Minority Analysis Ta thu ñược ảnh sau lọc hình 4.11 Hình 4.11: Ảnh phân loại thời ñiểm ngập lụt sau lọc nhiễu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 69 + Thay tên ñổi màu cho lớp phân loại: Ta thay tên ñổi màu cho lớp phân loại phần mềm ENVI Tuy nhiên việc trộn màu theo ñúng quy phạm thực phần mềm với hai ảnh ñã phân loại ta không ñổi màu tên lớp ñây + Chuyển kết phân loại sang dạng vectơ: ðể biên tập thành lập ñồ trạng ngập lụt, từ kết phân loại ảnh ta phải chuyển kết phân loại sang dạng vectơ Hai ảnh vệ tinh chụp ngày 3/9/2009 5/11/2009 sau phân ñược chuyển sang dạng vector lưu ñịnh dang file (*.evf) 4.4 Biên tập thành lập ñồ ngập lụt ðể biên tập thành lập ñồ ngập lụt cần tiến hành theo bước: + Bước 1: Chuyển ảnh phân loại sang file vector, shapefile ðể phục vụ cho bước thành lập ñồ trạng ngập lụt tính toán diện tích ngập lụt, việc chuyển ảnh phân loại sang file vector, shapefile cần ñược tiến hành Sau trình ta thu ñược file dạng shapefile (*.shp) Kết chuyển ảnh phân loại hai thời ñiểm sang file vector, shapefile thể hình 4.12 4.13 Hình 4.12: File vector ảnh trước thời ñiểm ngập lụt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 70 Hình 4.13: File vector ảnh thời ñiểm ngập lụt + Bước 2: Biên tập thành lập ñồ ngập lụt Ảnh sau ñược phân loại gộp lớp, tiến hành chuyển ñổi liệu sang dạng Vector Sau ñó tiến hành xuất sang phần mềm Mapinfors 9.5 ñể biên tập ñồ Kết lớp trạng ngập lụt hai thời ñiểm thể hình 4.14 Trước thời ñiểm ngập lụt Sau thời ñiểm ngập lụt Hình 4.14: Lớp thông tin trạng trước thời ñiểm ngập Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 71 Sau có ñược lớp thông tin trạng ngập, kết hợp với ñồ trạng sử dụng ñất năm 2010, tiến hành chồng xếp lớp thông tin hoàn thiện ñồ ngập lụt hai thời ñiểm Sắp xếp lớp thông tin ñồ ngập lụt theo thứ tự sau: + Lớp nền, ranh giới huyện, tỉnh + Lớp trạng sử dụng loại ñất + Lớp trạng nước ngập + Giao thông, ñường sắt + Lớp ñịa ñình + Nhãn, tiêu ñề + Chú giải, khung, lưới km thước tỷ lệ Sau biên tập lớp thông tin ta thu ñược: + Bản ñồ trước thời ñiểm ngập lụt tỉnh Bình ðịnh (Hình 4.15) + Bản ñồ thời ñiểm ngập lụt tỉnh Bình ðịnh (Hình 4.16) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 72 4.5 ðánh giá ñộ xác thành lập ñồ ðể ñánh giá chất lượng kết xây dựng ñồ trạng ngập lụt giải ñoán từ ảnh vệ tịnh, ta so sánh diện tích thu nhận ñược ñồ với số liệu thống kê thiệt hại bão + Theo số liệu thống kê Tỉnh lượng mưa ño ñược trạm từ 01 ngày 02/11/2009 ñến 13 ngày 04/11/2009 khu vực TP.Quy Nhơn 371 mm, Tùy Phước 801 mm, lưu vực sông Bình Tường (Tây Sơn) 205 mm, Thạnh Hòa (An Nhơn) 460 mm, lưu vực sông La Tinh (Phù Mỹ) 248 mm, Phù Cát 394 mm, An Hoà 309 mm, Bồng Sơn 172 mm, Hoài Ân 256 mm, lưu vực sông Côn Vĩnh Sơn (Vĩnh Thạnh) 313 mm, Vân Canh 42 mm + Theo kết tính toán diện tích bị ngập lụt ñồ sau phân loại ảnh diện tích bị ngập lụt huyện là: Quy Nhơn 8330 ha, An Nhơn 6610 ha, Tuy Phước 10900 ha, Vân Canh 470 ha, huyện Tây Sơn 2830 ha, Phù Cát 5118 Như vậy, ta ñánh giá chất lượng kết xây dựng ñồ trạng ngập lụt cách so sánh mức ñộ chênh lệch số liệu tính toán số liệu thống kê huyện Kết thể bảng 4.1 Bảng 4.1: Mức ñộ chênh lệch số liệu tính toán số liệu thống kê Tên huyện Số liệu tính toán (ha) Số liệu thống kê (mm) Tỷ lệ tính toán (%) Tỷ lệ thống kê (%) Chênh lệch (%) An Nhơn 6148 460 20,58 20,15 0,43 Phù Cát 5818 394 19,48 17,26 2,22 Tây Sơn 2181 205 7,30 8,98 -1,68 TP.Quy Nhơn 4732 371 15,84 16,25 -0,41 10450 801 34,98 35,09 -0,11 545 42 1,82 2,28 -0,45 29874 2273 100 100 0,00 Tuy Phước Vân Canh Tổng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 75 Biểu ñồ 4.1: Biểu ñồ so sánh mức ñộ chênh lệch số liệu tính thống kê Qua bảng 4.1 cho thấy số liệu thu ñược theo thống kê Tỉnh số liệu xác ñịnh ñồ trạng ngập lụt sau giải ñoán có chênh lệch Tuy nhiên chênh lệch không ñáng kể Các huyện có chênh lệch lớn ñó huyện Phù Cát (2,22%), huyện Tây Sơn (1,68%) số huyện chênh lệch 1% huyện Tuy Phước (0,11%), Tp Quy Nhơn (0,41%), An Nhơn(0,43%) Nguyên nhân dẫn ñến kết sử dụng ảnh ñể giải ñoán huyện có chứa ñối tượng sông, hồ ngập thường xuyên, bị ngập lụt ñối tượng ngập thường có bị lẫn ñối tượng ngập thường xuyên nên trình phân loại ñối tượng bị nhầm lẫn Mặt khác số liệu thông kê tư liệu ảnh chụp ñược không trùng khớp với thời ñiểm nên có sai lệch (Số liệu thống kê thu ñược vào 13h ngày 4/9/2009 tư liệu ảnh chụp ngày 5/9/2009) Vì nên có chênh lệch kết tính toán so với kết thông kê Tỷ lệ chênh lệch số liệu tính toán số liệu thống kê ñều nhỏ 3% hoàn toàn chấp nhận ñược với ñồ tỷ lệ 1: 50000 Như vậy, thấy rõ khả Viễn thám GIS thành lập ñồ ngập lụt ñánh giá tác ñộng, thiệt hại lũ lụt gây nên với người, ñối tượng tự nhiên xã hội khác Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 76 4.6 Phân tích, xác ñịnh diện tích ngập lụt ðể thống kê diện tích ngập lụt mức ñộ ảnh hưởng ngập lụt ñồ ta sử dụng công cụ tính diện tích ñối tượng dạng vùng phần mềm Mapinfors 9.5 + Kết thống kê diện tích bị ngập lụt ảnh hưởng ñến diện tích huyện thuộc Tỉnh Bình ðịnh thể bảng 4.2 Bảng 4.2: Thông kê diện tích bị ngập diện tích huyện Tên huyện Diện tích huyện (ha) Diện tích bị ngập (ha) Tỷ lệ (%) An Nhơn 24560 6148 25.03 Phù Cát 68330 5818 8.51 Tây Sơn 69520 2181 3.14 TP.Quy Nhơn 21350 4732 22.16 Tuy Phước 28960 10450 36.08 Vân Canh 80780 545 0.67 Biểu ñồ 4.2:Tỷ lệ diện tích bị ngập lụt diện tích huyện Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 77 Từ bảng thông kê diện tích bị ngập lụt biểu ñồ tỷ lệ diện tích bị ngập lụt, thấy thành phố Quy Nhơn, huyện An Nhơn huyện Tuy Phước chịu nhiều ảnh huởng bão số 11 (Diện tích ngập lụt TP.Quy Nhơn 8330 ha, chiếm 37,09% diện tích thành phố, An Nhơn 6610 chiếm 26,55% diện tích huyện huyện Tuy Phước 10900 chiếm 36,59% diện tích huyện) Còn huyện Vân Canh, huyện Tây Sơn chịu ảnh hưởng bão (Diện tích ngập lụt huyện Vân Canh 470 chiếm 0,55% diện tích huyện, huyện Tây Sơn 2830 chiếm 3.74% diện tích huyện) Nguyên nhân chủ yếu ñây huyện Tuy Phước, An Nhơn, Quy Nhơn nằm gần biển, ñịa hình tương ñối thấp, huyện Vân Canh, Tây Sơn nằm cách xa bờ biển, ñịa hình tương ñối cao so với mực nước biển + Kết thống kê diện tích bị ngập lụt loại sử dụng ñất khu vực nghiên cứu thể bảng 4.3 Bảng 4.3: Thông kê diện tích bị ngập diện tích loại hình SDð STT LOẠI ðẤT Mã SDð Diện tích Diện tích (ha) ngập (ha) Tỷ lệ (%) ðất trồng hàng năm CHN 19860.0 700.4 3.5 ðất chuyên trồng lúa nước LUC 43100.0 12150.0 28.2 ðất trồng hàng năm khác HNK 131.4 0.0 0.0 ðất trồng lâu năm CLN 12150.0 224.2 1.8 ðất rừng sản xuất RSX 71631.0 266.4 0.4 ðất rừng phòng hộ RPH 69990.0 8768.0 12.5 ðất rừng ñặc dụng RDD 2677.0 0.0 0.0 ðất nuôi trồng thủy sản NTS 1652.0 598.4 36.2 ðất làm muối LMU 490.1 133.9 27.3 10 ðất nông thôn ONT 39290.0 4700.0 12.0 11 ðất ñô thị ODT 2047.0 136.7 6.7 12 ðất chuyên dùng CDG 38.6 4.1 10.6 13 ðất quốc phòng CQP 5760.0 57.0 1.0 14 ðất khu công nghiệp SKK 2944.0 660.3 22.4 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 78 15 ðất sở sản xuất, kinh doanh SKC 1523.0 164.4 10.8 16 ðất thuỷ lợi DTL 2163.0 226.4 10.5 17 ðất sở y tế DYT 201.3 7.0 3.5 18 ðất sở nghiên cứu khoa học DKH 231.5 0.0 0.0 19 ðất tôn giáo, tín ngưỡng TTN 11.7 0.0 0.0 20 ðất nghĩa trang, nghĩa ñịa NTD 1585.0 80.9 5.1 21 ðất sông, ngòi, kênh, rạch, suối SON 124.6 91.7 73.6 22 ðất có mặt nước chuyên dùng MNC 8429.0 3144.0 37.3 23 ðất phi nông nghiệp khác PNK 16.55 0.0 0.0 Biểu ñồ 4.3: Tỷ lệ diện tích bị ngập lụt diện tích loại sử dụng ñất Biểu ñồ 4.4: Diện tích bị ngập lụt loại sử dụng ñất Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 79 Như qua bảng số liệu biểu ñồ ta có nhận xét sau: - Nếu ñánh giá mức ñộ ảnh hưởng ngập lụt ñến loại hình sử dụng ñất cách dựa tỷ lệ diện tích ngập lụt so với tổng diện tích loại sử dụng ñất (biểu 4.3) ta thấy diện tích nước lũ tràn vào ngập chủ yếu loại ñất sông, ngòi, kênh, rạch, suối chiếm 73,6% tổng diện tích, ðất có mặt nước chuyên dùng chiếm 37,3% tổng diện tích, ðất nuôi trồng thủy sản chiếm 36,2% tổng diện tích , ðất chuyên trồng lúa nước chiếm 28,2% tổng diện tích, ðất làm muối chiếm 27,3% tổng diện tích, ðất khu công nghiệp chiếm 24,2 % tổng diện tích ðiều dễ hiểu loại ñất ñất chứa mặt nước, có ñịa hình tương ñối thấp lũ tràn vào Một số loại ñất mức ñộ diện tích nước lũ tràn vào ngập chí ñất phi nông nghiệp khác, ñất tôn giáo, tín ngưỡng, ñất sở nghiên cứu khoa học, ñất rừng ñặc dụng, ñất trồng hàng năm khác chiếm 0% (không bị ngập) loại hình sử dụng ñất nằm vị trí ñịa hình cao - Nếu ñánh giá mức ñộ ảnh hưởng ngập lụt ñến loại hình sử dụng ñất cách dựa tổng số diện tích bị ngập ñối với loại hình sử dụng ñất (biểu ñồ 4.4) ta thấy loại hình sử dụng ñất ñất chuyên trồng lúa ngập nhiều (12150 ha), tiếp ñến ñất rừng phòng hộ (8768 ha), ñất nông thôn (4700 ha) ñất mặt nước chuyên dùng (3144 ha) Còn loại ñất phi nông nghiệp khác, ñất tôn giáo, tín ngưỡng, ñất sở nghiên cứu khoa học, ñất rừng ñặc dụng, ñất trồng hàng năm khác không bị ngập hay ngập với diện tích Nguyên nhân vị trí ñịa hình (ñộ cao thấp dẫn ñến nước lũ tràn về) diện tích bề mặt (ảnh hưởng tới lượng mưa rơi xuống bề giữ lại bề mặt dụng ñất) khác 4.7 Thành lập ñồ biến ñộng trạng nước ngập Hệ thống thông tin ñịa lý ñóng vai trò quan trọng việc tích hợp phân tích liệu Việc xây dựng ñồ biến ñộng trạng nước ngập dựa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 80 thay ñổi thông tin nước ngập ñồ trạng ngập lụt hai thời ñiểm (trước thời ñiểm ngập lụt) ảnh ngưỡng biến ñộng Sau biên tập ñược ñồ trạng nước hai thời ñiểm (trước thời ñiểm ngập lụt) Sử dụng công cụ phần mềm Mapinfors tiến hành chồng xếp hai ñồ Thu ñược ñồ biến ñộng trạng nước ngập khu vực nghiên cứu số liệu thống kê biến ñộng nước ngập + Kết việc chồng ghép ñồ tạo số liệu thống kê biến ñộng trạng nước ngập thể bảng 4.4 Bảng 4.4 Diện tích biến ñộng lớp trạng nước ngập hai thời ñiểm Mô tả Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Ngập cũ 26660 44,7 Ngập 32940 54,3 Tổng 59600 100,00 Biểu ñồ 4.5: Biểu ñồ tỷ lệ diện tích nước ngập cũ Qua số liệu thống kê tính toán ta thấy diện tích ngập toàn khu vực nghiên cứu lớn (32940 ha) ñó diện tích ngập cũ có 26660 Như tổng diện tích nước ngập thời ñiểm diễn ngập lụt 59600 Qua ñây cho thấy mức ñộ thiệt hại ảnh hưởng tới người, ñất ñai, môi trường sinh thái bảo số 11 lớn + Kết xây dựng ñồ biến ñộng nước ngập thể hình 4.17 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 81 4.8 Nhận xét kết thực nghiệm Qua thực nghiệm thành lập ñồ ngập lụt phương pháp so sánh sau phân loại, rút số nhận xét sau: + Bản ñồ ñược thành lập ñạt ñộ xác cao, ñộ xác ñồ phụ thuộc vào ñộ xác kết phân loại ảnh + Kết phân loại ảnh phương pháp phân loại có kiểm ñịnh theo thuật toán xác suất cực ñại (Maximumlikelihood) phụ thuộc vào tập mẫu giải ñoán ảnh Mặc dù trình phân loại ảnh nhanh chóng, tự ñộng công tác xử lý ñồ sau phân loại ảnh lại tốn nhiều thời gian phải làm thủ công Việc phân lớp ñối tượng ñồ bị hạn chế ñộ phân giải ảnh Kết phân loại ảnh bị nhầm lẫn ñối tượng ngập mới, ñối tượng ngập thường xuyên số ñối tương khác (ñất, thực vật) + Kết phân loại ảnh không ñược kiểm tra ñối soát thực ñịa ñể chỉnh sửa ñúng trạng không phát ranh giới bị ngập lụt không bị ngập lụt dễ gây nhầm lẫn ñối tượng ảnh giải ñoán Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 83 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Cùng với thành tựu người việc chinh phục vũ trụ công nghệ viễn thám GIS ñã ñang ñược phát triển mạnh mẽ trở thành phương pháp có hiệu nghiên cứu tài nguyên, môi trường, quản lý lãnh thổ Một ứng dụng ñó thành lập ñồ ngập lụt Sau nghiên cứu thực nghiệm thành lập ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh, rút số kết luận sau: Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS ñề tài ñã ñưa ñược ảnh cần nắn hệ tọa ñộ VN-2000, xây dựng ñược hai ñồ trạng nước ngập hai thời ñiểm khác (trước thời ñiểm ngập lụt thời ñiểm ngập lụt) ñồ biến ñộng nước ngập thời ñiểm khác cho khu vực nghiên cứu, qua ñó ñược biến ñộng nước ngập thiệt hại bão số 11 gây Trong qúa trình xử lý ảnh xây dựng ñồ trạng ngập lụt hai thời ñiểm, ñộ phân giải tư liệu ảnh mục ñích tách ñược lớp trạng ngập nên tác giả xây dựng khóa giải ñoán cho nhóm, loại ñối tượng ñiển hình bao gồm: ñối tượng nước ngập thường xuyên, ñối ñượng nước ngập ñối tượng không ngập (các ñối tượng khác lại) Chính ñược sử dụng ñể xây dựng ñồ thủy văn cho khu vực có ñiều kiện áp dụng ñể dự báo ngập lụt cho khu vực nghiên cứu Sự tích hợp công nghệ viễn thám GIS ñã giúp ta dễ dàng ñưa ñược ñồ trạng ngập lụt với ñộ xác cao, chênh lệch số liệu thống kê so với số liệu tính toán ñồ sau thành lập tư liệu ảnh phạm vi huyện ñều nhỏ 3% Khóa giải ñoán tốn thời gian, công sức kinh phí nhiều so với phương pháp truyền thống trước ñây Mức ñộ thiệt hại bão số 11 ảnh tới diện tích sử dụng ñất huyện lớn thiệt hại lớn chủ yếu số huyện nằm gần biển ñông, có ñịa hình thấp (Diện tích ngập lụt Quy Nhơn 8330 ha, chiếm 37,09% diện tích Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 84 thành phố, An Nhơn 6610 chiếm 26,55% diện tích huyện huyện Tuy Phước 10900 chiếm 36,59% diện tích huyện) Dựa vào ñồ trạng sử dụng có mức ñộ ngập lụt lên loại sử dụng ñất Các loại ñất bị ngập nặng chủ yếu loại ñất nằm vị trí ñịa hình thấp ñất sông, ngòi, ñất nuôi trồng thủy sản, rừng phòng hộ, ñất làm muối loại ñất chiếm diện tích bề mặt tự nhiên lớn ñất trồng lúa, ñất công nghiệp Các loại ñất chiếm tỷ lệ diện tích bị ngập lụt cao 5.2 Kiến nghị Sau thực nghiên cứu ñề tài "Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñể thành lập ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh" ñưa số kiến nghị sau: ðề tài cần tiếp tục hoàn thiện, xây dựng ñồ số sở liệu giúp cho cán ñịa phương công tác quản lý tài nguyên môi trường ñược tốt Bên cạnh tư liệu viễn thám, ñòi hỏi kết hợp nhiều thông tin kinh tế xã hội nghiên cứu khác bổ sung ñem lại kết có tính thực tế cao Các ñịa phương nói chung Bình ðịnh nói riêng cần trọng quan tâm ñến việc ứng dụng công nghệ thông tin cụ thể công nghệ viễn thám GIS công việc quản lý Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Anh (2011), Nghiên cứu xử lý ảnh Radar Sar cho xác ñịnh nhanh vùng ngập lụt phần mềm miễm phí mã nguồn mở, NXB ðại học Mỏ ðịa Chất, Hà Nội [2] Trần Vân Anh, Nguyễn Thị Giang (2009), Hướng dẫn thực hành Envi, NXB ðại học Mỏ ðịa Chất, Hà Nội [3] Hoàng Thái Bình (2009), Xây dựng ñồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tám Lu – ðồng Hới), NXB ðại học khoa học tự nhiên, ðại học Quốc Gia, Hà Nội [4] Bảo Huy (2007), GIS viễn thám quản lý tài nguyên rừng môi trường, NXB Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh [5] Trần Hùng, Phạm Quang Lợi (2008), Xử lý phân tích liệu viễn thám với phần mềm ENVI, Hà Nội [6] Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình Hệ thống thông tin ñịa lý, NXB Nông nghiệp, Hà Nội [7] Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông Nghiệp, Hà nội [8] Nguyễn Khắc Thời, Trần Quốc Vinh (2006), Bài giảng Viễn thám, Trường ñại học Nông nghiệp I, Hà Nội [9] Phạm Vọng Thành (2003), Bài giảng Viễn thám dành cho học viên cao học, Trường ðại học Mỏ ñịa chất Hà Nội [10] Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quy phạm thành lập ñồ trạng sử dụng ñất, NXB Bản ñồ [11] GeoViet, Hướng dẫn thực hành envi, Hướng dẫn thực hành GIS [12] Uỷ ban nhân dân tỉnh Bình ðịnh (2010), Báo cáo tình hình kinh tế, xã hội tỉnh Bình ðinh năm từ 2005 ñến 2010 [13] Uỷ ban nhân dân tỉnh Bình ðịnh (2010), Niên giám thống kê tỉnh Bình ðinh năm 2010 [14] Từ ñiển tiếng việt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 86 [...]... "Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñể thành lập bản ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh" 1.2 Mục tiêu và yêu cầu 1.2.1 Mục tiêu - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin ñịa lý ñể thành lập bản ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh - Xác ñịnh ranh giới và tính toán diện tích bị ngập lụt của các huyện thuộc tỉnh Bình ðịnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc... Nam Công nghệ khai thác thông tin vệ tinh ñang thực sự phục vụ con người, mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ, phục vụ ñời sống, sản xuất và kiểm soát tài nguyên môi trường, trong ñó khả năng ứng dụng của nó vào việc nghiên cứu, dự báo, ñánh giá ngập lụt là rất lớn Xuất phát từ thực tiễn ñó, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài "Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin. .. dự báo và cảnh báo ngập lụt là rất cần thiết nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và của Mặt khác, với sự phát triển của công nghệ thông tin như hiện nay ñặc biệt là công nghệ Viễn thám và GIS ñã và ñang phát triển mạnh mẽ trên thế giới Viễn thám với ưu ñiểm ảnh có ñộ phủ rộng, thời gian xử lý ảnh nhanh do ñó việc sử dụng thông tin vệ tinh viễn thám trong nghiên cứu, giám sát Trái ðất ñã trở thành một... chất, bề dày trầm tích, vỏ phong hóa, hệ thống khe nứt, hoạt ñộng kiến tạo, tân kiến tạo + Phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ðây là phương pháp nghiên cứu lũ lụt hiện ñại và trực quan Xuất hiện khả phổ biến từ cuối những năm 70, ñầu những năm 80 sau khi viễn thám vệ tinh ra ñời và ñặc biệt có sự trợ giúp của hệ thống thông tin ñịa lý ðặc ñiểm của viễn thám là cho phép thu nhận ñồng thời... khác trong mùa lũ cũng phát triển 2.1.2 Bản ñồ ngập lụt 2.1.2.1 Khái niệm bản ñồ ngập lụt Bản ñồ ngập lụt là một loại bản ñồ chuyên ñề trên ñó thể hiện các vùng ngập lụt ở một thời ñiểm nhất ñịnh Thực chất ñây là bản ñồ hiện trạng ngập lụt vì chỉ chụp ñược hình ảnh vùng ngập lụt tại thời ñiểm chụp ảnh Xây dựng bản ñồ ngập lụt là việc xác ñịnh diện tích và ranh giới ngập nước tại một thời ñiểm bất kỳ nào... trắc ñịa có thể ño ñộ sâu ngập lụt, ñánh dấu các ñiểm ñã bị ngập lụt thông qua các dấu vết của các trận ngập lụt ñã xảy ra ñể lại Rồi từ ñó khoanh vùng ngập lụt trên bản ñồ ñịa hình và từ ñó thành lập bản ñồ chuyên ñề về ngập lụt Tuy nhiên phương pháp này ñỏi hỏi nhiều công sức, khinh phí và thời gian Do vậy hiệu quả không cao + Phương pháp nghiên cứu cơ chế và biến trình lũ thông qua các mô hình dự... về hệ thống thống nhất về nguyên tắc phân loại Sự biểu hiện chúng trên bản ñồ phải ñảm bảo nguyên tắc thống nhất và tương ứng của hệ thống phân loại ñã xác ñịnh Lựa chọn dấu hiệu cho các ñối tượng cùng thuộc hệ phân loại phải ñảm bảo tính nhất quán Chúng ñược thể hiện thông qua phương pháp và hệ thống kí hiệu thể hiện ðược trình bày ñầy ñủ, hệ thống trong bản chú giải bản ñồ + Các ñối tượng trên bản. .. ñịa lý, kết quả cuối cùng ñược hiển thị tốt nhất dưới dạng bản ñồ hoặc biểu ñồ Bản ñồ khá hiệu quả trong lưu trữ và trao ñổi thông tin ñịa lý GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị ñể mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản ñồ Bản ñồ hiển thị có thể ñược kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (ña phương tiện) 2.2.4 Các ứng dụng của GIS trong quản lý. .. và ñáp ứng nhu cầu thực tế [10] 2.1.2.3 Nguyên tắc xây dựng bản ñồ ngập lụt Ngập lụt là những yếu tố ñộng thuộc phạm trù tự nhiên và có ảnh hưởng của các yếu tố xã hội Sự nhận xét ñánh giá chúng có thể theo những góc ñộ khác nhau, vì thế trên những nguyên tắc chung thành lập bản ñồ, việc thành lập bản ñồ ngập lụt cần phải ñặc biệt chú ý tới những nguyên tắc sau: + Mục ñích của việc thành lập bản ñồ... một tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu ñịa lý và con người, ñược thiết kế nhằm mục ñích nắm bắt lưu trữ, cập nhật, ñiều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan ñến vị trí ñịa lý Theo GS Shunji Murai, người ñã có hơn 40 năm làm việc trong lĩnh vực viễn thám và GIS, GIS là một hệ thống thông tin ñược sử dụng ñể nhập, lưu trữ, Trường ðại ... dụng vào việc nghiên cứu, dự báo, ñánh giá ngập lụt lớn Xuất phát từ thực tiễn ñó, tiến hành nghiên cứu ñề tài "Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñể thành lập ñồ ngập lụt. .. thành lập ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh" 1.2 Mục tiêu yêu cầu 1.2.1 Mục tiêu - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin ñịa lý ñể thành lập ñồ ngập lụt tỉnh Bình ðịnh - Xác ñịnh... rừng ảnh vệ tinh + Kết hợp với Hệ thông tin ñịa lý thành lập Bản ñồ cảnh báo cháy rừng 2.3.5.6 Ứng dụng viễn thám thành lập ñồ Trong ño ñạc ñồ: Với thông tin thu ñược từ ảnh viễn thám, ñộ phân