“Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương - tỉnh Nghệ An giai đoạn 2013 - 2015”

“Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương - tỉnh Nghệ An giai đoạn 2013 - 2015” ứng dụng của viễn thám

PHẦN A: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và nócũng là yếu tố mang tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và cácsinh vật khác trên trái đất Ngày nay việc sử dụng đất đai đang được đa dạng hóavề mục đích sử dụng, chủ sử dụng và các yếu tố khác liên quan đến đất Do đóviệc quản lý đất đai đòi hỏi phải bắt kịp với nhu cầu phát triển của xã hội, đápứng kịp thời và có hiệu quả nhu cầu sử dụng đất của con người

Công nghệ thông tin đang trên đà phát triển mạnh nên việc áp dụng nóvào công tác quản lý đất đai là xu hướng tất yếu Công nghệ viễn thám, mộttrong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹthuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế- xã hội ởnhiều nước trên thế giới Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vựcđiều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môitrường ngày càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi Quốc gia,

mà cả phạm vi Quốc tế Cùng với xu thế ứng dụng công nghệ viễn thám trên thếgiới, nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám trên nhiềulĩnh vực Điển hình là trong quản lý tài nguyên môi trường nói chung và quản lýđất đai nói riêng

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học vũ trụ thì ảnh viễn thám cũng đãxuất hiện và ngày càng tỏ rõ tính ưu việt trong công tác điều tra, quản lý tàinguyên Đặc biệt là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám mới như: SPOT,LANDSAT, ASTER… có độ phân giải không gian và phân giải phổ cao Một số

tư liệu viễn thám còn có khả năng chụp lập thể, đặc biệt là có thể cập nhật thôngtin nhanh chóng thông qua việc thu nhận và xử lý ảnh vệ tinh ở nhiều thời điểmkhác nhau tạo thành ảnh đa thời gian ở dạng số, là sản phẩm dễ dàng sử dụngtrong các phần mềm phân tích ảnh hiện đại và có khả năng tích hợp thuận tiệntrong hệ thống thông tin địa lý GIS Đặc biệt việc phóng vệ tinh VINASAT-1đầu tiên vào ngày 12/4/2008, đã mở ra một hướng đi mới trong ứng dụng ảnhviễn thám ở Việt Nam

Huyện Đô Lương là một huyện nằm ở trung tâm của tỉnh Nghệ An có vịtrí thuận lợi cho sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Nghệ An Việc đánh giátình hình quản lý sử dụng đất của Huyện là hết sức cần thiết.

Nhận thấy ứng dụng công nghệ viễn thám là một bước phát triển mới cho

công tác quản lý đất đai tại địa phương nên em chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương - tỉnh Nghệ An giai đoạn 2013 - 2015”

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Mục đích:

Xây dựng được bản đồ biến động sử dụng đất huyện Đô Lương, tỉnhNghệ An bằng phương pháp ứng dụng GIS và viễn thám

- Nhiệm vụ

+ Tìm hiểu đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội

+ Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trong

thành lập bản đồ biến động sử dụng đất

+ Nghiên cứu quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bằngphương pháp viễn thám

+ Biết sử dụng phần mềm ENVI và ARCGIS để thành lập bản đồ hiệntrạng sử dụng đất, bản đồ biến động sử dụng đất

3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An

4 Giới hạn của đề tài

Về không gian: Phạm vi mà đề tài thực hiện là địa bàn huyện Đô Lương,

tỉnh Nghệ An

Về thời gian: Ảnh landsat 8 với độ phân giải 30m được dùng làm dữ liệu

giải đoán được thu thập vào năm 2013 và 2015

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp viễn thám và GIS: phương pháp này sử dụng phần mềm

phân tích và giải đoán ảnh viễn thám ENVI 4.5 và phần mềm Arcgis được sửdụng để biên tập và lưu trữ bản đồ

- Phương pháp tổng hợp và xử lý thông tin: phương pháp này được vậndụng để phân tích,tổng hợp và xử lý các tài liệu thu thập được để thấy được biếnđộng sử dụng các loại đất trên địa bàn huyện.

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Đề tài nghiên cứu đã cho thấy sự đa dạng trong việc kết hợp giữa Viễnthám và hệ thống thông tin địa lý để nghiên cứ thành lập bản đồ hiện trạng sửdụng đất cũng như các bản đồ chuyên đề khác

+ Việc xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến động sửdụng đất sẽ giúp cho quy hoạch sử dụng đất dễ dàng, đạt hiệu quả cao

Cấu trúc đề tài gồm có 3 chương như sau:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu.

CHƯƠNG 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Đô

Lương, tỉnh Nghệ An

CHƯƠNG 3: Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Đô Lương,

tỉnh Nghệ An bằng phương pháp viễn thám

PHẦN B: NỘI DUNGCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Bản đồ biến động sử dụng đất

1.1.1 Các vấn đề chung về bản đồ biến động sử dụng đất

Biến động là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạngthái khác liên tục của sự vật hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũngnhư môi trường xã hội

Để nghiên cứu biến động sử dụng đất người ta có thể sử dụng nhiềuphương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: số liệu thống kê hàng năm,

số liệu kiêm kê hoặc từ các cuộc điều tra Các phương pháp này có độ chính xáckhông cao, tốn nhiều thời gian và kinh phí, đồng thời chúng không thể hiệnđược sự thay đổi sử dụng đất từ loại đất này sang loại đất khác và vị trí khônggian của sự thay đổi đó Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất từ tư liệu viễnthám đa thời gian sẽ khắc phục được những nhược điểm trên

Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặcbiệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của đất nước, là thành phần quan trọnghàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố của các khu dân cư, xây dựngcác cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng Đất đai có ý nghĩakinh tế, chính trị, xã hội sâu sắc trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Kinh tế xã hội phát triển mạnh, cùng với sự bùng nổ dân số đã làm chomối quan hệ giữa con người và đất đai ngày càng trở nên căng thẳng Vấn đề tổchức và sử dụng đất theo quan điểm sinh thái và phát triển bền vững càng trởnên quan trọng, bức xúc và mang tính toàn cầu

Bản đồ biến động sử dụng đất ngoài các yếu tố nội dung cơ bản của cácbẩn đồ chuyên đề như: bản đồ địa hình, địa vật, giao thông, thủy văn… phải thểhiện được sự biến động về sử dụng đất theo thời gian

Các thông tin về tình hình sử dụng đất, biến động sử dụng đất kết hợp vớicác thông tin có liên quan là yếu tố quan trọng phục vụ công tác quy hoạch, kếhoạch và quản lý đất đai để đảm bảo sử dụng đất bền vững, hiệu quả, thân thiệnmôi trường và quan trọng nhất là đảm bảo an ninh lương thực

Ưu điểm của bản đồ biến động sử dụng đất là thể hiện được rõ sự biếnđộng theo không gian và theo thời gian Diện tích biến động được thể hiện rõ ràngtrên bản đồ, đồng thời cho chúng ta biết có biến động hay không biến động, haybiến động từ loại đất nào sang loại đất nào Nó có thể được kết hợp với nhiềunguồn dữ liệu tham chiếu khác để phục vụ có hiệu quả cho rất nhiều mục đíchkhác nhau như quản lý tài nguyên, môi trường, thống kê, kiểm kê đất đai.

Về cơ bản, bản đồ biến động sử dụng đất được thành lập trên cơ sở haibản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm nghiên cứu vì vậy độ chính xáccủa bản đồ này phụ thuộc vào độ chính xác của các bản đồ hiện trạng sử dụngđất tại hai thời điểm nghiên cứu

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại

Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại ảnh ở hai thời điểmkhác nhau ta thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm đó.Sau đó chồng ghép hai bản đồ hiện trạng để xây dựng bản đồ biến động Cácbản đồ hiện trạng có thể thực hiện dưới dạng bản đồ raster

Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất theo phương pháp này

có thể tóm tắt như hình 1.1

Hình 1.1 Ảnh lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại

Phương pháp so sánh sau phân loại được sử dụng rộng rãi nhất, đơn giản,

dễ hiểu và dễ thực hiện Sau khi ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học sẽ tiếnhành phân loại độc lập để tạo thành hai bản đồ Hai bản đồ này được so sánhbằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận biến động

Theo J Jensen [13] ưu điểm của phương pháp này cho biết sự thay đổi từloại đất gì sang loại đất gì và chúng ta cũng có thể sử dụng các bản đồ hiện trạngsử dụng đất đã được thành lập trước đó

Nhược điểm của phương pháp này là phải phân loại độc lập các ảnh viễnthám nên độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của từng phép phân loại vàthường độ chính xác không cao vì các sai sót trong quá trình phân loại của từngảnh vẫn được giữ nguyên trong bản đồ biến động

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian

Phương pháp này thực chất là chồng xếp hai ảnh với nhau để tạo thànhảnh biến động Sau đó dựa vào ảnh biến động ta tiến hành phân loại và thành lậpbản đồ (hình 1.2)

Bản đồ hiện trạng 2

Bản đồ biến động

Hình 1.2 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp

ảnh đa thời gian

Ưu điểm của phương pháp này là chỉ phải phân loại một lần Nhưngnhược điểm lớn nhất của nó là rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải lấy tất cả cácmẫu biến động và không biến động Hơn nữa, ảnh hưởng của sự thay đổi theothời gian (các mùa trong năm) và ảnh hưởng của khí quyển của các ảnh ở cácthời điểm khác nhau cũng không dễ được loại trừ, do đó ảnh hưởng đến độchính xác của phương pháp

Thêm vào đó bản đồ biến động sử dụng đất được thành lập theo phươngpháp này chỉ cho ta biết được chỗ biến động và chỗ không biến động chứ khôngcho biết được biến động theo xu hướng nào

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân tích véctơ thay đổi phổ

Khi ở trong khu vực nghiên cứu có biến động xảy ra thì nó được thể hiệnbằng sự khác biệt về phổ ở giữa hai thời điểm trước và sau biến động Giả sửxác định được giá trị phổ trên hai kênh x và y tại hai thời điểm trước và sau biếnđộng như trên biểu đồ hình 1.3

Phân loại Bản đồ biến động

Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4

Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4

Ảnh thời điểm 1

Ảnh thời điểm 2

Ảnh biến động

Hình 1.3 Véc tơ thay đổi phổ

Điểm 1 biểu thị giá trị phổ tại thời điểm trước khi xảy ra biến động, điểm

2 biểu thị giá trị phổ tại thời điểm sau khi xảy ra biến động Khi đó véc tơ 12

chính là véc tơ thay đổi phổ, và được biểu thị bởi giá trị (khoảng cách từ 1 đến2) và hướng thay đổi (góc  )

Giá trị của véc tơ thay đổi phổ tính trên toàn cảnh theo công thức :

1

, , ,

k j i k

j

BV

Trong đó: CMpixel là giá trị của véc tơ thay đổi phổ,

BVi,j,k(1), BVi,j,k(2) là giá trị phổ của pixel ij, kênh k của ảnh trước và saukhi xảy ra biến động

Việc phân tích véc tơ thay đổi được ghi lại thành hai tệp dữ liệu: một tệpchứa các mã của khu vực, một tệp chứa độ lớn của các véc tơ thay đổi phổ.Thông tin về sự thay đổi được tạo ra từ hai tệp dữ liệu đó và được thể hiện bằngmàu sắc của các pixel tương ứng với các mã đã quy định Trên ảnh đa phổ thayđổi này sẽ kết hợp cả hướng và giá trị của véc tơ thay đổi phổ Sự thay đổi cóxảy ra hay không được quyết định bởi véc tơ thay đổi phổ có vượt ra khỏingưỡng quy định hay không Giá trị ngưỡng được xác định từ kết quả thựcnghiệm dựa vào các mẫu biến động và không biến động

Trên hình 1.4 thể hiện thuật toán phân tích thay đổi phổ



Kênh y

Kênh x 1

2

Hình 1.4 Thuật toán phân tích thay đổi phổ

Trường hợp a, không xảy ra biến động hoặc biến động nhỏ vì véc tơ thayđổi phổ không vượt khỏi giá trị ngưỡng, trường hợp b, c có xảy ra biến động vàhướng của véc tơ thay đổi phổ thể hiện tính chất của biến động trong trường hợp

b khác trường hợp c, ví dụ ở trường hợp b có thể xảy ra sự biến mất của thực vật,còn trong trường hợp c chỉ là sự khác biệt giai đoạn tăng trưởng của cây trồng

Sau đó lớp thông tin thể hiện sự thay đổi hay không thay đổi sẽ được đặtlên trên tấm ảnh để thành lập bản đồ biến động

Phương pháp phân tích véc tơ thay đổi phổ được ứng dụng hiệu quả trongnghiên cứu biến động rừng nhất là biến động hệ sinh thái rừng ngập mặn Nhưngnhược điểm của phương pháp này là khó xác định ngưỡng của sự biến động

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp sử dụng mạng nhị phân

Đây là một phương pháp xác định biến động rất hiệu quả [10] Đầu tiêntiến hành lựa chọn để phân tích ảnh thứ nhất tại thời điểm n Ảnh thứ 2 có thểsớm hơn ảnh thứ nhất (n-1) hoặc muộn hơn (n+1) Các ảnh đều được nắn chỉnhvề cùng một hệ tọa độ

Tiến hành phân loại ảnh thứ nhất theo phương pháp phân loại thôngthường Tiếp theo lần lượt chọn 1 trong các kênh (ví dụ kênh 3) từ hai ảnh để tạo

ra các tệp dữ liệu mới Các tệp dữ liệu này sẽ được phân tích bằng các phép biếnđổi số học (như tỷ số kênh, các phép cộng, trừ, nhân, chia để tạo sự khác nhau

Thời điểm2

Thay đổi

Kênh y

Kênh x

Thời điểm1

Thời điểm2 Thay đổi

của ảnh hoặc phương pháp phân tích thành phần chính) để tính toán các chỉ số

và tạo ra một ảnh mới

Sau đó sử dụng kỹ thuật phân ngưỡng để xác định các vùng thay đổi vàkhông thay đổi trên ảnh mới này theo phương pháp số học đã trình bày ở trên.Ảnh thay đổi sẽ được ghi lại trên một tệp "mạng nhị phân" chỉ có hai giá trị

"thay đổi" và "không thay đổi" Và phải hết sức cẩn thận trong việc thành lậpmạng lưới này Sau đó mạng nhị phân này được chồng phủ lên ảnh thứ hai đểphân tích và chỉ ra các pixel thay đổi Khi đó chỉ có các pixel được xác định là

có sự thay đổi được phân loại trên ảnh thứ hai này Sau đó, phương pháp so sánhsau phân loại truyền thống được ứng dụng để tìm ra thông tin về biến động

Ưu điểm của phương pháp này là giảm được sai số xác định biến động dobỏ sót hoặc cộng thêm vào và cung cấp cụ thể thông tin về sự biến động từ loại

gì sang loại gì Phương pháp này có thể phân tích được số lượng nhỏ các vùngthay đổi giữa hai thời điểm Ở hầu hết các vùng nghiên cứu, trong giai đoạn từ1-5 năm thì diện tích biến động thường không lớn quá 10% diện tích toàn bộvùng nghiên cứu, vì vậy phương pháp này khá thích hợp để thành lập bản đồnhững vùng có biến động nhỏ

Nhưng bất lợi lớn nhất của phương pháp này là rất phức tạp, đỏi hỏi một

số bước thực hiện và kết quả cuối cùng phụ thuộc vào chất lượng của mạng nhịphân đã được sử dụng để phân tích Tuy nhiên để nghiên cứu biến động và thànhlập bản đồ biến động thì đây là một phương pháp rất hữu dụng

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp chồng xếp ảnh phân loại lên bản đồ đã có

Trong một số trường hợp mà khu vực nghiên cứu đã có bản đồ hiện trạngđược thành lập từ ảnh viễn thám (ví dụ ảnh hàng không) hoặc đã có bản đồ được

số hóa thì thay vì sử dụng ảnh viễn thám ở thời điểm 1 chúng ta sử dụng cácnguồn dữ liệu đã sẵn có Tiến hành phân loại ảnh ở thời điểm thứ hai, sau đótiến hành so sánh các pixel tương tự như phương pháp so sánh sau phân loại đểtìm ra biến động và thông tin biến động

Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng được nguồn dữ liệu đã biết,giảm được nguồn sai số do bỏ sót hay tổng quát và biết được thông tin chi tiết về

sự biến động Hơn nữa chỉ cần phân loại độc lập ảnh ở thời điểm 2

Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là dữ liệu số hóa có thểkhông đủ độ chính xác hoặc dữ liệu bản đồ không tương thích với hệ thống phânloại

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp cộng màu trên một kênh ảnh

Trong phương pháp này ta chọn một kênh ảnh nhất định (ví dụ kênh 1)sau đó ghi từng ảnh ở các thời điểm lên một băng từ đặc biệt của hệ thống xử lýảnh số Khi đó màu sắc của dữ liệu ảnh chồng xếp sẽ cho thấy sự biến động haykhông biến động theo nguyên lý tổ hợp màu

Ví dụ có hai ảnh Landsat TM năm 1992 và năm 1998 Gán màu lục chokênh 1 của ảnh năm 1992, gán màu đỏ cho kênh 1 của ảnh năm 1998, gán màuchàm cho một kênh 1 của ảnh trống Khi đó tất cả các vùng không có sự thayđổi giữa hai thời điểm sẽ có màu vàng (theo nguyên lý cộng màu, tổ hợp màuchàm và màu đỏ tạo thành màu vàng) Như vậy căn cứ vào màu sắc ta có thểđịnh lượng được sự thay đổi

Hình 1.5 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp mạng nhị phân

Ưu điểm của phương pháp này có thể xác định được biến động của haithậm chí ba thời điểm ảnh ở cùng một lần xử lý ảnh (hình 1.5)

Tuy nhiên kỹ thuật xử lý ảnh theo phương pháp này không cung cấp được

số liệu cụ thể về diện tích biến động từ loại đất này sang loại đất khác Tuy vậy

Ảnh 1 Ảnh 2 Ảnh 3

Kênh n Kênh n Kênh n

Ảnh màu lục Ảnh màu đỏ

Ảnh màu chàm Ảnh biến động

Bản đồ biến động

đây là phương pháp tối ưu để nghiên cứu biến động trên phạm vi rộng lớn nhưvùng hoặc lãnh thổ.

 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp kết hợp

Thực chất việc thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp này là véc

tơ hóa những vùng biến động từ tư liệu ảnh có độ phân giải cao như ảnh SPOTPan 10x10m hoặc ảnh hàng không

Nếu dữ liệu ảnh tại một thời điểm có độ phân giải thấp hơn ta tiến hànhphân loại ảnh đó theo phương pháp phân loại không kiểm định Từ ảnh phân loạikhông kiểm định tạo ra được bản đồ hiện trạng tại thời điểm đó Tiếp theo chồngxếp bản đồ lên trên ảnh có độ phân giải cao để phát hiện biến động Sau đó tiếnhành véc tơ hóa những vùng biến động Việc khoanh vẽ những vùng xảy ra biếnđộng trên ảnh được thực hiện dễ dàng nhờ phương pháp giải đoán bằng mắt dựavào các chuẩn đoán đọc như chuẩn hình dạng, chuẩn cấu trúc, chuẩn kíchthước… Chính vì vậy, phương pháp này rất thông dụng khi người xử lý sử dụngphương pháp giải đoán bằng mắt ảnh hàng không của cả hai thời điểm

Quá trình xử lý được thực hiện dễ dàng hơn nếu thỏa mãn hai yếu tố:

- Nếu hai ảnh được hiển thị trên màn hình cùng lúc, bên cạnh nhau

- Các tính chất hình học của ảnh là như nhau, được định hướng như nhauthì khi vẽ một đối tượng trên một ảnh thì trên ảnh kia đối tượng đó có cùng kíchthước, hình dạng

Ứng dụng hiệu quả nhất của phương pháp này là nghiên cứu biến độngsau thiên tai Sau cơn bão nhiệt đới lịch sử Hugo với tốc độ gió 135 dặm/giờ xảy

ra vào ngày 22 tháng 9 năm 1989 tại bang Carolina (Mỹ), người ta đã dùngphương pháp này để nghiên cứu những biến động do cơn bão gây ra Ảnh hàngkhông chụp ngày 5 tháng 10 năm 1989 được nắn chỉnh hình học theo bản đồnăm 1988 Từ đó các nhà phân tích đã xác định được những tòa nhà không bịphá hủy, những tòa nhà bị phá hủy hoàn toàn, hay phá hủy một phần, nhữngngôi nhà bị xê dịch hay những tòa nhà đang được xây dựng lại và những biếnđộng về sự bồi tụ hay xói lở của vùng bờ biển

Ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác cao và cung cấp đầy đủthông tin về biến động tuy nhiên phương pháp này chỉ thực hiện trên ảnh độphân giải cao

1.1.3 So sánh các phương pháp thành lập bản đồ biến động

Từ các kết quả thực nghiệm của các nghiên cứu đã công bố cho thấy:

- Các phương pháp thành lập bản đồ biến động trừ các phương pháp liênquan đến phép phân loại thông thường, các phương pháp còn lại đều phải xác địnhngưỡng phân chia bằng thực nghiệm để tách các pixel biến động và không biếnđộng Trên thực tế, việc xác định ngưỡng chính xác là vấn đề không đơn giản

- Các phương pháp như phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian, phương pháp

số học, phương pháp mạng nhị phân, phương pháp cộng màu đều rất đòi hỏingười xử lý phải có trình độ và hiểu biết nhất định về kỹ thuật xử lý ảnh Vì vậykhó thực hiện với những người không phải thuộc cơ quan chuyên môn Thêmvào đó, để phát hiện biến động thực sự, các phương pháp này đòi hỏi những tưliệu viễn thám phải được thu thập cùng thời điểm trong các năm Tuy nhiên, rấtkhó để có thể thu nhận được dữ liệu viễn thám trong cùng một thời điểm của cácnăm, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới, nơi mà mây che phủ phổ biến nhiều ngàytrong năm Đồng thời cũng phải lưu ý tới độ ẩm của đất và lượng nước còn trênthảm thực vật trong trường hợp thời tiết lâu ngày không mưa và vừa mới mưaxong tại thời điểm thu nhận ảnh

- Phương pháp so sánh sau phân loại là một trong số các phương phápđược sử dụng rộng rãi nhất Bản đồ biến động được thành lập từ kết quả phânloại có kiểm định đạt độ chính xác cao nhất

- Trong phương pháp so sánh sau phân loại, ảnh của từng thời điểm đượcphân loại độc lập nên tránh được nhiều vấn đề như không phải chuẩn hóa ảnhhưởng của khí quyển và bộ cảm ứng điện từ trên ảnh chụp tại các thời điểm khácnhau, không phải lấy mẫu lại kích thước pixel trong trường hợp dữ liệu đa thờigian không cùng độ phân giải không gian Ngoài ra, phương pháp này cũng làphương pháp phù hợp cho việc chuyển kết quả phân loại về hệ thông tin địa lýGIS để phân tích biến động sau phân loại

Phương pháp này được cho là ít nhạy cảm với những thay đổi phổ của đốitượng do sự khác nhau của độ ẩm đất và chỉ số thực vật.

Tuy nhiên phương pháp này có hạn chế là phụ thuộc vào độ chính xác củatừng ảnh phân loại và tốn kém khá nhiều thời gian

1.2 Tổng quan về viễn thám

1.2.1 Khái niệm viễn thám và ảnh viễn thám

Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) được hiểu là một khoa học và

nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiệntượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện.Những phương tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vựchoặc với hiện tượng được nghiên cứu.Sau đó là thực hiện phân tích, xử lý vàứng dụng các thông tin này vào nhiều lĩnh vực khác nhau

Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đấthay các hành tinhmà nócòn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh Người ta

có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thuphát các ảnh viễn thám

Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiêncứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày cànggia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc

tế Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học vàcác nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sửdụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường Vì vậy viễn thám được sửdụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay

Ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt tráiđất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh Như vậy viễn thámthông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định nó quathông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km

1.2.2 Phân loại ảnh viễn thám

Ảnh quang học: Nguồn năng lượng chính là bức xạ Mặt Trời.

Ảnh quang học là ảnh viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường nănglượng sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải tần từ ánh sáng nhìn thấy đếnhồng ngoại phản xạ (từ 0,3m đến 3m)

Ảnh nhiệt: Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệtdo chính vật thể

sản sinh ra Ảnh nhiệt là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sónghồng ngoại phát ra từ vật thể (bước sóng 8 - 14m)

Ảnh radar:Nguồn năng lượng chính là sóng radar phản xạ từ các vật thể

do vệ tinh phát xuống theo những bước sóng đã được xác định.Ảnh radarlà loạiảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng được sử nằm trong dải tần sóng

vô tuyến cao tần (1 cm - 1 m)

Ảnh thu nhận bằng sóng địa chấn: cũng là một loại ảnh viễn thám

Ảnh viễn thám có thể được lưu theo các kênh ảnh đơn (trắng đen) ở dạng

số trong máy tính hoặc các kênh ảnh được tổ hợp (ảnh màu) hoặc có thể in ragiấy, tùy theo mục đích người sử dụng

1.2.3 Đặc điểm của ảnh viễn thám

Ảnh viễn thám đặc trưng bởi dữ liệu không gian với hai dạng cấu trúc làdạng raster và dạng vector:

Cấu trúc dạng raster: Mô tả bề mặt Trái Đất và các đối tượng trên đó

bằng một lưới gồm các hàng và cột Những phần tử nhỏ này được gọi là pixel

Giá trị của pixel chính là thuộc tính của đối tượng, nghĩa là trên cùng mộtđơn vị diện tích mà số ô pixel càng nhiều thì đối tượng nhìn càng rõ càng chínhxác và ngược lại Một mặt phẳng chứa đầy các pixel thì tạo thành một raster Cấutrúc dạng này thường được dùng để mô tả các đối tượng hiện tượng phân bố liêntục trong không gian, dùng để lưu dữ thông tin dạng ảnh Thông thường có một số

mô hình biểu diễn bề mặt như DEM (Digital Elevation Model), DTM (Digital

Terrain Model), Tin (Triangulated Irregular Network) cũng thuộc dạng raster.

Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng xử

lý và phân tích Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép tính bản đồ dễ dàng.Tuy nhiên nó lại kém chính xác về vị trí không gian của đối tượng Khi độ phângiải càng thấp tức là kích thước ô pixel lớn thì sự sai lệch càng lớn

Cấu trúc vector: Mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian

bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữachúng Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng: đối tượng

dạng điểm (point), đối tượng dạng đường (line) và đối tượng dạng vùng (region

hay polygon) Điểm được xác định bằng một cặp tọa độ X,Y Đường là mộtchuỗi các cặp tọa độ X,Y liên tục Vùng là khoảng không gian được giới hạn bởimột tập hợp các cặp tọa độ X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau Vớiđối tượng vùng, cấu trúc vector phản ảnh đường bao

Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị chínhxác (nhất là các đối tượng điểm, đường và đường bao) Cấu trúc này giúp chongười sử dụng dễ dàng biên tập bản đồ, chỉnh sửa, in ấn Tuy nhiên cấu trúc này

có nhược điểm là phức tạp khi thực hiện các phép chồng xếp bản đồ

Ảnh viễn thám có một số đặc điểm nổi bật như sau:

Tỷ lệ: Là tỷ số khoảng cách giữa hai điểm của một ảnh tương ứng với

khoảng cách trên mặt đất của hai điểm đó Tỷ lệ hình ảnh được xác định bởi cácyếu tố như: Độ dài tiêu cự hiệu dụng của thiết bị viễn thám; độ cao mà từ đóhình ảnh được thu nhận; yếu tố phóng đại được sử dụng trong in phóng ảnh

Độ sáng và tone ảnh: Sự khác nhau về cường độ của bức xạ điện từ phát

ra từ địa hình tạo nên sự khác nhau về độ sáng của hình ảnh, độ sáng của hìnhảnh tỷ lệ với cường độ bức xạ phát ra từ các đối tượng

Độ sáng: Đó là lượng ánh sáng tác động vào mắt của chủ thể mà có thể

xác định được một cách tương đối Để đo cường độ ánh sáng người ta thường

dùng quang kế (photometro) Khi phân tích ảnh, để phân biệt độ sáng của ảnh có

thể hiệu chỉnh bằng thang cấp độ xám, ảnh được phân ra các vùng có tông sáng,trung bình hay tối dựa vào thang độ xám

Tone ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ về mặt đối tượng, là

dấu hiệu quan trọng để xác định đối tượng

Độ phân giải không gian và năng lực phân giải: Độ phân giải được

hiểu như là khả năng để phân biệt hai đối tượng ở liền nhau trong một bức ảnh,nói chính xác hơn là khoảng cách tối thiểu giữa các đối tượng mà có thể nhậnbiết và phân biệt được trên ảnh Năng lực phân giải và độ phân giải không gian

là hai khái niệm có sự liên hệ rất chặt chẽ Khái niệm phân giải được áp dụngcho một hệ thống tạo ảnh hay một thành phần của hệ thống, trong khi đó độ

phân giải không gian được áp dụng cho một ảnh được tạo ra bởi hệ thống đó.

Độ phân giải: Đây là đặc điểm quan trọng liên quan trực tiếp đến chất lượngảnh, độ phân giải chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như đặc điểm khu vựcbay chụp, hệ thống chụp ảnh, độ cao bay chụp, tốc độ bay chụp, điều kiện khíquyển tại thời điểm chụp

1.2.4 Các phương pháp xử lý ảnh viễn thám

Để xử lý ảnh viễn thám người ta sử dụng hai phương pháp là phươngpháp giải đoán ảnh bằng mắt thường và phương pháp xử lý số trên máy tính

Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường: Giải đoán ảnh bằng mắt

là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết các thông tin từ tư liệu viễnthám dạng hình ảnh

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 đếnphức tạp Việc phân tích ảnh bằng mắt có thể được trợ giúp bằng một số thiết bịquang học: kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, máy tổng hợp màu, nhằmnâng cao khả năng phân tích của mắt người

Cơ sở để giải đoán bằng mắt là đưa vào các dấu hiệu giải đoán trực tiếphoặc gián tiếp và chìa khóa giải đoán Các yếu tố giải đoán (kích thước, hìnhdạng, bóng, tone, màu, cấu trúc, mẫu và tổ hợp mối quan hệ) cũng như thời gianchụp ảnh, mùa, kiểu phim, tỷ lệ ảnh, sẽ được xem xét kỹ để thiết lập nên chìakhóa giải đoán

Tư liệu ảnh viễn thám dùng để đoán đọc điều vẽ ảnh bằng mắt tốt nhất làảnh tổ hợp màu, vì màu sắc là một chuẩn tương đối ổn định, hơn nữa nó có tínhtrực quan sinh động hơn ảnh đen trắng

Kết quả của giải đoán ảnh bằng mắt sẽ được chuyển thông tin lên bản đồnền theo các phương pháp là can vẽ, chiếu quang học, chuyển theo hệ thốnglưới, sử dụng máy đo vẽ ảnh

Phương pháp xử lý ảnh số: xử lý ảnh số là sự điều khiển và phân tích

các thông tin ảnh dạng số với sự trợ giúp của máy tính

Các dữ liệu ảnh vệ tinh thu được trong ký thuật viễn thám thường dưới dạng

số và được xử lý bởi máy tính để tạo ảnh đã được giải đoán ứng dụng vào nhiều

lĩnh vực khác nhau Việc xử lý ảnh số trong viễn thám giữ vai trò quan trọng trongviệc tách thông tin hữu ích phục vụ rất nhiều chuyên ngành khác nhau

Quy trình xử lý ảnh số:

Nhập dữ liệu: Để xử lý ảnh số, trước hết ta phải tiến hành bước nhập tư

liệu gốc vào máy Có hai nguồn tư liệu chính đó là ảnh tương tự do các máychụp cung cấp và ảnh số do các máy quét cung cấp

Trong trường hợp ảnh tương tự sẽ được chuyển về dạng số thông qua cácmáy quét Trường hợp tư liệu là ảnh số thì nó sẽ được chuyển từ các băng từ lưutrữ mật độ cao

Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai đoạn mà các tín hiệu số được

hiệu chỉnh hệ thống, bức xạ hoặc hình học nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể sửdụng được Giai đoạn này thường được thực hiện trên các máy tính lớn tại cáctrung tâm thu số liệu vệ tinh

Biến đổi ảnh: Các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng ảnh, biến đổi

tuyến tính là giai đoạn tiếp theo Giai đoạn này có thể thực hiện trên các máytính trong khuôn khổ một phòng thí nghiệm, hay phòng công tác nội nghiệp

Phân loại: Phân loại đa phổ với mục đích tách các thông tin cần thiết

phục vụ việc theo dõi các đối tượng hay lập bản đồ chuyên đề là khâu then chốtcủa việc khai thác tư liệu viễn thám

Xuất kết quả: Sau khi hoàn tất các khâu xử lý cần phải xuất kết quả Kết

quả có thể dưới dạng phim ảnh, số hay các bản đồ đường nét Trong đó kết quả

Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh Nhập dữ liệu

Biến đổi ảnh

Phân loại ảnh

Xuất kết quả

dạng số ngày càng được khai thác sử dụng nhiều vì nó là đầu vào rất tốt cho mộtcông nghệ mới là GIS - hệ thống thông tin địa lý Trên cơ sở ứng dụng hệ thốngthông tin địa lý nhiều chủng loại thông tin khác nhau cùng được đưa vào xử lýtạo ra một kết quả chính xác và phong phú hơn nhiều so với trường hợp chỉ sửdụng tư liệu viễn thám.

1.2.5 Lịch sử phát triển của khoa học viễn thám

Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷgần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được thu nhận từcác vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960 Tuy nhiên, viễn thám có lịchsử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim và giấy ảnh

Từ thế kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đã đưa rabáo cáo công trình nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh

Năm 1858 G.F.Toumachon người Pháp đã sử dụng kinh khí cầu bay ở độcao 80 m để chụp ảnh từ trên không, từ sự việc này mà năm 1858 được coi lànăm khai sinh của ngành khoa học viễn thám

Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầucủa công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự

Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 - 1945) không ảnh đã dùng chủyếu cho mục đích quân sự Trong thời kỳ này, ngoài việc phát triển công nghệradar, còn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại Các bứcảnh thu được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng rộng rãitrong quân sự

Bức ảnh đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu xplorer -6 vào năm 1959 Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960), cho

ra các sản phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao, ảnh màu có kíchthước 70mm, được chụp từ một máy tự động Vệ tinh khí tượng đầu tiên (TR0S-1), được phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu cho việc quansát và dự báo khí tượng

Ngày 23-7-1972 Mỹ đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo Landsat 1 mangđến khả năng thu nhận thông tin có tính toàn cầu về các hành tinh trong đó cóTrái Đất và môi trường xung quanh

Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất Landsat 1, là các vệ tinh thế hệ mớihơn như Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5 Ngay từ đầu, RTS-1mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và bộ cảmRBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau

Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat TM

-4 và Landsat TM -5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt.Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khácnhau Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat -7 đã được phổ biến với giá rẻhơn các ảnh vệ tinh Landsat TM -5, cho phép người sử dụng ngày càng có điềukiện để tiếp cận với phương pháp nghiên cứu môi trường qua các dữ liệu vệ tinh

Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua cácthế hệ SPOT 1, SPOT 2, SPOT 3, SPOT 4 và SPOT 5, đã đưa ra sản phẩm ảnh

số thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ

10 x 10m đến 2,5 x 2,5m, và đa kênh SPOT - XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìnthấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x20m

Các ảnh vệ tinh của Nhật, như MOS -1, phục vụ cho quan sát biển(Marine Observation Satellite)

Công nghệ thu ảnh vệ tinh cũng được thực hiện trên các vệ tinh của Ấn

Độ RS 1A, tạo ra các ảnh vệ tinh như LSS thuộc nhiều hệ khác nhau

Riêng ở Việt Nam kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng từ nhữngnăm 1976 tại Viện Quy hoạch rừng, mốc quan trọng để đánh dấu sự phát triểncủa kỹ thuật viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổ của

chương trình vũ trụ Quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô

– Việt tháng 7 năm 1980

Vào ngày 9/7/2009 Bộ TN&MT đã khánh thành trạm thu nhận ảnh viễnthám hiện đại đầu tiên của Việt Nam có địa điểm đặt tại cánh đồng Bun, thôn VânTrì, xã Minh Khai, Từ Liêm, Hà Nội

Tháng 4 năm 2008 Việt Nam đã thuê Pháp phóng thành công vệ tinh VINASAT-1 (mua của Mỹ) lên quỹ đạo địa tĩnh lần đầu tiên

GIS là một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn chức năng để xử lý

dữ liệu địa quy chiếu: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu (lưu trữ và truy cập số liệu),vận dụng và phân tích dữ liệu, xuất dữ liệu (Aronoff 1993)

GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính,

dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cậpnhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vịtrí địa lý (Dueker & Kjerne ESRI 1990 - 1997)

GIS là phần mềm bản đồ dùng để kết nối thông tin về vị trí địa lý của các đốitượng với tất cả các dạng thông tin khác có liên quan đến tất cả các dạng thông tin đó

1.3.2 Chức năng của GIS

GIS có 4 chức năng cơ bản:

• Nhập dữ liệu: Là một chức năng của GIS mà qua đó dữ liệu dưới các

dạng khác nhau được biến đổi sang dạng số Việc nhập dữ liệu phụ thuộc vàobàn số hoá Nhập các dữ liệu không gian, sửa chữa dữ liệu, đưa về một hệ quychiếu nào đó gắn với toạ độ thực Chuyển hoá từ Racter sang Vector và ngượclại Sau đó xây dựng cơ sở dữ liệu Đây là bước rất quan trọng nhập các dữ liệubằng bàn phím, máy quét…

• Quản lý dữ liệu: Bao gồm việc tổ chức, lưu trữ, truy cập dữ liệu sao

cho hiệu quả nhất

• Phân tích dữ liệu: Là chức năng quan trọng nhất của GIS GIS cung

cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính vàtổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệu để tạo ra thông tin mới

• Xuất dữ liệu (báo cáo của GIS): Cho phép hiển thị và trình bày các kết

quả phân tích và mô hình hoá không gian dưới dạng bản đồ, bảng tính, văn bảntrên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác

1.4 Phần mềm giải đoán ảnh viễn thám ENVI (ENVIronment for Visualyzing Images)

1.4.1 Tổng quan về phần mềm ENVI

Phần mềm ENVI (The Environment for Visualyzing Images) là phầnmềm của hãng Research Systems Inc (Mỹ) chuyên về hiến thị ảnh có khả năngphân tích đa phổ cho hình ảnh quét của SPOT, TM, RADAR

Phần mềm ENVI là một phần mềm xử lý giải đoán ảnh viễn thám rấtmạnh, với các đặc điểm chính như sau:

+ Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau,môi trường giao diện thân thiện

+ Cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh Khimột file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất cảcác chức năng hiện có của hệ thống Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dànglựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau

+ ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chứcnăng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao

+ Phần mềm ENVI được viết trên ngôn ngữ IDL (Interactive Data

Language) Đây là ngôn ngữ lập trình cấu trúc, cung cấp khả năng tích hợp giữa

xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng

ENVI có nhiều phiên bản như 3.2, 3.5, 3.6, 4.0, 4.2, 4.3, 4.5, 4.7, 5.0 Mỗiphiên bản được cải tiến và nâng cấp cho một hoặc một số modul.Dễ dàng mởrộng và tùy biến các ứng dụng Ngoài ra, người dùng có thể sử dụng ENVI trêncác môi trường khác nhau như: Windows, Macintosh, Linux hay Unix

Sản phẩm ảnh sau khi xử lý có thể xuất ra nhiều phần mềm biên tập bản

đồ khác nhau như: Arcgis, Mapinfo, Autocad, Microstation…

1.4.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm ENVI

ENVI được phát triển bởi các chuyên gia hàng đầu về hiển thị và xử lý ảnh Đồng thời, ENVI cũng được xây dựng trên nền tảng mở nên cho phépngười dùng trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác

ENVI 4.5 có 12 modul với các chức năng cơ bản của từng modul như sau:

Hình 1.6: thanh công cụ của phần mềm ENVI 4.5 + Menu File

File menu có chức năng cơ bản sau :

- Mở ảnh, xem thông tin về ảnh

- Xuất, nhập ảnh các định dạng khác nhau

- Tạo ảnh kiểm tra, xem cấu trúc dữ liệu ảnh

- Chọn lựa các thay đổi và thoát khỏi chương trình

+ Menu Basic Tools

Menu này có các chức năng cơ bản như sau:

- Thực hiện một số thay đổi về hình học của ảnh như độ phân giải, xoayảnh, cách ghi nhận dữ liệu…

- Thực hiện các phép tính thống kê trên ảnh

- Thực hiện cắt ghép ảnh

- Thực hiện các phép toán kiểm định cơ bản của phổ

- Đo khoảng cách, diện tích, tăng cường khả năng xử lý ảnh

- Thống kê, phát hiện thay đổi của các lớp

+ Menu Classification

Menu này có chức năng như sau :

- Thực hiện các thuật toán phân loại ảnh cơ bản như :

- Phân loại ảnh có kiểm định

- Phân loại ảnh phi kiểm định

- Phân loại ảnh thông qua thiết lập cây

- Xử lý ảnh sau phân loại

+ Menu Tranform

Menu này có chức năng như sau:

- Tăng cường độ phân giải của ảnh (image shrapening);

- Thực hiện một số thuật toán với phổ

- Tạo tỷ số ảnh

- Phân tích thành phần chính

+ Menu Filter

Menu này cho phép thực hiên :

- Lọc theo cấu trúc của ảnh

- Một số các phép lọc đối với ảnh RADAR để làm giảm nhiễu của ảnh

+ Menu Spectral

Menu này cung cấp một số các công cụ đặc biệt cho phép phân tích ảnh

đa phổ và siêu phổ

Menu có chức năng như sau

- Xây dựng và hiển thị các thư viện phổ

- Thực hiện các phép toán về phổ

- Xác định các enmember

- Xem ảnh trong trường đa chiều

- Phân tích ảnh

+ Menu MapMenu này cho phép thực hiện:

- Đưa ảnh về hệ quy chiếu xác định

- Nắn ảnh trực giao

- Ghép ảnh

- Menu này cũng có thể cho phép chuyển hệ quy chiếu của ảnh, bản đồcũng như xây dựng các hệ quy chiếu mới

+ Menu vector

Menu này cho phép :

- Tạo và quản lý các tệp tin vector

- Chuyển tệp tin ảnh thành vector

- Chuyển các tệp tin vector thành định dạng DXF

+ Menu topographic

Menu này cho phép

- Mở, phân tích và đưa ra các kết quả phân tích từ các tệp tin mô hình sốđịa hình

- Từ tệp tin mô hình số địa hình đưa ra các kết quả phân tích như hướngcủa địa hình, độ dốc, độ cong của địa hình…

- Sử dụng các thuộc tính của địa hình để đưa ra các kết quả phân tích nhưkênh, đường phân thủy, tụ thủy đỉnh…

+ Menu Radar

Menu này cho phép thực hiện :

- Xử lý các ảnh RADAR phổ biến như ERS-1, JERS-1, RADARSAT,SIR-C, X-SAR, ASAR

- Nó cũng cung cấp các công cụ cho phép điều chỉnh sự hiển thị, phân tíchảnh và xử lý hình học ảnh…

+ Menu Window

- Menu cửa sổ cho phép tạo thêm các cửa sổ hiển thị cũng như truy cậpvào một số các thao tác trong cửa sổ như thông tin hiển thị trong của sổ, vị trícủa trỏ chuột…

- Menu trợ giúp cho phép hiển thị các thông tin trợ giúp sử dụng các côngcụ cũng như thể hiện một số thông tin về phần mềm

+ Menu help

Menu này có chức năng cơ bản như sau::

- Trợ giúp

- Xem thông tin về ENVI

- Lựa chọn mô tả chuột

1.5 Phần mềm ArcGIS

ArcGIS (ESRI Inc - http://www.esri.com): là hệ thống GIS hàng đầu

hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý,phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhaunhư CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp Về mặt công nghệ,hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tínhchất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng củaGIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ(ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống

thiết bị di động (ArcPAD) và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loạisản phẩm của nhiều hãng khác nhau.

ArcGIS Desktop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10) bao gồm nhữngcông cụ rất mạnh để quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nênmột hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh, cho phép:

 Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữliệu thuộc tính) - cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậmchí cả những dữ liệu lấy từ Internet;

 Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn vàbằng nhiều cách khác nhau;

 Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệuthuộc tính;

 Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bàychuyên nghiệp

ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap,ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe Khi sử dụngcác ứng dụng này đồng thời, người sử dụng có thể thực hiện được các bài toánứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ,phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý

dữ liệu Phần mềm ArcGIS Desktop được cung cấp cho người dùng ở 1 trong 3cấp bậc với mức độ chuyên sâu khác nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo:

ArcView: Cung cấp đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây

dựng và phân tích dữ liệu địa lý, các công cụ phân tích không gian cùng với việcbiên tập và phân tích thông tin từ các lớp bản đồ khác nhau đồng thời thể hiệncác mối quan hệ và nhận dạng các mô hình Với ArcView, cho phép:

 Ra các quyết định chuẩn xác hơn dựa trên các dữ liệu địa lý;

 Xem và phân tích các dữ liệu không gian bằng nhiều phương pháp;

 Xây dựng đơn giản và dễ dàng các dữ liệu địa lý;

 Tạo ra các bản đồ có chất lượng cao;

 Quản lý tất cả các file, CSDL và các nguồn dữ liệu;

Tùy biến giao diện người dùng theo yêu cầu

ArcEditor: Là bộ sản phẩm có nhiều chức năng hơn, dùng để chỉnh sửa

và quản lý dữ liệu địa lý ArcEditor bao gồm các tính năng của ArcView vàthêm vào đó là một số các công cụ chỉnh sửa, biên tập Với ArcEditor, cho phép:

 Dùng các công cụ CAD để tạo và chỉnh sửa các đặc tính GIS;

 Tạo ra các CSDL địa lý thông minh;

 Tạo quy trình công việc một cách chuyên nghiệp cho 1 nhóm và chophép nhiều người biên tập;

 Xây dựng và giữ được tính toàn vẹn của không gian bao gồm các quanhệ hình học topo giữa các đặc tính địa lý;

 Quản lý và mở rộng mạng lưới hình học;

 Làm tăng năng suất biên tập;

 Quản lý môi trường thiết kế đa người dùng với versioning;

 Duy trì tính toàn vẹn giữa các lớp chủ đề và thúc đẩy tư duy logic củangười dùng;

 Cho phép chỉnh sửa dữ liệu độc lập (khi tạm ngừng kết nối với CSDL)

ArcInfo: Là bộ sản phẩm ArcGIS đầy đủ nhất ArcInfo bao gồm tất cả

các chức năng của ArcView lẫn ArcEditor Cung cấp các chức năng tạo và quản

lý một hệ GIS, xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu, xâydựng dữ liệu, mô hình hóa, phân tích, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính vàxuất bản bản đồ ra các phương tiện khác nhau Với ArcInfo, cho phép:

 Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm racác mối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu;

 Thực hiện chồng lớp các lớp vector, nội suy và phân tích thống kê;

 Tạo ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sựkiện đó;

 Chuyển đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loạiđịnh dạng;

 Xây dựng những bộ dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và cácđoạn mã để tự động hóa các quá trình GIS;

 Sử dụng các phương pháp trình diễn, thiết kế, in ấn và quản lý bản đồ

để xuất bản bản đồ

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

HUYỆN ĐÔ LƯƠNG, TỈNH NGHỆ AN

2.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế và xã hội huyện Đô lương

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1.1 Vị trí địa lý

Đô lương có ranh giới hành chính như sau

- Phía Bắc giáp huyện Tân Kỳ

- Phía Đông giáp huyện Yên Thành và huyện Nghi Lộc

- Phía Nam giáp huyện Nam Đàn và huyện Thanh Chương

- Phía Tây giáp huyện Thanh Chương và huyện Anh Sơn

Đô Lương là huyện đồng bằng bán sơn địa có toạ độ địa lý:

105015' đến 105045' độ kinh Đông

18055' đến 19010' độ vĩ Bắc

Huyện Đô Lương có 33 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn trong đó thịtrấn Đô Lương là trung tâm huyện lỵ, vị trí của huyện là giao điểm của cácđường giao thông chính như: Quốc lộ số 7A, 7B, quốc lộ 46 cũ, quốc lộ 15A,15B nên có điều kiện để giao lưu và mở rộng quan hệ kinh tế, văn hoá, xã hộivới các địa phương trong và ngoài tỉnh Nghệ An, giữa nước ta và nước bạn Lào.

2.1.1.2 Địa hình, địa mạo

Huyện Đô Lương là một vùng lãnh thổ được giới hạn bởi vùng núi TâyBắc (huyện Tân Kỳ), vùng núi Tây Nam (huyện Thanh Chương, Anh Sơn) vàvùng đồng bằng (huyện Yên Thành, Nghi Lộc, Nam Đàn)

- Trên cơ sở những đặc điểm về điều kiện địa hình huyện Đô Lương đượcphân thành 4 vùng với những đặc điểm như sau:

+ Vùng bán sơn địa Tây Bắc: Gồm 7 xã là Ngọc Sơn, Lam Sơn, BồiSơn, Giang Sơn Đông, Giang Sơn Tây, Hồng Sơn và Bài Sơn Đặc điểm củavùng này là xen kẽ 2 dạng địa hình đồi và thung lũng Địa hình đồi chạy theohướng Đông Bắc (từ xã Giang Sơn Tây đến Ngọc Sơn) và dạng địa hình thunglũng (dạng thung lũng lòng chảo có suối chảy qua gồm các xã Giang SơnĐông, Hồng Sơn, Bài Sơn, dạng thung lũng dốc nghiêng gồm các xã Bồi Sơn,Lam Sơn)

+ Vùng ven bãi sông Lam gồm 7 xã là Nam Sơn, Bắc Sơn, Đặng Sơn,Lưu Sơn, Đà Sơn, Trung Sơn và Thuận Sơn

+ Vùng đồng bằng (vùng trọng điểm lúa) gồm 14 xã là Tràng Sơn, ĐôngSơn, Yên Sơn, Văn Sơn, Thịnh Sơn, Hoà Sơn, Lạc Sơn, Xuân Sơn, Minh Sơn,Tân Sơn, Quang Sơn, Thái Sơn, Thượng Sơn và thị trấn Đô Lương Đặc điểmcủa vùng này là địa hình tương đối bằng phẳng, ở độ cao từ 9m đến 11m, xungquanh có nhiều vùng đồi chia cắt, có hệ thống ngòi lạch của sông Lam nên dễthoát nước

+ Vùng bán sơn địa Đông Nam gồm có 5 xã là Hiến Sơn, Nhân Sơn, MỹSơn, Trù Sơn và Đại Sơn Vùng địa hình này đặc điểm là có các dãy đồi chạytheo hướng Tây Bắc - Đông Nam xen kẽ 2 loại địa hình đồi và thung lũng dốcnghiêng

- Xét về độ dốc thì diện tích của huyện được phân loại như sau: Độ dốc từ

00 đến 80 có khoảng 22399 ha (chiếm 63%), độ dốc từ 80 đến 150 có khoảng

4271 ha (chiếm 12%), độ dốc từ 15o đến 250 có khoảng 2491 ha (chiếm 7%) và

độ dốc từ trên 250 có khoảng 6328 ha (chiếm 18%)

2.1.1.3 Khí hậu, thời tiết

Đô Lương có chế độ khí hậu phức tạp, mang tính chất khí hậu nhiệt đớinóng ẩm, mưa nhiều song phân bố không đều giữa các tháng trong năm, khí hậuđược chia làm 2 mùa, đó là mùa đông và mùa hè, ngoài ra còn chịu ảnh hưởngcủa gió Tây Nam (gió Lào)

Khí hậu huyện Đô Lương cũng như các huyện khác trong tỉnh Nghệ Anmang tính chất của khí hậu nhiệt đới gió mùa

- Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân hàng năm từ 230- 240C; nhiệt độ cao nhấttrong năm là 400C – 410C (tháng 7) và nhiệt độ thấp nhất trong năm là 120C(tháng 1)

- Nắng: Số giờ nắng trung bình trong năm khoảng 1.500 - 1.700 giờ, bìnhquân trong tháng khoảng 1.668 giờ Các tháng có nắng nhiều là tháng 5, tháng 6

và tháng 7, bình quân tới 7 đến 8 giờ/ngày Tháng ít nắng nhất là tháng 2 bìnhquân có 1,6 giờ/ngày

- Lượng mưa: Lượng mưa bình quân hàng năm là 1.879 mm, tập trungchủ yếu vào tháng 3, thời gian từ tháng 8 đến tháng 10 lượng mưa bình quântrên 1.000mm, chiếm 60% lượng mưa cả năm

Trong những tháng mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 7 năm sau) thì lượngmưa thấp (khoảng 750mm) trong khi đó lượng nước bốc hơi lại lớn do nhiệt độnhững tháng này cao vì vậy thường gây hạn hán cho vụ chiêm xuân.

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí bình quân 85%, tháng có độ ẩmthấp nhất là 50% (tháng 6, tháng 7) và tháng có độ ẩm cao nhất là 95% (tháng

10, tháng 11)

- Gió, bão:

Hàng năm huyện thường phải chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính làgió Tây Nam và gió mùa Đông Bắc

Gió Tây Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 9, mạnh nhất từ tháng 6 đến tháng

7 Gió Tây Nam ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất vụ Đông Xuân (thời kỳ ra hoa,thu hoạch), gieo cấy hè thu và vụ mùa

Gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 năm sau, donhiệt độ không khí xuống thấp, giá rét kéo dài ảnh hưởng đến gieo trồng vụĐông Xuân

Tuy có tiềm năng nhiệt lượng phong phú nên có tác dụng lớn đến quá trìnhsinh trưởng, phát triển cây trồng vật nuôi, song do nằm trong khu vực Miền Trungnên hàng năm chịu ảnh hưởng từ 4 đến 5 cơn bão đổ bộ vào và gây hiện tượngmưa to kèm với dòng chảy mạnh của các con sông lớn gây lũ lụt, làm tăng cáchiện tượng xâm thực bào mòn, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạtcủa nhân dân, có những cơn mưa bão, lũ lụt lớn đã gây thiệt hại về người và tàisản như tốc mái đổ nhà, đổ cây, huỷ hoại mùa màng, ô nhiễm môi trường

2.1.1.4 Thuỷ văn, nguồn nước

Chế độ thuỷ văn của huyện phụ thuộc lớn nhất từ 2 con sông chính làsông Lam chảy qua địa phận huyện Đô Lương khoảng 20 km, sông Đào khoảng

9 km Đây là những con sông có vai trò quan trọng để phát triển kinh tế nhưcung cấp nước chính cho sản xuất nông nghiệp và đồng thời cũng là tiêu thoát

nước, phát triển giao thông đường thuỷ, giao lưu khu vực giữa các vùng trongtỉnh, ngoài ra còn tạo môi trường sinh thái, phát triển du lịch không chỉ riêngcho huyện mà cho cả tỉnh Nghệ An.

Ngoài ra chế độ thuỷ văn của huyện còn chịu ảnh hưởng bởi sông Khuôn

và các khe suối nhỏ như khe ngầm Lam Sơn, Hói Quai (Bồi Sơn), Hói Cấm(Tân Sơn) và các ao hồ trong khu dân cư

Chính vì vậy, ngoài những yếu tố thuận lợi thì huyện còn phải chịu ảnhhưởng do hiện tượng lũ lụt hàng năm do nguồn nước đổ về các sông, từ khe suối

và hồ chứa nên đã gây ngập úng vào mùa mưa

2.1.2 Các nguồn tài nguyên

2.1.2.1 Tài nguyên đất

Theo tài liệu điều tra nghiên cứu thổ nhưỡng thì trên địa bàn huyện có các

5 nhóm đất chính với 13 loại khác nhau, như sau:

- Nhóm đất phù sa

Nhóm đất phù sa được phân bố ở những vùng đồng bằng và thung lũngcủa các xã vùng bán sơn địa Tây Bắc và Đông Nam của huyện, có diện tíchkhoảng 15.770 ha, chiếm 44,47% diện tích tự nhiên, trong nhóm đất phù sa cócác loại

- Đất phù sa được bồi hàng năm có diện tích khoảng 910 ha, chiếm 5,70%nhóm đất phù sa, được phân bố ở các xã dọc theo sông Lam Đặc điểm của loạiđất này là hàm lượng chất dinh dưỡng khá, trung tính, ít chua, thành phần cơgiới nhẹ, thích hợp với cây màu và cây công nghiệp ngắn ngày

- Đất phù sa không được bồi có diện tích khoảng 13.405 ha, chiếm37,80% được phân bố ở các dạng địa hình khác nhau, trong quá trình phát triển

do chịu ảnh hưởng của các quá trình hình thành đất khác nhau nên đã hình thànhcác loại phụ có tính chất lý, hoá khác nhau, như:

+ Đất phù sa không được bồi, không glây, không kết vón, phân bố ở địahình vàn, đất có màu xám sẫm hoặc vàng nhạt, gần 50% loại đất này có thànhphần cơ giới nhẹ, ít chua, độ phì khá.

+ Đất phù sa không được bồi có sản phẩm Feralitic phân bố ở địa hìnhvùng cao và các xã bán sơn địa; trong quá trình phát triển bị Feralít hoá, đất cóphản ứng chua, nghèo mùn, tốc độ phân giải chất hữu cơ nhanh; loại đất nàythích hợp cho trồng lúa, lúa màu và cây công nghiệp ngắn ngày

+ Đất phù sa không được bồi bị glây phân bố ở địa hình vùng thấp (thuộccác xã tiếp giáp với sông Khuôn); loại đất này hàng năm thường bị ngập nước,quá trình glây trong đất xảy ra mạnh, đất có màu xám xanh, thành phần cơ giớinặng vì vậy trước khi canh tác cần tháo nước, cày ải đồng thời bón vôi và lân

- Đất bạc màu có diện tích khoảng 145 ha, chiếm 0,40%; được phân bố ởđịa hình vùng cao của các xã tiếp giáp với đồi núi Do đặc điểm của địa hình nênhàng năm đất bị rửa trôi mạnh, nghèo chất dinh dưỡng, có phản ứng chua, thànhphần cơ giới nhẹ, kết cấu rời rạc

- Ngoài ra trong nhóm đất phù sa còn có đất phù sa lầy úng và đất phù sangoài suối phân bố ở địa hình thấp, quá trình glây mạnh, đất lầy thụt; loại đấtnày chủ yếu phù hợp trồng một vụ lúa chiêm

- Nhóm đất dốc tụ

Nhóm đất này có khoảng 266 ha, chiếm 0,75% diện tích tự nhiên củahuyện; được phân bố ở thung lũng của các xã vùng Tây Bắc, thành phần cơ giớithường trung bình hoặc nhẹ, do sự hình thành của chúng phụ thuộc vào sảnphẩm dốc tụ, đất có phản ứng chua, loại đất này thích hợp với trồng lúa

- Nhóm đất nâu vàng

Nhóm đất này có diện tích khoảng 145 ha, chiếm 0,40% diện tích tự nhiêncủa huyện; được phát triển trên phù sa cổ và lũ tích, phân bố rải rác thành các giải

đồi thấp, lượn sóng thuộc các xã Bồi Sơn, Hồng Sơn, Giang Sơn loại đất nàythích hợp trồng cây công nghiệp dài ngày như chè, trẩu, cam chanh, bưởi, dẻ

- Nhóm đất Feralít đỏ vàng vùng đồi

Nhóm này có diện tích khoảng 10.420 ha, chiếm 29,39% diện tích tựnhiên của huyện; gồm các loại sau:

+ Đất Feralít đỏ vàng phát triển trên đá vôi: Loại đất này có diện tíchkhoảng 25 ha; tập trung chủ yếu xung quanh lèn đá vôi thuộc các xã Bồi Sơn,Giang Sơn Đông, Giang Sơn Tây, Bài Sơn; đặc điểm đất có tầng dày, ít thịt

+ Đất Feralít đỏ vàng phát triển trên phiến sét: Loại đất này có diện tíchkhoảng 9.500 ha, chiếm 26,79% được phân bố ở các xã vùng Tây Bắc và các xãbán sơn địa vùng giữa; đặc điểm là thành phần cơ giới thịt trung bình đến thịt nặng,

có khả năng giữ nước tốt; loại này thích hợp trồng cây hoa màu và cây lâu năm

+ Đất Feralít đỏ vàng phát triển trên đá cát kết: Loại đất này có diện tíchkhoảng 270 ha, chiếm 0,76% được phân bố ở các xã Đại Sơn, Mỹ Sơn và MinhSơn; đặc điểm là đất có màu vàng, kết cấu tương đối rời rạc, thấm nước nhanh

và dễ bị rửa trôi, đất chua và thành phần cơ giới nhẹ, nghèo mùn, khả năng traođổi thấp, nghèo chất dinh dưỡng

+ Đất Feralít đỏ vàng phát triển trên Macma axit: Loại đất này có diệntích khoảng 690 ha, chiếm 1,95%, đặc điểm là đất có màu đỏ đến vàng nâu, tầngđất mỏng, có thể khai thác để trồng cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả và câycông nghiệp ngắn ngày

- Đất Feralít xói mòn trơ sỏi đá

Nhóm đất này có diện tích khoảng 7.540 ha, chiếm 21,26%; được phân bố

ở các xã đồi núi, đặc điểm là tầng đất dày không quá 30cm có lẫn nhiều sỏi đá,nhiều nơi đá mẹ trơ trên bề mặt; một phần diện tích đã được khai thác trồng chè

trong vườn của các hộ gia đình, diện tích còn lại phát triển lâm nghiệp như trồngcây bạch đàn.

2.1.2.2 Tài nguyên nước

- Nguồn nước mặt: Hệ thống sông suối, mặt nước trên địa bàn huyện códiện tích 1.708,69 ha, chiếm 4,8% diện tích tự nhiên, nguồn nước mặt dồi dào,phong phú từ các sông như sông Lam, sông Đào, sông Khuôn, các khe suối vàcác ao hồ trong khu dân cư và lượng mưa hàng năm nhiều nên đủ để đáp ứngnhư cầu sản xuất như trồng lúa, màu, trồng cây hàng năm khác ở tất cả các xãtrong huyện và phục vụ đời sống của nhân dân, tuy nhiên do địa hình và vị tríđịa lý nên vẫn xảy ra hiện tượng hạn hán, nhất là vào mùa hè và vùng bán sơnđịa Tây Bắc và Đông Nam

- Nguồn nước ngầm: Cũng rất đa dạng và phong phú, nhân dân vẫn đangkhai thác để sử dụng Ngoài ra còn có nguồn nước khoáng Vĩnh Giang đang lập

kế hoạch đưa vào khai thác và sử dụng Tuy nhiên nguồn nước ngầm cần đượcquản lý khai thác, đánh giá trữ lượng và chất lượng cũng như yêu cầu bảo vệmôi trường

2.1.2.3 Tài nguyên rừng

So với các huyện đồng bằng trong tỉnh thì Đô Lương là huyện có diện tíchrừng khá lớn Phần lớn diện tích rừng là rừng trồng (thông) đã vào giai đoạnkhép tán và phát triển tốt đây là vùng nguyên liệu lớn cho sự phát triển chế biếnnhựa thông trong tương lai Rừng tự nhiên phần lớn là rừng nghèo do hậu quảchặt phá rừng trong những năm trước đây, hiện nay đang được giao, khoanhnuôi, bảo vệ, phục hồi có hiệu quả

Nguồn Lâm sản:

- Khai thác gỗ, kể cả cho nguyên liệu giấy: 22.500 tấn/năm

- Khai thác nhựa thông: 250 tấn/năm

- Ngoài ra nhờ có nhiều thuận lợi về giao thông nên hàng năm có mộtnguồn lâm sản rất lớn từ các huyện miền núi và từ một số nước bạn được nhậpkhẩu đưa về bằng đường bộ và đường thủy, tạo điều kiện cho ngành chế biếnlâm sản phát triển.

- Diện tích rừng sản xuất và rừng trồng phòng hộ chủ yếu là thông nhựađã vào giai đoạn khép tán và phát triển tốt Đây là vùng nguyên liệu lớn để pháttriển chế biến công nghiệp thông nhựa đem lại giá trị kinh tế lớn không nhữngcủa huyện mà cả của tỉnh trong tương lai Đối với rừng tự nhiên thì phần lớn làrừng nghèo kiệt do hậu quả chặt phá rừng trong những năm trước đây và hiệnnay đang khoanh nuôi, bảo vệ phục hồi có hiệu quả

Rừng giữ vai trò quan trọng không chỉ về kinh tế mà còn đảm bảo phòng

hộ, cải tạo môi trường sinh thái, an ninh quốc phòng, góp phần hạn chế lũ lụt,hạn hán xảy ra ở hạ lưu Vì vậy cần có biện pháp khai thác, bảo vệ rừng hợp lý

2.1.2.4 Tài nguyên khoáng sản

Trên địa bàn huyện có tài nguyên khoáng sản đa dạng nhưng trữ lượng vàhàm lượng không cao, điều kiện khai thác không thuận lợi, chủ yếu là khoángsản để chế biến vật liệu xây dựng, như:

- Đá vôi, đá xây dựng tập trung ở các xã như Giang Sơn Tây, Hồng Sơn,Bài Sơn, Nhân Sơn, Đại Sơn, Mỹ Sơn, Trù Sơn trữ lượng trên 200 triệu m3

- Đất sét, cao lãnh có hàng trăm ha, hàng năm có thể sản xuất hàng chụctriệu viên gạch nung

- Cao lãnh tập trung ở xã Đại Sơn, diện tích khoảng 9 ha, đây là nguồnnguyên liệu để làm đồ gốm

- Cát sỏi tập trung dọc sông Lam thuộc các xã Tràng Sơn, Đà Sơn, TrungSơn, Đặng Sơn có trữ lượng khoảng 20 triệu m3, đặc điểm là cát mịn, tỷ lệ tạpchất ít nên có chất lượng cao trong xây dựng và điều kiện khai thác thuận lợi

- Nước khoáng ở Vĩnh Giang - xã Giang Sơn Tây, thành phần chủ yếu làBicacbonat - natri với lưu lượng nước 0,05 lít/s.

- Ngoài ra còn có một số khoáng sản khác như Photphorit tập trung ở xãYên Sơn có diện tích khoảng 80 ha và Phophorit lèn Sót ở xã Trù Sơn có diệntích khoảng 2 ha

Tuy nhiên trữ lượng và hàm lượng các loại khoáng sản không cao, chủyếu là khoáng sản dùng để sản xuất vật liệu xây dựng Trong những năm quatình hình khai thác còn thiếu quy hoạch, chủ yếu là khai thác thủ công, tự phát,mang lại hiệu quả kinh tế chưa cao, việc bảo vệ môi trường chưa đảm bảo

Trong thời gian tới (đến năm 2020) tỉnh đã thăm dò và có quy hoạch cácvùng nguyên liệu gốm sứ ở Trù sơn, Đại Sơn và một số xã của huyện YênThành, Nghi Lộc; vùng nguyên liệu đá vôi ở Trù Sơn, Nhân Sơn, hơn nữa Nhàmáy xi măng Đô Lương đi vào hoạt động thì khả năng khai thác và sử dụng cácloại khoáng sản trên địa bàn huyện sẽ có hiệu quả hơn, hoạt động khai thác và sửdụng khoáng sản sẽ góp phần lớn vào việc phát triển kinh tế, xã hội trên địa bàn

2.1.2.5 Tài nguyên nhân văn

Đô Lương từ lâu có tiếng là hiếu học, nhiều tên đất, tên làng, tên núi nhưVăn Khuê, Văn Lâm, Văn Trường, ''Núi Bút, Ngọn Nghiên, Hòn Mực'' thể hiệnthái độ trân trọng của nhân dân đối với việc học hành, khoa cử Người dân ở đâyrất quý trọng thuần phong, mỹ tục và biết sáng tạo ra các giá trị văn hoá, nhiềuđền, chùa, miếu mạo được xây dựng qua các triều đại với những nét kiến trúckhá tinh vi, chắc khỏe và giản dị như đền Mượu (ở Bồi Sơn), đình Lương Sơn(ở Bắc Sơn), đình Thái Sơn đều gắn với những sự kiện lịch sử đáng ghi nhớ

2.1.3 Thực trạng môi trường

- Hệ thống thoát nước trong khu dân cư chưa đảm bảo vì không qua xử lý,nên mỗi khi mưa lũ làm ứ đọng những vùng nước bao gồm nước thải sinh hoạt,chất thải gia súc, gia cầm gây ảnh hưởng môi trường sống

- Hệ thống tập kết, xử lý rác thải sinh hoạt do chưa được đầu tư xây dựngtập trung, hệ thống sử lý chất thải của các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp vàlàng nghề chưa được đầu tư đúng mức nên đã có những ảnh hưởng nhất định vềcảnh quan môi trường.

- Ngoài ra môi trường của huyện còn có:

+ Hiện tượng xói mòn, rửa trôi làm giảm độ phì nhiêu của đất, ô nhiễmnguồn nước còn xảy ra ở nhiều nơi, nhất là địa bàn một số cơ sở chế biến thựcphẩm, làng nghề

+ Các hiện tượng dị thường của khí hậu đã gây ra sự cạn kiệt nước củacác ao hồ vào mùa khô và mực nước ngầm giảm dần vẫn xảy ra ở vùng cao

Nguyên nhân của hiện tượng này chủ yếu do khai thác tài nguyên rừngchưa thực sự gắn liền với đầu tư phục hồi tài nguyên và môi trường, diện tíchrừng trong 10 năm qua tăng mạnh nhưng chất lượng rừng còn hạn chế, độ dàytán che thấp, diện tích đất chưa có tán che còn lớn

Từ những vấn đề nêu trên cho thấy cùng với việc tăng cường khai thác cácnguồn lợi một cách tối đa nhằm phát triển kinh tế - xã hội thì việc đầu tư tái tạo, bảo vệcảnh quan môi trường tương xứng với mức độ đầu tư khai thác và yêu cầu đảm bảocho phát triển bền vững là việc làm cần thiết trong những năm tới

2.1.4 Thực trạng phát triển kinh tế xã hội trên địa bàn Huyện Đô Lương

2.1.4.1 Thực trạng phát triển các ngành kinh tế

* Kinh tế nông – lâm – thủy sản

* Trồng trọt

Sản xuất nông nghiệp của huyện năm 2014 đạt kết quả khá, công tác phòngchống sâu bệnh cho cây trồng được chủ động triển khai có hiệu quả; nhiều tiến

bộ kỹ thuật được áp dụng và nhân rộng, kết quả thực hiện đạt được như sau:

- Lúa: Diện tích lúa gieo cấy cả năm đạt: 15.296,24 ha, (trong đó diện tích

lúa Vụ Đông Xuân 7.935,92 ha, vụ Hè thu mùa 7.360,32 ha), năng suất bìnhquân đạt 56,27 tạ/ha, sản lượng đạt 86.074 tấn (trong đó vụ Đông Xuân đạt52.710 tấn, vụ Hè thu mùa đạt 33.364 tấn);

- Ngô: Diện tích Ngô đạt 3.166,33 ha, năng suất bình quân đạt 39,82 tạ/ha,

sản lượng đạt 12.433,8 tấn (trong đó vụ Đông Xuân đạt 10.806,80 tấn, vụ Hèthu mùa đạt 1.627 tấn);

- Lạc: Diện tích Lạc đạt 1.111,51 ha, năng suất đạt 14,75 tạ/ha, sản lượng đạt

1.639 tấn (trong đó vụ Đông Xuân đạt 1.448 tấn, vụ Hè thu mùa đạt 191 tấn)

* Chăn nuôi

Ngành chăn nuôi của huyện chủ yếu là chăn nuôi bò, lợn, gia cầm nhằmcung cấp cho thị trường tiêu thụ thực phẩm trên địa bàn huyện Đô Lương Tuynhiên, ngành chăn nuôi còn mang tính tự phát, nhỏ lẻ, chưa tương xứng với tiềmnăng, thế mạnh của huyện

Trong năm 2014, huyện tăng cường công tác tiêm phòng, kiểm dịch vậnchuyển, kiểm soát giết mổ, kiểm dịch sản phẩm, tổ chức phun tiêu độc khử trùngnên tình hình dịch bệnh cúm gia cầm, tụ huyết trùng trâu bò; tạo điều kiện choviệc phát triển chăn nuôi

- Tổng đàn gia súc chính đạt 17.500 con, trong đó: Đàn bò: 27.532 con,đàn lợn: 106.817 con Sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt 14.525 tấn

- Tổng đàn gia cầm 1.641 con

* Nuôi trồng thuỷ sản

Trong năm 2014 huyện tiếp tục thực hiện các dự án phát triển thủy sản,các mô hình nuôi cá kết hợp với trồng lúa, khai thác triệt để diện tích ao hồ đểnuôi trồng các loại giống thủy sản có giá trị kinh tế cao phù hợp với điều kiệncủa địa phương Bên cạnh đó huyện còn triển khai thực hiện việc chuyển đổidiện tích ruộng kém hiệu quả sang nuôi trồng thủy sản Chuyển đổi diện tíchnuôi trồng thủy sản nâng tống sản lượng thủy sản đạt 1.777,34 tấn

* Khu vực kinh tế công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp

- Phát triển làng có nghề mộc Tân Sơn đạt tiêu chí làng nghề theo quyđịnh để trình UBND tỉnh xét công nhận làng nghề vào năm 2015 Quản lý tốtcác doanh nghiệp đầu tư đợt 2 vào cụm Công nghiệp Thị trấn tiến hành đầu tưtheo cam kết, kêu gọi đầu tư vào Cụm Công nghiệp Lạc Sơn

- Xóa bỏ lò gạch thủ công còn lại trên địa bàn huyện theo sự phê duyệtcủa cấp có thẩm quyền

- Tu sửa hệ thống điện chiếu sáng tại thị trấn, các xã lân cận; lắp đặt hệthống điện chiếu sang từ Lạc Sơn đến Xuân Sơn

- Giá trị sản xuất CN, TTCN – XDCB năm 2014 (theo giá hiện hành) là1.575,50 tỷ đồng

* Khu vực kinh tế thương mại - dịch vụ, du lịch