Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong sử dụng hợp lý tài nguyên đất phường Cổ Nhuế, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội

Hiện nay có rất nhiều phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất, tuy nhiênvới sự phát triển của công nghệ thông tin, phải kể đến việc ứng dụng công nghệ viễnthám và GIS để thành lập b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐỊA LÝ

TIỂU LUẬN

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG SỬ

DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT

XÃ CỔ NHUẾ, HUYỆN TỪ LIÊM, TP HÀ NỘI

Học viên: Dương Phúc Thưởng

Mai Hương Lam Hoàng Thị Thủy Hoàng Văn Trọng Phạm Huyền Trang

Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trườngKhóa: 2014-2016

Hà Nội, 4-2016

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5

1.1 Cơ sở lý luận 5

1.1.1 Biến động sử dụng đất và mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa 5

1.1.2 Nội dung đánh giá biến động sử dụng đất 7

1.1.3 Ý nghĩa của việc đánh giá biến động sử dụng đất đai 8

1.1.4 Quản lý tài nguyên đất dựa trên nghiên cứu biến động hiện trạng sử dụng đất 8

1.2 Phương pháp nghiên cứu 9

1.2.1 Các phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất ở Việt Nam hiện nay 10

1.2.2 Lựa chọn phương pháp sử dụng cho bài nghiên cứu 10

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS KHU VỰC XÃ CỔ NHUẾ - HUYỆN TỪ LIÊM - THÀNH PHỐ HÀ NỘI GIAI ĐOẠN 2003 - 2013 15

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 15

2.1.1 Đặc điểm tự nhiên 15

2.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 15

2.2 Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng công nghệ viễn thám và GIS khu vực xã Cổ Nhuế, huyện Từ Liêm, TP Hà Nội giai đoạn 2003-2013 16

2.2.1 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Cổ Nhuế năm 2003 16

2.2.2 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Cổ Nhuế năm 2013 28

2.2.3 Nghiên cứu biến động sử dụng đất khu vực xã Cổ Nhuế trong giai đoạn 2003 - 2013 32

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ 38

TÀI NGUYÊN ĐẤT 38

3.1 Cơ sở định hướng giải pháp 38

3.2 Đề xuất các giải pháp 38

3.2.1 Giải pháp về cơ chế quản lý 38

3.2.2 Giải pháp quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất 39

3.2.3 Giải pháp kinh tế-kỹ thuật 39

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

MỞ ĐẦU

Đất đai từ lâu vẫn luôn luôn đóng vai trò quan trọng đối với sự sinh tồn và pháttriển của con người Nó là tư liệu sản suất đặc biệt cho sự phát triển kinh tế xã hội, anninh và quốc phòng Nhưng đất đai chỉ có thể phát huy tiềm năng vốn có dưới sự tácđộng tích cực của con người một cách thường xuyên và nền kinh tế chỉ phát triển bềnvững khi đất đai được sử dụng một cách hiệu quả

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay ở nước ta, sự chuyểndịch kinh tế đã và đang gây ra sức ép lớn đối với đất đai Sức ép về dân số, tốc độ côngnghiệp hóa, hiện đại hóa đã kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày càng tăng trong khi quỹđất lại có hạn, đất đai đã trở thành “Tấc đất tấc vàng” Trong quá trình sử dụng đất, sẽ

có những mục đích sử dụng đất khác nhau, do đó đất đai sẽ luôn luôn có sự biến động

Để phục vụ cho công tác quản lý của Nhà nước thì cần làm rõ các biến động sử dụngđất Hiện nay có rất nhiều phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất, tuy nhiênvới sự phát triển của công nghệ thông tin, phải kể đến việc ứng dụng công nghệ viễnthám và GIS để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và nghiên cứu biến động sửdụng đất Đây là một phương pháp hiện đại, áp dụng công nghệ tiên tiến, có nhiều ưuđiểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống như tiết kiệm được thời gian, kinhphí, sức lao động, đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu

Phường Cổ Nhuế - Quận Bắc Từ Liêm là một trong những địa phương có nềnkinh tế đang phát triển mạnh, tốc độ đô thi hóa tương đối cao dẫn đến tình hình sửdụng đất có nhiều biến đổi Từ thực tế trên, nhóm em đã quyết định thực hiện đề tài

“Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong sử dụng hợp lý tài nguyên đất phường

Cổ Nhuế, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội”.

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Biến động sử dụng đất và mối quan hệ giữa biến động

sử dụng đất với phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa

a Biến động sử dụng đất

Đất đai cũng như mọi sự vật, hiện tượng khác không bao giờ bất biến mà luônluôn biến động không ngừng và động lực của mọi sự biến động đó là quan hệ tươngtác giữa các thành phần của tự nhiên và xã hội Như vậy để khai thác tài nguyên đấtđai của một khu vực có hiệu quả, bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này và không làmsuy thoái môi trường tự nhiên thì nhất thiết phải nghiên cứu biến động của đất đai.Quỹ đất do con người sử dụng vào các mục đích kinh tế - xã hội có thể phù hợp haykhông phù hợp với quy luật của tự nhiên Chính vì vậy cần nghiên cứu, đánh giá đểtránh việc sử dụng đất có tác động tiêu cực tới môi trường sinh thái

Nghiên cứu biến động đất đai được hiểu là xem xét quá trình thay đổi của diệntích đất đai theo các mục đích sử dụng đất thông qua thông tin thu thập được theo thờigian để tìm ra quy luật và những nguyên nhân thay đổi từ đó có biện pháp sử dụngđúng đắn với nguồn tài nguyên này Biến động sử dụng đất đai bao gồm các đặc trưngsau:

● Quy mô biến động

+ Biến động về diện tích sử dụng đất nói chung

+ Biến động về diện tích của từng loại hình sử dụng đất

+ Biến động về đặc điểm của những loại đất chính

+ Biến động về mục đích sử dụng đất

● Mức độ biến động

+ Mức độ biến động thể hiện qua số lượng diện tích tăng hoặc giảm của các loạihình sử dụng đất giữa đầu thời kỳ và cuối thời kỳ nghiên cứu

+ Mức độ biến động được xác định thông qua việc xác định diện tích tăng, giảm

và số phần trăm tăng, giảm của từng loại hình sử dụng đất đai giữa cuối và đầuthời kỳ đánh giá

● Xu hướng biến động

+ Xu hướng biến động thể hiện theo hướng tăng hoặc giảm của các loại hình sử

dụng đất Xu hướng biến động có thể theo hướng tích cực hay tiêu cực

+ Đất nông nghiệp đã được Nhà nước quan tâm, chú trọng đặc biệt, tuy nhiên,khả năng mở rộng diện tích đất nông nghiệp không nhiều, nếu mở rộng khôngthận trọng sẽ làm mất rừng và gây hậu quả xấu về môi trường đặc biệt ở vùngnúi, cao nguyên

+ Diện tích đất lâm nghiệp đang có xu hướng tăng, độ che phủ rừng đã đạt hơn40%, nhưng con số này vẫn là quá ít trong điều kiện của một nước chủ yếu làđồi núi, khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa [4].

+ Diện tích đất chuyên dùng và đất ở tăng lên do quá trình công nghiệp hóa, hiệnđại hóa và do nhu cầu về đất ở của người dân ngày càng tăng

+ Đất chưa sử dụng trong những năm gần đây đang thu hẹp lại cả ở miền đồi núi

và đồng bằng do khai hoang mở rộng diện tích đất nông nghiệp, trồng rừngphục hồi rừng tự nhiên và do phục vụ mục đích phát triển kinh tế của đất nước

● Những nhân tố gây nên biến động sử dụng đất đai

+ Các yếu tố tự nhiên của địa phương là cơ sở quyết định cơ cấu sử dụng đất đaivào các mục đích kinh tế - xã hội, bao gồm các yếu tố sau: vị trí địa lý, địa hình,khí hậu, thuỷ văn, thảm thực vật, thổ nhưỡng,

+ Các yếu tố chính sách pháp luật của Nhà nước

+ Các yếu tố kinh tế - xã hội của địa phương có tác động lớn đến sự thay đổi diệntích của các loại hình sử dụng đất đai, bao gồm các yếu tố: sự phát triển của cácngành kinh tế (dịch vụ, xây dựng, giao thông và các ngành kinh tế khác, ); các

dự án phát triển kinh tế của địa phương; thị trường tiêu thụ các sản phẩm hànghoá, sự gia tăng dân số;

b Mối quan hệ của biến động sử dụng đất với phát triển kinh tế - xã hội và

đô thị hóa

Đất đai là nguồn tài nguyên, nguồn lực vô cùng quý giá của mỗi quốc gia, tuynhiên tài nguyên đất không phải là vô hạn Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đạihóa ở nước ta hiện nay, việc tổ chức sử dụng nguồn tài nguyên đất phục vụ các mụcđích phát triển kinh tế - xã hội một cách hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả là vô cùngquan trọng Đô thị hóa có thể hiểu là một quá trình diễn thế kinh tế - xã hội - văn hoá -không gian gắn liền với những tiến bộ khoa học kỹ thuật, trong đó diễn ra sự phát triểncác nghề nghiệp mới, sự chuyển dịch cơ cấu lao động, sự phát triển đời sống văn hoá,

sự chuyển đổi lối sống và sự mở rộng không gian thành đô thị, song song với việc tổchức bộ máy hành chính và quân sự Theo quan điểm này thì quá trình đô thị hóa cũngbao gồm sự thay đổi toàn diện về các mặt: cơ cấu kinh tế, dân cư lối sống, không gian

đô thị, cơ cấu lao động,…

Đô thị hóa song hành với quá trình công nghiệp hóa ở nước ta đang từng ngàylàm đổi thay diện mạo đất nước, cung cấp những công năng đô thị đa dạng, đáp ứngnhu cầu ngày càng cao của cuộc sống hiện đại Nhưng, ở một bình diện khác, làn sóng

đô thị hóa tự phát trên diện rộng cũng làm nảy sinh nhiều bất cập và để lại những ảnhhưởng tiêu cực về mặt xã hội, quy hoạch, kiến trúc, sản xuất, hệ sinh thái , gây nênnhiều áp lực đối với sự phát triển của đất nước

Như vậy, trên góc độ toàn quốc, quá trình đô thị hoá và phát triển đô thị như làmột sức ép mang tính quy luật trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốcgia Trong quá trình đó, tài nguyên đất là một yếu tố quan trọng quyết định đến sự pháttriển bền vững của nền kinh tế và ổn định đời sống của người dân.

Dưới tác động của nền kinh tế thị trường trong những năm qua, đất đai đang làmột thành phần quan trọng trong sản xuất, kinh doanh, thương mại nói chung và thịtrường bất động sản nói riêng Cũng chính vì vậy một bộ phận quỹ tài nguyên đất, đặcbiệt là đất nông nghiệp và lâm nghiệp được chuyển sang mục đích xây dựng và pháttriển đô thị Đây là vấn đề đang được quan tâm cho mọi quốc gia đặc biệt là các nước

mà nền sản xuất nông nghiệp đang đóng góp một tỷ trọng đáng kể cho nền kinh tếquốc dân

1.1.2 Nội dung đánh giá biến động sử dụng đất

Đất đai là nguồn tài nguyên đặc biệt có thể khai thác sử dụng nhưng không thểlàm tăng thêm về mặt số lượng Vì thế nên công tác quản lý và sử dụng đất đai có hiệuquả, hợp lý luôn là một vấn đề hết sức quan trọng Trong quá trình sử dụng đất, thườngnẩy sinh nhu cầu sử dụng đất vào các mục đích khác nhau của con người Do đó, luôn

có sự biến động đất đai về sử dụng đất Tùy theo nhu cầu phát triển của từng khu vựccũng như từng mục đích sử dụng mà có sự biến động ít hay nhiều của từng loại hình sửdụng đất Xuất phát từ tầm quan trọng của nó và các yêu cầu sử dụng đất, dựa trên quỹđất đai của từng địa bàn, đất đai luôn được quản lý, theo dõi sự biến động về các yếu

tố không gian, mục đích sử dụng trong từng thời điểm cụ thể

Làm tài liệu phục vụ công tác định hướng quy hoạch sử dụng đất và làm cơ sở

để phục vụ cho công tác quản lý đất đai của Nhà nước

+ Đất sản xuất nông nghiệp

+ Đất tôn giáo tín ngưỡng

+ Đất nghĩa trang nghĩa địa

+ Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng

● Đất chưa sử dụng:

+ Đất bằng chưa sử dụng

+ Đất đồi núi chưa sử dụng

+ Núi đá không có rừng cây

1.1.3 Ý nghĩa của việc đánh giá biến động sử dụng đất đai

Đánh giá biến động sử dụng đất đai có ý nghĩa rất lớn đối với việc sử dụng đấtđai Việc đánh giá biến động của các loại hình sử dụng đất là cơ sở phục vụ cho việckhai thác, sử dụng tài nguyên đất hợp lý đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội vàbảo vệ môi trường sinh thái

Mặt khác, khi đánh giá biến động sử dụng đất đai cho ta biết được nhu cầu sửdụng đất đai giữa các ngành kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng Dựa vào vị trí địa

lý, diện tích tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên của khu vực nghiên cứu, từ đó biếtđược sự phân bố giữa các ngành, các lĩnh vực kinh tế và biết được những điều kiệnthuận lợi khó khăn đối với nền kinh tế - xã hội và biết được đất đai biến động theochiều hướng tích cực hay tiêu cực nhằm đưa ra phương hướng phát triển đúng đắn chonền kinh tế và các biện pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai

1.1.4 Quản lý tài nguyên đất dựa trên nghiên cứu biến động hiện trạng sử dụng đất

Đất đai là nguồn tài nguyên đặc biệt có thể khai thác, sử dụng nhưng lại khôngthể làm tăng thêm về mặt số lượng Vì thế nên công tác quản lý tài nguyên đất hợp lý

và hiệu quả luôn là vấn đề quan trọng Xuất phát từ các tầm quan trọng của nó và cácyêu cầu sử dụng đất, dựa trên quỹ đất đai cụ thể, đất đai luôn được quản lý, theo dõi sựbiến động về các yếu tố không gian, mục đích sử dụng trong thời điểm cụ thể

Đánh giá biến động sử dụng đất đai có ý nghĩa rất lớn đối với việc sử dụng đấtđai Việc đánh giá biến động của các loại hình sử dụng đất là cơ sở phục vụ cho việckhai thác tài nguyên đất đai đáp ứng phát triển kinhh tế - xã hội và bảo vệ môi trườngsinh thái.

Việc theo dõi biến động sử dụng đất là một nội dung trong công tác quản lý tàinguyên đất Việc này có ý nghĩa rất lớn trong quá trình quản lý và sử dụng đất Theodõi biến động sử dụng đất sẽ cung cấp những thông tin mới nhất, chính xác nhất vềhiện trạng sử dụng đất Đó là những thay đổi về diện tích, về mục đích sử dụng Nắmđược hiện trạng sử dụng đất ở các thời điểm khác nhau sẽ nắm được sự thay đổi của

nó, từ đó sẽ điều chỉnh cho phù hợp giữa các loại đất và mục đích sử dụng đất giúp sửdụng đất hiệu quả và hợp lý cho tương lai

Mặt khác, khi đánh giá biến động sử dụng đất đai cho chúng ta biết được nhucầu sử dụng đất đai giữa các ngành kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng Dựa vào vịtrí địa lý, diện tích tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên của khu vực nghiên cứu, từ đóbiết được sự phân bố giữa các ngành, các lĩnh vực kinh tế và biết được những điềukiện thuận lợi, khó khăn đối với nền kinh tế xã hội và biết được đất đai biến động theochiều hướng tích cực hay tiêu cực nhằm đưa ra phương hướng phát triển đúng đắn chonền kinh tế và các biện pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai và bảo vệ môitrường sinh thái Do đó việc đánh giá biến động sử dụng đất có ý nghĩa hết sức quantrọng, là tiền đề, là cơ sở đầu tư và thu hút nguồn vốn đầu tư từ bên ngoài, để pháttriển đúng hướng, ổn định trên tất cả mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội và sử dụng hợp lýnguồn tài nguyên quý giá của quốc gia

Phân bổ các loại đất ơ mỗi khu vực là khác nhau, luôn phụ thuộc vào điều kiện,đặc điểm của vùng Đó không chỉ là điều kiện kinh tế, xã hội và đặc biệt là sự tác độngcủa con người Vì thế khi nghiên cứu vấn đề này luôn phải chú ý đến sự tác động qualại giữa các yếu tố, có như vậy mới đưa ra được hướng sử dụng đất đai một cách hợp

1.2 Phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Các phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất ở Việt Nam hiện nay

Việc nghiên cứu biến động sử dụng đất là một vấn đề rất quan trọng Nó ảnhhưởng trực tiếp đến định hướng phát triển kinh tế của nước ta Hiện nay có rất nhiềuphương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất được sử dụng, nổi bật là các phươngpháp sau:

+ Phương pháp sử dụng số liệu thống kê, kiểm kê sử dụng đất: thu thập tài liệu, sốliệu thống kê - kiểm kê sử dụng đất của các đơn vị hành chính các cấp, cácvùng lãnh thổ hay toàn quốc để nghiên cứu

+ Phương pháp sử dụng công nghệ ảnh số và GIS: dùng ảnh hàng không để thànhlập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng công nghệ ảnh số tại hai thời điểm Từ

đó, thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bằng GIS, sử dụng kết quả này đểnghiên cứu biến động sử dụng đất

+ Phương pháp viễn thám và GIS: sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao đểthành lập bản đồ hiện trạng tại hai thời điểm và ứng dụng GIS để nghiên cứubiến động sử dụng đất

+ Phương pháp hỗn hợp: sử dụng cả tài liệu thống kê - kiểm kê và ứng dụng côngnghệ ảnh số hay viễn thám và GIS vào thành lập bản đồ hiện trạng, bản đồ biếnđộng để đánh giá biến động sử dụng đất

1.2.2 Lựa chọn phương pháp sử dụng cho bài nghiên cứu

Trong bài nghiên cứu này, nhóm chúng tôi quyết định sử dụng: “Phương pháp

ứng dụng công nghệ ảnh số và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất” để giải quyết

Trong công tác đo ảnh số người ta dùng các hệ toạ độ như hệ toạ độ điểm ảnh,

hệ toạ độ mặt phẳng ảnh, hệ hoạ độ không gian ảnh, hệ toạ độ không gian đo ảnh và hệtoạ độ mặt đất Trong đó hệ toạ độ điểm ảnh là hệ toạ độ nguyên thuỷ mà các phầnmềm đo ảnh số sử dụng để xác định vị trí của đối tượng và hệ toạ độ mặt đất là hệ toạ

độ mà các sản phẩm của công nghệ ảnh số cần thành lập trong đó

Nguyên lý cơ bản của phương pháp đo ảnh số là xử lý và biến đổi độ xám trênảnh thành tín hiệu điện tử, sau đó dùng máy tính và các phần mềm chuyên dụng để

thực hiện các quá trình đo vẽ tự động như: định hướng, tăng dày khống chế, đo vẽ chitiết, xây dựng mô hình số độ cao, thành lập bản đồ trực ảnh,

● Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng công nghệ ảnh số

Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất (HTSDĐ) bằngcông nghệ ảnh số được thực hiện qua các bước sau:

Bước 1: Xác định mục đích, yêu cầu, tỷ lệ thành lập của bản đồ hiện trạng

sử dụng đất

Trước khi bắt đầu tiến hành xây dựng bản đồ, cần xác định:

+ Mục đích của bản đồ cần thành lập: để nhằm mục đích gì, phục vụ cho đốitượng nào

+ Những yêu cầu của bản đồ: yêu cầu đối với bản đồ về nội dung, phương pháptrình bày, phương pháp xây dựng bản đồ, độ chính xác của bản đồ,

+ Tỷ lệ của bản đồ cần thành lập: tùy theo quy mô diện tích, vị trí của khu vựccấp hành chính cần thành lập bản đồ để xác định đúng tỉ lệ cần thành lập

Bước 2: Thu thập, phân tích, đánh giá và xử lý số liệu

- Thu thập các tài liệu phục vụ cho việc thành lập bản đồ bao gồm:

+Các văn bản quy định, quy phạm hướng dẫn thành lập bản đồ

+ Tư liệu bản đồ: bản đồ nền, bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, bản đồHTSDĐ kỳ trước và các tư liệu khác có liên quan

+Tư liệu ảnh hàng không khu vực thành lập bản đồ

+Tập ký hiệu bản đồ HTSDĐ và bản đồ quy hoạch sử dụng đất

- Phân tích, đánh giá tài liệu

Phân tích đánh giá mức độ đầy đủ về tính hiện thời và tính chính xác của dữliệu thu thập được gồm:

+Các văn bản pháp lý phải là các tài liệu chính thức do các cơ quan nhà nước

có thẩm quyền ban hành và phải còn hiệu lực tại thời điểm thành lập

+Số liệu thu thập phải có đầy đủ cơ sở pháp lý được xác nhận bởi cơ quan nhànước có thẩm quyền, phù hợp với thực trạng sử dụng đất Trường hợp số liệu không có

cơ sở pháp lý thì thể hiện theo thực trạng sử dụng đất

+Các tài liệu bản đồ phải đảm bảo chất lượng, có đầy đủ cơ sở pháp lý, xácđịnh được thời gian và phương pháp thành lập

+Tư liệu ảnh thu thập được phải do các cơ quan có thẩm quyền ban hành, phảiđảm bảo độ tin cậy, có tỷ lệ phù hợp với bản đồ cần thành lập

- Xử lý tài liệu

Tài liệu ảnh hàng không thu thập được phải được nắn chỉnh hình học, khử cácsai số đưa về hệ tọa độ mặt đất và tỷ lệ bản đồ cần thành lập Xử lý ảnh là công đoạnhết sức quan trọng, quyết định đến chất lượng của sản phẩm Các phần mềm có thểdùng để xử lý ảnh như là ImageStation, Leica Photogrammetry Suite (LPS),PhotoMOD, Trong khóa luận này, đề tài sử dụng phần mềm PhotoMOD để xử lý ảnhtạo ảnh trực giao Quy trình thành lập ảnh trực giao được thể hiện trên hình 2.2.

Bước 3: Thiết kế kỹ thuật

Trên cơ sở các tài liệu thu thập được và đã qua phân tích, xử lý, công đoạn thiết

kế kỹ thuật bao gồm:

- Thiết kế nội dung bản đồ

- Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh

- Xây dựng bảng phân lớp đối tượng

- Tạo seed file chuẩn

Bước 4: Xây dựng bản đồ nền

Bản đồ nền dùng làm cơ sở để thể hiện nội dung hiện trạng sử dụng đất Trênbản đồ thể hiện các yếu tố: khung bản đồ, lưới km, các yếu tố hành chính, kinh tế, vănhóa - xã hội, thủy hệ, giao thông, dáng đất, ranh giới hành chính

Nếu đã có bản đồ nền in trên giấy thì tiến hành quét bản đồ nền rồi số hóabản đồ nền Khi chưa có bản đồ nền có thể quét và số hóa tài liệu bản đồ xây dựngtheo chỉ thị 364 hoặc bản đồ địa hình ở các tỷ lệ phù hợp với các cấp hành chính,cũng có thể sử dụng bản đồ địa chính để xây dựng bản đồ nền hoặc vẽ trực tiếp trênnền ảnh

Bước 5: Xây dựng nội dung hiện trạng sử dụng đất

- Khoanh vẽ ranh giới các loại hình sử dụng đất, ranh giới các đơn vị sử dụngđất bằng cách số hóa các nội dung trên ảnh trực giao đã được xử lý bằng phần mềmPhotoMOD và sử dụng bộ khóa giải đoán ảnh Các đối tượng được phân lớp theo đúngquy định trong bảng phân lớp đối tượng

- Số hóa hệ thống giao thông, hệ thống thủy văn

- Số hóa ranh giới các loại hình sử dụng đất trên nền ảnh

Bước 6: Biên tập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Nội dung hiện trạng sử dụng đất của bản đồ sau khi xây dựng xong được tiếnhành chuyển lên bản đồ nền Việc biên tập nội dung bao gồm kiểm tra sửa chữa lỗi,hoàn thiện dữ liệu, tiếp biên mảnh, sử dụng bộ ký hiệu đã thiết kế để chuyển các yếu tốnội dung của bản đồ theo đúng quy phạm trình bày bản đồ

Bước 7: Đối chiếu thực địa, đo vẽ bổ sung

Để đảm bảo tính chính xác giữa các thông tin trên bản đồ thành lập với hiệntrạng thực tại phải đối chiếu thực địa sau khi đã biên tập nội dung hiện trạng sử dụngđất nội nghiệp Đây là công tác thêm vào bản đồ những thông tin mới, cần thiết vớimục tiêu đã đề ra không có trên ảnh và loại bỏ những thông tin đã không còn trên thực

tế bằng cách mang ảnh ra ngoài thực địa để đối chiếu, so sánh,

Sau khi đã đối chiếu thực địa, đo vẽ bổ sung ảnh đã được điều vẽ đầy đủ vớicác nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đúng yêu cầu đề ra

Bước 8: Biên tập, hoàn chỉnh bản đồ

Hiệu chỉnh nội dung của bản đồ theo kết quả điều tra thực địa trên máy tính; biên tập,hoàn thiện toàn bộ nội dung bản đồ theo đúng yêu cầu Yêu cầu về trình bày khung,lưới và bố cục của bản đồ phải theo đúng quy định

b Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng GIS

GIS là một hệ thống thông tin được sử dụng để tiếp nhận, lưu trữ, xử lý, phântích các thông tin địa lý, hỗ trợ việc lập kế hoạch, quản lý và sử dụng tài nguyên đất.Dưới góc độ của bản đồ học thì GIS là sự kết hợp của việc thành lập bản đồ với trợgiúp máy tính và công nghệ cơ sở dữ liệu So với bản đồ thì GIS có lợi thế là lưu trữ

dữ liệu và biểu diễn chúng là hai công việc tách biệt nhau Do vậy GIS cho khả năngquan sát từ các góc độ khác nhau trên cùng tập dữ liệu [2].Hệ thống GIS có bốn thành

tố chính là: phần cứng, phần mềm, dữ liệu và con người.Một hệ thống GIS có 5 chứcnăng cơ bản là: thu thập dữ liệu, xử lý sơ bộ dữ liệu, lưu trữ và truy nhập dữ liệu, tìmkiếm và phân tích không gian, hiển thị đồ hoạ và tương tác

Với những thế mạnh về quản lý và phân tích dữ liệu không gian, GIS đã xâmnhập và hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý và sử dụng tài nguyên đất đai ở nước tacũng như trên thế giới Việc ứng dụng GIS vào nghiên cứu biến động sử dụng đất cótính trực quan cao, giúp người xem dễ dàng nắm bắt thông tin, thấy được biến động

về mục đích sử dụng và diện tích để tính toán và phân tích

Quy trình nghiên cứu biến động sử dụng đất trên cơ sở ứng dụng GIS được thểhiện ở các bước sau:

Bước 1: Tạo Geodatabase, nhập dữ liệu đầu vào

Đề tài sử dụng phần mềm ArcGIS, trong đó có sử dụng công cụ ArcCatalog đểtạo một Geodatabase và một Feature dataset với các thông số của hệ tọa độ VN-2000

Từ hai file bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2003 và năm 2013 dạng *.dgn của

Microstation, đề tài sử dụng các công cụ chuyển đổi để đưa vào môi trường làm việccủa phần mềm ArcGIS.

Bước 2: Kiểm tra lỗi

Dữ liệu đầu vào thường có lỗi ví dụ một số lỗi như hở, chồng đè thì dẫn đến khithống kê diện tích và phân tích sẽ bị sai nên phải kiểm tra lỗi bằng công cụ Topology

để tạo ra dữ liệu hoàn chỉnh, chuẩn bị cho bước tiếp theo

Bước 5: Khái quát hóa, biên tập bản đồ

Sau khi đã lọc bỏ các biến động giả, ta tiến hành khái quát hóa bản đồ từ lớpvừa chỉnh sửa đó Hoàn thiện nội dung để hoàn thành một bản đồ biến động sử dụngđất hoàn chỉnh

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS KHU VỰC XÃ CỔ NHUẾ - HUYỆN TỪ LIÊM -

THÀNH PHỐ HÀ NỘI GIAI ĐOẠN 2003 - 2013 2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu

2.1.1 Đặc điểm tự nhiên

Vị trí địa lý

Huyện Từ Liêm, thành phố Hà Nội được thành lập theo quyết định số 78QĐngày 31 tháng 5 năm 1961 của chính phủ Việt Nam [5] Huyện Từ Liêm có 16 đơn vịhành chính cấp xã/phường gồm 1 thị trấn và 15 xã Xã Cổ Nhuế là một trong 15 xã củahuyện Từ Liêm có địa giới hành chính tiếp giáp như sau (hình3.1):

-Phía Bắc tiếp giáp với xã Thụy Phương và xã Đông Ngạc

- Phía Nam tiếp giáp với phường Nghĩa Tân và phường Dịch Vọng

- Phía Đông tiếp giáp với xã Minh Khai và xã Phú Diễn

- Phía Tây tiếp giáp với xã Xuân Đỉnh

Hình 2.1 Vị trí địa lý phường Cổ Nhuế

2.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

Xã Cổ Nhuế gồm 12 thôn và một tổ dân phố với dân số gần 70 nghìn người,diện tích 6,5 km² Đây là xã có nền kinh tế phát triển nhất huyện Từ Liêm [5]

Dân cư hiện nay tại xã gồm người bản địa và rất đông những người dân từnhiều miền đến đây sinh sống, học tập Rất nhiều người dân sinh sống chủ yếu bằngnghề may truyền thống Nhiều công ty may đã và đang được thành lập ở Cổ Nhuế, tạocông ăn việc làm cho hàng nghìn lao động trong vùng, cũng như lao động ngoại tỉnh

Trong giai đoạn hiện nay, đồng thời với sự phát triển kinh tế, hệ thống cơ sở hạtầng trên địa bàn xã đã được đầu tư và xây dựng khá phát triển Các hệ thống đườnggiao thông được mở rộng, cơ sở y tế, hệ thống trường học được nâng cấp và xây mới.Nhiều khu đô thị đã được xây dựng phục vụ nhu cầu về nhà ở của người dân như khu

đô thị Cổ Nhuế Ngoài ra trên địa bàn xã có nhiều di tích lịch sử, đình, chùa thu hútnhiều khách thập phương ghé thăm

Xã Cổ Nhuế đang bước vào giai đoạn đô thị hóa với tốc độ phát triển tương đốicao Trên địa bàn xã đất nông nghiệp đang được chuyển đổi mục đích sử dụng sangcác mục đích khác như đất ở, đất sản xuất kinh doanh, đất công cộng, tuy nhiên phảiđảm bảo sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất trong việc phát triển kinh tế

2.2 Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng công nghệ viễn thám và GIS khu vực

xã Cổ Nhuế, huyện Từ Liêm, TP Hà Nội giai đoạn 2003-2013

2.2.1 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Cổ Nhuế năm 2003

a Xử lý ảnh hàng không phục vụ công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xa Cổ Nhuế, huyện Từ Liêm, thành phố Hà Nội

Bước 1: Thu thập, phân tích, xử lý tư liệu

Các tư liệu phục vụ để nghiên cứu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã

Cổ Nhuế năm 2003 bao gồm:

- 5 tấm ảnh hàng không nằm trên 2 dải bay với số hiệu 12-1670,F1-03-12-1671,F1-03-13-1636,F1-03-13-1637, tỷ lệ ảnh là 1:11000, bay chụpnăm 2003

F1-03-12-1669,F1-03 Quy định, quy phạm thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất của Bộ Tàinguyên và Môi trường ngày 17 tháng 12 năm 2007

- Quy định về Ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ quy hoạch sửdụng đất ngày 15 tháng 4 năm 2011

- Bộ ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất ban hànhbởi Bộ Tài nguyên và Môi trường

Bước 2: Tạo project

Tạo project là quá trình sắp xếp các tấm ảnh theo cácdải bay sao cho đúng nhưkhi bay chụp đồng thời thiết đặt các thông số của khu đo như hệ tọa độ, tỷ lệđo vẽ.Project được tạo từ 5 tấmảnh hàng không trên 2 dải bay của khu vực xã Cổ Nhuế, thứ

tự các tấmảnh trong project được thể hiện ở hình 2.2

Hình 2.2 Thứ tự các tấm ảnh trong project Bước 3: Đo khống chế ngoại nghiệp

Quá trình đo các điểm khống chế mặt đất sử dụng máy đo GPS Garmin 12

XL Các điểm khống chế phải đảm bảo nằm ở những nơi thoáng đãng, sự phân bố củacác điểm khống chế bắt buộc phải nằm trên miền chồng phủ giữa các tấm ảnh, tốithiểu phải có 4 điểm khống chế mặt đất cho một dải bay

Đề tài làm việc với 5 tấm ảnh và chọn 14 điểm khống chế trong đó có 11 điểmkhống chế mặt đất và các điểm còn lại đóng vai trò là điểm kiểm tra (check point)

Sau khi thiết kế xong lưới khống chế, tiến hành đo với máy thu GPS Trướckhi đo đặt thông số cho máy:

POSITION FRHT: User Grid;

+ Kinh tuyến trục quy định cho Hà Nội là 105º00’00’’

+ Hệ số biến dạng chiều dài múi 3º là 0.9999

MAPDATUM: WGS - 84 với 3 tham số chuyển đổi phù hợp với lãnh thổ ViệtNam Dx=129.912, Dy=39.324, Dz=111.263

UNITS: Metric

Thời gian tối thiểu đo tại 1 điểm là 15 phút, số vệ tinh bắt được phải ít nhất là 4, sai sốước tính EPE của máy dưới 5m Kết quả ta được tọa độ và độ cao các điểm khống chếtrong bảng 2.1

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm khống chế mặt đất khu vực Cổ Nhuế

Bước 4: Định hướng và tăng dày điểm khống chế

Các bước trên được thực hiện trên modul AT của phần mềm PhotoMOD Đầutiên ta tiến hành định hướng trong cho các tấm ảnh bằng cách nhập tọa độ các điểmmấu khung ở trang 1 của cửa sổ AT (hình 3.3)

Tại trang 2 của cửa sổ AT, ta tiến hành nhập tọa độ của các điểm khống chế.Điểm khống chế gồm 14 điểm trong đó có 11 điểm khống chế mặt đất và3 điểm checkpoint

Hình 2.3 Định hướng trong

Sau khi hoàn tất việc định hướng trong, tiến hành xácđịnh vị trí chính xáccácđiểm khống chế mặt đất trên các tấmảnh (hình 2.4)

Hình 2.4 Xác định các điểm khống chế trên ảnh

Khốiảnh gồm 2 dải bay nên phải nhậpđiểm nối giữa 2 dải bay được thực hiệntrong trang số 3 của cửa sổ AT (hình 2.5) Cần nhập 2 đến 4 điểm nối giữa 2 ảnh cómiền chồng phủ Số điểm tùy thuộc vào diện tích của miền chồng phủ Nếu nhiều hơn

2 điểm thì các điểm phải bố trí so le nhau

Hình 2.5 Nhập điểm nối giữa 2 dải bay

Sau khi nhậpđiểm nối giữa 2 dải bay tiến hànhđịnh hướng tương đối cặpảnh lậpthể Các thao tác được thực hiện từ trang số 4 của cửa sổ AT (hình 2.6)

Hình 2.6 Nhập điểm nối giữa cặp ảnh lập thể Bước 5: Bình sai khối

Bình sai khối có nhiệm vụ tính toán bình sai các số liệu đo đạc lưới tam giácảnh không gian, được thực hiện bằng modul Solver, sử dụnghộp thoại Parameters đểđặt các thông số bình sai, sau khi đặt xong các thông số, thực hiện quá trình bình saibằng nút Compute trên cửa sổ chính của modul Solver Khi quá trình bình sai đượcthực hiện thành công, trên màn hình sẽ xuất hiện sơđồ kết quả bình sai như trên hình2.7

Hình 2.7 Sơ đồ kết quả bình sai

Tiếp đó cần thực hiện một bước rất quan trọng đó là kiểm tra kết quả bình saicóđạt yêu cầu hay không bằng cách xem báo cáo bình sai (hình 2.8).

Hình 2.8 Báo cáo bình sai

Theo báo cáo bình sai thì giá trị sai số lớn nhất của các điểm khống chế vàokhoảng 2m Nguyên nhân có thể do sai số trong quá trình đo đạc, loại thiết bị đo, dotrích điểm trên ảnh không khớp và do chất lượng ảnh

Bước 6; Ghép ảnh và nắn ảnh trực giao

Xã Cổ Nhuế cóđịa hình tương đối bằng phẳng, độ cao thay đổi không nhiều nên việcthành lập mô hình số độ cao có thể không cần thiết Đề tài xác định độ cao trung bìnhcho khu vực cổ nhuế là 6.5 m, thực hiện ghép và nắn ảnh trực giao bằng modul Mosaic(hình 2.9)