Ứng dụng phần mềm mã nguồn mở QGIS thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại xã sông trầu huyện trảng bom – tỉnh đồng nai

LỜI CẢM ƠN Đợt thực tập vừa qua khoảng thời gian ngắn nhƣng lại có ý nghĩa vơ quan trọng em Đây khoảng thời gian giúp cho sinh viên chúng em có thời gian trải nghiệm tiếp thu đƣợc giảng đƣờng từ thầy cô, bạn bè vào thực tế Hơn quãng thời gian cho em tích lũy kiến thức quý báu thực tế, hành trang vững cho sinh viên chúng em sau trƣờng làm tốt cơng việc đƣợc giao Với tất lịng kính trọng u thƣơng, lời em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cha Mẹ, ngƣời sinh thành, nuôi dƣỡng, dạy dỗ yêu thƣơng em khôn lớn đến thành công ngày hôm Xin chân thành cảm ơn thầy Phan Văn Tuấn tận tình hƣớng dẫn em suốt thời gian thực khóa luận Xin chân thành cảm cảm ơn đến Ban Giám Đốc, Ban Nông Lâm trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Cơ Sở tận tình giúp đỡ, giảng dạy truyền đạt kiến thức chuyên ngành suốt thời gian học tập trƣờng Xin chân thành cảm ơn anh chị làm việc Văn Phòng Đăng Ký Đất Đai Tỉnh Đồng Nai tạo điều kiện, giúp đỡ em đợt thực tập vừa qua Mặc dù thân nỗ lực phấn đấu nhƣng khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong lời góp ý q báu từ thầy bạn bè Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Sang i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC SƠ ĐỒ vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Những vấn đề đồ trạng sử dụng đất 1.1.1 Cơ sở toán học đồ trạng sử dụng đất 1.1.2 Tỷ lệ đồ 1.1.3 Độ xác đồ trạng sử dụng đất 1.1.4 Nội dung đồ trạng sử dụng đất 1.2 Cơ sở pháp lý vấn đề nghiên cứu 1.3 Cơ sở thực tiễn 1.4 Khái quát mã nguồn mở phần mềm QGIS 1.4.1 Mã nguồn mở 1.4.2 Giới thiệu phần mềm mã nguồn mở QGIS (Quatum GIS) 1.4.3 Một số phần mềm mã nguồn mở khác 1.3.2 QuickMapServices 1.5 Các nguồn ảnh vệ tinh phục vụ viễn thám 10 1.5.1 Khái niệm 10 1.5.2 Phân loại dạng ảnh vệ tinh 11 1.6 Giới thiệu phần mềm Google Earth 11 Chƣơng MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Mục tiêu 13 2.1.1 Mục tiêu Chung 13 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 13 2.1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 13 2.2 Nội dung nghiên cứu 14 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 14 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu 14 2.3.2 Phƣơng pháp điều tra khảo sát 14 2.3.3 Phƣơng pháp phân tích, thống kê xử lý 14 ii 2.4.3 Phƣơng pháp đồ 14 2.4.4 Phƣơng pháp công nghệ tin học 14 2.5 Quy trình thực 15 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 17 3.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 17 3.1.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội 17 3.1.2.Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 18 3.1.1.1 Tăng trƣởng kinh tế 18 3.1.1.2.Thực trạng phát ngành kinh tế 18 3.1.1.3 Khu vực kinh tế công nghiệp 20 3.1.1.4 Khu vực kinh tế thƣơng mại dịch vụ 20 3.1.1.5 Dân số, lao động việc làm thu nhập 20 3.1.1.6 Thực trạng phát triển sở hạ tầng 21 3.1.1.7 Đánh giá chung điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 21 3.2 Ứng dụng phần mềm mã nguồn mở ảnh vệ tinh số hóa biên tập đồ trạng sử dụng đất 23 3.2.1 Quy trình thực 23 3.2.2 Thiết lập hệ tọa độ VN-2000 23 3.2.2 Cài đặt ứng dụng Plugins 26 3.2.3 Xây dựng lớp liệu 30 3.2.4 Số hóa biên tập lớp liệu 38 3.2.4.1 Mở lớp liệu ảnh vệ tinh 38 3.2.4.2 Số hóa lớp liệu 39 3.2.4.3 Xây dựng liệu thuộc tính 42 3.2.4.4.Truy vấn liệu 44 3.2.4.5 Biên tập trình bày đồ 46 3.3 Kiểm tra, đánh giá khả ứng phần mềm mã nguồn mở QGIS sử dụng nguồn ảnh vệ tinh để thành lập đồ trạng sử dụng đất 52 3.3.1 Kiểm tra đánh giá độ xác 52 Sử dụng thƣớc dây kiểm tra cạnh đất ảnh thực địaError! Bookmark not 3.3.2 So sánh với phần mềm Mapinfo 55 3.3.3 Nhận xét đánh giá hiệu phần mềm khả ứng 56 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 Kết luận 58 4.2 Kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT :Thông tƣ QĐ :Quyết định QP :Quy phạm BĐHT SDĐ :Bản đồ trạng sử dụng đất QGIS :Quatum GIS CRS :Coordinate Reference HTĐ :Hệ tọa độ HC : Hiệu chỉnh ĐN : Đồng nai DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Bảng số liệu kiểm tra đất Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 So sánh khả ứng dụng với phân mềm Mapinfo 55 iv DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ vị trí xã Sông Trầu 17 Hình 3.2 Thêm hệ tọa độ VN-2000 Đồng Nai vào hệ thống 24 Hình 3.3 Thêm hệ tọa độ VN2000-ĐN kinh tuyến trục 107.75 hiệu chỉnh 26 Hình 3.4 Mở hộp thoại quản lý cài đặt Plusgins 27 Hình 3.5 Cài đặt plugins QuickMap Services 27 Hình 3.6 Ứng dụng QuickMap Services OpenLayers 27 Hình 3.7 Cập nhật nhánh dịch vụ ảnh cho ứng dụng QuickMap Services 28 Hình 3.8 19 nhánh dịch vụ ảnh ứng dụng QuickMap Services 29 Hình 3.9 Nhánh dịch vụ ảnh ứng dụng OpenLayers 29 Hình 3.10 Tạo dự án 30 Hình 3.11 Chọn hệ tọa độ cho dự án 31 Hình 3.12 Lƣu dự án 32 Hình 3.13 Hộp thoại New Shapfile Layer 33 Hình 3.14 Lựa chọn hệ tọa độ cho lớp Shapfile 34 Hình 3.15 Thêm trƣờng thuộc tính cho lớp liệu 34 Hình 3.16 Lƣu lớp liệu Shapfile 35 Hình 3.17 Tạo lớp liệu dạng đƣờng 36 Hình 3.18 Tạo lớp liệu dạng polygon (vùng) 37 Hình 3.19 Xây dựng lớp liệu 38 Hình 3.20 Mở lớp liệu Google Hybrid 38 Hình 3.21 Lớp liệu ảnh vệ tinh Google Hybrid 39 Hình 3.22 Thiết lập chế độ bắt điểm 39 Hình 3.23 Các cơng cụ số hoa QGIS 40 Hình 3.24 Số hóa lớp liệu dạng đƣờng 41 Hình 3.25 Số hóa lớp liệu dạng vùng 41 Hình 3.26 Nhập thơng tin thuộc tính cho đối tƣợng 42 Hình 3.27 Tính diện tích cho lớp liệu 43 Hình 3.28 trƣờng diện tích sau tính tốn 43 v Hình 3.29 Truy vấn liệu thuộc tính 45 Hình 3.30 Bảng nhập câu lệnh điều kiện để tìm kiếm, truy vấn 46 Hình 3.31 Hiển thị nhãn cho lớp liệu 47 Hình 3.32 Nhãn lớp liệu theo trƣờng thuộc tính loại đất 47 Hình 3.33 Hộp thoại Dissoleve 48 Hình 3.34 Kết sau thực lệnh Dissoleve 49 Hình 35 Chọn đối tƣợng phân loại theo trƣờng loại đất 50 Hình 3.37 Chọn màu cho đối tƣợng 51 Hình 3.38 Tơ màu cho đối tƣợng 52 Hình 3.39 chồng ghép với đồ trạng sử dụng đất 53 Hình 40 :Chồng ghép với đồ địa tờ số 27 54 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Quy trình thành lập trạng sử dụng đất cấp xã theo phƣơng pháp sử dụng ảnh chụp từ máy bay, ảnh chụp từ vệ tinh có độ giải cao đƣợc nắn chỉnh 15 Sơ đồ 2.2: Quy trình thành lập đồ trạng sử dụng đất xã Hàm Thắng theo phƣơng pháp sử dụng dịch vụ ảnh vệ tinh trực tuyến 16 Sơ đồ 3.1 Quy trình thực 23 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai tài nguyên vô quý giá quốc gia, tƣ liệu sản xuất đặc biệt khơng thể thay đƣợc Đất đai cịn địa bàn phân bố dân cƣ, xây dựng ngành kinh tế, xã hội Để quản lý, hoạch định sử dụng tốt nguồn tài nguyên này, phải làm tốt công tác điều tra lập đồ trạng sử dụng đất Bản đồ trạng sử dụng đất sở để thành lập đồ kế hoạch, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng khu dân cƣ, thống kê kiểm kê đất đai, đánh giá tình tình sử dụng đất hoạch định cho phát triển kinh tế, xã hội cho giai đoạn tƣơng lai vùng cao quốc gia Vì vậy, cơng tác điều tra, xây dựng đồ trạng sử dụng đất việc làm quan trọng công tác quản lý nhà nƣớc đất đai Trên địa bàn xã Sơng Trầu có biến động đất đai năm năm trở lại nên đến thời kỳ kiểm kê xã phải tiến hành xây dựng đồ trạng sử dụng đất thay cho đồ cũ đƣợc thành lập trƣớc đó, nhằm nâng cao độ xác việc cập nhật yếu tố liên quan đến đất đai Cứ năm đồ trạng sử dụng đất đƣợc chỉnh lý cho phù hợp với trạng thực tế thông qua việc kiểm kê đất đai hàng năm Chính việc thành lập đồ trạng sử dụng đất năm 2016 địa bàn xã nhiệm vụ cấp thiết phục vụ cho công tác quản lý đất đai Ngoài phần mềm biên tập đồ ngày đòi hỏi mua quyền với giá thành cao Phần mềm mã nguồn mở đƣợc phát triển mạnh năm gần chúng trở thành xu thay phần mềm mã nguồn đóng trƣớc đây.Ƣu điểm chúng sử dụng hồn tồn miễn phí nhƣng đáp ứng đƣợc nhu cầu ngƣời sử dụng lĩnh vực thành lập đồ, phân tích khơng gian địa lý, môi trƣờng…Một số phần mềm mã nguồn mở đƣợc sử dụng phổ biến QGIS, MAP Window GIS… Xuất phát từ thực tế địa bàn xã Sông Trầu đƣợc hƣớng dẫn thầy Phan Văn Tuấn xin thực đề tài : “Ứng dụng phần mềm mã nguồn mở QGIS thành lập đồ trạng sử dụng đất xã Sông Trầu Huyện Trảng Bom – Tỉnh Đồng Nai” làm khóa luận tốt nghiệp Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Những vấn đề đồ trạng sử dụng đất 1.1.1 Cơ sở toán học đồ trạng sử dụng đất - Bản đồ trạng sử dụng đất cấp xã, cấp huyện, cấp tỉnh đƣợc thành lập mặt phẳng chiếu hình, múi chiếu 30 có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài ko = 0,9999 Kinh tuyến trục tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ƣơng quy định Phụ lục số 04 kèm theo Thông tƣ này; - Bản đồ trạng sử dụng đất cấp vùng kinh tế - xã hội sử dụng lƣới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 60, có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài: ko = 0,9996; - Bản đồ trạng sử dụng đất nƣớc sử dụng lƣới chiếu hình nón đồng góc với hai vĩ tuyến chuẩn 110 210, vĩ tuyến gốc 40, kinh tuyến Trung ƣơng 1080 cho toàn lãnh thỗ Việt Nam; - Khung đồ trạng sử dụng đất đƣợc trình bày nhƣ sau: + Bản đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:1000, 1:2000, 1:5000 1:10000 biểu thị lƣới kilơmét, với kích thƣớc ô vuông lƣới kilômét 10cm x 10cm; + Bản đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:25000 biểu thị lƣới kilơmét, với kích thƣớc vng lƣới kilơmét 8cm x 8cm; - Bản đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:50000, 1:100000, 1:250000 1:1000000 biểu thị lƣới kinh tuyến, vĩ tuyến Kích thƣớc lƣới kinh tuyến, vĩ tuyến đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:50000 5’ x 5’ Kích thƣớc lƣới kinh tuyến, vĩ tuyến đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:100000 10’ x 10’ Kích thƣớc lƣới kinh tuyến, vĩ tuyến đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:250000 20’ x 20' Kích thƣớc lƣới kinh tuyến, vĩ tuyến đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:1000000 10 x 10; - Các thông số file chuẩn đồ trạng sử dụng đất nhƣ sau: + Hệ tọa độ đồ trạng sử dụng đất theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000; + Đơn vị làm việc (Working Units) gồm đơn vị làm việc (Master Units) mét (m); đơn vị làm việc phụ (Sub Units) milimét (mm); độ phân giải (Resolution) 1000 1.1.2 Tỷ lệ đồ Bản đồ trạng sử dụng đất cấp đƣợc lập theo quy định nhƣ sau: Đơn vị hành Cấp xã Diện tích tự nhiên (ha) Tỷ lệ đồ Dƣới 120 1: 1000 Từ 120 đến 500 1: 2000 Trên 500 đến 3.000 1: 5000 Trên 3.000 1: 10000 Dƣới 3.000 1: 5000 Từ 3.000 đến 12.000 1: 10000 Trên 12.000 1: 25000 Dƣới 100.000 1: 25000 Từ 100.000 đến 350.000 1: 50000 Trên 350.000 1: 100000 Cấp huyện Cấp tỉnh Cấp vùng 1: 250000 Cả nƣớc 1: 1000000 Trƣờng hợp đơn vị hành thành lập đồ trạng sử dụng đất có hình dạng đặc thù (chiều dài q lớn so với chiều rộng) đƣợc phép lựa chọn tỷ lệ đồ lớn nhỏ bậc so với quy định 1.1.3 Độ xác đồ trạng sử dụng đất - Độ xác số hoá, chuyển vẽ, khoanh vẽ yếu tố nội dung đồ kết điều tra kiểm kê thực nhƣ sau: Hình 3.31 Hiển thị nhãn cho lớp liệu Hình 3.32 Nhãn lớp liệu theo trường thuộc tính loại đất - Dissoleve đối tƣợng: Trên Menu Bar/Vector/Geoprocessing Tools/Dissoleve…trên hình xuất hộp thoại Dissoleve: + Input vector layer: chọn lớp liệu đầu vào để thực lệnh Dissoleve + Dissoleve field: lựa chọn trƣờng thuộc tính cần thực + Browse: lựa chọn thƣ mục lƣu lớp liệu sau thực lệnh 47 Hình 3.33 Hộp thoại Dissoleve Sau lựa chọn lớp liệu đầu vào, trƣờng thuộc tính, thƣ mục lƣu tick chọn Add result canvas, bấm OK để thực lệnh Kết sau thực lệnh đối tƣợng loại đất giống đƣợc gộp chung ranh giới lại với 48 Hình 3.34 Kết sau thực lệnh Dissoleve - Phân loại đối tƣợng: dùng màu để thể đối tƣợng loại đất: Layer Panel bấm chuột phải vào lớp liệu chọn Properties hình xuất bảng Layer Properties (các tính chất lớp liệu) 49 Hình 35 Chọn đối tượng phân loại theo trường loại đất Chọn kiểu: Categorized Chọn trƣờng thuộc tính: Loại đất Sau bấm chọn Classify để phân loại giá trị trƣờng thuộc tính Để thể màu theo thông tƣ 28 ta làm nhƣ sau: Trên hộp thoại tính chất lớp bấm chọn bấm chọn hình xuất hộp thoại Symbol Selector gờ Color bấm chọn màu hình xuất hộp thoại Choose Color ta điền thông số màu vào hộp thoại ví dụ loại đất BHK có thơng số màu Red, Green, Blue là: 255,240,180 50 Hình 3.36 Hộp thoại Symbol selector Hình 3.37 Chọn màu cho đối tượng Sau điền thông số màu OK để lƣu lại thiết lập màu cho loại đất Sau bấm OK hộp thoại Layer Properties để hiển thị kết 51 Hình 3.38 Tơ màu cho đối tượng 3.3 Kiểm tra, đánh giá khả ứng phần mềm mã nguồn mở QGIS sử dụng nguồn ảnh vệ tinh để thành lập đồ trạng sử dụng đất 3.3.1 Kiểm tra đánh giá độ xác Để đánh giá đƣợc khả ứng dụng phần mềm để thành lập đồ trạng sử dụng đất cần phải tiến hành công tác chồng ghép với loại đồ địa bàn khu vực xã Sơng Trầu sử dụng từ đƣa kết luận đánh giá khả ứng dụng phần mềm - Chồng ghép với đồ trạng xã: Mở lớp liệu đồ trạng xã Sông Trầu đƣợc cập nhật chỉnh lý liệu vào nằm 2015 so sánh độ xác yếu tố ranh giới đất so sánh 52 Hình 3.39 chồng ghép với đồ trạng sử dụng đất - Chồng ghép với đồ địa chính: Mở lớp liệu đồ địa xã Sông Trầu tờ số 27 đƣợc cập nhật chỉnh lý liệu vào nằm 2015 so sánh độ xác yếu tố ranh giới đất so sánh 53 Hình 3.40 :Chồng ghép với đồ địa tờ số 27 Qua q trình đối chiếu so sánh với đồ trạng xã sử dụng đất, đồ địa tờ số 27 xã Sông Trồng cho thấy ranh đất, đồ đƣợc biên tập phần mềm QGIS kết hợp sử dụng nguồn ảnh vệ tinh không lệch nhiều so với lọai đồ Sử dụng thƣớc dây kiểm tra cạnh đất ảnh thực địa Bảng 3.1 Bảng số liệu kiểm tra đất Độ dài cạnh ảnh TT 5 La 64,33 4,48 59,61 48,46 74,19 42,63 86,85 62,08 40,98 137,88 21,47 28,51 9,26 5,30 7,02 24,95 Độ dài cạnh kiểm tra Lkt 65,88 3,65 60,20 46.25 76,18 43,50 86,21 60,70 40,04 138,49 22,31 29,67 7,16 6,84 8,67 26,02 Chênh lệch cạnh Ghi Chú -1,55 0,83 -0,59 2,21 -1,99 -0.87 -0,64 1,38 -0,94 0,61 0,84 -1.16 2,04 -1,54 -1,65 1,07 Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Nhìn chung qua bảng số liệu kiểm tra tất cạnh nằm khoảng sai số cho phép