Sử Dụng Ảnh Viễn Thám Landsat Nghiên Cứu Biến Động Thảm Che Phủ Thực Vật Tại Huyện Giao Thủy, Tỉnh Nam Định

Tổ hợp mầu chỉ thực hiện được trong trường hợp có 3 kênh phổ trở lên.Trong trường hợp chỉ có một kênh phổ, để có thể thể hiện được trong khônggian màu người ta sử dụng phương pháp hiện m

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích 2

3 Yêu cầu 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật 4

1.1.1 Khái niệm 4

1.1.2 Phân loại lớp phủ mặt đất 5

1.2 Công nghệ viễn thám và GIS 7

1.2.1 Cơ sở viễn thám 7

1.2.2 Tổng quan về GIS: 9

1.2.3 Giới thiệu vệ tinh Landsat 13

1.2.4 Kĩ thuật xử lý ảnh viễn thám 15

1.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập bản đồ thảm thực vật trên Thế giới và Việt Nam 15

1.3.1 Trên thế giới 22

1.3.2 Ở Việt Nam 24

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

i

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 27

2.2 Các nội dung nghiên cứu 27

2.2.1 Thu thập các tài liệu, số liệu và bản đồ liên quan đến khu vực nghiên cứu và vấn đề nghiên cứu 27

2.2.2 Xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh phục vụ thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy 27

2.2.3 Biên tập và thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy 27

2.3 Phương pháp nghiên cứu 28

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 28

2.3.2 Phương pháp xử lý ảnh số 28

2.3.3 Phương pháp biên tập thành lập bản đồ chuyên đề 30

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xă hội của huyện Giao Thủy 31

3.1.1 Vị trí địa lý 31

3.1.2 Đặc điểm tự nhiên 32

3.1.3 Tình hình phát triển kinh tế, xã hội của huyện 36

3.2 Giải đoán ảnh vệ tinh và xây dựng bản đồ lớp phủ 37

3.2.1 Hệ thống phân loại thảm thực vật ở huyện Giao Thủy 37

3.2.2 Nguồn dữ liệu ảnh viễn thám 38

3.2.3 Khóa giải đoán ảnh viễn thám 39

3.2.4 Phân loại ảnh 41

3.2.5 Đánh giá độ chính xác trong phân loại ảnh 45

3.2.6 Công tác sau phân loại 47

3.2.7 Thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy qua các năm 2001-2015 50

3.3 Biến động thảm thực vật huyện Giao Thủy từ 2001 - 2015 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

Kết luận 54

ii

Kiến nghị 55

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ERTS: Earth Resource Technology Sattellite

FAO: Food and Agriculture Organization

GIS: Geographic Information System

GPS: Global Position System

MLC: Maximum Likelihood Classifier

PC: Máy tính cá nhân

ROI: Region Of Interest

USGS: United States Geological Survey

UTM: Hệ tọa độ chuyển đổi của Mỹ

iii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu viễn thám 6

Bảng 1.2: Đặc trưng bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 7 và Landsat 8 12

Bảng 1.3: Ứng dụng chính của ảnh Landsat 14

Bảng 3.1 Mô tả và so sánh đối tượng trên ảnh viễn thám và thực tế 32

Bảng 3.2: Kết quả so sánh sự khác biệt giữa các mẫu phân loại năm 2001 44

Bảng 3.3: Kết quả so sánh sự khác biệt giữa các mẫu phân loại năm 2015 44

Bảng 3.4: Độ chính xác phân loại ảnh năm 2015 47

Bảng 3.5 Thống kê các loại thảm thực vật giai đoạn 2001 – 2015 52

iv

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2: Các giải sóng chủ yếu sử dụng trong viễn thám 8

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống phần cứng của hệ GIS 11

Hình 2.1: Trình tự giải đoán ảnh viễn thám bằng công nghệ số 30

Hình 3.1: Bản đồ vị trí của huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 31

Hình 3.2: Ảnh Landsat năm 2001 đã cắt theo ranh giới hành chính 39

Hình 3.3: Ảnh Landsat năm 2015 đã cắt theo ranh giới hành chính 39

Hình 3.4: Các tệp mẫu ảnh xây dựng 43

Hình 3.5: Kết quả phân loại ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu năm 2001 45

Hình 3.6: Kết quả phân loại ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu năm 2015 45

Hình 3.7: Bản đồ kết quả giải đoán năm 2001 48

Hình 3.8: Bản đồ kết quả giải đoán 2015 48

Hình 3.9: Ảnh phân loại chuyển sang dạng vector năm 2001 49

Hình 3.10: Ảnh phân loại chuyển sang dạng vector năm 2015 49

Hình 3.11: Cửa sổ làm việc trong phần mềm ArcGis 50

Hình 3.12: Bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy năm 2001 50

Hình 3.13: Bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy năm 2015 51

Hình 3.14: Bản đồ biến động thảm thực vật huyện Giao Thủy các năm 2001-2015 51

Hình 3.15: Biểu đồ diện tích thảm thực vật năm 2001, 2015 52

v

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thảm thực vật là một trong những nền tảng của môi trường và tàinguyên Thảm thực vật có tầm quan trọng to lớn trong đời sống của conngười Một mặt, nó cung cấp cho chúng ta các loại nguyên liệu và sản phẩmkhác nhau như: gỗ, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu làm thuốc, cây côngnghiệp, quả và hạt Mặt khác, nó có vai trò to lớn trong chu trình vật chất tựnhiên, trong việc bảo vệ con người tránh được các thiên tai xảy ra như: lũ lụt,gió bão; bảo vệ đất khỏi bị rửa trôi, điều hoà khí hậu và chế độ nước trên mặtđất Tuy nhiên, quá trình gia tăng dân số, đô thị hoá quá nhanh đòi hỏi conngười phải khai thác tự nhiên nhiều hơn để phục vụ cho nhu cầu phát triển đó;điều này đã làm thay đổi nhanh chóng lớp phủ thực vật, ảnh hưởng mạnh mẽđến sự đa dạng sinh học Do vậy, việc theo dõi, quản lý và bảo vệ tài nguyênsinh vật nói chung và thảm thực vật nói riêng đã và đang được nhiều nướctrên thế giới quan tâm và đưa vào nghiên cứu Nghiên cứu biến động thảmthực vật cũng là một trong những công việc quan trọng đó Qua đó, các nhànghiên cứu và quản lí sẽ xác định được các kiểu và đơn vị thảm thực vật phân

bố trong không gian, phục vụ cho công tác đánh giá hiện trạng, diễn biến cũngnhư để cho công tác quản lý và bảo tồn thảm thực vật có hiệu quả

Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiềungành, nhiều lĩnh vực từ khí tượng – thủy văn, địa chất, môi trường cho đếnnông – lâm – ngư nghiệp,… trong đó có theo dõi biến động các loại lớp phủmặt đất đất với độ chính xác khá cao, từ đó có thể giúp các nhà quản lý cóthêm nguồn tư liệu để giám sát biến động sử dụng đất Trước yêu cầu đòi hỏiphải cập nhật thông tin một cách đầy đủ, nhanh chóng và chính xác nhất vềcác loại thảm che phủ thực vật, việc sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp vớicông nghệ GIS để xử lý ảnh và thành lập bản đồ đã trở thành một phươngpháp có ý nghĩa thực tiễn và mang tính khoa học cao Hơn nữa; ảnh viễn thám

Landsat với những ưu điểm như: chi phí rẻ, khả năng cập nhập thông tin dễdàng, nhanh chóng, chính xác, diện tích vùng phủ rộng, tính chất đa thời kỳcủa tư liệu, tính chất phong phú của thông tin đa phổ, có thể chụp ảnh nhữngkhu vực mà việc đi lại rất khó khăn như đầm lầy đã giúp việc nghiên cứu biếnđộng thảm che phủ đạt hiệu quả cao hơn.

Huyện Giao Thủy là một huyện ven biển thuộc tỉnh Nam Định, có đồngbằng và vùng tiếp giáp biển với bờ biển dài hơn 30km, do đó có tiềm năngphát triển một nền kinh tế tổng hợp nông nghiệp - lâm nghiệp - du lịch, đặcbiệt có vườn quốc gia Xuân Thủy có vai trò quan trọng trong việc phòngchống thiên tai, gió bão, thích ứng biến đổi khí hậu, nước biển dâng và là láchắn an toàn để bảo vệ hệ thống đê biển, góp phần ổn định cuộc sống chonhân dân Trong thời gian gần đây, do sự phát triển nhanh của kinh tế xã hội,quá trình chuyển đổi sử dụng đất diễn ra rất nhanh trên địa bàn huyện dẫn tớinhững thay đổi của thảm thực vật Vì vậy, để bảo vệ tài nguyên đất đai mộtcách có hiệu quả việc giám sát sự biến động của thảm thực vật cũng là mộtnhiệm vụ quan trọng đặt ra cho huyện

Xuất phát từ yêu cầu nêu trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu:

“Sử dụng ảnh viễn thám Landsat nghiên cứu biến động thảm che phủ thực vật tại huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định”.

- Ảnh giải đoán ảnh vệ tinh và đánh giá độ chính xác theo phương pháp phổdụng

- Sản phẩm sau giải đoán được chuyển thành cơ sở dữ liệu GIS chuẩn

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật

1.1.1 Khái niệm

Lớp phủ mặt đất (Lớp thực phủ - Land cover):

Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đấthoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc tựtrồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá,…) baophủ bề mặt đất Nước, băng, đá lộ hay các dải cát cũng được coi là lớp phủ

mặt đất (The FAO AFRICOVER Progamme, 1998).

Lớp phủ thực vật che phủ trên bề mặt phản ánh hiện trạng về tài nguyênthực vật và các nguồn tài nguyên sinh vật khác cùng tồn tại trong đó Đặcđiểm tự nhiên của một vùng có thể được thể hiện qua chính lớp thảm thực vật

và chính lớp thảm thực vật phản ánh trở lại một phần nào đó tính chất, đặcđiểm tự nhiên của vùng đó do các mối quan hệ và tương tác của các yếu tố tựnhiên với lớp thảm thực vật

Thảm thực vật rừng là một trong những nền tảng của môi trường và tàinguyên rừng Thảm thực vật rừng còn được coi là lớp thông tin phản ánh tính

đa dạng sinh học cho một vùng, một địa phương Lớp phủ rừng giữ vai tròbảo vệ đất (chống sạc lở), bảo vệ nguồn nước Hiện nay, do nạn chặt phá vàkhai thác rừng một cách bừa bãi, diện tích rừng đã giảm một cách nghiêmtrọng Kéo theo đó là lũ lụt, hạn hán các hiện tượng thời tiết cực đoan Tronggiai đoạn hiện nay, việc phát triển bền vững phải gắn liền với quản lý, khaithác, và bảo vệ rừng một cách hợp lý Vì vậy việc quản lý lớp phủ rừng là mộtyêu cầu cấp thiết và quan trọng Yêu cầu phải có biện pháp và chính sáchquản lý, sử dụng một cách hợp lý

Thảm thực vật cây trồng nông nghiệp có vai trò cung cấp lương thực chocon người và bảo vệ môi trường, giảm thiểu sạc lở, xói mòn và rửa trôi đất

1.1.2 Phân loại lớp phủ mặt đất

Sokal (1974) đã định nghĩa phân loại là việc sắp xếp các đối tượng theocác nhóm hoặc các tập hợp khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa chúng Một

hệ thống phân loại miêu tả tên của các lớp và tiêu chuẩn phân biệt chúng

Các hệ thống phân loại có hai định dạng cơ bản, đó là phân cấp vàkhông phân cấp Một hệ thống phân cấp thường linh hoạt hơn và có khả năngkết hợp nhiều lớp thông tin, bắt đầu từ các lớp ở quy mô lớn rồi phân chia

thành các phụ lớp cấp thấp hơn nhưng thông tin chi tiết hơn (The FAO AFRICOVER Progamme, 1998)

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài đã sử dụng hệ thống phân loạiphân cấp, có tham khảo theo hệ thống phân loại của FAO (Gregorio, 2000;FAO, 2013), được tổng hợp có chọn lọc phù hợp với điều kiệu thực tiễn ởViệt Nam của Nguyễn Ngọc Thạch (2005)

11 Khu dân cư

12 Khu thương mại và dịch vụ

13 Nhà máy công nghiệp

2 Lúa - hoa màu 21 Mùa màng và đồng cỏ

22 Cây ăn quả

23 Chuồng trại gia súc

(Nguyễn Ngọc Thạch, 2005)

1.2 Công nghệ viễn thám và GIS

1.2.1 Cơ sở viễn thám

Theo Giáo trình Viễn thám (2011), NXB Nông nghiệp, Hà Nội - PGS.TS

Nguyễn Khắc Thời (Chủ biên): “Viễn thám là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng”

Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là những nguồn tư liệuchính trong viễn thám

Các thiết bị dùng để thu nhận sóng điện từ bộ cảm được gọi là vật mang(platform) Máy bay và vệ tinh là những vật mang thông dụng trong kỹ thuậtviễn

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám

Tín hiệu điện từ thu nhận từ đối tượng nghiên cứu mang theo các thôngtin về đối tượng Các thiết bị viễn thám thu nhận, xử lý các thông tin này, từcác thông tin phổ nhận biết, xác định được các đối tượng

Hình 1.2: Các giải sóng chủ yếu sử dụng trong viễn thám

Ở những vùng còn lại trong giải sóng điện từ được sử dụng trong viễnthám, bức xạ sẽ truyền tới được bộ cảm Do ảnh hưởng của các vật chất cótrong khí quyển như hơi nước, khí CO2, son khí (aerosol) mà độ truyền dẫnsóng điện từ của khí quyển bị giảm thiểu ở nhiều bước sóng Tại những vùng

đó bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được bức xạ từ bề mặt Trái Đất đồngnghĩa với việc bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được thông tin

Các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi vệ tinh trong dải sóng nhìn thấy

và giải cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt các bức xạ được ghi nhận thôngqua các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tuỳ thuộc vào độ phân giảikhông gian của bộ cảm Các xung này được tách thành các bước sóng thiết kếsẵn cho bộ cảm và tạo ra các dữ liệu đa phổ từ bề mặt này Tất cả các vật thểđều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện bằng các cách thức khácnhau và các đặc trưng này thường được gọi là đặc trưng phổ Đặc trưng này

sẽ được phân tích theo nhiều cách khác nhau để nhận dạng ra đối tượng trên

bề mặt đất Kể cả đối với giải đoán bằng mắt thì việc hiểu biết về đặc trưngphổ của các đối tượng sẽ cho phép giải thích được mối quan hệ giữa đặc trưngphổ và sắc, tông mầu trên ảnh tổ hợp mầu để giải đoán đối tượng

Đối với các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi vệ tinh trong dải sóngnhìn thấy và dải cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt, các bức xạ được ghi

nhận thông qua các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tuỳ thuộc vào độphân giải không gian của bộ cảm

Dải phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím (0,3 - 0,4 μm),sóng ánh sáng (0,4 - 0,7 μm), dải sóng ngắn và hồng ngoại nhiệt Các bướcsóng ngắn gần đây được sử dụng trong phân loại thạch học Sóng hồng ngoạinhiệt được sử dụng trong đo nhiệt, sóng micro mét được sử dụng trong kỹthuật Rada

1.2.2 Tổng quan về GIS:

1.2.2.1 Định nghĩa

GIS là từ viết tắt của thuật ngữ Geographic Information System

Cùng với sự hình thành và phát triển của GIS, có nhiều định nghĩa khácnhau được đưa ra Sau đây là một số định nghĩa tiêu biểu:

- Theo tập đoàn ESRI nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổitiếng, GIS là một tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềmmáy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt,lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tinliên quan đến vị trí địa lý

- Theo GS Shunji Murai, người đã có hơn 40 năm làm việc trong lĩnhvực viễn thám và GIS, GIS là một hệ thống thông tin được sử dụng để nhập,lưu trữ, truy vấn, thao tác, phân tích và xuất ra các dữ liệu có tham chiếu địa

lý hoặc dữ liệu địa không gian; hỗ trợ ra quyết định trong việc quy hoạch vàquản lý về sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, cáctiện ích đô thị và nhiều lĩnh vực quản lý khác

- Trần Vân Anh, Nguyễn Thị Yên Giang (2011), Bài giảng Hệ thống

thông tin địa lý, Đại học Mỏ địa chất: "GIS là một hệ thống thông tin có khả năng xây dựng, cập nhật, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và xuất ra các dữ liệu có liên quan tới vị trí địa lý, nhằm hỗ trợ ra quyết định trong các công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường"

Từ định nghĩa, chúng ta thấy được GIS có 4 chức năng cơ bản:

- Thu thập dữ liệu: dữ liệu sử dụng trong GIS đến từ nhiều nguồn khácnhau và GIS cung cấp công cụ để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung

1.2.2.2 Các thành phần cơ bản của GIS

Hệ thống phần cứng, phần mềm

Hệ thống phần cứng:

Về cơ bản, hệ thống phần cứng được chia ra:

Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU): có thể coi các máytính cá nhân PC (Personal Computer) là bộ phận này Chúng chịu trách nhiệmthao tác, xử lý với cơ sở dữ liệu Tùy thuộc vào quy mô, phạm vi ứng dụngcủa hệ GIS cũng như mức độ đầu tư cho hệ thống, các máy tính được sử dụng

có thể là đơn lẻ hay gồm nhiều máy tính được nối với nhau qua mạng (ví dụ,nối bằng mạng LAN)

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu : các đĩa CD, đĩa DVD, các ổ cứng,

…v.v

Các thiết bị ngoại vi (Peripherals):

+ Các thiết bị đầu vào (Input): sử dụng để đưa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.Chúng có thể là: các ổ đọc dữ liệu, bàn số hóa dùng để tạo dữ liệu vector, máyquét ảnh dùng để tạo dữ liệu raster, các thiết bị thu nhận thông tin điện tử, … + Các thiết bị đầu ra (Output): sử dụng để hiển thị, trình bày và đưa racác kết quả xử lý dữ liệu Ngoài các màn hình máy tính luôn đi cùng với các

PC, ở đây chúng tôi muốn nói đến các thiết bị như: các máy in, các máy vẽ,các ổ ghi CD, các ổ ghi DVD, …v.v

Dưới đây là sơ đồ tổng quát của hệ thống phần cứng của GIS:

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống phần cứng của hệ GIS

(Trần Vân Anh, Nguyễn Thị Yên Giang, 2011)

Hệ thống phần mềm:

Hiện nay có nhiều phần mềm GIS có sẵn trên thị trường Các phần mềmGIS thường có khả năng tổ chức cơ sở dữ liệu và làm việc với cả dữ liệukhông gian và dữ liệu thuộc tính Chúng tôi liệt kê một số phần mềm GIS tiêubiểu như sau: ENVI, Arc GIS (Arc/Info, ArcView); GeoMedia, MGE;MapInfo, IDRISI, GRASS GIS, ER Mapper, ILWIS …v.v

Các phần mềm sử dụng trong lĩnh vực GIS cần có ít nhất một trong cácchức năng sau:

- Có khả năng thu thập và cập nhật dữ liệu (cả dữ liệu không gian và dữliệu thuộc tính) từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau, có các chức năng cho phépliên kết dữ liệu không gian với dữ liệu thuộc tính

- Phân tích không gian: phân tích dữ liệu vector, xây dựng topology, tạovùng đệm, chồng xếp các lớp dữ liệu không gian, phân tích mạng lưới (tìmđường đi, …)

- Quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ và tích hợp cơ sở dữ liệu cho việc traođổi dữ liệu qua mạng

- Xây dựng các mô hình số địa hình: chồng xếp các lớp, tạo vùng đệm,chuyển đổi raster - vector, tạo các mô hình số độ cao, phân tích hệ thống thủy

Cơ sở dữ liệu, khi đã được xây dựng, cho phép người sử dụng có thể truyvấn, phân tích nó Kết quả được lấy ra dưới dạng các tệp văn bản, các biểu đồphân tích, các bản đồ số, các ảnh số, … phục vụ cho các mục đích nghiên cứuhay quản lý khác nhau

Cơ sở dữ liệu trong GIS phải luôn được cập nhật theo thời gian: cơ sở dữliệu đa thời gian

Con người

Là những tập thể, cá nhân trực tiếp thiết kế, xây dựng và vận hành hệGIS Chi phí cho việc đào tạo cán bộ, thuê chuyên gia … chiếm khoảng 10%chi phí xây dựng toàn hệ thống

Rõ ràng, một hệ GIS có hiệu quả hay không phụ thuộc rất nhiều vào yếu

tố con người

1.2.3 Giới thiệu vệ tinh Landsat

Vào năm 1967, tổ chức hàng không và vệ tinh quốc gia (NASA) được

sự hỗ trợ của Bộ nội vụ Mỹ đã tiến hành chương trình nghiên cứu thăm dò tàinguyên trái đất ERTS (ERTS - Earth Resources Technology Satellite: Vệ tinh

kỹ thuật thăm dò tài nguyên trái đất) Vệ tinh ERTS-1 được phóng vào ngày23/6/1972 Sau đó NASA đổi tên chương trình ERTS thành Landsat, ERTS -

1 được đổi tên thành Landsat 1 Vệ tinh Landsat bay qua xích đạo lúc 9h39phút sáng Cho đến nay, NASA đã phóng được 8 vệ tinh trong hệ thốngLandsat

Trong nội dung đề tài đã sử dụng các ảnh ETM+ của vệ tinh Landsat 7,8các năm 2001 và 2015 để làm tư liệu chính phục vụ cho việc nghiên cứu vàgiải đoán

Bảng 1.2: Đặc trưng bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 7 và Landsat 8

(micrometers)

Độ phân giải(meters)

Xanh lục 0,52µm-0,60µm Được dùng để đo phản xạ cực đại phổ lục của

thực vật, xác định trạng thái thực vật, xác địnhcác đối tượng khác

Được sử dụng để xác định độ ẩm của đất vàđất, nghiên cứu về đá khoáng, tách tuyết vàmây

0,52µm -0,9µm Với độ phân giải thấp và giải phổ liên tục, ảnh

của kênh này được sử dụng để chồng ghép vớicác kênh ảnh khác, từ đó đo vẽ chính xác cácđối tượng

(Theo Climategis)

1.2.4 Kĩ thuật xử lí ảnh viễn thám

1.2.4.1 Hiệu chỉnh hình học ảnh

Méo hình hình học là sai lệch vị trí giữa tọa độ ảnh thực tế đo được vàtọa độ ảnh lý tưởng thu được từ bộ cảm có thiết kế hình học lý tưởng và trongcác điều kiện thu nhận lý tưởng Méo hình hình học gồm méo hình nội sai vàméo hình ngoại sai Méo hình nội sai sinh ra do tính chất hình học của bộ cảm

và méo hình ngoại sai gây ra do vị trí của vật mang và hình dáng của vật thể

Để đưa các tọa độ ảnh thực tế về tọa độ ảnh lý tưởng phải hiệu chỉnh hìnhhọc Bản chất của hiệu chỉnh hình học là xây dựng được mối tương quan giữa

hệ tọa độ ảnh đo và hệ tọa độ qui chiếu chuẩn Hệ tọa độ qui chiếu chuẩn cóthể là hệ tọa độ mặt đất (hệ tọa độ vuông góc hoặc hệ tọa độ địa lý) hoặc hệtọa độ ảnh khác

Các trình tự cơ bản của hiệu chỉnh hình học bao gồm :

1.2.4.2 Tăng cường chất lượng ảnh và tổ hợp màu

Những phép tăng cường chất lượng ảnh thường được sử dụng là biếnđổi cấp độ xám, biến đổi histogram, tổ hợp màu

Biến đổi cấp độ xám

Biến đổi cấp độ xám là một kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh đơngiản nhằm biến đổi khoảng giá trị cấp độ xám mà thiết bị hiển thị có khả năngthể hiện được Bằng cách biến đổi này hình ảnh trông sẽ rõ hơn Có thể thựchiện phép biến đổi này dựa theo quan hệ y = f(x) Trong đó y là giá trị cấp độxám sau biến đổi và x là giá trị cấp độ xám nguyên thuỷ Hàm số f có thể là

tuyến tính hoặc phi tuyến tính Thường người ta sử dụng phép biến đổi tuyếntính và phép biến đổi dựa vào giá trị trung bình.

Tổ hợp màu

Một bức ảnh mầu có thể được tổ hợp trên cơ sở gán 3 kênh phổ nào đócho 3 mầu cơ bản Có hai phương pháp trộn mầu đó là cộng mầu và trừ mầu

Nếu ta chia toàn bộ dải sóng nhìn thấy thành 3 vùng cơ bản là đỏ, lục, chàm

và sau đó lại dùng ánh sáng trắng chiếu qua kính lọc đỏ, lục, chàm tương ứng

ta thấy hầu hết các mầu tự nhiên đều được khôi phục lại Phương pháp tổ hợpmầu đó được gọi là phương pháp tổ hợp mầu tự nhiên Trong viễn thám, cáckênh phổ không được chia đều trong dải sóng nhìn thấy nên không thể tái tạolại được các mầu tự nhiên mặc dù cũng sử dụng 3 mầu cơ bản đỏ, lục, chàm

Tổ hợp mầu như vậy được gọi là tổ hợp mầu giả Tổ hợp mầu giả thông dụngnhất trong viễn thám là tổ hợp mầu giả khi gán mầu đỏ cho kênh hồng ngoại,mầu lục cho kênh đỏ và mầu chàm cho kênh lục Trên tổ hợp mầu này các đốitượng được thể hiện theo các gam mầu chuẩn như thực vật có mầu đỏ Vớicác mức độ khác nhau của màu đỏ thể hiện mức độ dày đặc của thảm thựcvật Tổ hợp mầu chỉ thực hiện được trong trường hợp có 3 kênh phổ trở lên.Trong trường hợp chỉ có một kênh phổ, để có thể thể hiện được trong khônggian màu người ta sử dụng phương pháp hiện màu giả, trong phương phápnày ứng với một khoảng cấp độ xám nhất định sẽ được gán một màu nào đó.Cách gán mầu như vậy không có qui luật nào cả và hoàn toàn phụ thuộc vàongười thiết kế Thông thường cách này hay được sử dụng cho ảnh sau phânloại, ảnh chỉ số thực vật, ảnh nhiệt

1.2.4.3 Giải đoán ảnh viễn thám

Giải đoán ảnh bằng mắt:

Đoán đọc điều vẽ ảnh bằng mắt có thể áp dụng trong mọi điều kiệntrang thiết bị Đoán đọc điều vẽ bằng mắt là việc sử dụng mắt người cùng vớicác dụng cụ quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp mầu để xácđịnh các đối tượng Cơ sở để đoán đọc điều vẽ bằng mắt là các chuẩn đoánđọc điều vẽ và mẫu đoán đọc điều vẽ

a Các chuẩn đoán đọc điều vẽ ảnh vệ tinh và mẫu đoán đọc điều vẽ

Nhìn chung có thể chia các chuẩn đoán đọc điều vẽ thành 8 nhóm chính sau:

Chuẩn bóng

Bóng của vật thể dễ dàng nhận thấy khi nguồn sáng không nằm chínhxác ở đỉnh đầu hoặc trường hợp chụp ảnh xiên Dựa vào bóng của vật thể cóthể xác định được chiều cao của nó

Chuẩn độ đen

Độ đen trên ảnh đen trắng biến thiên từ trắng đến đen Mỗi vật thể đượcthể hiện bằng một cấp độ sáng nhất định tỷ lệ với cường độ phản xạ ánh sángcủa nó Ví dụ cát khô phản xạ rất mạnh ánh sáng nên bao giờ cũng có mầutrắng, trong khi đó cát ướt do độ phản xạ kém hơn nên có mầu tối hơn trênảnh đen trắng Trên ảnh hồng ngoại đen trắng do cây lá nhọn phản xạ mạnhtia hồng ngoại nên chúng có mầu trắng và nước lại hấp thụ hầu hết bức xạ

trong dải sóng này nên bao giờ cũng có mầu đen

Chuẩn mầu sắc

Mầu sắc là một chuẩn rất tốt trong việc xác định các đối tượng Ví dụcác kiểu loài thực vật có thể được phát hiện dễ dàng ngay cả cho những ngườikhông có nhiều kinh nghiệm trong đoán đọc điều vẽ ảnh khi sử dụng ảnhhồng ngoại mầu Các đối tượng khác nhau cho các tông mầu khác nhau đặcbiệt khi sử dụng ảnh đa phổ tổng hợp mầu

Chuẩn cấu trúc

Cấu trúc là một tập hợp của nhiều hình mẫu nhỏ Ví dụ một bãi cỏkhông bị lẫn các loài cây khác cho một cấu trúc mịn trên ảnh, ngược lại rừnghỗn giao cho một cấu trúc sần sùi

Đương nhiên điều này còn phụ thuộc vào tỷ lệ ảnh được sử dụng

Chuẩn phân bố

Chuẩn phân bố là một tập hợp của nhiều hình dạng nhỏ phân bố theomột quy luật nhất định trên toàn ảnh và trong mối quan hệ với đối tượng cầnnghiên cứu Ví dụ hình ảnh của các dãy nhà, hình ảnh của ruộng lúa nước, cácđồi trồng chè tạo ra những hình mẫu đặc trưng riêng cho các đối tượng đó

Chuẩn mối quan hệ tương hỗ

Một tổng thể các chuẩn đoán đọc điều vẽ, môi trường xung quanh hoặcmối liên quan của đối tượng nghiên cứu với các đối tượng khác cung cấp một

thông tin đoán đọc điều vẽ quan trọng

Nhằm trợ giúp cho công tác đoán đọc điều vẽ người ta thành lập cácmẫu đoán đọc điều vẽ cho các đối tượng khác nhau Mẫu đoán đọc điều vẽ làtập hợp các chuẩn dùng để đoán đọc điều vẽ một đối tượng nhất định Kết quảđoán đọc điều vẽ phụ thuộc vào mẫu đoán đọc điều vẽ Mục đích của việc sửdụng mẫu đoán đọc điều vẽ là làm chuẩn hóa kết quả đoán đọc điều vẽ củanhiều người khác nhau Thông thường mẫu đoán đọc điều vẽ do những người

có nhiều kinh nghiệm và hiểu biết thành lập dựa trên những vùng nghiên cứuthử nghiệm đã được điều tra kỹ lưỡng Tất cả 8 chuẩn đoán đọc điều vẽ cùngvới các thông tin về thời gian chụp, mùa chụp, tỷ lệ ảnh đều phải đưa vào mẫu

đoán đọc điều vẽ Một bộ mẫu đoán đọc điều vẽ bao gồm không chỉ phần ảnh

mà còn mô tả bằng lời nữa

án tổng hợp mầu Trong trường hợp tư liệu gốc thoả mãn các điều kiện kỹthuật nếu sử dụng phương án tổng hợp mầu chuẩn và điều kiện xử lý hóa ảnhchặt chẽ thì mầu là một chuẩn đoán đọc điều vẽ tương đối ổn định

Nhờ khả năng phân biệt cao của mầu sắc mà nó có thể truyền đạt cáckhác biệt về phổ của đối tượng, ảnh tổng hợp mầu có tính trực quan sinh độnghơn ảnh phổ trắng đen

Đối với ảnh phổ chụp ở vùng hồng ngoại, ảnh tổng hợp mầu cho ta bứctranh mầu giả không có thực trong tự nhiên

Về mầu sắc, ảnh tổng hợp mầu so với ảnh mầu vệ tinh chụp trên phimmầu 3 lớp có nhiều mầu sắc hơn với độ tương phản mầu cao hơn So với ảnhphổ thì ảnh tổng hợp mầu cũng có nhiều mầu sắc hơn và độ tương phản caohơn, nhưng lực phân giải lại kém hơn ảnh phổ mầu Khả năng đoán đọc điều

vẽ các đối tượng trên ảnh tổng hợp mầu phụ thuộc vào phương án lựa chọnmầu Việc lựa chọn các phương án tổng hợp mầu phụ thuộc vào nhiệm vụđoán đọc điều vẽ, khả năng ứng dụng của ảnh tổng hợp mầu để đoán đọc điều

vẽ các đối tượng cụ thể

Lựa chọn kênh phổ để tổng hợp mầu là một công việc quan trọng quyếtđịnh chất lượng thông tin của kết quả tổng hợp mầu Việc lựa chọn kênh phổđược xác định trên cơ sở như sau:

- Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng cần đoán đọc điều vẽ

- Nhiệm vụ đoán đọc điều vẽ

- Yêu cầu đối với lực phân giải

- Đặc điểm của vùng cần tổng hợp mầu

Giải đoán ảnh theo phương pháp số:

Mục đích tổng quát của phân loại đa phổ là tự động phân loại tất cả cácpixel trong ảnh thành các lớp phủ đối tượng Thông thường người ta sử dụngcác dữ liệu đa phổ để phân loại và tất nhiên, mẫu phổ trong cơ sở dữ liệu đốivới mỗi pixel sẽ được dùng làm cơ sở để phân loại Có nghĩa là, các kiểu đặctrưng khác nhau biểu thị các tổ hợp giá trị số dựa trên sự bức xạ phổ và đặctrưng bức xạ vốn có của chúng Vì vậy một "mẫu phổ" không nói đến tínhchất hình học mà đúng hơn, thuật ngữ "phổ" ở đây nói đến một tập hợp giá trị

đo bức xạ thu được trong các kênh phổ khác nhau đối với mỗi pixel Việcnhận biết mẫu phổ đề cập đến một số phương pháp phân loại có sử dụngthông tin phổ trên các pixel làm cơ sở để tự động phân loại các lớp đối tượng

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

dựa trên cơ sở quan hệ không gian của chúng với các pixel bao quanh Việcphân loại không gian có thể xem xét những khía cạnh như cấu trúc của hìnhảnh tính chất gần gũi của pixel, kích thước nét, hình ảnh, tính định hướng,tính lặp lại và bối cảnh cụ thể Những dạng phân loại này có mục đích là táitạo loại hình tổng hợp theo không gian do người giải đoán tiến hành trong quátrình đoán đọc ảnh bằng mắt Do đó phương thức nhận biết mẫu theo khônggian có xu hướng phức tạp hơn và đòi hỏi đi sâu vào tính toán hơn

Nhận biết mẫu theo thời gian sử dụng thời gian như một công cụ trợ

giúp trong việc nhận dạng các đặc trưng Trong việc khảo sát các cây trồngnông nghiệp chẳng hạn, những thay đổi khác biệt về phổ và không gian trongmột vụ canh tác có thể cho phép phân biệt trên các hình ảnh đa thời giannhưng không thể phân biệt được nếu chỉ cho một dữ liệu mà thôi Chẳng hạn,một ruộng lúa nương có thể không thể phân biệt được với đất hoang nếu vừa

mới gieo xong ở mùa đông và về phương diện phổ nó sẽ tương tự như bãi đấthoang ở mùa xuân Tuy nhiên nếu được phân tích từ hai dữ liệu thì ruộng lúanương nhận biết được, bởi vì không có lớp phủ nào khác để hoang về cuốiđông và có màu xanh lục ở cuối mùa xuân

Với việc khôi phục lại hình ảnh và các kỹ thuật tăng cường, việc phânloại hình ảnh có thể sử dụng kết hợp theo kiểu lai tạo Do vậy, không có mộtcách "đúng đắn" đơn lẻ nào có thể áp dụng cho việc phân loại hình ảnh Việc

áp dụng phương pháp phân loại này hay phương pháp phân loại khác phụthuộc vào tính chất của dữ liệu đang phân tích và vào khả năng tính toán

Có hai phương pháp phân loại đa phổ, đó là phương pháp phân loại cókiểm định và phương pháp phân loại không kiểm định

Trong phương pháp phân loại có kiểm định người giải đoán ảnh sẽ

"kiểm tra" quá trình phân loại pixel bằng việc quy định cụ thể theo thuật toánmáy tính, các chữ số mô tả bằng số các thể loại lớp phủ mặt đất khác nhau cómặt trên một cảnh Để làm việc này, các điểm lấy mẫu đại diện của loại lớpphủ đã biết (gọi là các vùng mẫu) được sử dụng để biên tập thành một "khóagiải đoán" bằng số mô tả các thuộc tính phổ cho mỗi thể loại điển hình Sau

đó mỗi pixel trong tập hợp dữ liệu sẽ được so sánh với mỗi chủng loại trongkhóa giải đoán và được gán nhãn bằng tên của chủng loại mà nó "có vẻ giốngnhất" Bản chất của quá trình này là so sánh các pixel chưa biết với mẫu phổcủa các đối tượng được xây dựng ở giai đoạn lấy mẫu, sau đó quy các pixelnày về loại đối tượng mà chúng gần giống nhất

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

- Thuật toán phân loại theo xác suất cực đại

- Thuật toán phân loại theo khoảng cách ngắn nhất

- Thuật toán phân loại hình hộp

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

pháp phân loại có kiểm định, quy trình phân loại không kiểm định gồm haibước riêng biệt Điểm khác biệt cơ bản giữa hai phương pháp này là ở chỗphương pháp phân loại có kiểm định bao gồm bước lấy mẫu và bước phânloại, còn trong phương pháp phân loại không kiểm định, trước tiên dữ liệuảnh được phân loại bằng cách nhóm chúng thành các nhóm tự nhiên hoặcthành các cụm có mặt trên cảnh Sau đó người giải đoán ảnh sẽ xác định tínhđồng nhất của lớp phủ mặt đất của các nhóm phổ này bằng cách so sánh các

dữ liệu hình ảnh đã phân loại với các dữ liệu tham khảo mặt đất

Trong phương pháp phân loại có kiểm định chúng ta không xem xétđến việc lấy mẫu cho loại đối tượng bị phân loại sai Điều đó cho thấy ưuđiểm của phương pháp phân loại không kiểm định là xác định rõ các loại khácnhau có mặt trong dữ liệu hình ảnh Nhiều trong số các loại này có thể đầutiên chưa xuất hiện đối với người giải đoán dùng phương pháp phân loại cókiểm định Các loại phổ trong một cảnh tượng có thể có quá nhiều làm cho tagặp khó khăn khi lấy mẫu cho tất cả các loại của chúng, còn trong phươngpháp phân loại không kiểm định các loại này được tự động tìm thấy

1.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập bản đồ thảm thực vật trên Thế giới và Việt Nam

1.3.1 Trên thế giới

Từ sau năm 1972, ngay khi có được những bức ảnh của vệ tinh Landsat,nhiều quốc gia đã thử nghiệm và sử dụng chúng cho việc lập bản đồ rừng vàcác hoạt động quan trắc Trong Hội nghị về quan sát rừng thế giới (WorldForest Watch) tại Brazil năm 1992, các nhà khoa học đã tập trung đánh giá vềcác tiếp cận trong quan trắc bằng vệ tinh và đưa ra kết luận rằng, viễn thám là

sự tiến bộ về phương pháp và công nghệ có khả năng đáp ứng được hệ thốnggiám sát phù hợp cả về mặt khoa học cũng như những yêu cầu về công tácquản lý lớp phủ rừng ở các quốc gia

Tại Châu Âu, dự án TREES (The Tropical Ecosystem EnvironmentObservations by Satellites) dưới sự đỡ đầu của Uỷ ban Châu Âu và do Việnứng dụng không gian thuộc Trung tâm nghiên cứu hội nhập Ý thực hiện năm

1993 được xem như một dẫn chứng cụ thể về tính khả thi trong ứng dụngcông nghệ quan sát không gian trong quan trắc lớp phủ mặt đất và đặc điểmsinh khối Dự án sử dụng nhiều sensor khác nhau cho quan trắc lớp phủ.Ngoài ra dự án còn chú trọng cả sử dụng các kênh nhiệt trong phát hiện cháyrừng và kết hợp với một số các chỉ tiêu khác để phát hiện việc phá rừng

Dự án có quy mô lớn nhất gần đây phải kể đến là dự án về biến đổi sửdụng đất và lớp phủ LUCC (Land-use and Land-cover Change) được triểnkhai trong giai đoạn 1993-2005, lấy các khu vực nghiên cứu điểm ở Thái Lan,Malaysia, Indonesia và Philippin Mục tiêu của dự án là nghiên cứu về nhữngphương thức khác nhau của biến đổi sử dụng đất và lớp phủ ở các quy môkhông gian khác nhau, từ quy mô toàn cầu đến quy mô vùng địa phương Nhiều nghiên cứu khác về lĩnh vực này cũng đã được triển khai ở cácvùng ôn đới, nhiệt đới và á nhiệt đới (Turner II 1992, Turner II và Meyer

1994, Geist và Lambin 2001, Becker và Bugman 2001), song còn nhiều điểmhạn chế về sự hiểu biết đối với vấn đề sử dụng đất, đặc biệt là với các nướcđang phát triển ở vùng nhiệt đới

Trong đề tài “Remote sensing-based quantification of land-cover and

land-use change for planning” (Bjorn Prenzel, 2003), tác giả đã đưa ra những

cơ sở khoa học về lựa chọn phương pháp được sử dụng để đưa ra các kết quảmang tính định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sửdụng đất dựa vào cơ sở viễn thám Theo đó, tùy vào trường hợp mà ta sử dụngcác phương pháp theo thuyết xác định hay dựa vào kinh nghiệm Một điểmđáng chú ý mà tác giả có đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biếnđộng: dữ liệu thu thập phải có cùng đặc điểm (về không gian, về độ phân giảiphổ,…), dữ liệu phải đạt được những tiêu chuẩn nhất định về bóng mây hay

sương mù, dữ liệu thu thập phải cùng khu vực nghiên cứu Trong nghiên cứu

“Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban Sprawl Analysis” (M Harika, et al., 2012) đã đánh giá sự biến động loại hình sử dụng đất/bề mặt

đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở vùng ĐôngNam Ấn Độ Bên cạnh sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám để giải đoán, đề tài cònkết hợp sử dụng chuỗi Markov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổitrong tương lai Trong nghiên cứu “Monitoring Land Use Change By Multi-

temporal Landsat Remote Sensing Imagery” (Tayyebi, 2008), nhóm tác giả đã

sử dụng ảnh landsat đa thời gian đề đánh giá biến động đất đô thị trong quákhứ (giai đoạn 1980-2000) để đưa ra những dự đoán cho tương lai (năm2020) Trong đề tài “Analyzing Land Use/ Land Cover Chang Using Remote

Sensing and GIS in Rize, North-East Turkey” (Selcuk Reis, 2008), tác giả đã

thành lập bản đồ biến động sử dụng đất/ lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, ĐôngBắc Thổ Nhĩ Kỳ với 7 loại lớp phủ Dữ liệu tác giả đã sử dụng trong đề tàinày là ảnh Landsat MSS (1976) và Landsat ETM+ (2000) với độ phân giải lầnlượt là 79m và 30m Tuy nhiên, ở đề tài này, tác giả không trình bày rõ vềphương pháp thực hiện mà chỉ chú trọng về đánh giá, thống kê biến động vớinhững thay đổi sâu sắc đối với đất nông nghiệp, đô thị, đồng cỏ và đất lâmnghiệp, những nơi gần biển và có độ dốc thấp

- Nghiên cứu thực vật rừng: nghiên cứu lớp phủ thực vật theo ngày, mùa

vụ, năm, tháng và theo giai đoạn; điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng;nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá hoại rừng

- Nghiên cứu thuỷ văn: điều tra và giám sát sự phân bố các đối tượng thủy văn và các nguồn nước ngầm, khối lượng và chất lượng diễn biến theomùa, theo thời gian, các hiện tượng thuỷ văn: lũ lụt, nhiễm mặn, biến độnglòng sông, lòng hồ,…

- Sử dụng tư liệu viễn thám để thành lập bản đồ HTSDĐ, phát hiện biếnđộng lớp phủ bề mặt: Các đặc trưng của tư liệu viễn thám như tính đa thờigian, đa phổ, có khả năng trùm phủ lớn, đặc trưng cấu trúc và các chỉ số nhưNDVI, thỏa mãn các nhu cầu thành lập các loại bản đồ chuyên đề ở tỷ lệkhác nhau, đảm bảo nhanh chóng, chính xác

Đặc biệt việc thành lập bản đồ thảm thực vật trong bằng công nghệ nàycũng được quan tâm rất nhiều Các nghiên cứu trong nước đã ứng dụng côngnghệ RS và GIS để thành lập bản đồ thảm thực vật đã được thực hiện không íttrong các năm gần đây trên cả nước:

- Đề tài “Ứng dụng GIS và viễn thám trong việc thành lập bản đồ hiệntrạng thảm thực vật năm 2008 tỉ lệ 1/50.000 ở huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh”

do Nguyễn Quang Tuấn, Trần Văn No, Đỗ Thị Việt Hương, Trường Đại họcKhoa học, Đại học Huế

- Đề tài “Tìm hiểu sự thay đổi lớp thảm thực vật và các vấn đề quản lýtài nguyên tại xã Mậu Đức, huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An” do TrầnNguyên Bằng, Võ Hữu Công, Nông Hữu Dương, Nguyễn Quang Hà, TrầnTrung Kiên, Nguyễn Thị Minh Nguyệt – Trung tâm Sinh thái Nông nghiệp

- Đề tài “ Ứng dụng công nghệ GIS và Viễn thám trong quy hoạch sửdụng đất rừng tại thượng nguồn lưu vực sông Cả, tỉnh Nghệ An” do PhạmTiến Đạt, Trần Trung Kiên, Nông Hữu Dương, Trần Đức Viên, Nguyễn

Thanh Lâm và Võ Hữu Công - Trung tâm Sinh thái Nông nghiệp, Trường Đạihọc Nông nghiệp Hà Nội.

Các đề tài nghiên cứu về lớp phủ mặt đất và biến động đất đô thị cũng

đã bước đầu mang lại những kết quả Như trong đề tài “Thành lập bản đồthảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh viễn thám” tại khu vực Tủa

Chùa – Lai Châu (Hoàng Xuân Thành, 2006), tác giả đã dùng phương pháp

phân loại có kiểm định đối với dữ liệu ảnh Landsat năm 2006 để phân ra 7 lớpthực phủ khác nhau với chỉ số Kappa ~ 0,7 Trong đề tài “Ứng dụng viễnthám theo dõi biến động đất đô thị của thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An”

(Nguyễn Ngọc Phi, 2009) dùng phương pháp phân loại gần đúng nhất để phân

ra 5 lớp đối tượng Điểm đáng chú ý của đề tài này là sử dụng kết hợp nhiềuloại ảnh viễn thám như Landsat (1992, 2000) và SPOT (2005) để cho ra kếtquả giải đoán, đồng thời có sự so sánh về độ chính xác, chi tiết giữa các loạiảnh Với chỉ số Kappa ~ 0,9, dữ liệu ảnh SPOT có độ chính xác sau phân loạicao hơn hẳn so với Landsat (Kappa ~ 0,7) Trong nghiên cứu “Ứng dụng viễnthám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú

Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguyễn Huy Anh, Đinh Thanh Kiên, 2012), tác

giả đã đã sử dụng phương pháp phân loại gần đúng nhất với dữ liệu ảnhLandsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy mẫu thực địa để phân ra 13loại lớp phủ với độ chính xác tương đối cao Trong đề tài “Sử dụng tư liệuảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây trồng, lập bản đồ hiện trạng và

biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2008 – 2010” (Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011), tác giả đã phân loại lớp phủ

dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp tháng theo phương pháp phân loại có kiểmđịnh sử dụng thuật toán phân loại gần đúng nhất Đề tài đã phân loại được 9loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9 Để đánh giá độ chính xác, tác giả đã sửdụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo sát, điều tra thực địa với bản đồ hiện trạng

sử dụng đất năm gần nhất

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Thảm thực vật

Phạm vi nghiên cứu: toàn bộ lãnh thổ hành chính huyện Giao Thủy –tỉnh Nam Định

2.2 Các nội dung nghiên cứu

2.2.1 Thu thập các tài liệu, số liệu và bản đồ liên quan đến khu vực nghiên cứu và vấn đề nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu và số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hộitại huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định

- Thu thập bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1:30.000, ranh giới hành chính, thuthập ảnh vệ tinh Landsat 7 năm 2001 và 8 năm 2015 của huyện Giao Thủy,Ảnh vệ tinh Landsat 7, 8 hiện nay có thể khai thác miễn phí (Download) từServer của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA)

- Thu thập một số công trình nghiên cứu liên quan đến phân loại vàthành lập bản đồ thảm thực vật trên thế giới và ở Việt Nam

2.2.2 Xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh phục vụ thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy

- Nắn chỉnh hình học và cắt ảnh vệ tinh Landsat 7,8 theo ranh giới hành

chính của huyện Giao Thủy

- Xử lý ảnh số để tăng cường chất lượng và tổ hợp các kênh tạo ảnh màu

- Lựa chọn và xây dựng điểm mẫu chìa khóa giải đoán ảnh

- Tiến hành phân loại, kiểm tra và đánh giá giá độ chính xác của kết quảphân loại

2.2.3 Biên tập và thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Giao Thủy

- Chuyển đổi định dạng dữ liệu từ phần mềm ENVI 4.7 sang định dạngcủa phần mềm ArcGis