THÀNH LẬP BẢN ĐỒSỬDỤNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHƯƠNG TRÌNH SILVACARBON BẰNG ẢNH VIỄN THÁM ĐA PH

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TR TRƯỜNG ĐẠI HỌC ỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ H NỘI ========o0o======== NGUY NGUYỄN VĂN TUYỂN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỬ DỤNG D ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CỦ ỦA CHƯƠNG TRÌNH NH SILVACARBON V VỀ GIÁM SÁT, QUẢN LÝ RỪNG NG Và CARBON TRÊN MẶT ĐẤT Chuyên ngành: Trắc Tr địa – Bản đồ Mã ssố: Giáo viên hướng h dẫn: TS Nghiêm Vănn Tu Tuấn HÀ NỘI - 2015 Tóm tắt: Lớp phủ thực vật giữ vai trò quan trọng điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất Trải qua thời gian, lớp phủ thực vật không ngừng biến đổi đặc biệt tác động mạnh mẽ thiên tai trực tiếp từ người Vì lớp phủ thực vật ngày có nguy bị suy thoái nguyên nhân gây lên thiên tai ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người, đặc biệt tác động Biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu sử dụng đất thành phần thay đổi môi trường toàn cầu Đánh giá tác động liên quan đến thay đổi thường hiển thị tương tác phản hồi hai chiều khí hậu sử dụng đất Hậu tương tác nàycũng cho thấy việc sử dụng đất đai làm trầm trọng thêm giảm bớt tác động biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu thách thức nghiêm trọng phát triển Việt Nam, với loạt hậu phức tạp lĩnh vực Các mô hình cho thấy tác động nghiêm trọng kinh tế sức khỏe người vấn đề nhiệt độ tăng, thay đổi lượng mưa, nước biển dâng thay đổi tần suất, mức độ phạm vi tượng thời tiết khắc nghiệt Các thay đổi có tác động lớn khu vực đô thị thấp, lưu vực sông ngành nông nghiệp Theo dự báo IPCC (Nhóm chuyên gia liên phủ biến đổi khí hậu), Việt Nam quốc gia gánh chịu tác động nặng nề biến đổi khí hậu Chính phủ Việt Nam ý thức nghiêm trọng vấn đề chủ động tích cực tham gia công ước quốc tế Biến đổi khí hậu như: Công ước Khung Liên hợp quốc Biến đổi khí hậu (UNFCCC) từ năm 1994 Nghị định thư Kyoto từ năm 2002 Để thực số nghĩa vụ chung xây dựng Thông báo quốc gia kiểm kê khí nhà kính, xây dựng phương án giảm nhẹ khí nhà kính thích ứng với biến đổi khí hậu Để tính toán lượng phát thải carbon nhằm thực báo cáo quốc gia kiểm kê khí nhà kính 02 năm lần, số liệu đầu vào quan trọng số liệu sử dụng đất theo cách tiếp cận lớp phủ dựa hướng dẫn chương trình SilvaCarbon (Hoa Kỳ) Ở Việt Nam, việc kiểm kê sử dụng đất cấp quốc gia diễn năm lần, thường không trùng với chu kỳ tính toán lượng phát thải carbon theo tính toán chương trình SilvaCacbon quy định IPCC Ở Việt Nam thông tin diện tích lớp phủ lớp phủ rừng, công nghiệp, trồng nông nghiệp,vv thống kê từ trạng sử dụng đất hàng năm hộ gia đình báo cáo lên cấp quản lý theo phương pháp thủ công truyền thống Với phương pháp kết nhiều thời gian độ xác chưa cao Do vấn đề đánh giá nhanh xác trạng sử dụng đất toàn quốc theo chu kỳ 02 năm phục vụ công tác kiểm kê khí nhà kính cần thiết Ngày nay, công nghệ viễn thám sử dụng để theo dõi biến đổi bề mặt trái đất, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên giám sát môi trường Sử dụng kỹ thuật viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý kỹ thuật định vị toàn cầu giúp cho việc đánh giá biến động lớp phủ cách nhanh chóng xác Với việc ứng dụng công nghệ viễn thám giúp cho việc xây dựng đồ sử dụng đất toàn quốc với chu kỳ 02 năm nhằm phục vụ công tác kiểm kê lượng phát thải carbon nhanh hơn, đồng mặt liệu Tuy nhiên, việc xây dựng đồ sử dụng đất theo cách tiếp cận Chương trình SilvaCarbon khái niệm Việt Nam Xuất phát từ thực tế đó, tiến hành nghiên cứu đề tài “Xây dựng đồ sử dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon giám sát, quản lý rừng carbon mặt đất” Thông qua nghiên cứu này, khẳng định lợi ích công nghệ viễn thám lĩnh vực giám sát tài nguyên môi trường nói chung lĩnh vực thích ứng giảm nhẹ tác động biến đổi khí hậu nói riêng MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Giới thiệu chung CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Khái niệm viễn thám 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống viễn thám 1.2 Hệ thống thông tin địa lý GIS 10 1.2.1 Khái niệm 10 1.2.2 Vai trò GIS xây dựng sở liệu đồ 11 1.3 Chương trình SilvaCacbon 12 CHƯƠNG 2: 17 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHƯƠNG TRÌNH SILVACARBON BẰNG ẢNH VIỄN THÁM ĐA PHỔ 17 2.1 Phương pháp phân loại sử dụng đất ảnh biễn thám 17 2.1.1 Phương pháp phân loại không giám sát 17 2.1.2 Phương pháp phân loại có giám sát 18 2.2 Đánh giá lựa chọn phương pháp phân loại sử dụng đất áp dụng cho khu vực nghiên cứu 20 2.3 Xử lý ảnh phục vụ phân loại sử dụng đất 21 2.3.2 Cắt ảnh theo khu vực nghiên cứu 23 2.4 Xây dựng bảng phân loại sử dụng đât theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon 24 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH BÌNH DƯƠNG 29 3.1 Giới thiệu chung tỉnh Bình Dương 29 3.1.1 Vị trí địa lý 29 3.1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - văn hóa xã hội tỉnh Bình Dương 31 3.2 Thành lập đồ sử dụng đất tỉnh Bình Dương 36 3.2.1 Quy trình thành lập đồ sử dụng đất ảnh viễn thám sử dụng phương pháp phân loại có giám sát 36 3.2.2 Tư liệu sử dụng để phân loại sử dụng đất rừng tỉnh Bình Dương 38 3.3 Xây dựng mẫu ảnh phân loại sử dụng đất tỉnh Bình Dương 41 3.3.1 Xây dựng mẫu ảnh phân loại sử dụng đất 41 3.4 xác định tổ hợp kênh ảnh tối ưu để phân loại sử dụng đất tỉnh Bình Dương 49 3.5.2 Thành lập đồ sử dụng đất tỉnh Bình Dương 53 3.5.3 Cơ cấu sử dụng đất tỉnh Bình Dương 55 3.5.4 Xây dựng sở liệu (GIS) sử dụng đất tỉnh Bình Dương 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 61 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các thông số dùng hiệu chỉnh xạ ảnh LANDSAT 23 Bảng 2.2: bảng hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với liệu viễn thám 28 Bảng 3.1: Một số thông tin ảnh vệ tinh Landsat tỉnh Bình Dương… 38 Bảng 3.2: Hình ảnh đối tượng mặt đất 39 Bảng 3.3: Mô tả mẫu cho việc phân loại chiếm đóng đất 2015 44 Bảng 3.4: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng chọn mẫu 46 Bảng 3.5: Hệ số Jeffries-Matusita (J-M) biến đổi phân kỳ (TD)của mẫu giải đoán cho ảnh Landsat8 tỉnh Bình Dương 48 Bảng 3.6: Ma trận nhầm lẫn phân loại sử dụng đất tỉnh Bình Dương năm 2015 53 Bảng 3.7: Thể tỷ lệ phần trăm diện tích tỉnh 55 Bảng 3.8: Số liệu sử dụng đất sử dụng cho phần mềm ALU chương trình SilvaCarbon 57 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh Hình 1.2: Các chức hệ thông tin địa lý ( GIS ) 10 Hình 1.3: Ứng dụng GIS 11 Hình 2.1: Ảnh vệ tinh Landsat8OLI_TIR tỉnh Bình Dương 24 Hình 3.1: Vị trí địa lý tỉnh Bình Dương 31 Hình 3.2: Phương pháp phân loại có giám sát 37 Hình 3.3: Một số mẫu giải đoán sử dụng đất ảnh Landsat tỉnh Bình Dương…………………………….……………………………………43 Hình 3.4: Các mẫu xác định để phân loại chiếm đóng đất 2015 44 Hình 3.5: Phản xạ quang phổ hạng mục sử dụng đất năm 2015 50 Hình 3.6: Bản đồ sử dụng đất năm 2015của Bình Dương 54 Hình 3.7: Biểu thị số phần trăm diện tích đồ đối tượng 55 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT UNFCCC: Công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change (Ủy ban Liên phủ Thay đổi khí hậu ) GIS: geographic information system ( hệ thống thông tin địa lý ) ROI: Regions of interest KP : Kyoto (Nghị định thư ) GDP: Gross Domestic Product TD : TransformedDivergence JM : Jeffries-Matusita Giới thiệu chung Việt Nam quốc gia gánh chịu tác động nặng nề biến đổi khí hậu, cấp độ quốc tế, phủ Việt Nam phê chuẩn Công ước Khung Liên hợp quốc Biến đổi khí hậu (UNFCCC) năm 1994 Nghị định thư Kyoto (KP) vào năm 2002 Để thực số nghĩa vụ chung xây dựng Thông báo quốc gia kiểm kê khí nhà kính, xây dựng phương án giảm nhẹ khí nhà kính thích ứng với biến đổi khí hậu, Việt nam số quốc gia đệ trình báo cáo cập nhật năm lần (BUR) cho Ban thư ký UNFCCC kiểm kê khí nhà kính Ở cấp độ quốc gia, Thủ tướng phủ yêu cầu thực nhiệm vụ xây dựng sách nhằm tận dụng hội phát triển Việt Nam hoạt động giảm nhẹ phát thải khí nhà kính mang lại Xác định điều kiện sở pháp lý để hình thành thị trường carbon nước tham gia thị trường carbon toàn cầu Theo quy Bộ Tài nguyên Môi trường có nhiệm vụ công bố tiêu lượng phát thải khí nhà kính bình quân đầu người với kỳ công bố năm/lần Những thách thức đòi hỏi phải đưa quy trình công nghệ hữu hiệu cung cấp liệu nhanh phạm vị rộng khắp nước mềm tính toán xác Trước năm 2012, tính toán công bố cho phát thải carbon năm 1996 thông qua bước, liệu đầu vào thường sử dụng số liệu thống kê trạng rừng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn kết hợp tính toán phân mềm Microsoft Excel, liệu đưa chưa mang tính thuyết phục cao liệu thống kê không trùng với năm cần tính toán phát thải; ví dụ: để công bố phát thải cho năm 1996, sử dụng dự liệu điều tra rừng giai đoạn từ 1990-1995 Trên quan điểm mạnh công nghệ viễn thám khách quan, tầm bao quát rộng, liệu thu nhận dạng số trùng với thời điểm cần tính toán, sử dụng công nghệ viễn thám ý nghĩa thực tiễn đem lại hiệu kinh tế cao đảm bảo tính thường xuyên liên tục công tác giám sát tính toán lượng phát thải carbon Chính vây, từ năm 2013, hỗ trợ kỹ thuật khuyến cáo tổ chức Silvarcarbon, Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC), thống đưa quy trình chung gồm năm (05) bước, bước quan trọng sử dụng công nghệ viễn thám Ngoài ra, phần mềm ALU phát triển tiến sỹ Slephen Ogle cộng thuộc trường Đại học Colorado, phần mềm phát triển dựa văn kiện quy định IPCC Đây công cụ phục vụ kiểm kê phát thải xây dựng kịch giảm phát thải, ALU phần mềm mà NFCCC khuyến khích áp dụng nhằm tăng độ xác kết kiểm kê khí nhà kính để đưa kết có tính tin cậy cao với việc sử dụng liệu đầu vào gồm liệu trạng lớp phủ, biến động lớp phủ, phân vùng khí hậu thổ nhưỡng chiết tách từ tư liệu viễn thám Với vấn đề đặt trên, đề tài “Xây dựng đồ sử dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon giám sát, quản lý rừng carbon mặt đất”cần đạt mục tiêu sau: - Nghiên cứu xây dựng nội dung đồ sử dụng đất theo tiêu chuẩn trương trình SilvaCacbon phù hợp với trạng sử dụng đất Việt Nam - Đề xuất Quy trình công nghệ thành lập đồ sử dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon ảnh viễn thám - Ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS vào thành lập đồ sử dụng đất tỉnh Bình Dương theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon Với mục tiêu đặt ra, đề tài đồ án tốt nghiệp thực chương: Chương I: Giới thiệu chung viễn thám, hệ thống thông tin địa lý GIS chương trình SilvaCarbon Một số mục tiêu chương trình SilvaCarbon Chương II: Trình bày số phương pháp phân loại sử dụng đất ảnh viễn thám đánh giá đưa phương pháp phân loại tốt cho khu vực nghiên cứu Xử lý ảnh xây dựng bảng phân loại sử dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon Chương III: Giới thiệu khu vực tỉnh Bình Dương trình chọn mẫu ảnh Landsat8 để phục vụ cho trình phân loại từ chọn kênh ảnh tối ưu cho khu vực nghiên cứu để đánh giá độ xác xây dựng sở liệu sử dụng đất Lời cảm ơn Với hướng dẫn tận tình TS Nghiêm Văn Tuấn, Cục Viễn thám quốc gia giúp đỡ thầy cô khoa Trắc Địa, đến đồ án em hoàn thành Do trình độ kinh nghiệm sản xuất thực tế chưa có, nên trình làm đồ án tốt nghiệp nhiều hạn chế thiếu sót Em mong nhận giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy, cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn tới hướng dẫn, đạo tận tình TS Nghiêm Văn Tuấn với thầy cô môn Trắc địa ảnh - đồ Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực NGUYỄN VĂN TUYỂN ... 17 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHƯƠNG TRÌNH SILVACARBON BẰNG ẢNH VIỄN THÁM ĐA PH 17 2.1 Ph ơng ph p ph n loại sử dụng đất ảnh biễn thám 17 2.1.1 Ph ơng ph p ph n loại... dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon ảnh viễn thám - Ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS vào thành lập đồ sử dụng đất tỉnh Bình Dương theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon Với mục tiêu. .. loại sử dụng đất ảnh viễn thám đánh giá đưa ph ơng ph p ph n loại tốt cho khu vực nghiên cứu Xử lý ảnh xây dựng bảng ph n loại sử dụng đất theo tiêu chuẩn chương trình SilvaCarbon Chương III: