Đang tải... (xem toàn văn)
Ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trên địa bàn phường khai quang thành phố vĩnh yên tỉnh vĩnh phúc
Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp hà nội ---------- ---------- KIềU THị KIM DUNG NG DNG NH VIN THM V CễNG NGH GIS THNH LP BN BIN NG S DNG T TRấN A BN PHNG KHAI QUANG THNH PH VNH YấN - TNH VNH PHC Luận văn thạc sĩ nông nghiệp Chuyên ngành : Quản lý đất đai Mã số : 60.62.16 Ngời hớng dẫn khoa học: ts. nguyễn KHắC THờI Hà Nội - 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội ngày 4 tháng 9 năm 2009 Tác giả luận văn Kiều Thị Kim Dung Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Khắc Thời - phó Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội - người ñã hướng dẫn, giúp ñỡ rất tận tình trong thời gian tôi học tập tại trường và hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học. Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Viễn thám Quốc gia ñã cung cấp cho tôi tư liệu ảnh và hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Viện Sau ñại học; Bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và Hệ thống thông tin ñịa lý, Khoa Tài nguyên và Môi trường ñã giảng dạy, ñóng góp ý kiến, tạo ñiều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc cùng các anh chị ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình công tác và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Bố, Mẹ, người thân trong gia ñình và bạn bè ñã làm chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi học tập và công tác. Tác giả luận văn Kiều Thị Kim Dung Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi 1. ðặt vấn ñề 1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu 2 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 3 2.1. Khái quát về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 3 2.2. Quy trình công nghệ thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất [7] 23 2.3. Ứng dụng của Viễn thám, công nghệ GIS tại Việt Nam và trên thế giới 42 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 55 3.1 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 55 3.2 Nội dung nghiên cứu 55 3.3 Phương pháp nghiên cứu 55 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 59 4.1. Khái quát ñặc ñiểm tự nhiên và kinh tế - xã hội phường Khai Quang - thành phố Vĩnh Yên 59 4.1.1. Vị trí ñịa lý 59 4.1.2. ðiều kiện tự nhiên 60 4.1.3. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội 61 4.2. Mô tả dữ liệu 64 4.2.1. Dữ liệu viễn thám 64 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… iv 4.2.2. Dữ liệu khác 65 4.3. Thực nghiệm thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp so sánh sau phân loại 66 4.3.1. Các bước xử lý ảnh số 66 4.3.2 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp so sánh sau phân loại 77 4.3.3. Nhận xét về kết quả giải ñoán 85 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 87 5.1. Kết luận 87 5.2. ðề nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Biến ñộng sử dụng ñất khu vực ðông Nam Á 18 Bảng 2.2. Biến ñộng sử dụng ñất Việt Nam trong hai năm 2005 - 2007 23 Bảng 2.3 Tỷ lệ bản ñồ nền dùng ñể thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 30 Bảng 2.4. Các khoanh ñất phải thể hiện trên bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 33 Bảng 4.1. Diện tích, cơ cấu các loại ñất chính năm 2008 62 Bảng 4.2. Hiện trạng sử dụng ñất năm 2008 63 Bảng 4.3. Tọa ñộ và sai số của các ñiểm nắn ảnh năm 2003, 2008 69 Bảng 4.4. Mô tả các loại ñất 70 Bảng 4.5. Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh 71 Bảng 4.6. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2003 74 Bảng 4.7. ðộ chính xác phân loại ảnh năm 2003 75 Bảng 4.8. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2008 76 Bảng 4.9. ðộ chính xác phân loại ảnh năm 2008 76 Bảng 4.10. Thống kê diện tích ñất năm 2003 79 Bảng 4.11. Thống kê diện tích ñất năm 2008 79 STT Tên bảng Trang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… vi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 2.1. Ảnh lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp so sánh sau phân loại 6 Hình 2.2. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian 7 Hình 2.3. Véc tơ thay ñổi phổ 8 Hình 2.4. Thuật toán phân tích thay ñổi phổ 9 Hình 2.5. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp mạng nhị phân 12 Hình 2.6. Thành lập bản ñồ biến ñộng bằng phương pháp mạng nhị phân 14 Hình 4.1. ðịa giới hành chính phường Khai Quang 59 Hình 4.2. Biểu ñồ cơ cấu ñất ñai khu vực nghiên cứu 62 Hình 4.3. Ảnh spots 2003 chụp vào ngày 1/11/2003 64 Hình 4.4. Ảnh spots 2008 chụp vào ngày 30/11/2008 64 Hình 4.5. Ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu 65 Hình 4.7. Kết quả nắn ảnh 2003 bằng phần mềm Envi và các chỉ tiêu sai số 68 Hình 4.8. Kết quả nắn ảnh 2008 bằng phần mềm Envi và các chỉ tiêu sai số 68 Hình 4.9. Ảnh phân loại năm 2003 72 Hình 4.10. Ảnh phân loại năm 2008 73 Hình 4.11. Quy trình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 78 Hình 4.12. Thay ñổi diện tích giữa hai thời ñiểm nghiên cứu 85 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… 1 1. ðẶT VẤN ðỀ 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài ðất ñai là tài nguyên vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển của mỗi Quốc gia. Một trong những chỉ tiêu ñánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia ñôi khi còn ñược tính theo mức ñộ biến ñộng trong quá trình sử dụng ñất của Quốc gia ñó. Với sức ép của quá trình gia tăng dân số (cả tự nhiên và cơ học), kết hợp với sử dụng ñất ñai thiếu bền vững ñã gây sức ép lớn lên quá trình sử dụng ñất. Vì vậy nghiên cứu sự thay ñổi trong quá trình sử dụng ñất là căn cứ khoa học ñể ñưa ra những chính sách sử dụng ñất ñai phù hợp nhằm nâng cao mức sống của người dân, ñem lại hiệu quả cao hơn cả về kinh tế - xã hội và môi trường. Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và xã hội của tỉnh Vĩnh Phúc, ñặc biệt trong những năm qua với sự chuyển mình mạnh mẽ theo hướng công nghiệp hóa - hiện ñại hóa chung của cả nước, bộ mặt Thành phố thay ñổi nhanh chóng theo hướng giảm diện tích ñất nông nghiệp, tăng diện tích ñất phi nông nghiệp chủ yếu là ñất sử dụng vào mục ñích công nghiệp và dịch vụ. Trong những năm gần ñây, công tác quản lý về ñất ñai nói riêng và tình hình thực hiện Pháp Luật ñất ñai trên ñịa bàn thành phố ñã bắt ñầu ñi vào nề nếp. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân cả khách quan và chủ quan công tác cập nhật biến ñộng ñất ñai chưa tốt, chưa kịp thời; cơ sở hạ tầng, trang thiết bị phục vụ cho công tác chưa ñầy ñủ, ñồng bộ, ña số còn lạc hậu; trình ñộ, năng lực cán bộ làm công tác quản lý ñất ñai ở các cấp còn chưa cao, nhất là cán bộ ñịa chính cơ sở. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học vũ trụ thì ảnh viễn thám cũng ñã xuất hiện và ngày càng tỏ rõ tính ưu việt trong công tác ñiều tra, quản lý tài nguyên. ðặc biệt là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám mới như: SPOT, LANDSAT, ASTER… có ñộ phân giải không gian và phân giải phổ cao. Một Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… 2 số tư liệu viễn thám còn có khả năng chụp lập thể, ñặc biệt là có thể cập nhật thông tin nhanh chóng thông qua việc thu nhận và xử lý ảnh vệ tinh ở nhiều thời ñiểm khác nhau tạo thành ảnh ña thời gian ở dạng số, là sản phẩm dễ dàng sử dụng trong các phần mềm phân tích ảnh hiện ñại và có khả năng tích hợp thuận tiện trong hệ thống thông tin ñịa lý GIS. ðặc biệt việc phóng vệ tinh VINASAT-1 ñầu tiên vào ngày 12/4/2008, ñã mở ra một hướng ñi mới trong ứng dụng ảnh viễn thám ở Việt Nam. Nhận thức ñược tầm quan trọng của sự thay ñổi trong quá trình sử dụng ñất với sự thay ñổi khí hậu và chất lượng của cuộc sống, tôi ñã lựa chọn nghiên cứu ñề tài: “Ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS ñể thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn phường Khai Quang - thành phố Vĩnh Yên - tỉnh Vĩnh Phúc”. 1.2. Mục ñích và yêu cầu 1.2.1. Mục ñích nghiên cứu - Thành lập Bản ñồ hiện trạng dựa trên tư liệu ảnh viễn thám tại thời ñiểm bay chụp. - Thành lập bản ñồ biến ñộng lớp phủ mặt ñất dựa trên chỉ tiêu biến ñộng về diện tích của từng loại ñất thông qua tư liệu ảnh viễn thám và bản ñồ hiện trạng xây dựng ñược. 1.2.2. Yêu cầu Sử dụng phần mềm Envi ñể giải ñoán ảnh viễn thám thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất. Các chức năng phân tích không gian của GIS ñược sử dụng ñể chồng xếp bản ñồ hiện trạng thành lập bản ñồ biến ñộng và tính toán biến ñộng. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp………… 3 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Khái quát về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 2.1.1. Khái quát về bản ñồ biến ñộng và các phương pháp thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 2.1.1.1. Những vấn ñề chung về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất Biến ñộng là sự biến ñổi, thay ñổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như môi trường xã hội. Phát hiện biến ñộng là quá trình nhận dạng sự biến ñổi, sự khác biệt về trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại các thời ñiểm khác nhau. ðể nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiêm kê hoặc từ các cuộc ñiều tra. Các phương pháp này có ñộ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và kinh phí, ñồng thời chúng không thể hiện ñược sự thay ñổi sử dụng ñất từ loại ñất này sang loại ñất khác và vị trí không gian của sự thay ñổi ñó. Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ tư liệu viễn thám ña thời gian sẽ khắc phục ñược những nhược ñiểm trên. ðất ñai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất ñặc biệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của ñất nước, là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố của các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. ðất ñai có ý nghĩa kinh tế, chính trị, xã hội sâu sắc trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Trong giai ñoạn ñầu phát triển kinh tế, xã hội, khi mức sống của con người còn thấp, công năng chủ yếu của ñất là tập trung vào sản xuất vật chất, . quát về bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 3 2.2. Quy trình công nghệ thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất [7] 23 2.3. Ứng dụng của Viễn thám, công nghệ GIS tại. nghệ GIS ñể thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn phường Khai Quang - thành phố Vĩnh Yên - tỉnh Vĩnh Phúc . 1.2. Mục ñích và yêu cầu 1.2.1. Mục
