Ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và hệ thông tin địa lý để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1 10 000 huyện lâm thao tỉnh phú thọ

Ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và hệ thông tin địa lý để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1 10 000 huyện lâm thao tỉnh phú thọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ VIỆT NGA ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ðỊA LÝ ðỂ THÀNH LẬP BẢN ðỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ðẤT TỶ LỆ 1: 10 000 HUYỆN LÂM THAO - TỈNH PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS PHẠM VỌNG THÀNH HÀ NỘI - 2011 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan: - Số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị - Các thơng tin trích dẫn luận văn ñều ñã ñược rõ nguồn gốc ñúng thật Tác giả luận văn Nguyễn Thị Việt Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Vọng Thành – Trưởng mơn ðo ảnh Viễn thám, khoa Trắc địa, trường ðại học Mỏ ñịa chất - người ñã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp cao học ðể hồn thành luận văn này, tơi nhận ñược quan tâm, tạo ñiều kiện Trung tâm viễn thám Quốc gia, sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Phú Thọ, phịng Tài ngun Mơi trường huyện Lâm Thao, thầy giáo Viện sau đại học, mơn Trắc địa đồ Hệ thống thơng tin địa lý, khoa Tài ngun Mơi trường, tạo điều kiện cho tơi học tập giúp đỡ tơi suốt thời gian thực đề tài Tơi xin gửi tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp nơi tơi sống làm việc giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập thực ñề tài Tác giả luận văn Nguyễn Thị Việt Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU i 1.1.Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích, u cầu 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Những vấn ñề chung viễn thám 2.2 Hệ thống thơng tin địa lý (GIS) 19 2.3 Tình hình nghiên giới nước ta 25 2.4 Khái quát chung ñồ trạng sử dụng ñất 33 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 3.1 ðối tượng ñịa ñiểm nghiên cứu 46 3.1.1 ðối tượng nghiên cứu ñề tài 46 3.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 46 3.2 Nội dung nghiên cứu 46 3.3 Phương pháp nghiên cứu 47 3.3.1 Phương pháp ñiều tra, thu thập số liệu sơ cấp thứ cấp 47 3.3.2 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 47 3.3.3 Phương pháp ñiều tra, khảo sát thực tế sở 47 3.3.4 Phương pháp minh hoạ ñồ, biểu ñồ 47 3.3.5 Phương pháp giải đốn ảnh viễn thám cơng nghệ số 47 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49 4.1 ðiều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội 49 4.1.1 ðiều kiện tự nhiên 49 4.1.2 ðiều kiện kinh tế - xã hội 53 4.1.3 Thực trạng công tác quản lý sử dụng ñất huyện Lâm Thao 59 4.2 Trình tự, nội dung xử lý ảnh viễn thám ñể lập ñồ trạng sử dụng ñất 63 4.2.1 Thu thập tư liệu 63 4.2.2 Nhập ảnh 64 4.2.3 Tăng cường chất lượng ảnh 64 4.2.4 Nắn chỉnh tư liệu ảnh 64 4.2.5 Phân loại ảnh 65 4.2.7 ðánh giá độ xác kết phân loại 73 4.2.8 Một số kỹ thuật sau phân loại 76 4.3 Thảo luận kết thực nghiệm 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 5.1 Kết luận 87 5.2 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 89 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Bð HTSDð – Bản ñồ trạng sử dụng ñất GIS, HTTðL – Hệ thơng tin địa lý NDVI – Chỉ số thực vật DBMS – Hệ quản trị sở liệu KTNN – Khí tượng nơng nghiệp GCNQSDð – Giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất NTTS – Nuôi trồng thuỷ sản MNCD – Mặt nước chuyên dùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 ðặc trưng quỹ đạo vệ tinh 2.2 ðặc trưng cảm độ phân giải khơng gian 2.3 ðặc trưng quỹ đạo vệ tinh SPOT 2.4 ðặc trưng cảm độ phân giải khơng gian 2.5 ðặc trưng cảm độ phân giải khơng gian 2.6 ðặc trưng quỹ đạo vệ tinh MOS 2.7 ðặc trưng độ phân giải khơng gian 2.8 ðặc trưng quỹ ñạo vệ tinh IRS 10 2.9 ðặc trưng quỹ đạo vệ tinh IKONOS 10 4.1 Chỉ tiêu ñạt ñược số loại trồng giai đoạn 2008 - 2010 55 4.2 Hiện trạng sử dụng ñất huyện 62 4.3 Các tệp mẫu ảnh xây dựng 68 4.4 Kết so sánh khác biệt mẫu phân loại 70 4.5 Mơ tả loại hình sử dụng đất 71 4.6 Mẫu giải đốn ảnh vệ tinh 71 4.7 Ma trận sai số phân loại ảnh 75 4.8 ðộ xác phân loại ảnh 76 4.9 Thống kê diện tích theo đồ giải đốn 82 4.10 Chênh lệch diện tích giải đốn diện tích kiểm kê 83 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp …………………… vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Nguyên lý thu nhận liệu viễn thám 2.2 Các bước tiến hành giải đốn ảnh mắt 13 2.3 Quy trình kỹ thuật xử lý ảnh số 14 2.4 Phát ô nhiễm môi trường khơng khí ảnh vệ tinh SPOT 15 2.5 Phổ phản xạ thực vật, ñất nước 17 2.6 Nhiều lớp thông tin khác tổng hợp thành ñồ 21 2.7 Các thành phần hệ GIS 21 2.8 Trạm thu ảnh vệ tinh &Trung tâm quản lý liệu quốc gia 29 2.9 Trình tự phân loại tư liệu viễn thám 44 3.1 Trình tự giải đốn ảnh viễn thám công nghệ số 48 4.1 ðịa giới hành huyện Lâm Thao 49 4.2 Ảnh Spot huyện Lâm Thao năm 2009 ñã cắt theo ranh giới huyện 63 4.3 Xây dựng tệp mẫu cho ảnh 67 4.4 Lấy mẫu cho loại hình sử dụng đất 68 4.5 Ảnh phân loại 73 4.6 Ảnh phân loại sau loại lọc nhiễu 79 4.7 Ảnh phân loại chuyển sang dạng vector 80 4.8 Bản ñồ HTSDð thu nhỏ thành lập Mapinfo 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp …………………… vii MỞ ðẦU 1.1.Tính cấp thiết ñề tài Bản ñồ trạng sử dụng ñất (HTSDð) ñược coi loại ñồ thường trực làm để thu thập thơng tin thời bề mặt lớp phủ nguồn tài liệu quan trọng giúp nhà quy hoạch, nhà hoạch định sách có nhìn tổng quan trạng lớp phủ mặt ñất Bên cạnh đó, đồ HTSDð cịn để ñánh giá thực trạng sử dụng ñất, quản lý khai thác nguồn tài nguyên môi trường, lập quy hoạch chuyên ngành,… Hiện nay, ña số ñịa phương nước sử dụng phương pháp thành lập ñồ HTSDð theo phương pháp truyền thống, trình cập nhật chỉnh lý số liệu nhiều thời gian, sử dụng nhiều nhân lực mà đồ có độ xác khơng cao khơng thống (do liệu đầu vào khơng đồng bộ) Hơn nữa, việc thành lập ñồ theo phương pháp truyền thống đơi khơng đáp ứng kịp u cầu cơng tác quản lý sử dụng đất Sự thay đổi loại hình sử dụng đất khơng cập nhật thường xun gây khó khăn cho cơng tác thống kê, kiểm kê đất đai, ảnh hưởng tới cơng tác quản lý tài ngun đất đai nói chung cơng tác quy hoạch sử dụng đất, cơng tác nghiên cứu lĩnh vực chuyên ngành nói riêng Phát triển khoa học cơng nghệ nói chung khoa học cơng nghệ viễn thám nói riêng phục vụ cơng tác quản lý nguồn tài nguyên, giám sát môi trường, thành lập đồ chun đề, đồ HTSDð, … đóng vai trị quan trọng cho nghiệp phát triển đất nước Trong vòng nửa kỷ trở lại ñây, công nghệ viễn thám hệ thông tin ñịa lý (GIS) ñược ứng dụng rộng rãi việc nghiên cứu bề mặt vỏ trái đất cơng tác thành lập ñồ HTSDð Việc áp dụng phương pháp thành lập Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ñồ HTSDð sử dụng tư liệu ảnh viễn thám tích hợp với GIS cho phép xác định nhanh chóng vị trí khơng gian tính chất ñối tượng ðồng thời, dựa ñộ phân giải phổ, ñộ phân giải không gian ñộ phân giải thời gian tư liệu viễn thám cho phép xác định thơng tin đối tượng cách xác nhanh nhất, chí vùng sâu, vùng xa Trước u cầu địi hỏi phải cập nhật thơng tin cách đầy đủ, nhanh chóng xác loại hình sử dụng đất, nên việc sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp với phần mềm xử lý ảnh phần mềm thành lập ñồ ñã trở thành phương pháp có ý nghĩa thực tiễn mang tính khoa học cao Xuất phát từ thực tiễn công tác thành lập ñồ trạng sử dụng ñất tỉnh Phú Thọ, với mong muốn tạo ñược bước ñột phá cơng tác thành lập đồ địa phương mình, tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng cơng nghệ tích hợp tư liệu Viễn thám Hệ thơng tin địa lý (GIS) để thành lập ñồ trạng sử dụng ñất tỷ lệ 1:10 000 huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ” 1.2 Mục đích, u cầu 1.2.1 Mục đích + Nghiên cứu khả thành lập ñồ HTSDð sở tư liệu ảnh viễn thám, phương pháp thành lập, ưu nhược ñiểm phương pháp; + Nghiên cứu khả tích hợp tư liệu viễn thám hệ thơng tin địa lý ñể thành lập ñồ HTSDð; ñưa quy trình cơng nghệ thành lập đề xuất, áp dụng cho việc thành lập ñồ HTSDð ñịa phương; + Tạo ñược ñồ HTSDð làm tài liệu phục vụ cho mục đích lập quy hoạch chun ngành, quy hoạch sử dụng ñất, quản lý lãnh thổ, sử dụng hiệu nguồn tài nguyên bảo vệ môi trường Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ... thơng tin địa lý (GIS) để thành lập đồ trạng sử dụng ñất tỷ lệ 1: 10 000 huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ? ?? 1. 2 Mục đích, u cầu 1. 2 .1 Mục đích + Nghiên cứu khả thành lập ñồ HTSDð sở tư liệu ảnh viễn thám, ... ñồ trạng sử dụng ñất tỉnh Phú Thọ, với mong muốn tạo ñược bước ñột phá cơng tác thành lập đồ địa phương mình, tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Ứng dụng cơng nghệ tích hợp tư liệu Viễn thám Hệ. .. pháp thành lập, ưu nhược ñiểm phương pháp; + Nghiên cứu khả tích hợp tư liệu viễn thám hệ thơng tin địa lý ñể thành lập ñồ HTSDð; ñưa quy trình cơng nghệ thành lập đề xuất, áp dụng cho việc thành