ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN 2 THỜI KỲ 2003 – 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN THỜI KỲ 2003 – 2008 SVTH MSSV LỚP KHÓA NGÀNH : : : : : HUỲNH THỊ THÃI 05151047 DH05DC 2005 - 2009 Cơng nghệ Địa -TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2008- TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN BỘ MƠN CƠNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH -# " - HUỲNH THỊ THÃI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN THỜI KỲ 2003 – 2008 Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Ngọc Lãm (Địa quan: Trường Đại Học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh) (Ký tên: ………………………………) - Tháng năm 2009 - Lời cảm ơn Luận văn kết phấn đấu suốt trình học tập, quan tâm sâu sắc gia đình, dạy nhiệt tình thầy cô, giúp đỡ bạn bè Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc ThS Lê Ngọc Lãm trực tiếp hướng dẫn, tận tâm dạy em suốt trình làm đề tài Trân trọng biết ơn: Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Đất đai Bất động sản Các thầy cô môn Công nghệ Địa Thầy ĐặngQuang Thịnh hướng dẫn em tận tình trình thực đề tài Các thầy cô giáo khoa Đã tạo điều kiện truyền kiến thức quý báu cho em suốt trình học tập Xin chân thành cảm ơn: Tất bạn bè tập thể lớp Công nghệ Địa khoá 31 giúp đỡ trog suốt trình học tập thực đề tài Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2009 Sinh viên Huỳnh Thị Thãi TĨM TẮT Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Thãi, Khoa Quản lý Đất đai Bất động sản, Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, niên khố 2005 – 2009 Đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ảnh vệ tinh đa thời gian đánh giá biến động đất đô thị địa bàn Quận thời kỳ 2003 – 2008” Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Ngọc Lãm, mơn Cơng nghệ địa chính, Khoa Quản lý Đất đai Bất động sản, Trường Đại học Nông Lâm, TP Hồ Chí Minh Hiện nay, nguồn tư liệu viễn thám sử dụng rộng rãi nước ta nghiên cứu TN&MT Thiết bị tin học đồng hóa tăng khả xử lý nhanh chóng việc xây dựng loại đồ Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS (Cơ sở liệu thông tin địa lý) khắc phục nhiều hạn chế phương pháp truyền thống hiệu xử lý số liệu nhằm đánh giá nhanh định lượng biến động trình sử dụng đất đai Quận quận ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh đà phát triển nhanh, có biến động việc sử dụng đất đai lớn Do đó, việc quản lý đất đai gặp nhiều khó khăn, đặc biệt cơng tác quản lý biến động loại đất Vì việc nghiên cứu biến động đất đai cơng việc quan trọng, cần thiết q trình phát triển Biến động đất đai Quận thời kỳ 2003 – 2008 giám sát cách sử dụng phương pháp phân tích biến động sau phân loại Trong phương pháp này, trước tiên liệu ảnh vệ tinh đa phổ Quận tiến hành phân loại độc lập để thành lập đồ trạng sử dụng đất năm 2003 2008 Sau sử dụng GIS để tiến hành phát biến động cách so sánh ảnh phân loại Quận hai thời điểm Đề tài thực từ ngày 01/03/2009 đến ngày 15/07/2009 tập trung vào nghiên cứu biến động sử dụng đất việc sử dụng ảnh vệ tinh SPOT5 độ phân giải 2,5 m ảnh vệ tinh SPOT4 độ phân giải 10m Kết đạt chủ yếu đề tài bao gồm: - Những vấn đề việc kết hợp GIS viễn thám đánh giá biến động đất đai - Bản đồ lớp phủ thực vật Quận năm 2003 2008 - Quan sát biến động sử dụng đất giai đoạn 2003 – 2008 Kết cho thấy: Việc ứng dụng GIS & RS (Hệ thống thông tin địa lý viễn thám) khảo sát biến đổi loại hình sử dụng đất với ảnh SPOT độ phân giải 10 m SPOT độ phân giải 2.5 m cho thấy kết định Những biến đổi loại hình sử dụng đất khơng thống kê số mà thể qua phân bố không gian Kết cho thấy khả ứng dụng phương pháp viễn thám hệ thông tin địa lý nghiên cứu biến động sử dụng đất hoàn toàn khả thi, đem lại hiệu quả, rút ngắn thời gian nghiên cứu DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình I.1: Các thành phần GIS Hình I.2: Mơ tả mơ hình liệu vector raster Hình I.3: Một số loại viễn thám Hình I.4: Quá trình thu nhận liệu viễn thám Hình I.5 : Các tính chất xạ điện từ Hình I.6: Bước sóng xạ điện từ Hình I.7: Phổ điện từ Hình I.8 : Sự truyền lượng khí Hình I.9 : Hiện tượng hấp phụ 10 Hình I.10: Hiện tượng tán xạ 10 Hình I.11: Sự tương tác lượng điện từ với mặt đất 10 Hình I.12: Hiện tượng phản xạ hỗn loạn 11 Hình I.13: Hiện tượng phản xạ gương 11 Hình I.14: Đường cong phản xạ 12 Hình I.15: Phản xạ phổ thực vật 12 Hình I.16: Đường cong phản xạ phổ đất 13 Hình I.17 : Đường cong phản xạ phổ nước 13 Hình I.18: Vệ tinh SPOT 14 Hình I.19: Hoạt động hệ thống vệ tinh SPOT 15 Hình I.20 : Dải bay vệ tinh SPOT 15 Hình I.21 : Độ rộng dải bay chụp vệ tinh SPOT 16 Hình I.22 : Khả chụp lặp vệ tinh SPOT 16 Hình I.23 : Vệ tinh Spot 17 Hình I.24: Bố cục trình bày đồ 19 Hình I.25: Sơ đồ vị trí Quận Hình II.1: Các điểm khống chế toạ độ, sai số phân 34 Hình II.2: Ảnh trước nắn 34 Hình II.3: Ảnh sau nắn 34 Hình II.4 Dấu hiệu điều vẽ đất đô thị 38 Hình II.5.Dấu hiệu điều vẽ đất sông suối mặt nước 39 Hình II.6 Dấu hiệu điều vẽ đất giao thông 40 Hình II.7 Dấu hiệu điều vẽ đất lúa 41 Hình II.8: Sơ đồ tuyến khảo sát thực tế 44 Hình II.9: Kết phân loại loại đất ảnh SPOT độ phân giải 2.5 m chụp năm 2003 46 Hình II.10 : Kết phân loại loại đất ảnh SPOT độ phân giải 10m chụp năm 2008 46 Hình II.11 Hộp thoại Query phần mềm arcview 50 Hình II.12: Loại hình SDĐ thị 51 Hình II.13: Chuyển liệu Vector sang Raster (Grid) 51 Hình II.14: Nhập kích thước cell 52 Hình II.15: Chọn trường liệu mã hóa giá trị cell 52 Hình II.16: Thao số học lớp liệu raster 53 Hình II.17: Cơng cụ thực phép toán 55 Hình II.18 Kết liệu khơng gian chồng xếp lớp ODT với HTSDD2008 55 Hình II.19 Kết liệu thuộc tính chồng xếp lớp ODT với HTSDD2008 55 Hình II.20: Bản đồ biến động đất đai quận 58 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng1: tương quan tỷ lệ đồ thành lập độ phân giải ảnh 31 Bảng 2: Kết phân loại ảnh SPOT chụp năm 2003 47 Bảng 3: Kết phân loại ảnh SPOT chụp năm 2008 47 Bảng 4: Bảng ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2003 – 2008 48 Bảng 5: Mã hoá loại đất 40 Bảng 6: Kết chuyển đổi từ loại đất đô thị sang loại đất khác 54 Bảng 7: Chu chuyển loại đất với 57 Bảng 8: So sánh quy trình thành lập đồ HTSDĐ số phương pháp 60 Bảng 9: so sánh phương pháp sử dụng hệ thống thơng tin địa lý phương pháp phân tích số liệu thống kê 61 DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Quy trình nghiên cứu đề tài 28 Sơ đồ 2: Quy trình đánh giá biến động đất đai 48 Sơ đồ 3: Nguyên tắc chuyển đổi loại hình sử dụng đất 54 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu thông tin vấn đề liên quan đến điều tra nghiên cứu bản, quản lý sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, giám sát bảo vệ môi trường, giảm thiểu thiên tai, … tất yếu khách quan Cơng nghệ viễn thám có khả cung cấp thơng tin đầy đủ, kịp thời, xác, … Dữ liệu ảnh viễn thám ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, có công tác quản lý đất đai nhà nước Đất đai tài nguyên quốc gia vô quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu môi trường sống, địa bàn phân bố dân cư xây dựng sở kinh tế văn hóa, xã hội, an ninh quốc phịng Đất thị lại có giá trị to lớn chức tính chất sử dụng Sự tác động trực tiếp người phát triển xã hội làm cho đất đai biến động nhanh chóng mục đích, diện tích, … Chính việc đánh giá biến động đất đai việc cần thiết cho việc quản lý đất đai nhà nước, việc quản lý phát triển xã hội phục vụ cho việc dự báo tình hình sử dụng đất người thời gian tới, vấn đề cần quan tâm trình quy hoạch sử dụng đất Quận quận ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh đà phát triển nhanh, có biến động việc sử dụng đất đai lớn Do đó, việc quản lý đất đai gặp nhiều khó khăn, đặc biệt cơng tác quản lý biến động loại đất Vì việc nghiên cứu biến động đất đai cơng việc quan trọng, cần thiết q trình phát triển Ảnh viễn thám xem liệu tốt để thành lập đồ trạng lớp phủ bề mặt, có hệ thống đồ trạng sử dụng đất; đánh giá biến động đất đai giai đoạn phát triển Do trình thị hố ngày phát triển, tốc độ thị hóa nhanh q trình thực cơng nghiệp hóa, đại hóa nước ta đặt vấn đề xúc quản lý đất đai đô thị, đặc biệt biến động đất đai Từ vấn đề trên, em thực đề tài Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ảnh vệ tinh đa thời gian đánh giá biến động đất đô thị địa bàn Quận thời kì 2003 – 2008 ™ Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá biến động đất đô thị Xây dựng đồ sử dụng đất đô thị địa bàn Quận năm 2003 Xây dựng đồ sử dụng đất đô thị địa bàn Quận năm 2008 Đánh giá biến động đất đô thị quận giai đoạn 2003 – 2008 phục vụ cho công tác quản lý đất đai ™ Yêu cầu: Tư liệu ảnh SPOT khu vực Tư liệu ảnh phải loại có tính chất tương tự Ảnh phải chụp thời gian khác ™ Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu SPOT5 (độ phân giải 2.5m) SPOT4 (độ phân giải 10m) Các loại hình sử dụng đất thị Các yếu tố kinh tế – xã hội khu vực nghiên cứu Tình hình biến động đất thị Phạm vi nghiên cứu Về không gian: Phạm vi ranh giới hành Quận – TP Hồ Chí Minh Về tư liệu ảnh vệ tinh: nghiên cứu ảnh vệ tinh đánh giá biến động đất đai từ 2003 đến 2008 Về thời gian thực đề tài: từ tháng đến tháng năm 2009 ™ Ý nghĩa nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học: đánh giá khả ứng dụng GIS viễn thám đánh giá biến động đất đai Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá biến động đất đai giúp cho ta có nhìn cụ thể chi tiết tình hình biến động đất đai để từ đề xuất giải pháp phù hợp với tình hình thực tế địa phương, làm sở phục vụ cho công tác quản lý nhà nước đất đai, công tác định hướng qui hoạch phân bổ hợp lí đất đai địa bàn PHẦN I: TỔNG QUAN I.1 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu I.1.1 Cơ sở hệ thống thông tin địa lý (GIS) Định nghĩa GIS Hệ thống thông tin địa lý (GIS) định nghĩa hệ thống thơng tin mà sử dụng liệu đầu vào, thao tác phân tích sở liệu đầu liên quan mặt địa lý không gian (Geographic or geospatial), nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích hiển thị thông tin không gian từ giới thực để giải vấn đề tổng hợp thông tin cho mục đích người đặt ra, chẳng hạn như: Để hỗ trợ việc định cho việc quy hoạch quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng việc quy hoạch phát triển đô thị việc lưu trữ liệu hành Các thành phần GIS Một hệ thống GIS hoàn chỉnh gồm có hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm, …); Cơ sở liệu; Con người phương pháp Hình I.1: Các thành phần GIS Phần cứng: Hệ thống máy tính, máy chủ trung tâm hay máy trạm hoạt động độc lập liên kết mạng Phần mềm: Hiện có nhiều phần mềm phổ biến thương mại hóa như: ArcGis, Arc/Info, ArcView, Mapinfo, Idrisi, ENVI, Microstation,…Các thành phần phần mềm: Công cụ nhập thao tác thông tin địa lý Hệ quản trị sở liệu (DBMS) Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích hiển thị địa lý Giao diện đồ họa Người – Máy để truy cập công cụ dễ dàng Cơ sở liệu: Được coi thành phần quan trọng GIS Các liệu địa lý liệu thuộc tính liên quan người sử dụng tự tập hợp mua từ nhà cung cấp liệu thương mại Các nguồn liệu phải cung cấp thông tin mà hệ thống yêu cầu như: Tọa độ địa lý, quy mơ, đặc điểm thuộc tính, mối quan hệ Con người phương pháp: Là thành phần quan trọng GIS Những người làm công tác quản lý hệ thống thơng tin địa lý cần có khả nhận định tính xác, phạm vi suy diễn thơng tin, kết nối mảng thông tin hệ thống Các chức GIS Nhập liệu: liệu nhập phải chuyển đổi định dạng thành dạng thích hợp cho việc sử dụng GIS Quản lý liệu: bao gồm chức cần thiết cho việc lưu trữ truy cập lại liệu từ sở liệu Phân tích liệu: chức thao tác phân tích liệu yếu tố định thơng tin mà GIS đưa ra, làm biến đổi cách thức tổ chức công việc Hiển thị liệu: tùy theo yêu cầu cụ thể mà liệu xuất khác nhiều chất lượng độ xác Nguyên tắc hoạt động GIS: GIS lưu trữ thông tin từ giới thực dạng tập hợp lớp chuyên đề liên kết với nhờ đặc điểm địa lý Điều đơn giản vô quan trọng công cụ đa chứng minh quan trọng, có giá trị việc giải vấn đề thực tế… Cấu trúc liệu GIS Không giống liệu hệ thống thông tin đại khác, liệu hệ thống thông tin địa lý phức tạp, bao gồm thơng tin vị trí, mối liên hệ địa hình thuộc tính đối tượng ghi nhận Hay nói: liệu hệ thống thông tin địa lý (dữ liệu địa lý) bao gồm liệu không gian liệu thuộc tính Mỗi loại có đặc điểm riêng chúng khác yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý hiển thị Dữ liệu không gian: Cơ sở liệu không gian sở liệu lưu trữ vị trí, hình dạng đối tượng không gian với đặc điểm thuộc tính chúng Dữ liệu thuộc tính (hay liệu phi không gian): liệu mô tả đặc điểm, đặc tính đối tượng tự nhiên - kinh tế - xã hội Các đặc tính định tính định lượng Mơ hình sở liệu không gian: Bản đồ thực chất sản phẩm thu việc đơn giản hóa thực thể Nó phản ánh đồng thời thơng tin đặc trưng thông tin tổng hợp Thông tin tổng hợp thường thể dạng ký hiệu, ngược lại, đối tượng hình ảnh biểu diễn theo tọa độ không gian Dữ liệu không gian thường hiển thị theo hai phương pháp Phương pháp thứ biểu diễn dạng đơn vị đồ Phương pháp thứ hai biểu diễn dạng ô lưới hay ma trận Hai phương pháp gọi mơ hình vector mơ hình raster tương ứng ... lý đất đai đô thị, đặc biệt biến động đất đai Từ vấn đề trên, em thực đề tài Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ảnh vệ tinh đa thời gian đánh giá biến động đất thị địa bàn Quận thời kì 20 03 –. .. hệ thống thông tin địa lý ảnh vệ tinh đa thời gian đánh giá biến động đất đô thị địa bàn Quận thời kỳ 20 03 – 20 08” Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Ngọc Lãm, môn Cơng nghệ địa chính, Khoa Quản lý Đất. .. QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN BỘ MÔN CƠNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH -# " - HUỲNH THỊ THÃI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN