Ứng dụng ảnh viễn thám thành lập bản đồ các loại thực phủ trên địa bàn huyện cờ đỏ, thành phố cần thơ

TÓM TẮT Tiểu luận tốt nghiệp “Ứng dụng ảnh viễn thám thành lập đồ loại thực phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ, Thành Phố Cần Thơ giai đoạn 2015 - 2018” thực từ tháng 03/2018 đến tháng 07/2018 Phương pháp tiếp cận đề tài sử dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS Landsat cung cấp ảnh có độ phân giải trung bình (từ 15 - 100 mét), Landsat (LDCM) mang theo cảm: thu nhận ảnh mặt đất (OLI - Operational Land Imager) cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS - Thermal Infrared Sensor), Landsat thu nhận ảnh với tổng số 11 kênh phổ, bao gồm kênh sóng ngắn kênh nhiệt sóng dài Thu thập liệu ảnh vệ tinh Landsat giai đoạn 2015 – 2018 địa http://earthexplorer.usgs.gov/, số liệu thống kê, số liệu kiểm kê thu thập huyện Chi nhánh Văn Phòng Đăng Ký Đất Đai cung cấp Khi thu thập đủ số ảnh để phục vụ cho việc giải đoán với năm 2015 22 ảnh từ tháng đến tháng 12 năm 2018 ảnh từ tháng đến tháng 5, ta tiến hành giải đoán ảnh Ảnh giải đoán phương pháp sau: Giải đoán mắt, số thực vật (NDVI), phương pháp ghép chuỗi ảnh số thực vật, phân loại khơng kiểm sốt (Iso Data), khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu (Kết khảo sát thực địa gồm 297 điểm mẫu chia làm đối tượng lâu năm, hoa màu, mặt nước, lúa vụ, lúa vụ, khu dân cư – giao thơng phân loại có kiểm sốt (K- Means) Sau chuyển đổi liệu từ ENVI sang MapInfo, sử dụng chức tích hợp phần mềm MapInfo để tính tốn diện tích loại thức phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ giai đoạn 2015 – 2018 Từ kết giải đoán ảnh viễn thám, diện tích lớp phủ thực vật giai đoạn 2015 – 2018 biến động sau: Diện tích lúa vụ tăng 2295.12 ~ ( 5.186 %), diện tích lúa vụ giảm -3027.233 ~( -10.918 %), diện tích hoa màu tăng 1700.575 ~(4.831 %), diện tích lâu năm tăng 497.555 ~(1.383 %), diện tích mặt nước tăng 72.244 ~(0.034 %), diện tích khu dân cư – giao thơng giảm -75.775 ~(-0.516 %) Từ ứng dụng như: Thành lập đồ trạng lớp thực phủ, tính diện tích lớp thực phủ địa bàn huyện, cung cấp liệu thuộc tính cho đối tượng, việc ứng dụng công nghệ GIS kết hợp với công nghệ viễn thám đem lại hiệu cao theo dõi đánh giá biến động diện tích lớp thực phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng Bảng 2.1 Nội dung Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với liệu viễn thám Bảng 2.2 Đặc trưng Bộ cảm ảnh vệ tinh Landsat Landsat (LDCM) Bảng 3.1 Dữ liệu ảnh thu thập 15 Bảng 4.1 Phân loại đối tượng theo số NDVI 33 Bảng 4.2 Khóa giải đốn khu vực nghiên cứu 35 Bảng 4.3 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2018 41 Bảng 4.4 Các giá trị tính tổng cột dòng theo kết ma trận sai số bảng 4.3 Hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2015 số liệu thu thập 42 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng 4.8 Hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2018 số liệu thu thập CN.VPĐKĐĐ cung cấp năm 2017 Thống kê loại thực phủ huyện năm 2015 – 2018 Thống kê lớp phủ thực vật theo đơn vị hành huyện Cờ Đỏ năm 2015 Thống kê lớp phủ thực vật theo đơn vị hành huyện Cờ Đỏ năm 2018 diện tích biến động lớp thực phủ theo xã giai đoạn năm 2015- 2018 Trang 43 43 44 45 46 46 DANH SÁCH HÌNH Hình Nội dung Trang Hình 2.1 Bản đồ hành huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động viễn thám Hình 2.3 Tạo trường liệu Mapinfo 11 Hình 2.4 Giao diện phần mềm ENVI 4.8 12 Hình 3.1 Các bước xây dựng đồ trạng loại thực phủ 16 Hinh 4.1 Ảnh Landsat thu thập 19 Hình 4.2 Các bước ghép Band ảnh 20 Hình 4.3 Các bước cắt ảnh 20 Hình 4.4 Add ranh giới để cắt ảnh 21 Hình 4.5 Chọn đường dẫn lưu ảnh vừa cắt 21 Hình 4.6 Ảnh cắt 22 Hình 4.7 Đường dẫn che ảnh 22 Hình 4.8 chọn ảnh cần che 23 Hình 4.9 Add ranh giới vùng nghiên cứu cho ảnh che 34 Hình 4.10 Lưu ảnh che 25 Hình 4.11 Ảnh che 25 Hình 4.12 Tạo ảnh NDVI 26 Hình 4.13 Các bước tiến hành qui trình ghép chuỗi NDVI 27 Hình 4.14 Bản đồ kết số thực vật NDVI khu vực nghiên cứu 28 Hình 4.15 Các bước phân loại khơng kiểm sốt 29 Hình 4.16 Đường dẫn lưu file phân loại khơng kiểm sốt 30 Hình 4.17 Kết phân loại khơng kiểm sốt năm 2015 31 Hình 4.18 Kết phân loại khơng kiểm soát năm 2018 32 Hinh 2.19 điểm khảo sát khu vực nghiên cứu 35 Hình 4.20 Các bước phân loại có kiểm sốt 38 Hình 4.21 Các bước tiến hành khoanh ROI 39 Hình 4.22 Hình 4.23 Kết phân loại ảnh năm 2015 Kết phân loại ảnh năm 2018 40 41 Hình 4.25 Hệ số tương quan số liệu tính tốn 2015 với số liệu thực tế 2016 Hệ số tương quan số liệu tính tốn 2085 với số liệu thực tế 2017 Hình 4.26 Thống kê diện tích thực phủ huyện Cờ Đỏ giai đoạn 2015 – 2018 46 Hình 4.27 Biểu đồ biến động thực phủ theo xã giai đoạn 2015 – 2018 48 Hình 4.24 44 45 DANH SACH CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung GIS (Geographic Information System) Hệ thống thông tin địa lý ENVI (The Environment for Visualizing) Môi trường thể ảnh ROI (Region Of Interest) vùng đại diện CLN Cây lâu năm KDC - GT Khu dân cư – giao thơng CN.VPĐKĐĐ Chi nhánh Văn Phòng Đăng Ký Đất Đai MỤC LỤC CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ, có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh Do đó, việc theo dõi biến động lớp thực phủ cung cấp cho ta thông tin lớp phủ diện tích biến đổi Đó thay đổi quy mơ, diện tích, hình dạng Đây sở để đưa sách quản lý sử dụng có hiệu hợp lý Đất đai tài nguyên thiên nhiên vô quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt Đất đai môi trường sống người sinh vật, địa bàn phân bố dân cư, xây dựng cơng trình kinh tế, văn hố, an ninh quốc phòng Ngày nay, tăng dân số, phát triển đô thị, tăng trưởng kinh tế xã hội số vấn đề khác tác động lớn tới đất đai Trước áp lực đó, đất đai lớp phủ mặt đất biến động không ngừng với phát triển xã hội Đây nguồn tài nguyên đặc biệt khai thác sử dụng làm tăng thêm mặt số lượng Do việc theo dõi, nghiên cứu, quản lý sử dụng loại tài nguyên cách hiệu hợp lý vấn đề quan trọng Công nghệ viễn thám ngày ứng dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực từ khí tượng – thủy văn, địa chất, mơi trường nơng – lâm – ngư nghiệp,… có theo dõi biến động loại lớp phủ mặt đất với độ xác cao, từ giúp nhà quản lý có thêm nguồn tư liệu để giám sát biến động sử dụng đất Đây xem giải pháp cho vấn đề đặt 1.2 Mục tiêu đề tài Thành lập đồ trạng lớp thực phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ năm 2015 2018 Theo dõi biến động lớp thực phủ từ ảnh landsat giai đoạn 2015 – 2018 Đánh giá khả ứng dụng ảnh landsat việc theo dõi biến động diện tích lớp thực phủ huyện Cờ Đỏ 1.3 1.3.1 Giới hạn đề tài Về không gian Phạm vi mà đề tài thực địa bàn huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ 1.3.2 Về thời gian Thời gian lấy mẫu thực địa vào tháng năm 2018 Các ảnh Landsat 8, độ phân giải 15m dùng làm liệu giải đoán thu nhận vào năm 2015 từ tháng đến tháng năm 2018 CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Khu vực nghiên cứu Huyện Cờ Đỏ nằm phía Tây Bắc thành phố Cần Thơ, chia tách theo Nghị định 12/NĐ-CP ngày 23/12/2008 Chính phủ với tổng diện tích tự nhiên 31.115,39 124.618 nhân khẩu, có 10 đơn vị hành trực thuộc: thị trấn Cờ Đỏ, xã Trung An, xã Trung Thạnh, xã Trung Hưng, xã Thạnh Phú, xã Thới Đông, xã Thới Xuân, xã Đông Thắng, xã Đông Hiệp, xã Thới Hưng địa giới hành Hình 2.1: Bản đồ hành huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ + Phía Bắc giáp huyện Vĩnh Thạnh + Phía Đơng giáp quận Thốt Nốt, quận Ơ Mơn + Phía Tây giáp tỉnh Kiên Giang + Phía Nam giáp huyện Thới Lai Cờ Đỏ xác định vùng ngoại thành, vùng sản xuất nông nghiệp, nghiên cứu ứng dụng nông nghiệp công nghệ cao Trên địa bàn huyện có nơng trường Sơng Hậu Cờ Đỏ xem nơi nghiên cứu ứng dụng mơ hình sản xuất tiên tiến nơng nghiệp (Chi Nhánh Văn Phòng Đăng Ký Đất Đai huyện Cờ Đỏ) Về Điều Kiện kinh tế xã hội: tính đến thời điểm cuối năm 2017 đầu năm 2018 Theo cổng thông tin điện tử Thành Phố Cần Thơ (2017) Huyện Cờ Đỏ vùng đất có nhiều tiềm năng, lợi phát triển sản xuất nông nghiệp với 26.491,22 đất sản xuất hàng năm, đóctập trung nhiều trồng lúa Địa bàn huyện có Cơng ty trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Nông nghiệp Cờ Đỏ, Nông trường Sông Hậu, Trại giống trực thuộc Công ty giống trồng miền Nam – đơn vị đầu việc ứng dụng nhân rộng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất nơng nghiệp, góp phần nâng cao suất chất lượng sản phẩm Thực chủ trương đa dạng hóa loại trồng vật ni, mơ hình đưa màu xuống ruộng, nuôi cá ruộng lúa, nuôi cá ao thâm canh, chuyên canh, sản xuất cá giống bước mở rộng; giữ vững quy mô đàn gia súc, gia cầm 450.000 con, … đưa giá trị sản xuất bình qn tồn huyện cuối năm 2010 đạt 68 triệu đồng/ha Với lợi có đường giao thông thủy thuận tiện đường tỉnh lộ 921, 922 nối liền trung tâm huyện với quận Ô Môn quận Thốt Nốt, Quốc lộ 91; tuyến giao thông Bốn Tổng – Một Ngàn qua trung tâm huyện nối liền Quốc lộ 80 với thị trấn Một Ngàn, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang thi công sửa hoàn thành tạo điều kiện thuận lợi cho việc gắn kết giao thương địa phương với địa bàn tỉnh Hậu Giang, huyện Vĩnh Thạnh tỉnh Kiên Giang Ngồi với hệ thống sơng ngòi chằng chịt, khắp, đặc biệt tuyến kinh Đứng kinh xáng Thốt Nốt hai tuyến giao thông thủy quan trọng tạo điều kiện thuận lợi việc vận chuyển hàng hóa phát triển cơng nghiệp, tiểu thủ cơng nghiệp, loại hình dịch vụ, thương mại, loại hình chế biến, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp đa dạng sản xuất địa phương Vì sản xuất cơng nghiệp, tiểu thủ công nghiệp không ngừng mở rộng giá trị ngày tăng cao, góp phần giải việc làm chỗ cho hàng ngàn lao động Lĩnh vực thương mại, dịch vụ ngày mở rộng quy mô Chợ thị trấn Cờ Đỏ, Trung An dần trở thành trung tâm đầu mối việc phân phối, cung cấp hàng hóa cho chợ xã ngồi địa bàn, thu hút ngày nhiều tiểu thương thành phần kinh tế tham gia kinh doanh 2.2 Tổng quan viễn thám 2.2.1 Khái niệm Viễn thám định nghĩa phép đo lường thuộc tính đối tượng bề mặt trái đất sử dụng liệu thu từ máy bay vệ tinh (Schowengerdt, Robert A, 2007) Theo Lê Văn Trung (2010), Viễn thám định nghĩa khoa học nghiên cứu phương pháp thu nhận, đo lường phân tích thơng tin đối tượng (vật thể) mà khơng có tiếp xúc trực tiếp với chúng 2.2.2 Nguyên lý hoạt động Trong viễn thám, nguyên tắc hoạt động liên quan sóng điện từ từ nguồn phát vật thể quan tâm Nguồn phát lượng (A) - yêu cầu cho viễn thám có nguồn lượng phát xạ để cung cấp lượng ñiện từ tới đối tượng quan tâm Sóng điện từ khí (B) - lượng truyền từ nguồn phát đến đối tượng, vào tương tác với khí mà qua Sự tương tác xảy lần thứ lượng truyền từ đối tượng tới cảm biến Sự tương tác với đối tượng (C) - lượng gặp đối tượng sau xun qua khí quyển, tương tác với đối tượng Phụ thuộc vào đặc tính đối tượng sóng điện từ mà lượng phản xạ hay xạ đối tượng có khác Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động viễn thám Việc ghi lượng cảm biến (D) - sau lượng bị tán xạ phát xạ từ đối tượng, cảm biến để thu nhận ghi lại sóng điện từ Sự truyền tải, nhận xử lý (E) - lượng ghi nhận cảm biến phải truyền tải đến trạm thu nhận xử lý Năng lượng truyền thường dạng điện Trạm thu nhận xử lý lượng để tạo ảnh dạng hardcopy số Sự giải đoán phân tích (F) - ảnh xử lý trạm thu nhận giải đoán trực quan phân loại máy để tách thông tin đối tượng Ứng dụng (G) - thành phần cuối qui trình xử lý cơng nghệ viễn thám Thông tin sau tách từ ảnh ứng dụng để hiểu tốt đối tượng, khám phá vài thông tin hỗ trợ cho việc giải vấn đề cụ thể (Trần Thống Nhất, Nguyễn Kim Lợi, 2009) 2.3 Tổng quan GIS 2.3.1 Định nghĩa Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngành khoa học mới, có nhiều cách tiếp cận khác nhau, có định nghĩa khác GIS Theo Ducker (1979) định nghĩa, GIS trường hợp đặc biệt hệ thống thơng tin, có sở liệu bao gồm quan sát đặc trưng phân bố không gian, hoạt động kiện xác định khoảng khơng đường, điểm, vùng Theo Burrough (1986) định nghĩa, GIS công cụ mạnh dùng để lưu trữ truy vấn, biến đổi hiển thị liệu không gian từ giới thực cho mục tiêu khác Theo Nguyễn Kim Lợi nnk., (2009) Hệ thống thông tin địa lý 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, nhằm hỗ trợ việc thu nhận, lưu trữ, quản lí, xử lí, phân tích hiển thị thơng tin không gian từ giới thực để giải vấn đề tổng hợp từ thông tin cho mục đích người đặt 2.3.2 Chức GIS có chức bản: - Thu thập liệu: liệu sử dụng GIS đến từ nhiều nguồn khác GIS cung cấp công cụ để tích hợp liệu thành định dạng chung để so sánh phân tích - Quản lý liệu: sau liêu thu thập tích hợp, GIS cung cấp chức lưu trữ trì liệu - Phân tích khơng gian: chức quan trọng GIS cung cấp chức nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồng lớp - Hiển thị kết quả: GIS có nhiều cách hiển thị thông tin khác Phương pháp truyền thống bảng biểu đồ thị ñược bổ sung với ñồ ảnh ba chiều Hiển thị trực quan khả ñáng ý GIS, cho phép người sử dụng tương tác hữu hiệu với liệu (Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh Định, Trần Thống Nhất, 2009) 2.4 Các khái niệm 2.4.1 Lớp phủ mặt đất (Lớp thực phủ - Land cover) Lớp phủ mặt đất lớp phủ vật chất quan sát nhìn từ mặt đất thơng qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên tự trồng cấy) sở xây dựng người (nhà cửa, đường sá,…) bao phủ bề mặt đất Nước, băng, đá lộ hay dải cát coi lớp phủ mặt đất (The FAO AFRICOVER Progamme, 1998) 2.4.2 Phân loại lớp phủ mặt đất Sokal (1974) định nghĩa phân loại việc xếp đối tượng theo nhóm tập hợp khác dựa mối quan hệ chúng Một hệ thống phân loại miêu tả tên lớp tiêu chuẩn phân biệt chúng Các hệ thống phân loại có hai định dạng bản, phân cấp khơng phân cấp Một hệ thống phân cấp thường linh hoạt có khả kết hợp nhiều lớp thông tin, lớp quy mô lớn phân chia thành phụ lớp cấp thấp thông tin chi tiết (Theo FAO AFRICOVER Progamme, 1998) Trong phạm vi nghiên cứu đề tài sử dụng hệ thống phân loại phân cấp, có tham khảo theo hệ thống phân loại Mỹ (Anderson nnk., 1976), tổng hợp có chọn lọc phù hợp với điều kiệu thực tiễn Việt Nam Nguyễn Ngọc Thạch (2005) Bảng 2.1: Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với liệu viễn thám Cấp Cấp 11 Khu dân cư 12 Khu thương mại dịch vụ 13 Nhà máy công nghiệp 14 Giao thơng Đơ thị thành phố 15 Cơng trình cơng cộng 16 Cơng trình phúc lợi 17 Khu giải trí thể thao 18 Khu hỗn hợp 19 Đất trống ñất khác Lúa - hoa màu 21 Mùa màng đồng cỏ 22 Cây ăn 23 Chuồng trại gia súc 24 Nông nghiệp khác 31 Đất đồng cỏ Đất bỏ hoang 32 Đất bụi 33 Đất hỗn tạp 41 Rừng thường xanh 42 Rừng rụng Đất rừng 43 Rừng hỗn giao 44 Rừng chặt trụi 45 Vùng rừng bị cháy 51 Suối kênh 10 Lúa vụ Màu lục nhạt đến lục đậm, cấu trúc có dạng vùng lốm đốm Lúa vụ Màu lục đậm đến đậm đen có cấu trúc lốm đốm Cây lâu năm Màu hồng nhạt đến màu tím có cấu trúc khơng xác định Hoa màu Màu vàng nhạt đến vàng đậm Mặt nước Màu tím đậm đến đen, sơng ngòi thường có dạng tuyến Khu dân cư – giao thông Màu xám đến trắng, có cấu trúc khơng xác định, giao thơng thường có dạng tuyến Thiết lập vùng quan tâm (hay gọi mẫu huấn luyện) để tiến hành giải đoán ảnh Việc đánh giá tương quan mẫu huấn luyện vơ quan trọng, chúng cho thấy khả trùng lặp, gây sai số giai đoạn phân lớp đối tượng Đánh giá khác biệt mẫu tính tốn tương quan giá trị phổ cặp mẫu huấn luyện lựa chọn cho tập tin đầu vào cho trước (J.A.Richards, 1999) 4.2.9 Phân loại có kiể sốt Để thực việc phân loại có kiểm sốt, trước hết phải qua giai đoạn xác định nhóm kiểm tra đại diện Các nhóm kiểm tra tập hợp nhóm pixel (ROI) đại diện cho nhóm đối tượng mà người sử dụng muốn đặt kết đầu Để chọn ROI có sai số việc kết hợp kinh nghiệm, hiểu biết từ kết khảo sát thực tế vùng khảo sát sở liệu có quan trọng Tuy nhiên, tượng phối hợp màu ảnh đa phổ độ phân giải thấp nên sai số chọn ROI thường tránh khỏi (Trần Thị Hiền, 2010) Các bước để phân loại khơng kiểm sốt (K- Means) thực sau: Bước 1: Đầu tiên mở ảnh cần phân loại, sau mở ảnh chọn Classification/Unsupervised chọn K- mean Bước 2: Sau chọn K- means xuất hộp thoại Classification Input File, sau chọn ảnh cần phân loại tiếp tục bấm chọn Mask Options/Build mask Bước 3: xuất hộp thoại Mask Definition chọn Options/Import EVFs, xuất hộp thoại Mask Definition Inout EVEs tiếp tục chọn ranh giới khu vực nghiên cứu có đuôi MIF chọn OK Bước 4: Thấy xuất hộp thoại chọn file cần phân loại sau chọn OK,trở lại hộp thoại Mask Definition chọn lưu Memory chọn OK tiếp tục chọn OK hộp thoại Classification Input File Bước 5: xuất hộp thoại K- Means Parameters, mục Number of Classes để chỉnh số lượng đối tượng cần phân loại, nâng lên 10 đến 15 hạ số đối tượng xuống tùy theo yếu tố đề tài cần Sau chọn Choose để chọn đường dẫn lưu file, chọn OK Hình 4.20: Các bước phân loại có kiểm sốt Để tiến hành khoanh ROI đại diện cần thực bước sau : Bước : Mở chuỗi ảnh NDVI cần khoanh ROI Trên công cụ ENVI, chọn File// Open Image File hội thoại Enter Data Filenames xuất hiện, sau chọn đường dẫn để mở chuỗi ảnh NDVI cần phân loại, chọn OK Bước : xuất hộp thoại Available Bands list, bấm chọn RGB Color sau chọn ảnh rõ bấm Load RG Bước : xuất cửa sổ #1, #1 Scroll #1 Zoom, Trên hộp thoại #1 bấm chọn Overla/Region Of Interest, xuất hộp thoại #1 ROI Tool mục ROI Name ta đặt tên cho ROI, mục Color chọn màu ROI, mục Pixels số pixel ta khoanh được, sau mục Window ta chọn vào nút Zoom để bắt đầu khoanh ROI cửa sổ #1 Zoom, sau khu hoàn thành ROI thứ tiếp tục chọn New Region để khoanh ROI Bước : sau hoàn thành việc khoanh ROI ta chọn File/Save ROIs hộp thoại #1 ROI Tool, thấy xuất hộp thoại Save ROIs to File ta chọn Select All Items sau bấm Choose để chọn đường dẫn lưu, chọn OK Hình 4.21 :Các bước tiến hành khoanh ROI 4.2.10 Kết trình phân loại ảnh Sử dụng phương pháp phân loại khơng kiểm sốt (ISO Data), phân loại có kiểm sốt (K- Mean) điều tra thực địa sau xử lý phân loại kết phân loại ảnh thể hình 4.15 4.16 Hình 4.22 : Kết phân loại ảnh năm 2015 Qua kết phân loại ảnh năm 2015, lớp lúa vụ, lúa vụ chiếm diện tích lớn với tổng 23346.318 ha, lớp hoa màu chiếm 3070.728 ha, loại thực phủ có diện tích thấp lớp lâu năm với 1103.822 ha, lại lớp mặt nước 1286.448 khu dân cư giao thơng có diện tích 1899.126 Hình 4.23 : Kết phân loại ảnh năm 2018 Dựa vào kết phân loại năm 2018, thấy lớp lúa vụ lúa vụ chiếm diện tích lớp với 22614.378 ha, lớp hoa màu với 4771.303 ha, lớp chiếm diện tích thấp lớp mặt nước với 4.223 ha, lại lơp lâu năm với 1601.377 ha, khu dân cư giao thông chiếm 1823.351 4.2.11 Kết đánh giá độ xác thống kê biến động Tính độ xác từ thơng tin điều tra thực địa Kết bước tính cơng thức tính dựa theo sách Viễn thám Lê Văn Trung (2005) nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh + Độ xác tồn cục (T): T = (tổng đại lượng đường chéo thể đối tượng/ tổng đại lượng dòng cột)*100 Theo dõi kết Bảng 4.2 ma trận sai số phân loại ảnh + Sai số Kappa (Ќ): Ќ = (T – E)/(1 – E), T độ xác tồn cục cho ma trận sai số; E đại lượng thể mong muốn (kỳ vọng) phân loại xác dự đốn trước Bảng 4.3 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2018 Loại thực phủ Cây lâu năm KDC GT Lúa vụ Lúa vụ Hoa màu Mặt nước Tổng dọc Cây lâu năm 43 0 46 KDC - GT 29 35 Lúa vụ 0 34 35 Lúa vụ 0 40 47 Hoa màu 80 87 Mặt nước 0 0 45 47 Tổng ngang 51 29 37 41 93 46 297 Số Pixel phân loại sai 26 Số Pixel phân loại 271 Đối tượng lâu năm có tổng số 46 điểm khảo sát, kết giải đốn 43 điểm có điểm giải đốn nhầm sang hoa màu Nguyên nhân dó giá trị NDVI hai đối tượng tương đối giống Đối tượng khu dân cư - giao thơng có tổng số 35 điểm khảo sát, 29 điểm, có điểm nhầm qua lâu năm, điểm nhầm sang hoa màu, nguyên nhân khu dân cư có lâu năm hoa màu nên dẫn đến việc giải đốn có nhầm lẫn, điểm nhầm sang mặt nước, nguyên nhân đối tượng có số NDVI tương đối giống nên dẫn đến việc nhầm lẫn , điểm nhầm sang lúa vụ, nguyên nhân có số tuyến đường ngang ruộng lúa nên q trình giải đốn dẫn đến nhầm lẫn Đối tượng lúa vụ có tổng số 35 điểm khảo sát, có điểm nhầm qua hoa màu, nguyen nhân số NDVI đối tượng gần giống nên dẫn đến việc nhầm lẫn Đối tượng lúa vụ có tổng số 47 điểm khảo sát, có điểm nhầm sang lúa vụ điểm nhầm sang hoa màu, nguyên nhân lớp đối tượng có số NDVI cao giống nên dẫn đến việc giải đoán nhằm Đối tượng hoa màu có tổng số 87 điểm khảo sát, có điểm nhầm sang hoa màu điểm nhầm sang lúa vụ, nguyên nhân đối tượng có số NDVI gần tương đương nên dẫn đến việc giải đoán nhầm Đối tượng mặt nước có tổng số 47 điểm khảo sát, 45 điểm có điểm nhầm sang hoa màu, nguyên nhân đất trồng hoa màu có đường nước để tưới tiêu kết hợp với ni thủy sản, nằm sát nên việc giải đoán bị nhầm lẫn Bảng 4.4 Các giá trị tính tổng cột dòng theo kết ma trận sai số bảng 4.3 Loại thực phủ Cây lâu năm KDC - GT Lúa vụ Lúa vụ Hoa màu Mặt nước Cây lâu năm 2346 1334 1702 1886 4278 2116 KDC - GT 1785 1015 1295 1435 3255 1610 Lúa vụ 1785 1015 1295 1435 3255 1610 Lúa vụ 2397 1363 1739 1927 4371 2162 Hoa màu 4437 2523 3219 3567 8091 4002 Mặt nước 2397 1363 1739 1927 4371 2162 Tổng giá trị đường chéo 16836 Tổng giá trị bảng tính 88209 Kết thể Bảng 4.4 tính theo tổng cột tổng dòng loại đối tượng theo thực tế theo giải đoán tương ứng Cụ thể sau Đối với kết mục lâu năm hàng ngang (ở bảng 4.4), ta lấy giá trị ô tổng hàng ngang (bảng 4.3) nhân (*) cho giá trị tổng hàng dọc lâu năm (số 46), kết ghi vào mục lâu năm theo hàng ngang (bảng 4.4) Các giá trị lại (bảng 4.4) cách tính tương tự lâu năm, khác nhân cho số tương ứng mục tổng hàng dọc với đối tượng cần tính Cụ thể KDC – DT (*) 35, lúa vụ (*) 35, lúa vụ (*) 47, hoa màu (*) 87, mặt nước (*) 47 Kết tính độ xác tồn cục: T = (271/297) * 100 =91.2458 % Hệ số kappa: = (T – E)/(1 – E) Trong đố E : tổng đường chéo / tổng giá trị bảng K = (0.912458 – 0.1908) / (1 – 0.1908) = 0.8918 Bảng 4.5 Hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2015 số liệu thu thập CN.VPĐKĐĐ cung cấp năm 2016 loại thực phủ Cây trồng hàng năm lâu năm ni trồng thủy sản, sơng, ngòi, kênh rạch, suối phi nông nghiệp trừ Nuôi trồng thủy sản Số liệutính tốn năm 2015 Số liệu thu thập năm 2016 26417.219 1103.822 25934.04 1313.93 1286.448 1269.94 1899.126 3459.03 0.998252397 Chỉ số tương quan Hình 4.24 Hệ số tương quan số liệu tính tốn 2015 với số liệu thực tế 2016 Bảng 4.6 Hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2018 số liệu thu thập CN.VPĐKĐĐ cung cấp năm 2017 loại thực phủ Cây trồng hàng năm lâu năm nuôi trồng thủy sản, sơng, ngòi, kênh rạch, suối phi nơng nghiệp trừ Ni trồng thủy sản Chỉ số tương quan số liệu tính toán năm 2018 số liệu thu thập năm 2017 27385.681 1601.377 25926.67 1311.99 1358.692 1268.84 1823.351 3469.42 0.997357 Hình 4.25 Hệ số tương quan số liệu tính tốn 2018 với số liệu thực tế 2017 Bảng 4.7 Thống kê loại thực phủ huyện năm 2015 – 2018 Năm 2015 Loại thực phủ Năm 2018 Biến động Diện tích (Ha) Phần Trăm (%) Diện tích (Ha) Phần Trăm (%) Diện tích (Ha) Phần Trăm (%) Lúa vụ 13157.173 42.848 15452.293 48.034 2295.12 5.186 Lúa vụ 10189.318 33.182 7162.085 22.263 -3027.233 -10.918 Hoa màu 3070.728 10.000 4771.303 14.831 1700.575 4.831 CLN 1103.822 3.594 1601.377 4.977 497.555 1.383 Mặt nước 1286.448 4.189 1358.692 4.223 72.244 0.034 KDC - GT 1899.126 6.184 1823.351 5.668 -75.775 -0.516 Dựa vào kết nhận ta thấy diện tích đất lúa vụ giảm nhiều (hơn 10%), lớp lúa vụ có chiều hướng tăng (trên 5%), lớp lại biên động lên xuống mức ổn định khơng q 1.5% Hình 4.26 Thống kê diện tích thực phủ huyện Cờ Đỏ giai đoạn 2015 – 2018 Dựa vào hình 4.24 thấy lớp mặt nước khu dân cư – giao thông ổn định bị biến động, lớp lúa vụ lúa vụ có biến động lớn, với thể hình lúa vụ năm 2015 đến 2018 giảm rõ rệt lúa vụ năm 2015 có diện tích ~14.000 đến năm 2018 tăng lên ~16.000 ha, lớp lại giao động mức ổn định khoảng Bảng 4.8 Thống kê lớp phủ thực vật theo đơn vị hành huyện Cờ Đỏ năm 2015 Loại Tên xã Đơn vị (Ha) thực phủ Thới Xuân Thạnh Phú Lúa vụ 964.26 Lúa vụ Thới Đông TT Cờ Đỏ Đông Thắng Thới Hưng 4873.93 1064.270 204.17 473.66 411.371 3097.44 222.809 312.21 538.36 Hoa màu 191.99 552.607 173.815 CLN 50.901 320.077 Mặt nước 50.036 KDC - GT 65.833 Trung Hưng Đông Hiệp Trung An Trung Thạnh 1422.33 2300.723 402.37 791.01 660.413 2798.48 425.621 864.85 397.31 1120.850 135.71 144.96 1198.949 210.947 236.14 53.456 172.134 95.318 40.520 76.050 439.916 31.307 48.253 0.991 0.489 289.672 55.140 73.306 40.431 580.756 60.759 52.101 21.416 62.831 364.247 113.449 102.57 48.871 830.753 112.045 84.337 47.537 129.483 Bảng 4.9 Thống kê lớp phủ thực vật theo đơn vị hành huyện Cờ Đỏ năm 2018 Loại thực phủ Đơn vị (Ha) Tên xã Thới Xuân Thạnh Phú Thới Đông TT Cờ Đỏ Đông Thắng Thới Hưng Trung Hưng Đông Hiệp Trung An Trung Thạnh Lúa vụ 897.074 4906.082 1149.236 355.570 1278.635 1606.745 2325.316 938.049 623.292 1372.294 Lúa vụ 539.232 3694.684 502.817 133.355 46.523 390.453 667.374 120.787 514.230 552.630 Hoa màu 96.219 577.402 85.668 135.129 157.616 2834.097 308.021 244.618 52.994 279.539 CLN 70.661 218.677 69.294 61.763 89.061 590.086 126.270 201.560 35.367 138.638 Mặt nước 22.783 291.487 41.964 46.936 14.268 772.452 59.594 44.278 14.076 50.854 KDC - GT 66.437 265.949 114.004 105.744 51.243 832.356 115.826 88.782 50.765 132.245 Qua kết bảng 4.4 4.5 ta có kết biến động bảng sau : Bảng 4.10 Diện tích biến động lớp thực phủ theo xã giai đoạn năm 2015- 2018 Loại thực phủ Lúa vụ Tên xã Thới Xuân -67.189 Thạnh Phú 32.148 Thới Đông 84.966 Đơn vị (%) TT Cờ Đỏ Đông Thắng Thới Hưng 151.394 804.966 184.412 Trung Hưng 24.593 Đông Hiệp 535.67 Trung An -167.721 Trung Thạnh 711.881 Lúa vụ 127.861 597.239 280.008 -178.857 -491.84 -2408.03 241.753 -744.07 116.92 -568.22 Hoa màu -95.78 24.795 -88.147 -0.583 12.653 1635.148 97.074 8.472 -0.462 107.405 CLN 19.76 -101.4 -26.024 21.243 13.011 150.17 94.963 153.307 34.376 138.149 Mặt nước -27.253 1.815 -13.176 -26.37 -26.163 191.696 -1.165 -7.823 -7.34 -11.977 KDC -GT 0.604 -98.298 0.555 3.173 2.372 1.603 3.781 4.445 3.228 2.762 Hình 4.27 Biểu đồ biến động thực phủ theo xã giai đoạn 2015 – 2018 Từ số liệu thu thập được, ta thấy diện tích thực phủ biến động lớn nằm lớp đất hoa màu lúa vụ, lớp lại biến động lên xuốn với số lượng chưa đáng kể Điển hình xã Thới hưng diện tích lúa vụ giảm đáng kể chiếm 79.54% tổng diện tích giảm lớp lúa vụ tăng diện tích lớp hoa màu lên 1635.148 chiếm 96.152 % tổng số diện tích tăng lớp hoa màu tăng Ở số xã Trung Thạnh, Đông Hiệp, Đông Thắng người dân chuyển dần từ canh tác lúa vụ sang canh tác lúa vụ Nên thấy diện tích lớp lúa vụ xã giảm xuống rõ rệt tăng diện tích lớp lúa vụ tăng lên Còn lớp khu dân cư- giao thông, lâu năm, mặt nước biến động không đáng kể giao động từ 0.03% đến 1.4% CHƯƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ, có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh Do đó, việc theo dõi biến động lớp thực phủ cung cấp cho ta thông tin lớp phủ diện tích biến đổi Đó thay đổi quy mơ, diện tích, hình dạng Đây sở để đưa sách quản lý sử dụng có hiệu hợp lý Công nghệ viễn thám kết hợp với GIS cho cho độ xác cao khách quan đánh giá biến đổi lớp phủ thực vật Đề tài áp dụng công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ lớp thực phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ giai đoạn 2015 - 2018 kết biến động lớp phủ thực vật giai đoạn 2015- 2018 sau : Kết tính tốn năm 2015 ta có, diện tích lúa vụ 13157.173ha, diện tích lúa vụ 10189.318 ha, diện tích hoa màu 3070.728ha, diện tích lâu năm 1103.822ha, diện tích mặt nước 1286.448ha, diện tích khu dân cư – giao thơng 1899.126ha Kết tính tốn năm 2018 ta có, diện tích lúa vụ 15452.293ha, diện tích lúa vụ 7162.085ha, diện tích hoa màu 4771.303ha, diện tích lâu năm 1601.377ha, diện tích mặt nước 1358.692ha, diện tích khu dân cư – giao thơng 1823.351ha Từ kết diện tích ta tính số phần trăm biến động đối tượng Đối tượng lúa vụ tăng 5.186%, lúa vụ giảm 10.918%, hoa màu tăng 4.831%, lâu năm tăng 1.383%, mặt nước tăng 0.034 %, khu dân cư – giao thông giảm 0.516% Hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2015 với số liệu thực tế cửa năm 2016 cao (0.998252397) hệ số tương quan số liệu tính tốn năm 2018 so với số liệu thực tế năm 2017 cao (0.997357) Dựa vào hệ số tương quan giửa hai số liệu ta kết luật việc áp dụng ảnh Landsat cho kết nhanh chóng độ sát sau giải đốn cao Ngồi việc sử dụng liệu viễn thám thường xuyên bị lỗi gây nhiều khó khăn cho q trình giải đốn Tuy nhiên, sử dụng cơng cụ hỗ trợ cách xác hợp lý cho kết quả giải đốn với độ xác cao So với việc thống kê đo dạc truyền thống việc sử dụng tư liệu viễn thám để thành lập đồ trạng lớp thực phủ đơn giản nhanh nhiều Nếu áp dụng sâu rộng tiết kiệm nhiều thời gian, kinh phí cơng sức mà thu kết tương đồng, chí vượt trội phương pháp truyền thống Ảnh Landsat áp dụng nhiều rộng rãi cho đề tài nghiên cứu đánh giá độ xác, biến động lớp thực phủ biết diện tích lớp phủ mặt đất Nhưng đề tài nghiên cứu trước chưa áp dụng phương pháp ghép chuỗi ảnh số thực vật (NDVI), đề tài áp dụng thêm phương pháp ghép chuỗi ảnh số thực vật (NDVI) Phương pháp cho biết trạng thái phát triển trồng qua thời điểm thể ảnh NDVI thông qua giá trị độ sáng pixel ảnh NDVI, tất ảnh NDVI chụp thời gian định cần phải có liên kết với để qua cho thấy thay đổi thảm thực vật Ảnh Landsat áp dụng để xác định nhiệt độ khu vực cần nghiên cứu, đồ sinh khối, ảnh hồng ngoại nhiệt để nghiên cứu tượng ngầm lòng đất 5.2 Kiến nghị Do hạn chế thời gian nên đề tài thành lập đồ lớp thực phủ năm 2015 2018 đồ biến động thực phủ giai đoạn năm 2001 – 2010 Để có kết cao hơn, nên sử dụng thêm nhiều ảnh nửa tháng năm, thêm thời gian để khảo xác thực địa để độ xác tốt Do thu thập sử dụng tư liệu ảnh miễn phí nên độ phân giải chưa cao, đó, chưa nhận kết có độ xác cao Tìm hiểu kết hợp nhiều phương pháp phân loại loại liệu ảnh viễn thám khác để thực giải đoán nhằm đạt kết tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Trung, 2010, Viễn Thám, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM Nguyễn Duy Liêm, 2011, Ứng dụng công nghệ viễn thám, Hệ thống thơng tin địa lý mơ hình tốn tính tốn cân nước lưu vực sơng Bé, Khóa luận tốt nghiệp, ĐH Nơng Lâm TPHCM Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh Định, Trần Thống Nhất, 2009, Hệ thống thông tin địa lý nâng cao, NXB Nông Nghiệp Trần Thống Nhất, Nguyễn Kim Lợi, 2009, Viễn thám bản, NXB Nông Nghiệp Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011, “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ trồng, lập đồ trạng biến động lớp phủ vùng đồng sông Hồng giai đoạn 2008 – 2010”, Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2011, NXB Nông nghiệp Nguyễn Xuân Trung Hiếu, 2013, Ứng dụng viễn thám GIS thành lập Đồ biến Động loại thực phủ Địa bàn Thành Phố Huế - Tỉnh Thừa Thiên Huế, Khóa luận tốt nghiệp, ĐH Nông Lâm TPHCM Lê Văn Tiên, 2017, “Ứng dụng GIS viễn thám đánh giá biến động đất trồng lúa giai đoạn 2010 – 2015 địa bàn tỉnh Hậu Giang” Khóa luận tốt nghiệp, ĐH Tây Đơ thành phố Cần Thơ Cổng thông tin điện tử Thành Phố Cần Thơ (2017) Lê Đại Ngọc, 2014, “Ảnh vệ tinh Landsat phục vụ hiệu chỉnh đồ địa hình tỷ lệ :250000 nhr hơn” 10 http://landsat.usgs.gov/landsat8.php Thông tin chi tiết vệ tinh Landsat quan Đo đạc địa chất Mỹ cung cấp USGS 11 Lê Văn Trung (2005) nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh ... vị trí địa lý, nhằm hỗ trợ định công tác quy hoạch quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường Vì việc Ứng dụng ảnh Landsat thành lập đồ loại thực phủ địa bàn huyện Cờ Đỏ, thành phố Cần Thơ giai... Hinh4.1 : Ảnh Landsat thu thập ngày 24/01/2015 - Ảnh Landsat huyện Cờ Đỏ, Cần Thơ - Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ - Các văn pháp luật để làm cứ, sở pháp lý - đồ ranh giới hành huyện. .. cứu viễn thám công nghệ GIS Theo Nguyễn Xuân Trung Hiếu (2013) với đề tài Ứng dụng viễn thám va GIS thành lập đồ biến động loại thực phủ địa bàn Thành Phố Huế - tỉnh Thừa Thiên Huế” Đề tài thực