Sử dụng viễn thám đa thời gian phân tích xu hướng đô thị hoá của các tỉnh đông nam bộ

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN SĨ NAM SỬ DỤNG VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN PHÂN TÍCH XU HƯỚNG ĐƠ THỊ HỐ CỦA CÁC TỈNH ĐƠNG NAM BỘ Chun ngành : Bản đồ, Viễn thám Hệ thông tin địa lý Mã số ngành: 60 44 76 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Hồ Đình Duẫn Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 06 tháng 01 năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Sĩ Nam Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 28/11/1978 Nơi sinh: Thừa Thiên Huế Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám, hệ thống thông tin địa lý MSHV: 01006240 TÊN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN PHÂN TÍCH XU HƯỚNG ĐƠ THỊ HỐ CỦA CÁC TỈNH ĐÔNG NAM BỘ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân loại đánh giá biến động loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu với giai đoạn năm 1989-2001-2006 - Đánh giá q trình phát triển khơng gian thị hố theo mốc thời gian cụ thể từ năm 1989-2001-2006 - Trên sở q trình phát triển thị q khứ, dự đoán xu khuynh hướng phát triển thị thị hố khu vực nghiên cứu tương lai NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2008 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2008 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS HỒ ĐÌNH DUẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thơng qua Ngày TRƯỞNG PHỊNG ĐT-SĐH tháng năm TRƯỞNG KHOA QUẢN LÝ NGÀNH i LỜI CẢM ƠN Trong trình học cao học ngành hệ thống thơng tin địa lý, khoá 2006 năm học 2006 - 2008 Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt thời gian thực luận văn, nhận hướng dẫn, đóng góp nhiệt tình nội dung khoa học luận văn từ TS Hồ Đình Duẫn Xin cảm ơn anh chị Trung tâm Viễn thám Hệ thông tin địa lý - Viện Địa lý Tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt ThS Lâm Đạo Nguyên tần tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ tư liệu ảnh viễn thám để giúp hoàn thành luận văn Ngồi tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy Bộ mơn Địa Tin học - Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh học viên lớp GIS khố 2006 Với hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình tinh thần khoa học nghiêm túc, cộng với nỗ lực thân điều kiện vừa học tập, nghiên cứu vừa phải hồn thành cơng việc người cơng chức, tơi cố gắng hồn thành luận văn cao học ngành Bản đồ, Viễn thám hệ thống thông tin địa lý Cho phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới nhà khoa học, giáo viên bạn học giúp tơi hồn thành luận văn này.Tơi xin cam đoan danh dự cơng trình khoa học Xin chân thành cảm ơn ii TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cùng với phát triển tăng trưởng kinh tế xã hội mở rộng thị thị hố hai yếu tố ln song hành với Trong công tác quản lý quy hoạch phát triển thị cơng tác dự báo xu hướng phát triển mặt không gian, xu hướng thị hố yêu cầu quan trọng Viễm thám với ảnh đa thời gian kết hợp với hệ thông tin địa lý cho phép lập đồ biến động loại hình sử dụng đất qua giai đoạn khứ Với kết đạt từ phân loại ảnh viễn thám, sử dụng phương pháp phân tích chồng lớp hệ thơng tin địa lý để tìm quy luật, xu hướng phát triển mở rộng đô thi khứ làm để dự báo xu hướng thị hố tương lai Trong luận văn sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian thời điểm năm 1989-2001-2006 với khu vực nghiên cứu nằm thuộc ba tỉnh tam giác kinh tế trọng điểm Bình Dương, Đồng Nai, Thành phố Hồ Chí Minh thuộc Miền Đơng Nam Bộ có tốc độ phát triển kinh tế cao thị hố nhanh Kết đạt đồ phân loại sử dụng đất năm 1989-20012006 với tỉ lệ 1:100.000, đồng thời qua việc phân tích xu hướng phát triển bành trướng mở rộng đô thị khứ dự báo xu hướng đô thị hóa khu vực nghiên cứu cho năm 2010 2015 iii ABSTRACT Along with the social-economic development and growth, spatial urban expansion and urbanization are two elements that alway go together In urban planning management, the task of forecasting the spatial expansion trend, as well as trends of urbanization is one of the most important requirements Multi-date Remote Sensing imageries associated with geographic information systems allows us to map changes in land use over the periods in the past With the results achieved from classified the Remote Sensing images, using the methods of analysis of Geographical Information Systems (GIS) we can find out the rules, the trends of urbanization in the past, and use it as the basis to forecast trends of urbanization in the future This study uses satellite images of the years 1989-2001-2006 with the research area encompassing three provinces located in the triangle key economy is Binh Duong, Dong Nai, Ho Chi Minh of Mien Dong Nam Bo region, an area that has fast economic development and rapid urbanization Results achieved are classified maps of land use in the years 1989-2001-2006 with the scale of 1:100.000; also, the trend analysis of urban development in the past can help predict the trend of urbanization of the study area of research for the period 2010-2015 iv MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn thạc sĩ Mục lục Danh mục hình vẽ sơ đồ Danh mục bảng biểu Danh mục phụ lục Phần Mở đầu 01 1.1 Đặt vấn đề - lý thực đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 01 02 1.3 Tiềm ứng dụng đề tài 03 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 03 1.5 Nội dung nghiên cứu 03 1.6 Phương pháp nghiên cứu 05 1.7 Ý nghĩa khoa học luận văn 06 Phần Tổng quan 07 2.1 Tổng quan viễn thám 2.1.1 Khái niệm viễn thám 2.1.2 Các ứng dụng viễn thám Việt Nam 07 07 08 2.2 Hệ thông tin địa lý 08 2.2.1 Khái niệm hệ thông tin đại lý 08 2.2.2 Những thuận lợi ứng dụng GIS 09 2.3 Liên kết tư liệu viễn thám hệ thông tin địa lý 10 2.4 Khái niệm đô thị 11 2.5 GIS viễn thám ứng dụng nghiên cứu đô thị 12 v 2.5.1 Xác định mơ tả diện tích đất thị 14 2.5.2 Phân tích phân loại đất thị 14 2.5.3 Đo đạc theo dõi tính chất vật lý môi trường đất độ thị 14 2.5.4 Phân tích số liệu đặc trưng kinh tế xã hội đô thị 15 2.5.5.Theo dõi , quan sát ghi nhận thay đổi tăng trưởng đất đô thị theo thời gian 16 2.6 Sơ lược cơng trình nghiên cứu có liên quan 16 2.6.1 Các cơng trình áp dụng cho Việt Nam 16 2.6.2 Các cơng trình áp dụng cho ngồi nước 19 2.6.3 Nhận xét chung cơng trình nghiên cứu 21 2.7 Giới thiệu sơ lược vùng Đông Nam Bộ 22 2.7.1 Vị trí địa lý 22 2.7.2 Tình hình kinh tế xã hội 23 2.7.3 Tình hình sử dụng đất 24 2.7.5 Những hạn chế thách thức 25 Phần Cơ sở khoa học sử dụng ảnh viễn thám phân loại sử dụng đất phân tích biến động 26 3.1 Vai trò viễn thám lập phân loại sử dụng đất 26 3.2 Các loại hình sử dụng đất 3.3 Quy trình thực 27 28 3.3 Phân tích ảnh viễn thám 3.3.1 Kỹ thuật chỉnh sửa khơi phục hình ảnh 29 29 3.3.2 Tăng cường chất lượng ảnh 29 3.3.3 Ứng dụng histogram 3.3.4 Các thuật toán biến đổi ảnh 29 30 vi 3.3.4.1 Biến đổi tạo ảnh tỷ số 30 3.3.4.2 Biến đổi tạo ảnh dựa số thực vật NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 30 3.3.4.3 Chỉ số TVI ( Transform Vegetation Index) 31 3.3.4.4 Chỉ số VSW (Vegetation – Soil- Water index) 31 3.3.5 Xử lý ảnh giải đoán ảnh 32 3.3.6 Chọn vùng mẩu lấy mẫu 33 3.3.7 Phân tích thành phần 34 34 3.3.8 Phân loại ảnh 3.4 Phân tích biến động sử dụng đất 38 3.4.1 Tổng quan phương pháp phân tích biến động 38 3.4.1.1Phương pháp trừ ảnh 38 3.4.1.2 Phương pháp tạo ảnh tỷ số 38 3.4.1.3 Phương pháp so sánh biến động sau phân loại 39 3.4.2 Ma trận biến động sử dụng đất năm 40 Phần Ứng dụng ảnh viễn thám đa thời gian khu vực nghiên cứu để phân loại sử dụng đất phân tích biến động 42 4.1.Khu vực nghiên cứu 42 4.1.1 Vị trí địa lý 4.1.2 Diện tích dân số 42 43 4.1.3 Địa hình địa mạo 44 4.1.4 Khí hậu 44 4.1.4 Đặc điểm kinh tế xã hội 45 4.2 Thành lập đồ phân loại đất áp dụng cho khu vực nghiên cứu 45 4.2.1 Nguồn tài liệu sử dụng 45 4.2.2 Cơ sở tốn học độ xác 47 4.2.3 Kết trình thực 48 vii 4.2.3.1.Kết số thống kê 48 4.2.3.2.Tạo ảnh tỉ số NDVI 50 4.2.3.3.Kết phân tích thành phần 50 4.3 Kết tiến hành phân loại 51 4.3.1 Kết phân loại sử dụng đất năm 1989 52 4.3.2 Kết phân loại sử dụng đất năm 2001 54 4.3.3 Kết phân loại sử dụng đất năm 2006 56 4.4.Kết phân tích biến động 59 4.4.1 Sự thay đổi loại hình sử dụng đất từ 1989-2001 59 4.4.2 Sự thay đổi loại hình sử dụng đất từ 2001-2006 61 Phần Xu hướng phát triển đô thị hoá khu vực nghiên cứu 64 5.1 Khái niệm thị hố 64 5.2 Tác động thị hố 5.3 Các khái niệm mô hình phát triển thị 66 66 67 5.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển đô thị 5.3.2 Các loại mơ hình phát triển thị 65 5.4 Các số liệu dân số khu vực nghiên cứu 5.4.1 Số liệu dân số năm 1989-2001-2006 68 68 5.4.2.Dự báo số liệu dân số năm 2010-2015 69 5.5.Q trình phát triển thị khu vực nghiên cứu 71 5.6 Dự báo xu hướng đô thị hoá 5.7 Đề xuất mơ hình hướng phát triển đô thị Kết luận 79 82 Kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo Phụ lục 75 84 85 87 ... ngành: Bản đồ, Viễn thám, hệ thống thông tin địa lý MSHV: 01006240 TÊN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN PHÂN TÍCH XU HƯỚNG ĐƠ THỊ HỐ CỦA CÁC TỈNH ĐƠNG NAM BỘ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân loại... Phần Cơ sở khoa học sử dụng ảnh viễn thám phân loại sử dụng đất phân tích biến động 26 3.1 Vai trò viễn thám lập phân loại sử dụng đất 26 3.2 Các loại hình sử dụng đất 3.3 Quy...ắc Các khu vực khoan tròn khu vực đề xu? ??t phát 78 triển khu đất dành cho đô thị , mũi tên hướng phát triển khơng gian Hướng phát triển không gian đề xu? ??t hướng Đông, hướng Tây, hướng Đông Bắc, hướ