Tích hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý GIS để đánh giá biến động đất rừng huyện EA SUP tỉnh đắc lắc

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
PHẠM XUÂN HƯNG TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ðỊA LÝ (GIS) ðỂ ðÁNH GIÁ BIẾN ðỘNG ðẤT RỪNG HUYỆN EA SÚP TỈNH ðẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Mã số ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI 60 62 16 Người hướng dấn khoa học: PGS.TS PHẠM VỌNG THÀNH HÀ NỘI – 2010 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Xuân Hưng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i LỜI CẢM ƠN ðối với ñề tài lĩnh vực hoàn toàn phức tạp, dành nhiều thời gian cho nghiên cứu, Kinh nghiệm thân, trình độ kiến thức có hạn luận văn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhiều ý kiến đóng góp chuyên gia, nhà khoa học, thầy giáo bạn đồng nghiệp để kết luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành PGS.TS Phạm Vọng Thành tận tình hướng dẫn tơi suốt trình nghiên cứu thực nghiệm luận văn Qua tơi chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Tài nguyên Môi trường, Trung tâm Viễn thám Quốc gia, Chính quyền nhân dân huyện Ea Súp, gia đình, bạn bè tạo diều kiện giúp đỡ tơi q trình làm luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Xuân Hưng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết ñề tài 1.2 Mục ñích, ñối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.4 Những đóng góp ñề tài TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Khái niệm phân loại rừng Việt Nam 2.1.1 ðặc trưng rừng Việt Nam 2.1.2 Phân loại trạng thái rừng Việt Nam 2.1.3 Một số hệ thống phân loại rừng áp dụng ñịa phương 2.1.4 Khái quát thảm thực vật khu vực huyện Ea Súp 11 2.2 Công nghệ viễn thám 12 2.2.1 Khái niệm viễn thám 12 2.2.2 ðịnh nghĩa viễn thám 12 2.2.3 Hiện trạng khả ứng dụng viễn thám 14 2.2.4 Nguyên lý tính chất phổ ảnh viễn thám 20 2.2.5 Các loại vệ tinh ảnh vệ tinh 21 2.2.6 Dữ liệu ảnh số dùng viễn thám 25 2.2.7 Khả cung cấp thông tin ảnh viễn thám 28 2.2.8 Giải đốn ảnh viễn thám mắt 29 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii 2.2.9 Giải đốn ảnh vệ tinh xử lý số 31 2.2.10 Nhu cầu khả ứng dụng viễn thám Việt Nam 36 2.3 Hệ thống thông tin ñịa lý - GIS 41 2.3.1 Khái niệm GIS 41 2.3.2 Các chức GIS 44 2.3.3 Cấu trúc liệu GIS 45 2.3.4 Khả phân tích thơng tin GIS 46 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG 48 3.1 Cách tiếp cận 48 3.2 Phương pháp nghiên cứu 48 3.3 Nội dung nghiên cứu 51 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 4.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 53 4.1.1 ðiều kiện tự nhiên 53 4.1.2 Thực trạng kinh tế xã hội 60 4.2 Nguồn liệu thu thập, bước xử lý ảnh, kết 75 4.2.1 Các nguồn liệu thu thập 75 4.2.2 Các bước xử lý ảnh, kết ñạt ñược 78 4.3 Kết thực nghiệm 93 4.3.1 Xây dựng ñồ sử dụng ñất rừng năm 2004 2009 93 4.3.2 Xây dựng ñồ biến ñộng sử dụng ñất hai thời kỳ 2004 2009 96 4.3.3 Nhận xét kết thực nghiệm 102 KẾT LUẬN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Phân loại ñất lâm nghiệp dự án JICA 1999-2002 10 2.2 Phân loại ñất rừng huyện Ea Súp 11 2.3 Các thông số hệ thống SPOT 23 2.4 Các thơng số cảm TM ETM: 24 2.5 Thông số kỹ thuật cảm MESSR 25 2.6 Cách lưu liệu số ứng với loại ảnh vệ tinh 27 2.7 Khố giải đốn ảnh Landsat (ảnh tổng hợp màu giả FCC) 30 4.1 Nguồn liệu ảnh vệ tinh 76 4.2 Các loại hình sử dụng đất huyện Ea Súp 81 4.3 Các mẫu ảnh vệ tinh 85 4.4 ðộ xác kết phân loại tệp mẫu năm 2004 87 4.5 ðộ xác kết phân loại tệp mẫu năm 2009 88 4.6 Toạ ñộ ñiểm kiểm chứng kết trùng khớp 91 4.7 Thổng kê diện tích đất huyện Ea Súp năm 2004 94 4.8 Thổng kê diện tích đất huyện Ea Súp năm 2009 96 4.9 Sự thay đổi loại hình sử dụng đất thời kỳ 2004-2009 100 4.10 Thống kê diện tích loại đất năm 2004 2009 101 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Ngun lý thu nhận liệu viễn thám 13 2.2 Phân loại sóng điện từ kênh sử dụng viễn thám 21 2.3 Hệ thống vệ tinh SPOT -5 22 2.4 Dữ liệu ảnh vệ tinh ñược sử dụng ñể cung cấp thông tin 26 2.5 Sơ ñồ nguyên lý trình phân loại xử lý số 32 3.1 Sơ đồ quy trình thành lập đồ biến động rừng tích hợp Viễn thám GIS 52 4.1 Sơ đồ vị trí huyện Ea Súp 53 4.2 Ảnh vệ tinh Spot - chụp năm 2004 76 4.3 Ảnh vệ tinh Spot - chụp năm 2009 77 4.4 Khu vực huyện Ea Súp Ảnh Vệ tinh năm 2004 79 4.5 Khu vực huyện Ea Súp Ảnh Vệ tinh năm 2009 79 4.6 ðất khu dân cư (ðường Lạc Long Quân TT Ea Súp) 82 4.7 ðất Ao Hồ (Hồ Ea Súp Thượng) 82 4.8 ðất trồng lúa (xã Ea Lê) 82 4.9 Cây bụi, cỏ (xã Ia Rvê) 83 4.10 Rừng khộp (xã Ia Lốp) 83 4.11 Rừng trung bình (xã Cư M’lan) 83 4.12 Rừng kín (xã Cư M’lan) 84 4.13 ðất chưa sử dụng (xã Ea Bung) 84 4.14 Ảnh phân loại năm 2004 90 4.15 Ảnh phân loại năm 2009 90 4.16 Bản ñồ sử dụng ñất thảm rừng năm 2004 94 4.17 Biểu ñồ sử dụng ñất thảm rừng năm 2004 95 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi 4.18 Bản ñồ sử dụng ñất thảm rừng năm 2009 95 4.19 Biểu ñồ sử dụng ñất thảm rừng năm 2009 96 4.20 Ảnh biến ñộng trạng 2004-2009 98 4.21 Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 2004 - 2009 99 4.22 Biểu ñồ thay ñổi trạng 2004 – 2009 102 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết ñề tài Nền kinh tế nước nói chung, tỉnh, thành phố nói riêng phát triển nhanh hai mươi năm qua Q trình thị hóa, cơng nghiệp hố phát triển nhanh kéo theo dần ñi ñất canh tác ðể ñáp ứng nhu cầu người ñảm bảo an ninh lương thực Quốc gia việc chuyển từ đất rừng sang sử dụng vào mục đích Nơng nghiệp khác điều khơng tránh khỏi, với tình trạng du canh, du cư khai thác rừng bất hợp lý ñã huỷ diệt diện tích rừng rộng lớn, làm tổn hại đến mơi trường sinh thái, gây tượng biến đổi khí hậu khơ hạn, lũ qt, sạt lở đất … ảnh hưởng nghiêm trọng ñến ñời sống nhân dân Biến ñộng sử dụng ñất xảy nhiều nguyên nhân có chuyển đổi tự phát từ ñất nông nghiệp sang ñất phi nông nghiệp, ñất nuôi trồng thuỷ sản cấu trồng khác Bên cạnh diện tích rừng bị thu hẹp dần khai thác sử dụng cho mục đích khác, dẫn ñến suy giảm chức bảo vệ môi trường Trong năm gần đây, Nhà nước có sách cho việc khơi phục rừng, kết chưa đủ bù đắp phần diện tích rừng bị hàng năm, chất lượng rừng tiếp tục bị suy thoái nghiêm trọng Nhiệm vụ bảo vệ, quản lý, phát triển kinh doanh rừng không vấn đề riêng ngành Nơng nghiệp, chun gia rừng mà trở thành vấn đề tồn xã hội ðể quản lý, bảo vệ đất đai nói chung đất rừng nói riêng có cần có theo dõi biến ñộng thường xuyên nhằm ñưa giải pháp thích hợp ðã có nhiều nghiên cứu đánh giá biến ñộng sử dụng ñất dựa vào ñồ trạng sử dụng ñất cấp theo chu kỳ năm lập theo phương pháp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp truyền thống Nếu cần phải ñánh giá trang sử dụng ñất chu kỳ ngắn gặp nhiều khó khăn thời gian, nhân lực, kinh phí tính tự động hố cơng việc khơng có hình ảnh trực quan vừa sở khoa học vừa có tính khái qt biến ñộng sử dụng ñất từ ñầu ðã từ lâu kỹ thuật viễn thám ñược nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực có lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên ñã trở nên phổ biến phương pháp hiệu cập nhật thông tin nhằm phục vụ cho công tác quản lý, khai thác tài nguyên thiên nhiên, nghiên cứu mơi trường biến động bề mặt vùng hay lãnh thổ rộng lớn; ñặc biệt ñối với nơi mà khơng thể đến phương pháp đo đạc truyền thống khó thực ñược vùng núi cao, vùng ñầm lầy, v.v… Kể từ năm 1980 ảnh viễn thám ñã bắt ñầu du nhập vào nước ta có nhiều ñề tài khoa học nhiều ngành kỹ thuật quan tâm ứng dụng có ngành Trắc địa Bản đồ, Tài ngun Mơi trường Tuy nhiên, việc đưa tiến vào thực tế sản xuất cấp sở cịn cịn mang tính thăm dị, chưa có nhiều chứng minh tính ưu việt cơng tác quản lý Cùng với phát triển công nghệ thông tin hệ thống định vị tồn cầu GPS viễn thám GIS chứng tỏ cơng cụ ñặc biệt hữu hiệu hỗ trợ cho hoạt ñộng người nhằm làm chủ thiên nhiên xã hội Nhiều nước giới coi GIS cơng nghệ then chốt để ứng dụng số ngành khoa học GIS không công cụ hỗ trợ hiệu cho q trình hoạch ñịnh sách quản lý kinh tế xã hội địa phương mà cịn phương tiện để nâng cao chất lượng hoạt động quản lý Giải pháp tích hợp viễn thám GIS xây dựng ñồ trạng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... tính ưu việt việc sử dụng công nghệ viễn thám GIS cơng tác đánh giá biến động đất thảm thực vật rừng - Việc ứng dụng tư liệu viễn thám với hệ thơng tin địa lý (GIS) vào cơng tác thành lập đồ trạng... cầu thực tiễn chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Tích hợp viễn thám hệ thơng tin địa lý (GIS) ñể ñánh giá biến ñộng ñất rừng huyện Ea Súp tỉnh ðắk Lắk” Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận... việc tự động hóa số khâu quy trình cơng nghệ thành lập đồ ðưa quy trình cụ thể khả ứng dụng ảnh viễn thám hệ thống thơng tin địa lý, kỹ thuật xử lý ảnh số ñánh giá biến ñộng ñất thảm rừng vào thực