Ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh QUICKBIRD xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 xã đa tốn, huyện gia lâm hà nội tỷ lệ 15000

luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI --------------- LÊ THỊ LAN ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH QUICKBIRD XÂY DỰNG BẢN ðỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ðẤT NĂM 2010 Xà ðA TỐN, HUYỆN GIA LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI TỶ LỆ 1:5000 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN KHẮC THỜI HÀ NỘI – 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2010 Người cam ñoan Lê Thị Lan Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin ñược bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc ñến PSG.TS. Nguyễn Khắc Thời – Phó trưởng Khoa Tài nguyên và Môi trường, trường ñại học Nông nghiệp Hà Nội - người ñã hướng dẫn, giúp ñỡ rất tận tình trong thời gian tôi học tập tại trường và hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học. Tôi xin cảm ơn thầy TS. Trần Quốc Vinh và các thầy cô giáo Bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và Hệ thống thôn tin ñịa lý, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Viện sau ñại học, trường ñại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã giảng dạy, ñóng góp nhiều ý kiến, tạo ñiều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Gia Lâm, cán bộ ñịa chính xã ða Tốn ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình. Cuối cùng tôi xin cảm ơn bố, mẹ, những người thân trong gia ñình và bạn bè ñã ñộng viên, là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi học tập và công tác. Tác giả luận văn Lê Thị Lan Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC 1. ðẶT VẤN ðỀ .1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài .1 1.2. Mục ñích và yêu cầu .3 2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU .4 2.1 Tổng quan về Viễn thám .4 2.1.1 Tổng quan về công nghệ viễn thám .4 2.1.2. Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám .9 2.1.3. Các vệ tinh viễn thám .14 2.1.4. Tư liệu sử dụng trong viễn thám .18 2.1.5. Xử lý ảnh viễn thám .21 2.2. Tổng quan về bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 27 2.2.1. Khái niệm, mục ñích, yêu cầu .27 2.2.2. Cơ sở toán học và ñộ chính xác của bản ñồ HTSDð .29 2.2.3. Tỷ lệ thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất .30 2.2.4. ðộ chính xác của bản ñồ HTSDð .31 2.2.5. Nội dung và nguyên tắc biểu thị các yếu tố nội dung trên bản ñồ HTSDð 33 2.2.6. Các phương pháp thể hiện nội dung của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất .37 2.2.7. Các phương pháp thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất .38 2.2.8. Tình hình ứng dụng viễn thám thành lập bản ñồ HTSDð. 40 2.3. Sử dụng ảnh Quickbird trong nghiên cứu thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 44 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .47 3.1. Nội dung 47 3.1.1. ðiều tra ñiều kiện tự nhiên - thực trạng sử dụng ñất 47 3.1.2. Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất .47 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 3.1.3. ðánh giá ñộ chính xác của bản ñồ thành lập .47 3.2. Phương pháp nghiên cứu .47 3.2.1. Phương pháp thu thập số liệu 47 3.2.2. Phương pháp GPS: 48 3.2.3. Phương pháp giải ñoán ảnh vệ tinh bằng mắt, bằng phương pháp số 48 3.2.4. Phương pháp thành lập bản ñồ bằng phần mềm chuyên dụng. 48 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .50 4.1. ðiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã ða Tốn, huyện Gia Lâm 50 4.1.1. ðiều kiện tự nhiên 50 4.1.2. ðiều kiện kinh tế - xã hội của huyện Gia Lâm 51 4.2. ðặc ñiểm khu vực nghiên cứu .54 4.2.1. Vị trí ñịa lý .54 4.2.2. Tình hình sử dụng ñất tại khu vực nghiên cứu 55 4.3. Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất khu vực nghiên cứu 58 4.3.1 Thu thập số liệu ban ñầu 58 4.3.2. ðo ñạc các ñiểm khống chế bằng công nghệ GPS .60 4.3.3. Nắn chỉnh hình học ảnh 62 4.3.4. Xây dựng khoá giải ñoán ảnh 62 4.4. Giải ñoán ảnh 66 4.5. Chỉnh lý biến ñộng 69 4.6. Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 69 4.7. ðánh giá ñộ chính xác của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất 1 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1. Kết luận .76 5.2. Kiến nghị .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v DANH MỤC CÁC BANG Bảng 2.1. Các ñặc ñiểm của vệ tinh Quickbird .17 Bảng 2.2. So sánh ưu và nhược ñiểm của hai phương pháp giải ñoán ảnh 26 Bảng 2.3. Tỷ lệ thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất .31 Bảng 2.4. Các loại lưới và kích thước ô lưới .33 Bảng 2.5. Các khoanh ñất phải thể hiện trên bản ñồ HTSD ñất .36 Bảng 4.1 Cơ cấu ñất ñai của khu vực nghiên cứu năm 2010 .56 Bảng 4.2. Tọa ñộ các ñiểm khống chế ảnh 60 Bảng 4.3. Vị trí một số ñiểm ñịnh vị ảnh vệ tinh Quickbird 2009 61 Bảng 4.4. Các loại hình sử dụng ñất chính trên ñịa bàn khu vực nghiên cứu .63 Bảng 4.5. Hình ảnh một số loại hình sử dụng ñất ngoài thực ñịa 64 Bảng 4.6. Khoá giải ñoán ảnh vệ tinh Quick bird 2009 tại khu vực nghiên cứu 66 Bảng 4.7. ðộ chính xác của vùng mẫu 71 Bảng 4.8. So sánh diện tích tổng hợp trên bản ñồ sản phẩm và số liệu hiện trạng theo thống kê tại thời ñiểm 2010 .74 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Bức xạ ñiện từ với các trường sóng của ánh sáng .9 Hình 2.2. Vệ tinh Landsat 7 14 Hình 2.3. Vệ tinh SPOT 5 .15 Hình 2.4. Vệ tinh Quickbird .16 Hình 2.5. Sơ ñồ mô tả mối tương quan giữa các khái niệm .19 Hình 2.6. Sơ ñồ nguyên lý của việc trộn màu .22 Hình 4.1. Ảnh vệ tinh Quickbird khu vực nghiên cứu .58 Hình 4.2. Sai số hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh năm 2009 62 Hình 4.3. Quá trình xây dựng khoá giải ñoán ảnh .65 Hình 4.4. Xác ñịnh ranh giới của khu vực nghiên cứu 67 Hình 4.5. Quá trình khoanh vẽ các thửa ñất trên ảnh vệ tinh .68 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết ñầy ñủ HTSDð Hiện trạng sử dụng ñất BðHTSDð Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất GIS Hệ thống thông tin ñịa lý DEM Mô hình số ñộ cao GPS Hệ thống ñịnh vị toàn cầu NCKH Nghiên cứu khoa học (GSD) ðộ phân giải mặt ñất Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 1. ðẶT VẤN ðỀ 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài ðất ñai là tài nguyên vô cùng quí giá mà thiên nhiên ban tặng cho con người, là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, và là tư liệu sản xuất ñặc biệt, không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp, là ñịa bàn phân bố dân cư, xây dựng các cơ sở văn hoá, kinh tế, an ninh. Trong thời ñại công nghiệp hoá hiện ñại hoá ñất nước, nhu cầu về ñất ñai của các ngành ngày càng nhiều, cùng với quá trình ñô thị hoá, dân số ngày một tăng, chỗ ở chật chội, kéo theo sự ra ñời của hàng loạt các dự án khu ñô thị mới, các khu công nghiệp mọc lên như nấm ở các khu vực ngoại thành, diện tích ñất nông nghiệp bị thu hẹp dần ñể nhường chỗ cho các khu ñô thị mới và các khu công nghiệp . Trước tình hình ñó, nhiệm vụ quản lý và bảo vệ ñất ñai càng trở nên nặng nề hơn. Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất là tài liệu không thể thiếu trong công tác quản lý Nhà nước về ñất ñai, ñặc biệt là trong thống kê, kiểm kê, lập quy hoạch sử dụng ñất, ðối với từng cấp lãnh thổ hành chính cũng như tổ chức ñơn vị kinh tế thì bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất có ý nghĩa ñặc biệt quan trọng, nó là tài liệu phục vụ ñắc lực cho việc hoạch ñịnh, ñịnh hướng phát triển và quản lý sử dụng ñất ñai trong phạm vi của ngành quản lý ñất ñai. Ngoài ra nó còn là tài liệu cơ bản ñể các ngành khác nghiên cứu, xây dựng và ñịnh hướng phát triển. Chính vì vậy việc thành lập bản ñồ hiện trạng ở các cấp là một nhiệm vụ thường xuyên. Trong giai ñoạn trước, việc thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ở các cấp ñược thành lập chủ yếu bằng các phương pháp truyền thống, quá trình cập nhật, chỉnh lý số liệu mất nhiều thời gian và nhân lực cũng như chi phí tài chính, ký hiệu và ñộ chính xác của bản ñồ không thống nhất. Với tốc ñộ phát triển kinh tế nhanh như hiện nay thì việc thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất bằng các phương pháp truyền thống không còn ñáp ứng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 2 ñược nhu cầu của công tác quản lý ñất ñai. Việc áp dụng công nghệ mới, tiên tiến vào việc thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ñể có thể cung cấp thông tin nhanh, mang tính thời sự cao, giúp chúng ta quản lý ñược quỹ ñất và ñưa ra những chính sách phân bổ quĩ ñất nông nghiệp một cách nhanh chóng, phù hợp là ñiều vô cùng cần thiết. Một vài năm gần ñây cùng với những ngành khác, ngành Tài nguyên và môi trường ở nước ta ñã triển khai ứng dụng công nghệ thông tin, các thành tựu tiên tiến, ñầu tư trang thiết bị, các phần mềm tin học vào hoạt ñộng quản lý Nhà nước về ñất ñai và ñã thu ñược nhiều thành công, ñặc biệt là việc ứng dụng công nghệ thông tin vào xây dựng cơ sở dữ liệu bản ñồ ñược coi là một trong những mục tiêu quan trọng hàng ñầu nhằm số hóa hệ thống quản lý Nhà nước về ñất ñai. Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tính toán và công nghệ thông tin cùng với sự không ngừng hoàn thiện của lý thuyết ño ảnh trong những thập kỷ gần ñây ñã cho ra ñời công nghệ viễn thám, với tư liệu ảnh vệ tinh có ñộ phân giải cao phản ánh trung thực bề mặt trái ñất tại thời ñiểm chụp, hàm lượng thông tin lớn, ñược thu nhận trên nhiều dải sóng, ñang là nguồn dữ liệu phong phú và trực quan giúp cho các nghiên cứu về bề mặt và các quá trình tự nhiên trên mặt ñất một cách hiệu quả. Kết hợp với khả năng xử lý số liệu của hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) và hệ thống ñịnh vị toàn cầu (GPS) tạo ra một công cụ mạnh trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên ñất. Vì vậy phương pháp xây dựng thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất bằng công nghệ viễn thám và GIS là một phương pháp có nhiều ưu thế vượt trội so với các phương pháp truyền thống, ñược rất nhiều nước tiên tiến trên thế giới áp dụng, ñem lại hiệu quả cao hơn nhiều so với phương pháp thủ công trước ñây, giúp chúng ta có thể quản lý, chỉnh lý thông tin ñất ñai nhanh chóng, kịp thời. Với mong muốn tìm hiểu và áp dụng phương pháp mới hiệu quả vào công tác quản lý tốt tài nguyên ñất ñai, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh QuickBird xây dựng bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2010 xã ða Tốn, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:5000”.