Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -------------------o0o------------------ ®ç tiÕn thuÊn ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ðỒ BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT GIAI ðOẠN 2004-2009 TRÊN ðỊA BÀN HUYỆN BUÔN ðÔN, TỈNH ðẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NguyÔn kh¾c Thêi 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 kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ trong quá trình thực hiện luận văn ñã ñược cám ơn, các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Tác giả luận văn ðỗ Tiến Thuấn Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . ii LI CM N Để hoàn thành đợc bản luận văn này, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời Phó chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trờng, sự quan tâm tạo điều kiện của Phòng Tài nguyên và Môi trờng huyện Buôn Đôn, Viện đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trờng, trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi học tập và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin gửi tới gia đình, bạn bè, những ngời thân và đồng nghiệp nơi tôi đang công tác đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tự đáy lòng mình, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình và quý báu đó! Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Tác giả Tác giảTác giả Tác giả Đỗ Tiến Thuấn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC Trang PHẦN 1. MỞ ðẦU 1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI . 1 1.2 MỤC ðÍCH NGHIÊN CỨU . 2 1.3 YÊU CẦU 3 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 4 2.1.1 Khái niệm về viễn thám . 4 2.1.2 Vệ tinh sử dụng trong viễn thám 6 2.1.3 Tư liệu sử dụng trong viễn thám 8 2.1.4 ðặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên . 9 2.1.5 Giải ñoán ảnh viễn thám . 13 2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ðỊA LÝ 17 2.2.1 ðịnh nghĩa về hệ thống thông tin ñịa lý . 17 2.2.2 Các thành phần chính của hệ thống thông tin ñịa lý . 18 2.2.3 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường . 19 2.3 TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS 20 2.3.1 Khái niệm 20 2.3.2 Tại sao phải tích hợp . 20 2.3.3 Khả năng ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS 24 2.3.4 Một số ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam . 25 2.4 KHÁI QUÁT VỀ BẢN ðỒ BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT 26 2.4.1 Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và các phương pháp thành lập . 26 2.4.2 Tình hình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 37 2.4.3 Tình hình sử dụng ñất Việt Nam trong những năm gần ñây . 41 PHẦN 3: ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .42 3.1 ðỐI TƯỢNG VÀ ðỊA ðIỂM NGHIÊN CỨU 42 3.1.1 ðối tượng nghiên cứu 42 3.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu . 42 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 42 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 42 3.3.1 Phương pháp ñiều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu 42 3.2.2 Phương pháp xây dựng bản ñồ từ ảnh viễn thám . 43 3.2.3 Phương pháp chồng ghép bản ñồ 43 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .44 4.1 ðIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-Xà HỘI . 44 4.1.1 ðiều kiện tự nhiên . 44 4.1.2 Thực trạng phát triển kinh tế-xã hội 49 4.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG ðẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU . 51 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 4.2.1 Hiện trạng sử dụng ñất 51 4.2.2 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 . 53 4.3 GIẢI ðOÁN ẢNH VỆ TINH, THÀNH LẬP BẢN ðỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ðẤT NĂM 2004 VÀ NĂM 2009 . 55 4.3.1 Thu thập tư liệu . 56 4.3.2 Nhập ảnh . 57 4.3.3 Tăng cường chất lượng ảnh . 57 4.3.4 Nắn chỉnh tư liệu ảnh, cắt ảnh . 57 4.3.5 Phân loại ảnh 63 4.3.6 Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 và 2009 . 74 4.4 THÀNH LẬP BẢN ðỒ BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT GIAI ðOẠN 2004-2009 78 4.5 NHẬN XÉT VỀ KẾT QUẢ 81 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 5.1 KẾT LUẬN . 83 5.2 KIẾN NGHỊ . 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1 Kênh phổ của MSS .6 Bảng 2.2 Kênh phổ của TM 6 Bảng 2.3. Các thông số ảnh của vệ tinh SPOT-3 .7 Bảng 2.4 Biến ñộng sử dụng ñất Việt Nam giai ñoạn 2005-2007 .41 Bảng 4.1 Tổng GTSX và cơ cấu kinh tế thời kỳ 2000-2009 huyện Buôn ðôn 49 Bảng 4.2 Hiện trạng sử dụng ñất nông nghiệp huyện Buôn ðôn 52 Bảng 4.3 Hiện trạng sử dụng ñất phi nông nghiệp huyện Buôn ðôn 53 Bảng 4.4 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn ðôn .54 Bảng 4.5 Mô tả các loại ñất .64 Bảng 4.6 Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh .65 Bảng 4.7 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2004 .70 Bảng 4.8 Bảng ñánh giá ñộ chính xác phân loại ảnh năm 2004 70 Bảng 4.9 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2009 .71 Bảng 4.10 Bảng ñánh giá kết quả phân loại năm 2009 71 Bảng 4.11 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2004 76 Bảng 4.12 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2009 76 Bảng 4.13 So sánh giữa diện tích giải ñoán và thống kê năm 2009 77 Bảng 4.14 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn ðôn .79 Bảng 4.15 Diện tích biến ñộng từng loại ñất giai ñoạn 2004 - 2009 .79 Bảng 4.16 So sánh sự thay ñổi diện tích các loại ñất từ 2004-2009 80 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC HÌNH Tên hình Trang Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám 5 Hình 2.2 Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám .5 Hình 2.3 ðặc ñiểm phản xạ phổ trên các kênh ảnh SPOT 9 Hình 2.4 Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước .11 Hình 2.5 ðặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng 12 Hình 2.6 Một bản ñồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau 18 Hình 2.7 Các thành phần chính của GIS 18 Hình 2.8 Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật 21 Hình 2.9 ðộ chính xác của ảnh vệ tinh và yêu cầu cập nhật dữ liệu 22 Hình 2.10 Vai trò của GIS và viễn thám trong việc hỗ trợ ra quyết ñịnh 23 Hình 2.11 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp .29 Hình 2.12 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp .29 phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian .29 Hình 2.13 Vector thay ñổi phổ 30 Hình 2.14 Thuật toán phân tích thay ñổi phổ 31 Hình 2.15 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp .34 Hình 2.16 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp .35 Hình 4.1 Sơ ñồ vị trí huyện Buôn ðôn .44 Hình 4.2 Trình tự giải ñoán ảnh vệ tinh, thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất và bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 55 Hình 4.3 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn ðôn năm 2004 .56 Hình 4.4 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn ðôn năm 2009 .56 Hình 4.5 Thực hiện nắn ảnh theo các ñiểm GPS trên ENVI .59 Hình 4.6 Lựa chọn thông số ñể nắn ảnh trên ENVI .59 Hình 4.7 Bảng nhập toạ ñộ các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh .59 Hình 4.8 Tọa ñộ và sai số của ñiểm khống chế nắn ảnh năm 2004 .60 Hình 4.9 Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu .60 Hình 4.10 Toạ ñộ và sai số các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 2009 61 Hình 4.11 Ảnh 2004 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn ðôn .62 Hình 4.12 Ảnh 2009 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn ðôn .62 Hình 4.13 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2004 66 Hình 4.14 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2009 66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii Hình 4.15 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2004 .67 Hình 4.16 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2009 .67 Hình 4.17 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñã ñược lọc nhiễu .68 Hình 4.18 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñã ñược lọc nhiễu .68 Hình 4.19 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñược xuất sang dạng Vector .73 Hình 4.20 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñược xuất sang dạng Vector .73 Hình 4.21 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 thành lập trên ArcView .74 Hình 4.22 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2009 thành lập trên ArcView .75 Hình 4.23 Sơ ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 ñược thành lập trên ArcView .78 Hình 4.24 Sự biến ñộng các loại ñất giai ñoạn 2004 -2009 .81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 PHẦN 1. MỞ ðẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI ðất ñai là tư liệu sản xuất ñặc biệt, không thể thay thế trong nông nghiệp, là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa ñất nước của ðảng và Nhà nước ta trong những năm qua ñã ñưa nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, ñời sống nhân dân ñã và ñang từng bước ñược cải thiện, hạ tầng xã hội cũng như hạ tầng kỹ thuật ñược thay ñổi tạo ra bộ mặt mới cho ñất nước và thu hẹp dần khoảng cách ñối với các nước phát triển. Song hành với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa là sự gia tăng mạnh của nhu cầu sử dụng ñất, ñặc biệt là ñất phi nông nghiệp trong khi quỹ ñất lại có hạn. ðiều này làm cho diện tích ñất nông nghiệp liên tục giảm xuống do vậy cần phải quản lý chặt chẽ toàn bộ quỹ ñất, ñảm bảo ñất ñai ñược sử dụng tiết kiệm, hiệu quả và bền vững. ðể quản lý chặt chẽ quỹ ñất ñang ngày càng hạn chế này ngoài việc nắm chắc ñược các số liệu biến ñộng về ñất ñai giữa các thời kỳ thông qua số liệu thống kê, kiểm kê ñất ñai thì việc xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cũng rất cần thiết. Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất có thể ñược thành lập từ bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất hiện có song bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất chỉ ñược thành lập 5 năm một lần vào năm kiểm kê ñất ñai nên khó có thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cho một giai ñoạn bất kỳ, thêm vào ñó chất lượng của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ñược thành lập trong các kỳ kiểm kê ñất ñai hiện nay là chưa cao. Hiện nay ảnh vệ tinh ñang ñược sử dụng khá rộng rãi ở nước ta trong các nghiên cứu tài nguyên-môi trường. Ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có tính thời sự rất cao và nếu có ảnh vệ tinh ở các thời ñiểm khác nhau thì chúng ta còn có thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và xác ñịnh một cách khách quan ñược tình hình biến ñộng sử dụng ñất cho bất cứ giai ñoạn nào. Nhưng việc nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cũng như thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất thông qua ảnh vệ tinh còn ñặt ra một số vấn ñề: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 2 - Mức ñộ chi tiết của việc thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ ảnh vệ tinh? - Nếu chỉ sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ñiều tra thực ñịa mà không kết hợp với Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) thì có thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất không? - Qui trình công nghệ lập nào là tối ưu cho việc lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ tư liệu viễn thám? . Huyện Buôn ðôn cách thành phố Buôn Ma Thuột 27 km về phía Tây Bắc, là huyện có diện tích ñất lâm nghiệp có rừng lớn nhất tỉnh ðắk Lắk. Trong một vài năm gần ñây ñất ñai trên ñịa bàn huyện Buôn ðôn có sự biến ñộng rất mạnh, ñất sản xuất nông nghiệp, ñất ở, ñất chuyên dùng tăng nhanh trong khi rừng bị tàn phá mạnh. Song trên số liệu thống kê thì ñất ñai không có sự biến ñộng ñáng kể. Do vậy cần thiết phải xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn huyện ñể có cái nhìn ñúng ñắn về sự biến ñộng này từ ñó có các biện pháp kiên quyết giữ diện tích rừng còn sót lại của huyện Buôn ðôn nói riêng, của tỉnh ðắk Lắk nói chung. Xuất phát từ những vấn ñề trên, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 trên ñịa bàn huyện Buôn ðôn, tỉnh ðắk Lắk”. 1.2 MỤC ðÍCH NGHIÊN CỨU - Thành lập ñược bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 và năm 2009 bằng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS; - Xây dựng ñược bản ñồ biến ñộng ñồng thời xác ñịnh ñược số liệu biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 ở huyện Buôn ðôn trên cở sở bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất xây dựng ñược; - Giúp các cơ quan có liên quan ở huyện Buôn ðôn có cái nhìn xác thực nhất về biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn Huyện từ ñó ñưa ra các chính sách thích hợp về sử dụng ñất ở huyện Buôn ðôn.
