Ứng dụng GIS và công nghệ viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện đức thọ tỉnh hà tĩnh giai đoạn 2000 – 2010

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA ĐỊA LÝ - - ĐẬU XUÂN THUẬN Ứng dụng GIS công nghệ viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đất đai tài nguyên vô quan trọng chiến lược phát triển quốc gia Một tiêu đánh giá phát triển quốc gia cịn tính theo mức độ biến động q trình sử dụng đất quốc gia Với sức ép trình gia tăng dân số (cả tự nhiên học), kết hợp với sử dụng đất đai thiếu bền vững gây sức ép lớn lên trình sử dụng đất Vì nghiên cứu thay đổi trình sử dụng đất khoa học để đưa sách sử dụng đất đai phù hợp nhằm nâng cao mức sống người dân, đem lại hiệu cao kinh tế - xã hội môi trường Huyện Đức Thọ huyện đồng bằng, bán sơn địa nằm phía Bắc tỉnh Hà Tĩnh, năm qua với chuyển mạnh mẽ theo hướng cơng nghiệp hóa - đại hóa, mặt huyện thay đổi nhanh chóng theo hướng giảm diện tích đất nơng nghiệp, tăng diện tích đất phi nơng nghiệp chủ yếu đất sử dụng vào mục đích cơng nghiệp dịch vụ Trong năm gần đây, công tác quản lý đất đai nói riêng tình hình thực Pháp Luật đất đai địa bàn huyện bắt đầu vào nề nếp Tuy nhiên, nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan công tác cập nhật biến động đất đai chưa tốt, chưa kịp thời; sở hạ tầng, trang thiết bị phục vụ cho công tác chưa đầy đủ, đồng bộ, đa số cịn lạc hậu; trình độ, lực cán làm công tác quản lý đất đai cấp cịn chưa cao, cán địa sở Với phát triển mạnh mẽ khoa học vũ trụ ảnh viễn thám xuất ngày tỏ rõ tính ưu việt cơng tác điều tra, quản lý tài nguyên Đặc biệt xuất tư liệu viễn thám như: SPOT, LANDSAT, ASTER… có độ phân giải khơng gian phân giải phổ cao Một số tư liệu viễn thám cịn có khả chụp lập thể, đặc biệt cập nhật thơng tin nhanh chóng thơng qua việc thu nhận xử lý ảnh vệ tinh nhiều thời điểm khác tạo thành ảnh đa thời gian dạng số, sản phẩm dễ dàng sử dụng phần mềm phân tích ảnh đại có khả tích hợp thuận tiện hệ thống thông tin địa lý GIS Đặc biệt việc phóng vệ tinh VINASAT-1 vào ngày 12/4/2008, mở hướng ứng dụng ảnh viễn thám Việt Nam Nhận thức tầm quan trọng thay đổi trình sử dụng đất với thay đổi khí hậu chất lượng sống, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng G IS công nghệ viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010” Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010 Xác định nguyên nhân biến động đề xuất số giải pháp nhằm sử dụng có hiệu quỹ đất có Nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài tập trung thực nhiệm vụ sau: - Khái quát điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế - xã hội huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh - Tìm hiểu tình hình ứng dụng viễn thám nghiên cứu biến động giới, Việt Nam huyện Đức Thọ - Thu thập tài liệu thống kê, đồ tư liệu ảnh viễn thám vùng nghiên cứu Xử lý liệu ảnh viễn thám số thời điểm chụp vùng nghiên cứu - Thành lập đồ, bảng biểu biểu đồ trạng sử dụng đất đồ biến động hai thời điểm huyện Đức Thọ - Thành lập đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2005, 2005 - 2010 - Đánh giá biến động đề số giải pháp Lịch sử nghiên cứu 4.1 Trên giới Việc sử dụng kỹ thuật viễn thám giới xuất từ lâu Kể từ năm 1858, người ta bắt đầu sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh nhằm mục đích thành lập đồ địa hình ảnh chụp từ máy bay Wilbur Wright thực năm 1909 vùng Centocelli, Italia Ban đầu, người ta sử dụng viễn thám chủ yếu cho mục đích quân Khi vệ tinh Landsat-1 phóng vào năm 1972, ứng dụng viễn thám lĩnh vực giám sát mơi trường quản lí tài ngun thiên nhiên trở nên phổ biến trở thành phương pháp hiệu việc cập nhật thơng tin vùng hay tồn lãnh thổ Ngày nay, viễn thám sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực từ theo dõi dự báo thời tiết, điều tra trạng môi trường, giám sát biến động lớp phủ mặt đất, xói mịn đất, nghiên cứu địa chất, nuôi trồng thủy sản, việc nghiên cứu hải dương học…Đối với công tác quy hoạch quản lý đất đai, viễn thám công cụ hữu ích giúp xác định nhanh chóng xác trạng sử dụng đất, đồng thời xác định biến động loại hình sử dụng theo thời gian Có nhiều cơng trình nghiên cứu đất đai chức từ sớm, cơng trình nghiên cứu Tổ chức nơng lương giới (FAO) ý áp dụng rộng rãi Theo FAO, người tác động đến hợp phần tự nhiên, làm ảnh hưởng tới động thái riêng chúng theo hướng cải thiện chất lượng đất cho nhiều chức Tuy nhiên, tác động không phù hợp với quy luật tự nhiên gây ảnh hưởng xấu cho đất, làm tổn hại tới môi trường Năm 1998, tổ chức American Planning Association đưa bảng hệ thống phân loại sử dụng đất mã hóa thành kí hiệu thống gọi “Land-based classification standards”(LBCS) Cơng trình “Λ land-use and land cover classification system for use with remote sensor data” James R.Anderson, Ernest E.Hardy, John T.Roach Richard E.Witmer năm 2001 đưa hệ thống phân loại sử dụng đất công nghệ viễn thám định nghĩa rõ ràng loại hình sử dụng đất ứng dụng vào xây dựng số đồ cụ thể Việc sử dụng kĩ thuật viễn thám nghiên cứu trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất áp dụng nhiều trường đại học viện nghiên cứu giới, thực tế đem lại nhiều thành tựu to lớn Ở Hoa Kì, ứng dụng bắt đầu kể từ năm 1976 Tại quốc gia châu Âu Pháp, Đức, Hà Lan…hướng nghiên cứu trở nên phổ biến thập niên 80, 90 kỉ 20 phát triển mạnh Ngày nay, nước châu Á châu Phi bắt đầu sâu vào nghiên cứu trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất công nghệ viễn thám GIS Có thể kể số cơng trình như: - Cơng trình “Change detection in land use and land cover using remote sensing and GIS” Opeyemi Zubair, trường đại học Ibadan: - Đề tài “A comparison of land use and land cover change detection method” nhóm tác giả Daniel L.Civco, Jame D.Hurd, Emily H.wilson, Mingjun Song, Zhenkui Zhang, đại học Connecticut: 4.2 Ở Việt Nam Năm 1979- 1980, quan nước ta bắt đầu tiếp cận công nghệ viễn thám Trong 10 năm (1980-1990), triển khai nghiên cứu - thử nghiệm nhằm xác định khả phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám để giải nhiệm vụ Từ năm 1990-1995, bên cạnh việc mở rộng công tác nghiên cứu - thử nghiệm, nhiều ngành đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng thực tiễn thu số kết rõ rệt khoa học - công nghệ kinh tế Khi môn viễn thám đưa vào giảng dạy trường đại học, số tác giả biên soạn giáo trình sở viễn thám như: “Viễn thám” Lê Văn Trung, “Cơ sở viễn thám” Nguyễn Ngọc Thạch Năm 1997, Tác giả Nguyễn Hoàng Đan tiến hành đánh giá tài nguyên đất đai vùng Trung du miền núi phía Bắc kĩ thuật viễn thám hệ thơng tin địa lý - Cơng trình “Khả phối hợp hệ xử lí ảnh số hệ thơng tin địa lý nhằm nâng cao chất lượng thành lập đồ trạng sử dụng đất” Phạm Quang Vinh năm 2005 Trong dự án xây dựng đồ địa hình phủ trùm tỷ lệ 1: 50.000, cơng nghệ chỉnh đồ theo ảnh vệ tinh SPOT, tiến hành thực cho vùng lãnh thổ có ý nghĩa quan trọng đồng Bắc Bộ đồng Nam Bộ, với số lượng 133 mảnh đồ VN 2000 tổng số 569 mảnh phủ trùm Việt Nam khoảng thời gian ngắn - Ứng dụng công nghệ viễn thám để quản lý dải ven biển Mục tiêu dự án nhằm tăng cường lực cho Trung tâm Viễn thám việc ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập đồ phục vụ công tác quản lý dải ven biển, nhằm góp phần hỗ trợ Việt Nam cơng tác quản lý phát triển bền vững dải ven biển Đối với Hà Tĩnh nói chung, Đức Thọ nói riêng việc ứng dụng viễn thám vẫn cịn Việc nghiên cứu biến động sử dụng đất địa bàn huyện từ trước đến vẫn làm theo phương pháp truyền thống, tức dựa vào số liệu kiểm kê địa phương Như vậy, đề tài vẫn cịn chưa có nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu - Ảnh viễn thám Landsat ETM+ có độ phân giải 30 x 30m chụp khu vực huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh vào ngày 6/6/2000, ảnh Landsat TM chụp ngày 3/9/2006 ảnh Landsat TM chụp vào ngày 9/7/2010 - Phần mềm xử lý giải đoán ảnh viễn thám ENVI 4.5 với hỗ trợ phần mềm Mapinfo 11.0, Microstation, ArcGIS 9.3,… - Bản đồ trạng sử dụng đất, loại đất chính, bảng biểu tài liệu liên quan đến huyện Đức Thọ 5.2 Phạm vi nghiên cứu 5.2.1 Phạm vi không gian Khu vực nghiên cứu nằm phạm vi huyện Đức Thọ, Tỉnh Hà Tĩnh gồm có 28 đơn vị hành (1 thị trấn 27 xã) Tổng diện tích đất tự nhiên 20243,34 5.2.2 Phạm vi thời gian Đề tài nghiên cứu khoảng thời gian từ tháng 11/2012 đến tháng 5/2013 5.2.3 Phạm vi nội dung - Ứng dụng GIS viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000-2010 - Phân tích nguyên nhân đưa số giải pháp nhằm sử dụng hợp lý quỹ đất có Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6.1.Ý nghĩa khoa học - Đề tài khẳng định khả nâng cao độ xác nghiên cứu biến động sử dụng đất công nghệ viễn thám GIS - Cung cấp phương pháp sử dụng công nghệ GIS giải đoán ảnh viễn thám để xây dựng loại đồ 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng đồ biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh để cung cấp cho người làm sách xây dựng vùng quy hoạch sử dụng đất phù hợp - Xây dựng sở liệu nhằm định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh Quan điểm phương pháp nghiên cứu 7.1 Quan điểm nghiên cứu 7.1.1 Quan điểm hệ thống Quan điểm hệ thống thể chỗ yếu tố sử dụng đất có quan hệ với Lãnh thổ nghiên cứu không hệ thống động lực với mối liên hệ thống bên mà phận Bắc Trung Bộ 7.1.2 Quan điểm lịch sử - viễn cảnh Đặc điểm sử dụng đất xác lập tảng trị - xã hội cụ thể Sự thay đổi hướng sử dụng khai thác lãnh thổ phản ánh lựa chọn người phù hợp với quỹ đất, nhu cầu thị trường, trình độ nhận thức chức đất đai, thay đổi thể chế trị, thay đổi quan hệ sản xuất phương thức sản xuất Do vậy, cần phải tìm hiểu loại hình sử dụng đất bối cảnh lịch sử Trên sở đó, ta đưa dự báo tương lai 7.1.3 Quan điểm tổng hợp Các đơn vị đất đai địa tổng thể thường sử dụng để nghiên cứu, đánh giá điều kiện tự nhiên cho mục đích sử dụng hợp lí tài nguyên bảo vệ thiên nhiên Các hợp phần hình thành nên cấu trúc sử dụng đất nằm mối quan hệ thơng qua lợi ích kinh tế - xã hội môi trường Nên quan điểm nghiên cứu, đánh giá chúng phải quan điểm tổng hợp 7.1.4 Quan điểm phát triển bền vững - Theo FAO, phát triển bền vững khai thác sử dụng tài nguyên để thỏa mãn nhu cầu người hôm mà không làm tổn hại đến sống hệ mai sau, chung sống hịa bình thiên nhiên người - Dưới góc độ sản xuất, đất đai nguồn tài nguyên có hạn nên việc sử dụng đất phải tuân theo quan điểm phát triển bền vững Dưới góc độ tư liệu sinh hoạt, địa bàn định cư người việc sử dụng đất phải tạo nên không gian đảm bảo số phát triển bền vững 7.2 Các phương pháp nghiên cứu 7.2.1 Phương pháp thu thập liệu Nguồn liệu ảnh vệ tinh đầu vào vơ quan trọng, định đến độ xác q trình thực Do vậy, đề tài lựa chọn ảnh có chất lượng tốt thời điểm chụp phù hợp Ảnh viễn tinh thu nhận ảnh Landsat ETM+ có độ phân giải trung bình (30m x 30m) Ngồi ra, nguồn liệu thống kê, đồ (bản đồ nền, đồ trạng sử dụng đất thời điểm trước) khu vực nghiên cứu hỗ trợ cho việc giải nhiệm vụ đặt 7.2.2 Phương pháp viễn thám Để thực nhiệm vụ đề tài đặt ra, đề tài sử dụng kết hợp phương pháp viễn thám với GIS Phương pháp viễn thám sử dụng để phân loại ảnh vệ tinh Landsat Các chức phân tích khơng gian GIS sử dụng để tích hợp kết phân loại ảnh vệ tinh với liệu đồ, liệu thống kê thu thập Việc đánh giá biến động tiến hành sau phân loại với trợ giúp GIS 7.2.3 Phương pháp thống kê Trong trình thực đề tài, việc thống kê kết sau phân loại cho ta nhìn toàn diện cụ thể trạng sử dụng đất thời điểm Trên sở đó, ta phân tích để thấy tình hình biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu 7.2.4 Phương pháp đồ Để thể cách trực quan trạng sử dụng đất thời điểm biến động sử dụng đất đồ tỉ lệ phù hợp 7.2.5 Phương pháp thực địa Trong trình nghiên cứu tiến hành thực địa khu vực nghiên cứu nhằm thu thập tài liệu để xây dựng mẫu phân loại kiểm tra độ xác ảnh viễn thám thời điểm chụp Thực thực địa bao gồm ghi chép ảnh chụp thực địa trạng sử dụng đất PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NG HIÊN CỨU 1.1 Đất đai biến động đất đai 1.1.1 Định nghĩa đất đai Tài nguyên đất hiểu theo hai quan điểm: Quan điểm phát sinh thổ nhưỡng (Đất = soils) quan điểm kinh tế học (Đất đai = Lands) Về quan điểm phát sinh thổ nhưỡng, người đặt sở khoa học cho khoa học đất nhà thổ nhưỡng học người Nga Dokuchaev Dokuchaev cho đất (soil) thực thể tự nhiên đặc biệt, hình thành tác động tổng hợp yếu tố: Đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật (chủ yếu thực vật), thời gian tác động người (V.V.Dokuchaev 1879) Theo định nghĩa FAO năm 1976 đất đai diện tích cụ thể bề mặt Trái Đất bao gồm thành phần môi trường vật lý sinh học có ảnh hưởng đến việc sử dụng đất như: Khí hậu, địa hình, đất, nước sinh vật Nó bao gồm kết hoạt động người khứ tại, chẳng hạn khai phá vùng biển, khai hoang vùng thực vật, mặn hóa vùng đất Như vậy, xem xét đất đai, thực chất xem xét thể tổng hợp tự nhiên Theo Luật đất đai nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam, đất đai đựợc định nghĩa sau: “Đất đai nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu môi trường sống, địa bàn tiến hành hoạt động sản xuất, xây dựng, kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng” 1.1.2 Định nghĩa biến động đất đai 1.1.2.1 Biến động Biến động biến đổi, thay đổi, thay trạng thái trạng thái khác vật, tượng tồn môi trường tự nhiên mơi trường xã hội Có nhiều loại biến động sau: - Biến động chất dẫn tới biến động lượng ngược lại biến động lượng dẫn đến biến đổi chất - Biến động diện tích đối tượng, biến động số lượng đối tượng - Biến động tính chất đối tượng song khơng có biến động diện tích Ở đề tài sử dụng khái niệm biến động thứ hai biến động diện tích đối tuợng, biến động số lượng đối tượng 1.1.2.2 Biến động sử dụng đất Biến động sử dụng đất thay đổi tăng hay giảm diện tích đối tượng giai đoạn định Nguyên tắc sử dụng ảnh Viễn thám để theo dõi biến động - Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động khu vực, phải hệ tọa độ lưới chiếu - Ảnh phải có độ phân giải Ảnh có độ phân giải cao đối tượng phản xạ mạnh, thông tin đối tượng thực phủ chi tiết ngược lại Vì ảnh có độ phân giải đối tượng thực phủ cho phản xạ gần Và chồng lớp đối tượng hai ảnh cho kết biến động xác - Ảnh phải phân tích giải đốn bước sóng Theo ngun lý Viễn thám, thông tin Viễn thám thu nhận dựa vào đo lường lượng phản xạ, xạ sóng điện từ vật thể bước sóng xác định Các đối tượng cho phản xạ khác bước sóng đối tượng cho phản xạ mạnh yếu khác bước sóng khác Nếu giải đốn hai ảnh bước sóng khác kết phân loại có độ xác khơng khơng thể cho kết biến động xác - Khu vực nghiên cứu ảnh phải Hai ảnh phải chụp khu vực cắt theo ranh giới hành khu vực nghiên cứu 1.1.3 Các khái niệm sử dụng đất lớp phủ đất Lớp phủ đất (land-cover) sử dụng đất (land-use) hai khái niệm khác ý nghĩa chất Burley (1961) định nghĩa “Lớp phủ đất mô tả cấu trúc thực vật nhân tạo bao phủ lên mặt đất” Còn Clawson Stewart (1965) định nghĩa: “Sử dụng đất phản ánh hoạt động người đất, hoạt động liên quan trực tiếp đến đất đó” Trong định nghĩa Young, “Lớp phủ đất cấu trúc thực vật – tự nhiên trồng, cơng trình nhân tạo bao phủ lên bề Trái Đất” “Sử dụng đất quản lý đất nhằm thảo mãn nhu cầu người” Như vậy, sử dụng đất mô tả hoạt động sử dụng người mảnh đất đó, cịn lớp phủ đất mơ tả thuộc tính vật lý lớp phủ bề mặt Lớp phủ đất đặc biệt nhấn mạnh chủ thể tự nhiên phản xạ tổng hợp yếu tố khác bề mặt trái đất phủ vật thể tự nhiên hay cơng trình nhân tạo Sử dụng đất nhấn mạnh chủ thể xã hội, kết hoạt động mà người thu nhận đo đạc sinh học, công nghệ để quản lý điều chỉnh thường xuyên hay định kỳ phù hợp với mục đích kinh tế xã hội định Trong đề tài này, chọn đơn vị sử dụng đất làm đối tượng nghiên cứu chính, nghĩa ý đến mục đích sử dụng đất đai Vì vậy, đồ thành lập đồ trạng sử dụng đất đồ lớp phủ bề mặt 1.1.4 Các hệ thống phân loại sử dụng đất Hiện nay, giới Việt Nam tồn nhiều hệ thống phân loại sử dụng đất, tùy theo cơng nghệ thành lập đồ, trình độ phát triển, vị trí địa lí diện tích quốc gia Tổ chức UN-ECE FAO đưa bảng phân loại chuẩn sử dụng đất với nhóm 37 loại đất theo mục đích sử dụng, có đưa định nghĩa loại đất Bảy nhóm đất là: Đất nơng nghiệp, đất lâm nghiệp, đất xây dựng giải trí, đất ẩm ướt chưa sử dụng, đất khô chưa sử dụng với loài thực vật đặc biệt, đất chưa sử dụng khơng có thực vật bao phủ đất mặt nước Hiện nay, hệ thống đồ trạng sử dụng đất Việt Nam chia thành cấp tương ứng với dãy tỉ lệ sau: - Cấp xã, phường, thị trấn: Tỉ lệ từ 1/5000 đến 1/10.000 - Cấp huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh: Từ 1/10.000 đến 1/25.000 từ 1/25.000 đến 1/50.000 - Cấp tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương: Từ 1/50.000 đến 1/100.000 - Cả nước: Từ 1/250.000 đến 1/1000.000 Xem xét hệ thống phân loại đất Việt Nam, ta thấy có nhóm sử dụng đất sau: - Đất nông nghiệp - Đất phi nông nghiệp - Đất chưa sử dụng 1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) công nghệ viễn thám (RS) 1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 1.2.1.1 Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL)- Geographical information system (GIS) tổ chức tổng thể bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, liệu địa lý người điều hành thiết kế hoạt động cách có hiệu nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích hiển thị tồn dạng liệu địa lý HTTĐL có mục tiêu xử lý hệ thống liệu môi trường không gian địa lý (Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994) Công nghệ GIS: Là loại hệ thông tin kiểu (New Information System) xây dựng tảng cơng nghệ máy tính cơng nghệ đồ Từ thơng tin vị trí địa lý đối tượng (dữ liệu không gian) thông tin thuộc tính lưu trữ (dữ liệu thuộc tính) ta dễ dàng tạo loại đồ báo cáo để cung cấp 10 Hình 01 Sự khác biệt chọn mẫu 76 PHỤ LỤC II: SƠ ĐỒ CÁC TUYẾN ĐIỂM MẪU THỰC ĐỊA 77 PHỤ LỤC III: CÁC ĐIỂM LẤY MẪU THỰC ĐỊA Bảng 04 Tọa độ điểm đồ Điểm lấy mẫu Loại đất Tọa độ X Tọa độ Y SMN 558,659.33 2,049,216.57 ONT 561,889.45 2,049,450.51 BHK 559,063.52 2,051,722.19 LUA 565,309.42 2,048,830.20 BCS 567,328.54 2,053,622.65 RSX 563,026.82 2,041,772.01 CLN 562,381.60 2,036,213.40 RPN 566,451.29 2,035,121.54 Điểm thực địa số Điểm thực địa số 78 Điểm thực địa số Điểm thực địa số Điểm thực địa số 79 Điểm thực địa số Điểm thực địa số Điểm thực địa số 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng việt Giáo trình, giảng [1] Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp, Hà Nội [2] Giáo trình Trắc địa ảnh viễn thám, TS Đàm Xn Hồn, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội [3] Nguyễn Ngọc Thạch (2011), Những nguyên lý viễn thám, hệ thông tin Địa Lý hệ thống định vị toàn cầu, NXB ĐHQG Hà Nội [4] Lê văn Trung (2005), Giáo trình viễn thám, ĐHBK TP.HCM Đề tài [1] Kiều Thị Kim Dung (2009), “ Ứng dụng ảnh viễn thám công nghệ GIS đề thành lập đồ biến động sử dụng đất địa bàn phường Khai Quang, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc”, luận văn thạc sỹ Nông nghiệp, Đại học nông nghiệp, Hà Nội [2] Phạm Gia Tùng (2011), “Ứng dụng GIS viễn thám xây dựng đồ biến động quỹ đất lúa tác động biến đổi khí hậu huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2000-2010” Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp, Đại học Nông Lâm, Huế [3] Trần Thị Ân, “Ứng dụng viễn thám nghiên cứu biến động sử dụng đất thành phố Đà Nẵng giai đoạn 1990 – 2007” Báo cáo [1] Báo cáo quy hoạch – kế hoạch sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh thời kỳ 2011-2020 II Bản đồ [1] Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Đức Thọ năm 2005, 2010 tỉ lệ 1:25000, phịng tài ngun mơi trường huyện Đức Thọ [2] Bản đồ địa hình huyện Đức Thọ III Tài liệu từ Internet [1] http://www.hatinh.gov.vn/ [2] http://www.landcover.org [3] http://www.sciencedirect.com [4] http://eros.usgs.gov [5] http://landsat.org/ 81 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình nhiều quan, đồn thể, cá nhân Trước tiên, xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ tận tình lãnh đạo nhà trường; quý thầy cô giáo khoa Địa lý thầy cô giáo giảng dạy suốt thời gian học tập Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến cô giáo Thạc sỹ Nguyễn Thị Diệu trực tiếp bảo, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian làm đề tài Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo, tập thể cán chuyên viên phòng Tài nguyên Môi trường huyện Đức Thọ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu thập thông tin để hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè người thân động viên, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Trong q trình thực khóa luận tốt nghiệp, có nhiều hạn chế thời gian, kinh nghiệm nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý thầy, giáo giảng dạy để khóa luận tốt nghiệp hồn thiện Một lần xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2013 Sinh viên Đậu Xuân Thuận 82 DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Sờ đồ 2.1 Quy trình thực đề tài Sờ đồ 2.2 Quy trình xử lý thành lập đồ trạng sử dụng đất Sơ đồ 2.3 Sơ đồ quy trình nắn ảnh Sơ đồ 2.4 Quy trình thực đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh Biểu đồ 2.1 Giá trị sản xuất ngành kinh tế huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2006 - 2010 Biểu đồ 2.2 Cơ cấu sử dụng đất huyện Đức Thọ năm 2000 Biểu đồ 2.3 Cơ cấu sử dụng đất huyện Đức Thọ năm 2005 Biểu đồ 2.4 Cơ cấu sử dụng đất huyện Đức Thọ năm 2010 Biểu đồ 3.1 Sự thay đổi diện tích loại đất từ năm 2000-2010 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Đặc điểm tổng quát vệ tinh LandSat Bảng 1.2: Thống kê khả ứng dụng tương ứng cho kênh ảnh Bảng 2.1 Các nhóm đất huyện Đức Thọ Bảng 2.2 Các loại hình sử dụng đất chọn nghiên cứu Bảng 2.3 Thông số liệu ảnh vệ tinh Landsat năm 2000, 2006, 2010 Bảng 2.4 Hệ thống phân loại sử dụng đất dùng cho đồ trạng sử dụng đất huyện Đức Thọ Bảng 2.5 Lựa chọn mẫu để phân loại Bảng 2.6 Kết tính diện tích phần trăm đối tượng ảnh Landsat ETM+ ngày 06/06/2000 Bảng 2.7 Kết tính diện tích phần trăm đối tượng ảnh Landsat TM ngày 03/09/2006 Bảng 2.8 Kết tính diện tích phần trăm đối tượng ảnh Landsat TM ngày 09/07/2010 Bảng 3.1 Bảng mẫu chu chuyển sử dụng đất từ năm 2000 đến năm 2010 huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh (đơn vị ha) Bảng 3.2 Chu chuyển đất đai huyện Đức Thọ từ năm 2000 đến năm 2005 Bảng 3.3 Chu chuyển đất đai huyện Đức Thọ từ năm 2005 đến năm 2010 Bảng 3.4 Chu chuyển đất đai huyện Đức Thọ từ năm 2000 đến năm 2010 Bảng 3.5 Tình hình sử dụng biến động số loại đất giai đoạn 2000-2010 Bảng 3.6 Hệ số sử dụng đất huyện Đức Thọ thời điểm 2000-2010 Bảng 3.7 Tỉ lệ biến động số loại đất huyện Đức Thọ giai đoạn 2000 – 2010 84 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Các thành phần hệ thống thơng tin địa lý Hình 1.2 Các chức hệ thống thơng tin địa lý Hình 1.3 Ngun lý thu nhận liệu sử dụng viễn thám Hình 1.4 Giao diện Module FILE ENVI 4.5 Hình 1.5 Giao diện làm việc MapInfo 11.0 Hình 2.1 Ảnh vệ tinh Lansat khu vực nghiên cứu năm 2000, 2010 tổ hợp màu giả Red_Green_Blue (7:5:1) Hình 2.2 Các kênh ảnh ảnh Landsat ETM+ (năm 2000) Hình 2.3 Dữ liệu ảnh Landsat ETM+ năm 2000 Hình 2.4 Dữ liệu ảnh Landsat TM năm 2006 Hình 2.5 Dữ liệu ảnh Landsat TM năm 2010 Hình 2.6 Dữ liệu ảnh Landsat TM năm 2010 cắt theo ranh giới Hình 2.7 Thực chồng lớp (Layer stacking) Hình 2.8 Thực chỉnh sửa Sensor Type Pixel size Hình 2.9 Chỉnh sửa Wavelengths giá trị Geographic corner Hình 2.10 Cắt ảnh khu vực nghiên cứu theo khung Hình 2.11 Hộp thoại chọn thơng tin trước nắn Hình 2.12 Chọn điểm khống chế Hình 2.13 Hộp thoại hiển thị danh sách điểm khống chế Hình 2.14 Hộp thoại chọn nắn ảnh Hình 2.15 Hộp thoại chọn phương pháp nắn ảnh Hình 2.16 Kết sau nắn chỉnh Hình 2.17 Hộp thoại tăng cường chất lượng ảnh Hình 2.18 Chồng file ranh giới trước cắt hồn chỉnh Hình 2.19 Chồng lớp tạo mặt nạ (Build Mask) Hình 2.20 Kết sau cắt theo ranh giới Hình 2.21 Hộp thoại tạo tỷ số NDVI Hình 2.22 Biến đổi tạo ảnh số thực vật (NDVI) NDVI không thực vật ảnh Lansat TM Đức Thọ năm 2010 85 Hình 2.23 Tổ hợp màu band ảnh khác Hình 2.24 Phân đoạn ảnh năm 2010 (Segmentation) Hình 2.25 Chọn mẫu phân loại Hình 2.26 Kết chọn vùng mẫu Hình 2.27 Hộp thoại Maximum Likelihood Parameters Hình 2.28 Kết phân loại Maximum Likelihood Hình 2.29 Hộp thoại thống kê kết Hình 2.30 Hộp thoại Match Classes Parameters Hình 2.31 Hộp thoại Majority/Minority Parameters Hình 2.32 Hộp thoại Combine Classes Parameters Hình 2.33 Hộp thoại Sieve Parameters Clump Parameters Hình 2.34 Hộp thoại Class Color Mapping Hình 2.35 Kết hậu phân loại năm 2000 năm 2005 Hình 2.36 Kết hậu phân loại năm 2010 86 CÁC TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Viết tắt BSQ Band Sequential (Các kênh nối liên tiếp nhau) CT Chỉ Thị CSDL Cơ Sở Dữ Liệu ENVI Environment For Visualizing Images ETM+ Enhanced Thematic mapper Plus ERTS Earth Resources Technology Satellite FAO Food Argicuture Organization GIS Geographic Information System IDL Interactive Data Language 10 MIR Mid Infrared (Trung hồng ngoại) 11 MSS Multispectral Scanner (bộ cảm đa phổ) 12 MSS-RBV Multispectral Scanner- Return Beam Vidicon 13 NDVI Normalized Difference Vegetation Index 14 NIR Near Infrared (Gần hồng ngoại) 15 ROI Region Of Interest (Vùng chọn mẫu) 16 RST Rotating, Scaling, Translation 17 RS Remote Sensing (viễn thám) 18 TM Thematic Mapper 19 .TIFF Tagged Information File Format 20 WGS World Geodetic System 87 MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Lịch sử nghiên cứu .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Quan điểm phương pháp nghiên cứu PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN C ÁC VẤN ĐỀ NG HIÊN CỨU 1.1 Đất đai biến động đất đai 1.1.1 Định nghĩa đất đai 1.1.2 Định nghĩa biến động đất đai .8 1.1.2.1 Biến động 1.1.2.2 Biến động sử dụng đất .8 1.1.3 Các khái niệm sử dụng đất lớp phủ đất .8 1.1.4 Các hệ thống phân loại sử dụng đất 10 1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) công nghệ viễn thám (RS) 10 1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 10 1.2.1.1 Khái niệm 10 1.2.1.2 Các thành phần chức GIS 11 1.2.1.3 Mơ hình Vector Raster 12 1.2.1.4 Các đặc điểm GIS 13 1.2.2 Công nghệ viễn thám (Remote Sensing) 14 1.2.2.1 Các khái niệm liên quan 14 1.2.2.2 Nguyên lý Viễn Thám 15 1.2.2.3 Các đặc trưng ảnh Landsat 16 1.2.3 Các phần mềm sử dụng nghiên cứu 17 1.2.3.1 Phần mềm xử lý giải đoán ảnh viễn thám ENVI 17 1.2.3.2 Phần mềm MapInfo 18 88 1.2.4 Khả ứng dụng phương pháp viễn thám HTTTĐL nghiên cứu biến động sử dụng đất 19 1.3 Các phương pháp phân tích biến động sử dụng đất 20 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN ĐỨC THỌ - TỈNH HÀ TĨNH 20 2.1 Khái quát chung khu vực nghiên cứu 21 2.1.1 Vị trí địa lý 21 2.1.2 Điều kiện tự nhiên tài nguyên thiên nhiên huyện Đức Thọ 21 2.1.2.1 Địa hình, địa mạo 21 2.1.2.2 Khí hậu 22 2.1.2.3 Thủy văn 22 2.1.2.4 Tài nguyên đất 22 2.1.2.5 Tài nguyên nước 24 2.1.2.6 Tài nguyên rừng 24 2.1.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Đức Thọ 25 2.1.3.1 Kinh tế 25 2.1.3.2 Dân số, lao động - việc làm 26 2.2 Quy trình bước giải đốn ảnh thành lập đồ biến động sử dụng đất 27 2.2.1 Quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất 27 2.2.2 Các bước thực giải đoán ảnh 28 2.3 Ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ trạng sử dụng đất thời điểm 2000, 2005, 2010 28 2.3.1 Khái quát nguồn tư liệu lựa chọn hệ thống phân loại 28 2.3.1.1 Khái quát nguồn tư liệu 28 2.3.1.2 Lựa chọn hệ thống phân loại 32 2.3.2 Thành lập đồ trạng sử dụng đất thời điểm 2000, 2005, 2010 33 2.3.2.1 Các bước thực giải đoán ảnh phần mềm ENVI 33 2.3.2.2 Thành lập đồ trạng sử dụng đất năm 2000, 2005, 2010 50 2.4 Thành lập đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2010 55 Chương 3: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2000-2010 HUYỆN ĐỨC THỌ - TỈNH HÀ TĨNH 56 3.1 Phương pháp đánh giá biến động sử dụng đất 56 3.2 Các tiêu phản ánh biến động sử dụng đất 56 89 3.2.1 Tỉ lệ biến động 56 3.2.2 Xu hướng biến động 57 3.2.3 Hệ số sử dụng đất 57 3.2.4 Chu chuyển đất đai 57 3.3 Kết đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 - 2010 58 3.3.1 Đánh giá biến động sử dụng đất cho giai đoạn 58 3.3.2 Đánh giá biến động cho loại hình sử dụng đất 65 3.3.2.1 Biến động đất lâm nghiệp 66 3.3.2.2 Biến động đất sản xuất nông nghiệp 66 3.3.2.3 Biến động đất trống 66 3.3.2.4 Biến động đất khu dân cư 67 3.3.3 Nguyên nhân gây biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh 67 3.3.3.1 Những tác động tăng nhu cầu sử dụng đất cho phát triển kinh tế Q trình phát triển thị, khu dân cư nông thôn 68 3.3.3.2 Sự chuyển đổi mục đích sử dụng đất 69 3.3.4 Một số ý kiến đề xuất 70 3.3.4.1 Quan điểm sử dụng đất 70 3.3.4.2 Định hướng sử dụng đất 70 PHẦN 3: KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 ... đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010? ?? Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến động sử dụng đất huyện. .. rộng lớn ảnh viễn thám khả mạnh phân tích phần mềm GIS đánh giá biến? ?ộng 20 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN ĐỨC THỌ - TỈNH HÀ TĨNH 2.1 Khái... nội dung - Ứng dụng GIS viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000- 2010 - Phân tích nguyên nhân đưa số giải pháp nhằm sử dụng hợp lý quỹ đất có Ý nghĩa