Sử dụng ảnh vệ tinh nghiên cứu tác động của dô thị hóa đến biến đổi sử dụng đất ở thành phố huế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Thu Hà SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA ĐẾN BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT Ở THÀNH PHỐ HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Thu Hà SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA ĐẾN BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT Ở THÀNH PHỐ HUẾ Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số: 60 44 02 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Phạm Văn Cự Th.S Đinh Thị Diệu Hà Nội - 2016 ỜI CẢ N L P S TS P V C T Đ T D ố ố N K ộ ộ ố E ng d y, truy nâng cao nh ng ki n th c v chuyên ngành th i gian h c t p t t Đ a lý Đ i h c Khoa h c T nhiên- Đ i h c Quốc gia Hà Nộ Đặc bi t s c a th y cô t i môn B X - Viễn thám H thông ti Đ a lý Đ Nghiên c u- ng dụng d li u nh v tinh VNREDSat-1A phục vụ công tác b o tồn di s s n thiên nhiên Mi n Trung, th nghi m t i Thành phố Hu (di s V n Quốc gia Phong Nha K Bàng (di s ) ố lu C ố mẹ ố ộng viên, ng hộ v tinh th n c a bố X ộ ) Cao h c K13 Đ L ố Em in h n th nh ảm n H Nội ng th ng năm Họ viên Nguyễn Thị Thu Hà MỤC LỤC DANH ỤC BẢNG DANH ỤC CÁC HÌNH DANH ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Tí 10 Mụ 10 N ụ P 10 ố 10 P 10 Ý ễ 10 C 10 C 10 Chư ng TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁ VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU ĐƠTHỊ HĨA VÀ BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT 10 1.1.T 10 1.1.1.Khái niệm thị hóa 10 1.1.2.Các yếu tố thị hóa ảnh hưởng đến biến đổi sử dụng đất 12 1.1.3.Viễn thám nghiên cứu thị hóa biến đổi sử dụng đất 14 1.2.C 21 1.3.P 25 Chư ng ĐƠ THỊ HĨA VÀ BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT Ở THÀNH PHỐ HUẾ 29 2.1Q 2.1.1Vị tr địa 2.1.2 ố H 29 29 c m t nhiên inh tế h i 30 2.1.3Q trình thị hoá tỉnh Thừa Thiên Huế 31 2.2P ố ộ 34 2.2.1Xây d ng bảng giải 34 2.2.2Qui trình phân oại ảnh 37 2.2.3Kết phân oại ảnh 43 2.2.4Ki m chứng ết phân oại ảnh 44 2.2.5Bản đồ ớp phủ hu v c nghiên cứu 47 Chư ng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT VÀ ĐƠ THỊ HĨA THÀNH PHỐ HUẾ 51 3.1X 3.2Q ốH ốH 51 ụ 60 KẾT UẬN 68 TÀI IỆU THA KHẢO 72 DANH B 1: T B 21 H ễ ỤC BẢNG ụ 23 ố ộ 35 ố H 35 B 22 H B 23 X B 4: M B 31 L B 32 B B 33 T B 34 B ố ốH 35 42 ố ốH ốH ộ í ốH í ốH / 46 52 1995 -2014 53 60 60 DANH H 11:T ụ Hình1 2: Đ H Đặ H 4: Đồ H 5: Ví ụ H 6: X H 1: B H 2: Q H :C ởV ỤC CÁC HÌNH 13 N 19 ố í 22 PVI 24 ố 27 28 30 ố 37 : - VNRESat-1A 2014; - SPOT5 2005; - SPOT3 1995 37 Hình 4: P SPOT 2005 ốH 40 H 5: Bộ VNREDS -1 H 6: Bộ S 2005 41 H : Bộ Spot 1995 42 H 28:X 43 H 29:K 44 í ốH 2014 41 Hình 2.10: S H 11: S H 12: B ốH 1995 48 H 13: B ốH 2005 49 H 14: B ốH 2014 50 ốH Hình 3.1 : C ố Hình 3.2 : B 45 ộ ốH 46 52 ốH 53 H 33:B ộ ốH 1995-2005 56 H 34:B ộ ốH 2005-2014 57 H 35:B ộ ốH 1995-2014 58 H 6: B ộ 1995 – 2005 ốH 63 H 7: B ộ 2005 – 2014 ốH 64 H 8: B ộ 1995 – 2014 ốH 65 H 9: B ộ 1995 – 2005 – 2014 ốH 66 DANH BI ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Build-up index ĐTH Đ ETM E GIS Geography Imformation of System HTSDĐ MNDWI NDVI NDBI PCA T H M M L ụ f N N z z D ff D ff W V I ố I ố ố Normalized Difference Build- P C I ố A í TM T UI U VI V M L ố ố 5 Ở ĐẦU Tính ấp thiết đềt i H im di n tích l n vi c thu hồi t nông nghi p cho xây d ng khu công nghi p, khu kinh t m i nhi u d án phi nông nghi p khác Theo báo cáo c a Bộ nông nghi p Phát tri n nông t n từ 2001 chuy n 2005 có kho t cơng nghi di n tích l Đ T 366000 T t nông nghi 16 nh thành phố thu hồi Đồng Nai, Hà Nộ V P hoá quy lu t khách quan diễn t t c quốc gia toàn th gi i, Vi t Nam nói chung thành phố Thừa Thiên Hu ngồi quy lu P u trở thành thành phố tr c thuộ th hoá t i t nh diễn nhanh Đặc bi t vùng ven ộ h ối v ng bi i dân hóa diễn sơi u s dụng ộng m nh, nh t trình chuy n mụ t nơng nghi dụ Đ ị í t từ u bi n ồng th mb os n i sống kinh t , tr xã hội Đ ố ộ õ t ụ [48] Đ ộ T dụ ỏi ph i có s qu n lý chặt nâng cao hi u qu qu n lý s dụ nh v m i mặt c a bàn t phi nông nghi ộng khác trình trình s dụ chẽ c trình ã t o nh ng di n m o m i cho mặt nông thôn c ng u áp l t ằm ụ Đ ộ ễ õ ộ ộ C í ộ V í ố KTXH ụ ố ụ ặ ụ ụ ộ ố í ụ ố ( IS) [49, 53, 84] P ụ T ốH V T T ởV N N H ặ ố ễ ộ ộ H H ; ặ Q UNESCO Hồ C í M í Cố H D ; N C ng í C ộ ụ ặ C ụ ụ ụ T dụ ụ Mở ộ ố ụ.C í ộ c th c tiễ c nghiên c u s tác ộng c t c n thi Q , có th th y bi ộng s dụ us t theo không gian th i gian D c nghiên c ộng c phố Hu c n thi t c hóa t i bi Đ nghiên c u mối quan h gi a bi u nguồn tài li i s dụ phụ t t i thành i s dụ t : số li u thống kê hàng ố li u ki m kê, hay từ cuộ u tra mộ i s dụ …Các số li c công bố sau ng không ch a thong tin v mối quan h không gian c a bi n hoá P dụ u viễn thám GIS c c nh Từ : “Sử dụng ảnh vệ tinh để nghiên cứu tác động thị hóa đến biến đổi sử dụng đất thành phố Huế” ỏ : Biến đổi sử dụng đất thành phố Huế diễn m t hông gian thời gian giai đoạn 20 năm trở ại đây? thị hóa biến đổi sử dụng đất thành phố Huế có quan hệ nào? Đ D H í Cụ ộ ố í - S : ụ ụ - P ụ - C ộ - P ố - Đ S ố ộ 62 : : Hình 3.6: Bản đồ mở r ng thị hóa giai đoạn 1995 – 2005 thành phố Huế 63 Hình 3.7: Bản đồ mở r ng thị hóa giai đoạn 2005 – 2014 thành phố Huế 64 Hình 3.8: Bản đồ mở r ng thị hóa giai đoạn 1995 – 2014 thành phố Huế 65 Hình 3.9: Bản đồ mở r ng thị hóa giai đoạn 1995 – 2005 – 2014 thành phố Huế C L A C A T – 2014, nguyê ố A Hò H ộ T ễ B ỳ ộ í ộ 66 H ặ ừ ằ S í L T X A 2005 Theo C ằ ộ P 08 / í ; A T 28 P A T ộ ộ T í – D 201 13ha.T ụ í 67 KẾT UẬN Về phư ng ph p C ố ộ ộ ễ ụ t i Hu P ố ộ c th c hi n ph n m m eCognition mộ hi u qu , cho phép c i thi ch ng k t h p v ộ xác c a k t qu phân lo i nh Vi c l a ng cho ch số NDVI, LWM, RVI, GNDVI, NDWItrong trình tách chi t ố ng từ nh viễn thámcho phépphép ộ xác c a k t qu phân lo i Đ ộ í VNREDS -1 pháp m u k t h p v i th c a k t qu gi a C 2014 PS c s dụ = 69 7% H 25 26 số K 11 2014 Độ id p ph ố ặ dụng ng tích h p v ng ph phân lo i d li u VNREDSat-1 SPOT K t qu ki m ch ng th c m) cho phép két lu n cách tích h Về kết thị ho v t P í ố V i khu v c thành phố Hu (88 V = 63 6% ố ) ộ xác ng ma tr n confusion matrix h số K ộ xác t (SE THT c ti n hành ộ xác cao động đến sử dụng đất TP Huế í ụ 1995-2005 2005-2014 T ốH 1995-2014 í ố N H ị H ố ặ V 1993 68 ụ í ởH UNESCO D ẩ ễ C ố C T T v t ch t phục vụ du l H c tr Mở rộng vàphát tri n nhanh thố n, g n v i m i nâng cao ch t ng phục vụ Chính s phát tri n h t ng du l dụ n s bi is t C u s dụ khác Di di ộ í t t i khu v c nghiên c u có nhi u bi í ộng từ n t nông nghi p gi m d n Di n tích rừ Đối v , di l tố ộ bi dụng từ t nơng nghi í ẹv n từ ộ ộng không N chuy 2014 C m liên tụ i mụ í t khác có s bi i ộ khơng l n Khu v c ngồi nội thành tố ộ ốr hóa nhanh, m ; í phân bố nhỏ l ng nằm nội thành có c u trúc c nh c t p trung v i thành m p trung theo vùng, m ột l n, dân cao có s quy ho ch v ki h t b o v c nh quan b o tồn di khu v a nội thành,xây d ng m i b N H ộ từ vi c m sộ t nông nghi t phân bố r i rác ụ tiêu xây ốH ố mơi ốD ộ ộ í ộ ặ ộ ốH ụ ộ ố H í ằ ộ ộ 1995-2014 thành phố T ố ẽ mà í ng ngồi vùng nội thành nên m th nhỏ l ộ ột ngột, di th hóa phát tri n, hình thành khu cơng nghi p, cơng trình xây d ng V ng sá mở rộ ành í 69 ốH C í 648 418 xanh là464,29ha 70 KIẾN NGHỊ Từ nh ng nghiên c u trên, h c viên D li u nh viễ ộ phân gi x lý Vi c thống nh t lo phân gi i chi ti ố cm u viễ lý ộ theo dõi bi ng thêm d li u nh c a th i th ộ ộng c a n bi i s dụ ộng s m kh t cách liên tục c n k t h p v i nghiên c u s chuy n i lo i hình s dụ ộ ố m có d li u lu Vi c nghiên c u bi k t qu c t Vì v y c th : í ộ xác q trình phân lo Chuỗi th dụ ột số ki n ngh t b quy ho ch Thành phố s dụng c a phục vụ quy ho ch b o tồn Thành phố Đối v i khu v c Thành phố Hu c công nh n di s c n có nh ng sách quy ho ch phát tri n phù h T gi 1993 không phá v c u trúc, ch c di s V ố ụ ố ặ í 71 ố TÀI LIỆU THAM KHẢO T T H T Nghiên cứu tác đ ng q trình thị hóa đến cấu sử dụng đất nông nghiệp hu v c đồ2015 T Đ ông Anh Hà N i, in Luận án tiến sĩ Tr c địa Mỏ - Đ : H Nộ C Nghị định việc phân oại thị, C E 2009 C í : H Nộ Frey, W.H and Z Zimmer, Defining the City2001, London: Sage Publications: Ronan Paddison Trân, T.N.Q., et al., Trends of urbanization and suburbanization in Southeast Asia2008, Ho Chi Minh city: General Publishing House McGee, T., Distinctive urbanization in the peri-urban regions of East and SouuthEast Asia: Renewing the debate Perencanaan Wilayah dan Kota, 2005 16(1): p 39-56 Webster, D., J Cai, and L Muller, The New Face of Peri-Urbanization in East Asia: Modern Production Zones, Middle-Class Lifesytles, and Rising Expectations Journal of Urban Affairs, 2014 36(s1): p 315-333 Ravetz, J., C Fertner, and T.S Nielsen, The dynamics of peri-urbanization, in Periurban futures scenarios and models for land use change in Europe2013: Springer Verlag Berlin Heidelberg p 13-45 S N V Cơng nghiệp hóa, thị hóa biến đổi sinh ê ven Hà N i2014, Hà ộ : NXB T í T Webster, D and L Muller, Challenges of Peri-urbanization in the Lower Yangtze Region: The Case of the Hangzhou - Ningbo Corridor, in 20022002: Asia/Pacific Research Center 10 R, T., et al., Governing farmland conversion: Comparing China with the Netherlands and Germany Land Use Policy, 2009 26: p 961-974 11 Y, S.L., J.Y Wang, and H.L Long, Analysis of arable land loss and its impact on rural sustainability in Southern Environmental Management, 2010: p 646 - 653 12 SPS, H and L GCS, Converting and to non agricu tura use in China’s coasta provinces: evidence from Jiangsu Modern China, 2004 30: p 81-112 13 Suu, N.V., Industrialization and Urbanization in Vietnam: How appropriation of agricultrural land use rights tranformed farmer's livelihoods in a peri-urban Hanoi 72 village, 2009, EADN Individual Research Grant Project: Hanoi p 43 14 Xiaolu Z and Y.-C W., Spatial-temporal dynamics of urban green space in response to rapidurbanization and greening policies Landscape and Urban Planning, 2011 100: p 268-77 15 Xian-Zhang P and Q.-G Z., Measurement of urbanization process and the paddy soil loss in Yixing city, China between 1949 and 2000 Science Direct, 2007 69: p 65-73 16 Su S., J.Z., Zhang Q., and Zhang Y., Transormation of agricultural landscapes under rapid urbanization: A threat to sustainability in Hang -JiaHu region, China Applied Geography, 2011 31: p 439-49 17 Bjorn Prenzel, Remote sensing-based quantification of land-cover and land-use change for planning 2003 18 M Harika, Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban Sprawl Analysis 2012 19 Tayyebi, Monitoring Land Use Change By Multi-temporal Landsat Remote Sensing Imagery 2008 20 Selcuk Reis, Analyzing Land Use/ Land Cover Chang Using Remote Sensing and GIS in Rize, North-East Turkey 2008 21 L.M.S Goncalves, et al., Application of remote sensing to heritage conservation: a case study in central Portugal Remote sensing for a Changing Europe, 2009: p 239-246 22 Gaetano Pakimbo and D Powlesland, Remote sensing and geographic database management systems applications for the protection and conservation of cultural heritage Remote Sensing for Geography, Geology, Land Planning, and Cultural Heritage, 1996 2960: p 124-128 23 Mathieu R , Aryal J., and A.K C., Object-Based Classification of Ikonos Imagery for Mapping Large-Scale Vegetation Communities in Urban Areas Sensors, 2007 7: p 2860-2880 24 Qian Yu, et al., Object-based Detailed Vegetation Classification with Airborne High Spatial Resolution Remote Sensing Imagery Photogrametric Engineer & Remote Sensing, 2006 72(7): p 799–811 25 David S Gillieson and Tina J Lawson and Les Searle, Applications of High 73 Resolution Remote Sensing in Rainforest Ecology and Management, 2006, Cooperative Research Centre for Tropical Rainforest Ecology and Management, Cairns p 54 26 Monchaya Piboon, et al Potential Applications of THEOS Satellit in Asian Conference of Remote Sensing ACRS 2005 27 C P Lo, D A Quattrochi, and J C Luvall, Application of high-resolution thermal infrared remote sensing and GIS to assess the urban heat island effect International Journal of Remote Sensing, 1997 18(2): p 287-304 28 Mathieu, R., C Freeman, and J Aryal, Mapping private gardens in urban areas using object-oriented techniques and very high-resolution satellite imagery Landscape and Urban Planning, 2007 81(3): p 179-192 29 Robab Ahmadzadeh, et al., Using satellite images to measure ecological metrics of landscape of the conserved area of North Iran J Bio & Env Sci, 2013 3: p 69-76 30 Ái, T.T.H., o đạc tr c ượng ớp phủ ảnh vệ tinh đa thời gian phục vụ nghiên cứu biến đổi đất nông nghiệp huyện ông Anh, Hà N i L ỹ 2012 31 Hoàng Xuân Thành, Thành ập đồ thảm th c vật sở phân t ch, ảnh viễn thám 2006 32 N ễ N P Ứng dụng viễn thám theo dõi biến đ ng đất đô thị thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 2009 33 N ễ H A Đ T K Ứng dụng viễn thám GIS thành ập đồ ớp phủ m t đất hu v c Chân Mây, huyện Phú L c, tình Thừa Thiên Huế 2012 34 V H L P K C T H Sử dụng tư iệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ trồng, ập đồ trạng biến đ ng ớp phủ vùng đồng sông Hồng giai đoạn 2008 – 2010 2011 35 N ễ T P A Nghiên cứu ảnh hưởng trình chuy n dịch đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp địa bàn thành phố Huế, giai đoan 2006 – 2010 2012 36 Rouse J.W., et al., Monitoring the vernal advancement and retrogradation (Greenwave effect) of natural vegetation Maryland, USANASA/GSFC, Greenbelt, 1974 37 Bariou R., D Lecamis, and F.L Henaff, Indices de végétation1985, Rennes: Centre 74 régional de télédétection, Université de Rennes 38 B.N., H., Characteristic of maximum-value composite images from temporal AVHRR data International Journal of Remote Sensing, 1986 7: p p 1417-1434 39 Y.-J., K and D.-C Tanre, Atmospherically Resistant Vegetation Index (ARVI) for EOS-MODIS IEEE Transactions on Geosciense and Remote Sensing, 1992 vol 30(nº 2): p p 261-270 40 A.R., H., A soil-adjusted vegetation index (SAVI) Remote Sensing of Environment, 1988 nº 25: p p 295-309 41 Bannari, A., et al., A review of vegetation indices Remote sensing reviews, 1995 nº 13: p p 95-120 42 CALOZ, R., Télédétection satellitaire Cours polycopiés EPFL, 1994 Lausanne, EPFL, 131 p 43 S Adsavakulchai, D Minns, and A Chan, Assessing the Interaction of Vegetation Diversity and Landuse using remote sensing: An Example in Southeastern Ontario, Canada Environmental Informatics Archives, 2004: p 499-508 44 Chen M., et al., Comparison of Pixel-based and Object-oriented Knowledge-based Classification Methods Using SPOT5 Imagery Wseas transactions on information science and applications, 2009 45 Gaurav K P and P.K G., Comparison of Advanced Pixel Based (ANN and SVM) and Object-Oriented Classification Approaches Using Landsat-7 Etm+ Data International Journal of Engineering and Technology, 2010 2: p 245-251 46 Ivits E., et al., Landscape structure assessment with image grey-values and objectbased classification at three spatial resolutions International Journal of Remote Sensing, 2005 26: p 2975-2993 47 Benz, U.C., et al., Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data for GIS-ready information ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2004 58(3–4): p 239-258 48 Michael, B., et al., Object-oriented methods for habitat mapping at multiple scales – Case studies from Northern Germany and Wye Downs, UK Journal for Nature Conservation, 2005 13(2–3): p 75-89 75 49 Gao, Y., J Mas, and I Niemeyer, Object-based image analysis for mapping landcover in a forest area … S :S D … 2007 50 Mhangara, P., et al., Mapping urban areas using object oriented classification africageodownloads.info, 2008 51 Nussbaum, S., I Niemeyer, and M Canty, Automated object-oriented analysis of high resolution remote sensing data in the context of NPT verification exemplified for Iranian nuclear sites 47th INMM Annual Meeting, Nashville, 2006 52 Schäpe, M.B.u.A and Delphi2, New Methodologies Object-Oriented and Multi-Scale Image Analysis in Semantic Networks 2nd International Symposium: Operationalization of Remote Sensing, 1999: p 16-20 53 De Kok R., Schneider T., and A U, Object-based classification and applications in the Alpine forest environment International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing Valldolid Spain, 1999 32 54 Ryherd S and W C, Combining Spectral and Texture Data in the Segmentation of Remotely Sensed Images Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1996 62: p 181-194 55 Trimble Documentation: eCognition Developer 8.7 User Guide2011 56 L T M P Nghiên cứu hình thái thị Hà N i phục vụ định hướng qui hoạch s trợ giúp viễn thám hệ thông tin địa Đ Q ố H Nộ 2014 57 Congalton, R.G., A Review Remotely Sensed of Assessing the Accuracy of Classifications of Data remote sensing of environment Remote Sensing of Environment, 1991 37(1): p 35-46 58 Cohen J, A coefficient of agreement for niminal scales Educ Psychol, 1960 20: p 37-46 76 ... b di n m o c c, bao gồ ẩ …T tc c quy ho ch xây d ng c? ?ch c? ? h thống, d a nh ng nguyên t c ki n tr? ?c c c Đ T ng c h p v i k t h p v i bối c C c ki n tr? ?c t a lý thiên nhiên c a Hu c? ?ch hài hòa... c c a mỗ ố ng thu? ?c vào lo i nh v tinh kh? ?c mà tham số i Ch vi c phân lo i nh phụ thu? ?c tr c ti p vào ch n nh : ộ chặt ố tỷ l (scale parameter) ộng tr c ti p t Ở khu v c thành phố Hu m c th c. .. l a ch n c ki m ch ng theo nhi : th c H c a ki m ch ng P m ch ng th c? ?ch so sánh k t qu phân lo i nh v tinhVNREDSat-1 2014 2015 (Ki m ch ng th ki m ch ng cho a v i b ng hỏi K n vi c phân tích