Ứng dụng tư liệu viễn thám và gis trong đánh giá và dự đoán biến động lớp đất phủ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM THỊ HÀ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁVÀ DỰ ĐOÁN BIẾN ĐỘNG LỚP ĐẤT PHỦ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM THỊ HÀ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ ĐOÁN BIẾN ĐỘNG LỚP ĐẤT PHỦ Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Thị Mai Dung Hà Nội - 2012 Họ tên : Phạm Thị Hà Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa ly Khóa : 10-2 Đề tài: Ứng dụng tư liệu viễn thám Gis đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các tài liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2012 Tác giả luận văn Phạm Thị Hà DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ 1.dr : Ruộng 2.mn : Mặt nước 3.dtr : Đất trống 4.tv : Thực vật 5.dth : Đất đô thị 6.PP : Phương pháp DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật vệ tinh Landsat………………………………16 Bảng 1.2: Các kênh phổ hệ thống Landsat TM……………………………… 17 Bảng 1.3: Tư liệu viễn thám ảnh vệ tinh tài nguyên độ phân giải thấp……………18 Bảng 1.4.Tư liệu viễn thám vệ tinh tài nguyên độ phân giải trung bình…… 18 Bảng 1.5.Tư liệu viễn thám vệ tinh tài nguyên độ phân giải cao…………… .19 Bảng 3.1: Phân bố sử dụng đất tồn huyện Đơng Anh……………… 58 Bảng 3.2.Dữ liệu sử dụng luận văn………………………………………….61 Bảng 3.3 Ma trận sai số phân loại ảnh Landsat 1993…………………………… 72 Bảng 3.4 Ma trận sai số phân loại ảnh Landsat 2000…………………………… 73 Bảng 3.5 Ma trận sai số phân loại ảnh Landsat 2007…………………………… 73 Bảng 3.6 Diện tích đối tượng ảnh sau phân loại…………………… 77 Bảng 3.7 Ma trận biến động hai năm 1993 – 2000………………………… 81 Bảng 3.8 Ma trận biến động hai năm 2000 – 2007………………………… 82 Bảng 3.9 Tình trạng thay đổi lớp đất phủ năm 1993,2000,2007……… 82 Bảng 3.10 Các ma trận sai số chuyển đổi 1993-2000…………………………… 84 Bảng 3.11 Các ma trận sai số chuyển đổi 2000-2007…………………………… 86 Bảng 3.12 Ma trận xác suất chuyển đổi lớp đất phủ…………………………… 87 Bảng 3.13 Dự đốn lớp đất phủ Đơng Anh năm 2014 2021………………… 87 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát lớp phủ mặt đất… 10 Hình 1.2 Đặc tính phản xạ phổ đối tượng đất, nước thực vật……… 20 Hình 2.1 Thành lập đồ biến động PP so sánh sau phân loại…………….29 Hình 2.2 Thành lập đồ biến động PP phân loại ảnh đa thời gian……….30 Hình 2.3 Véc tơ thay đổi phổ…………………………………………………… 30 Hình 2.4 Thuật tốn phân tích vector thay đổi phổ……………………………… 31 Hình 2.5 Thành lập đồ biến động PP mạng nhị phân………………… 34 Hình 2.6 Thành lập đồ biến động PP cộng màu kênh ảnh…….36 Hình 2.7.Quy trình phương pháp đánh giá biến động lớp đất phủ……………… 39 Hình 2.8 Ma trận M, X Y………………………………………………………49 Hình 3.1.Khu vực nghiên cứu ảnh vệ tinh Landsat chụp Hà Nội năm 1993(Tổ hợp màu giả với kênh 7-4-2)…………………………………………………… 62 Hình 3.2.Khu vực nghiên cứu ảnh vệ tinh Landsat chụp Hà Nội 2000……….62 Hình 3.3.Khu vực nghiên cứu ảnh vệ tinh Landsat chụp Hà Nội 2007……….63 Hình 3.4.Tọa độ cặp điểm nắn ảnh Landsat 2007 sai số nắn ảnh………… 65 Hình 3.5 Tọa độ cặp điểm nắn ảnh Landsat 1993 sai số nắn ảnh………….66 Hình 3.6 Tọa độ cặp điểm nắn ảnh Landsat 2000 sai số nắn ảnh………….66 Hình 3.7 Ảnh vệ tinh Landsat TM khu vực Đơng Anh năm 1993……………… 67 Hình 3.8 Ảnh vệ tinh Landsat TM khu vực Đông Anh năm 2000……………… 67 Hình 3.9 Ảnh vệ tinh Landsat ETM khu vực Đơng Anh năm 2007…………… 68 Hình 3.10 Các khóa giải đốn ảnh Landsat TM…………………………… 71 Hình 3.11 Bản đồ trạng lớp đất phủ Đông Anh năm 1993………………… 74 Hình 3.12 Bản đồ trạng lớp đất phủ Đơng Anh năm 2000………………… 75 Hình 3.13 Bản đồ trạng lớp đất phủ Đơng Anh năm 2007………………… 76 Hình 3.14 Biểu đồ lớp đất phủ Đông Anh 1993, 2000, 2007…………………… 77 Hình 3.15 Bản đồ biến động lớp đất phủ Đơng Anh 1993-2000……………….…79 Hình 3.16 Bản đồ biến động đất phủ Đơng Anh 2000-2007…………………… 80 Hình 3.17 Biểu đồ ma trận biến động 1993-2000…………………………………81 Hình 3.18 Biểu đồ ma trận biến động 2000-2007…………………………………82 Hình 3.19 Mơ hình dự đốn biến động………………………………………… 87 Hình 3.20 Bản đồ quy hoạch huyện Đơng Anh giai đoạn 2000-2020…………….88 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Q trình thị hóa nước ta năm gần ảnh hưởng rõ nét tới biến động lớp đất phủ, khu vực ven đô Tại diễn biến đổi nhanh chóng phức tạp loại hình đất Thực tiễn yêu cầu cấp ngành có biện pháp quản lý sử dụng đất hợp lý để khai thác tốt nguồn tài nguyên Để nắm số liệu lớp đất phủ cách tổng thể nhằm phục vụ quy hoạch định hướng phát triển, hàng năm trạng tình hình biến động lớp đất phủ cập nhật phương pháp truyền thống đo vẽ trực tiếp thực địa sử dụng ảnh hàng không để xác định diện tích biến động lớp đất phủ Đó cơng việc phức tạp địi hỏi nhiều thời gian, tốn phạm vi khu vực thực cập nhật biến động bị hạn chế nên thông tin không đồng thời điểm Áp dụng công nghệ viễn thám GIS cho phép khắc phục nhược điểm Kỹ thuật viễn thám với khả quan sát đối tượng độ phân giải phổ, độ phân giải khơng gian từ trung bình đến siêu cao thời gian chụp lặp ngắn cho phép xác định khách quan, nhanh chóng thay đổi lớp đất phủ biết xu hướng biến động Cung cấp thông tin kịp thời đáp ứng nhu cầu cấp bách cấp ngành công tác quản lý đất đai Có nhiều đề tài đánh giá biến động lớp đất phủ ứng dụng viễn thám GIS Việt Nam thực đánh giá biến động phương diện diện tích, dự đốn xu biến động chưa đề cập rõ ràng Đặc biệt cơng tác kiểm định độ xác kết biến động sơ sài Để giải vấn đề nêu tác giả lựa chọn đề tài “Ứng dụng tư liệu viễn thám GIS đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ” 2.Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài sử dụng công nghệ viễn thám GIS để nghiên cứu đánh giá biến động lớp đất phủ đồng thời dự đoán xu biến động lớp đất phủ khu vực nghiên cứu 3.Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn: - Về không gian: Để thực nhiệm vụ tác giả chọn khu vực huyện Đông Anh, Thành phố Hà Nội để nghiên cứu Đông Anh khu vực ven dần chuyển với q trình thị hóa diễn nhanh chóng, với dự án lớn tiến hành - Về nội dung: Đề tài tập trung đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ, đánh giá độ xác kết biến động thu - Về liệu: Quá trình nghiên cứu dựa chủ yếu vào tư liệu ảnh đa thời gian bao gồm ảnh Landsat chụp năm 1993, 2000 2007 Một số liệu bổ sung khác bao gồm loại đồ, số liệu thống kê, số số liệu thực địa kết hợp sử dụng Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu đề tài Để đạt mục tiêu trên, đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau đây: - Tìm hiểu phương pháp nghiên cứu biến động Phân tích lựa chọn phương pháp tối ưu - Thu thập tư liệu ảnh vệ tinh thông tin khu vực nghiên cứu - Xử lý phân tích ảnh vệ tinh để thu nhận thông tin lớp đất phủ - Lập đồ biến động đánh giá biến động lớp đất phủ - Lập ma trận đánh giá độ xác kết đạt - Dự đoán xu biến động lớp đất phủ khu vực nghiên cứu 5.Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ đề tài đặt ra, tác giả sử dụng phương pháp tích hợp tư liệu viễn thám GIS kết hợp với kiểm tra thực địa Phương pháp viễn thám sử dụng để phân loại ảnh vệ tinh Landsat, chức phân tích khơng gian GIS sử dụng để tích hợp kết phân loại ảnh vệ tinh với liệu đồ 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Viễn thám GIS đóng vai trị quan trọng đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ góp phần cung cấp thơng tin có hệ thống kịp thời cho công tác quản lý đất đai Qua việc nghiên cứu thực nghiệm đề tài đạt kết sau: - Tìm hiểu phương pháp nghiên cứu biến động, so sánh lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động tối ưu - Tác giả xây dựng đồ trạng lớp đất phủ Đông Anh ba thời điểm năm 1993, 2000 2007 từ ảnh vệ tinh Landsat TM 1993, Landsat TM 2000, Landsat ETM 2007 Đồng thời đưa phương pháp đánh giá độ xác kết đồ trạng thu - Đưa quy trình thành lập đồ biến động tư liệu ảnh vệ tinh, quy trình nghiên cứu biến động, thành lập đồ biến động lớp đất phủ Đông Anh giai đoạn 1993-2000 2000-2007 Đồng thời tìm hiểu phương pháp đánh giá độ xác kết biến động thu Tuy nhiên số lượng điểm thực địa thu thập chưa nhiều nhiều ảnh hưởng tới kết đánh giá độ xác Dự đốn xu biến động tương lai Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thông tin địa lý đánh giá dự đốn biến động lớp đất phủ khu vực huyện Đơng Anh- Hà Nội giải pháp tối ưu Sự kết hợp hai công nghệ đáp ứng yêu cầu thông tin đồng bộ, thời đồ biến động làm sở cho việc quản lý đất đai Việc ứng dụng kỹ thuật viễn thám hệ thông tin địa lý công tác theo dõi, đánh giá vầ dự đoán biến động lớp đất phủ cịn nhiều khó khăn đặc biệt liên quan tới kỹ thuật xử lý số liệu vệ tinh Phương pháp phân loại sử dụng kênh đa phổ thời điểm khác để phát biến động đòi hỏi phải chọn vùng mẫu thể vùng biến động không biến động cách phù hợp Điều không vấn đề đơn giản người xử lý Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới biến động lớp đất phủ Đơng Anh q trình thị hóa diễn nhanh chóng nơi với nhiều dự án khu đô thị 92 mới, khu công nghiệp… , dẫn tới đất thị tăng cịn đất trống-đất nông nghiệp-thực vật giảm Kiến nghị Để đánh giá dự đoán biến động theo phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám hệ thông tin địa lý nguồn tư liệu phải có tính thời, chất lượng ảnh cao, độ xác tin cậy đóng vai trò quan trọng Nhưng cho dù độ phân giải cao thực địa cơng việc quan trọng để đưa thơng tin vào q trình phân loại, giúp đánh giá độ xác cúa kết phân loại kết biến động Việc đánh giá độ xác phân loại độ xác biến động tác giả tiến hành nhiên để có kết đánh giá độ xác tin cậy cần có nhiều điểm điều tra thực địa tốt 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Vân Anh Nguyễn Thị Yên Giang (2009), Bài giảng hệ thông tin địa Lý, trường Đại học Mỏ-Địa chất Trần Vân Anh Nguyễn Thị Yên Giang (2010), Hướng dẫn sử dụng Envi 4.3, trường Đại học Mỏ-Địa chất Trần Hùng Nguyễn Quang Lợi (2008), Tài liệu hướng dẫn thực hành xử lý phân tích tư liệu viễn thám với phần mềm Envi, công ty TNHH tư vấn GEOVIET Phạm Vọng Thành (2009), Bài giảng sở hệ thống thông tin địa lý, dùng cho học viên cao học ngành Bản đồ trường Đại học Mỏ-Địa chất Phạm Vọng Thành (2000), Quản lý tài nguyên đất tư liệu viễn thám, Bài giảng cao học Phạm Vọng Thành (2009), Viễn thám, dùng cho học viên cao học ngành Bản đồ-Viễn thám hệ thông tin địa lý Phạm Vọng Thành (2009), Ứng dụng viễn thám hệ thông tin địa lý công tác thành lập chỉnh đồ, dùng cho học viên cao học ngành Bản đồ-Viễn thám hệ thông tin địa lý Trần Đình Trí (2005), Trắc địa ảnh, nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Trường Xuân (2000), Bài giảng xử lý ảnh viễn thám, Bài giảng cho học viên cao học trường Đại học Mỏ-Địa chất 10 Nguyễn Trường Xuân Phạm Vọng Thành (2000), Công nghệ viễn thám, Bài giảng dùng cho học viên cao học ngành Trắc địa trường Đại học Mỏ-Địa chất 11 Phạm Vọng Thành (2000), Trắc địa ảnh phần đoán đọc điều vẽ, trường Đại học Mỏ-Địa chất 12 Bayes Ahmed, Land cover change prediction of Dhaka City: A Markov Cellular Automata Approach - Master of Science in Geospatial Technologies [Erasmus Mundus-Universitat Jaume I, Spain; Westfälische WilhelmsUniversität Münster, Germany and Universidade Nova de Lisboa, Portugal] 13 D LU, P MAUSEL, E BRONDI ´ZIO and E MORAN (2004), Change 94 detection techniques, Center for the Study of Institutions, Population, and Environmental Change (CIPEC), Indiana University, 408 North Indiana Avenue, Bloomington, Indiana 47408, USA 14 Fei Yuan , Kali E Sawaya, Brian C Loeffelholz, Marvin E Bauer (2005), Land cover classification and change analysis of the Twin Cities (Minnesota) Metropolitan Area by multitemporal Landsat remote sensing, Remote Sensing and Geospatial Analysis Laboratory, University of Minnesota 15 Li Guo, Linlin Ge and Xiaojing Li, Land cover change detection using landsat TM imagery of the 2009 victorian bushfires, University of New South Wales 16 P.A.J van Oort (2006), Interpreting the change detection error matrix, Wageningen University, Centre for Geo-Information, P.O Box 47, 6700 AA Wageningen, The Netherlands 17 http://en.wikipedia.org/wiki/Markov_chain 18 www.aw-bc.com/greenwell/markov.pdf 19 http://aix1.uottawa.ca/~jkhoury/markov.htm 20 http://www.donganh.hanoi.gov.vn 21 http://wordpress.com 22 http://wikimapia.org 95 PHỤ LỤC Tọa độ điểm kiểm tra thực địa năm 1993 TT 10 11 12 13 14 15 Tọa độ X 1578662.644 589498.868 580059.313 590933.032 587872.276 581161.838 581294.090 581083.233 585939.644 580442.532 581486.456 581991.417 577697.921 581667.662 577609.705 Lớp phủ thực tế Y 2333509.056 2332016.066 2333822.103 2338029.502 2342235.176 2335655.105 2335210.258 2334267.525 2335729.052 2337308.002 2335619.036 2336701.095 2335736.604 2336865.775 2333936.989 Thực vật Ruộng Đất trống Thực vật Đất đô thị Ruộng Đất trống Mặt nước Đất đô thị Ruộng Ruộng Thực vật Ruộng Ruộng Đất trống PHỤ LỤC TT 10 11 12 13 14 15 độ Lớp phủ thực tế X Y 587121.937 2338544.309 580411.454 2335526.577 581483.543 2335579.520 577089.302 2335976.590 584765.989 2334547.138 578465.812 2335791.291 582132.091 2341191.442 585176.294 2342131.174 588736.688 2331026.451 592138.254 2335182.450 580927.645 2336333.953 585123.351 2342197.353 583760.078 2340622.309 584938.052 2341376.742 584408.626 2333197.100 Tọa độ điểm kiểm tra thực địa năm 2000 Ruộng Đất trống Mặt nước Đất đô thị Thực vật Mặt nước Đất đô thị Đất đô thị Ruộng Ruộng Đất trống Đất đô thị Đất đô thị Mặt nước Đất trống Tọa 96 PHỤ LỤC Tọa độ điểm kiểm tra thực địa năm 2007 TT 10 11 12 13 14 15 Tọa độ X 582063.555 582541.649 577394.167 583115.362 581171.112 582958.976 580604.281 582844.809 584785.648 589509.308 590879.312 588952.744 590493.998 583629.707 577379.063 Lớp phủ thực tế Y 2334169.371 2335173.369 2335667.400 2336113.621 2340352.724 2341804.316 2338322.222 2338464.931 2334626.065 2330630.220 2333883.980 2333584.291 2341875.670 2333455.854 2335182.630 Mặt nước Ruộng Đất đô thị Ruộng Đất đô thị Thực vật Đất trống Đất trống Thực vật Ruộng Ruộng Ruộng Ruộng Đất trống Thực vật PHỤ LỤC Tọa độ điểm kiểm tra biến động giai đoạn 1993-2000 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Tọa độ Biến động X Y thực tế 583245.984 2342253.751 dth-dth 582981.385 2342820.748 dth-dth 584102.781 2342505.750 dth-dth 583379.061 2342491.553 tv-tv 585178.677 2342156.330 dth-dth 583978.933 2341874.037 dth-dth 582232.247 2341150.662 dth-dth 583926.003 2340727.223 dth-dth 581067.790 2340339.071 dth-dth 581544.159 2341274.165 dth-dth 582038.171 2341979.897 tv-tv 580520.848 2341503.528 tv-tv 581032.503 2337939.583 dth-dth 586078.485 2339668.626 dth-dth 587066.509 2339456.906 dr-dth 587825.171 2338962.894 dr-dth 587966.317 2340056.778 dr-dth 588636.762 2340515.504 dr-dth 588777.909 2341291.809 dr-dth 589607.143 2340850.726 dth-dth 591212.683 2341415.312 dr-dth TT 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 Tọa độ X Y 591858.047 2336118.919 590018.715 2337228.972 590270.413 2336848.198 590438.212 2336990.182 589308.798 2338364.840 587914.777 2338222.857 584833.153 2336766.125 584013.833 2337081.248 586244.904 2337623.259 586018.015 2337156.877 587076.829 2337812.333 586295.324 2338203.085 591879.303 2337484.605 591475.945 2335366.978 592761.647 2335682.101 593707.016 2336337.557 594072.559 2336652.680 594312.052 2337018.223 594085.164 2337333.346 594639.780 2337219.902 594513.731 2337887.962 Biến động thực tế tv-dth dr-dth dr-mn dr-dth tv-mn dth-dth dr-mn dr-mn tv-tv dth-dth dr-dr dr-dr tv-mn dr-mn dth-dth tv-dth tv-dth dr-dth dr-mn dth-dth dth-dth 97 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 590648.098 590259.945 587878.101 592888.796 594017.966 593806.247 591195.040 587472.305 586925.363 580291.485 580644.351 578633.016 577345.055 576480.534 578809.448 580062.122 582373.394 582338.107 583202.628 583326.131 585937.339 586060.842 584490.589 588195.680 588389.756 588160.393 589430.710 589818.863 589007.271 589536.570 591283.256 592447.713 593065.229 590683.384 594723.698 595270.640 592430.070 592694.719 583096.768 587860.457 585496.256 584261.226 583855.430 584702.308 577680.278 577715.564 591936.058 591336.186 590454.021 588019.247 590065.869 591636.122 2341997.540 2343638.367 2342050.470 2341821.107 2342226.903 2341997.540 2344573.461 2343073.781 2342703.272 2335575.382 2337710.220 2336122.324 2335822.388 2335557.739 2333740.480 2333599.333 2335469.522 2336651.623 2338045.443 2337445.571 2335751.815 2335381.306 2334269.778 2331517.425 2332152.583 2332452.519 2334128.632 2335416.592 2336034.108 2333687.550 2331817.361 2335469.522 2337921.940 2339386.333 2339739.199 2338133.659 2337304.425 2336616.336 2336492.833 2337939.583 2338116.016 2339368.690 2339721.556 2339880.345 2334216.849 2333687.550 2338098.373 2335681.242 2337780.794 2333475.830 2332787.742 2332734.812 tv-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth tv-dth mn-dr dr-dth dth-dth tv-dth tv-dth dth-dth dth-dth tv-tv tv-tv dtr-dth dr-mn dth-dth mn-dr mn-mn dth-dth tv-dth dr-dr tv-tv dr-dr dr-dth mn-dr dth-dth dr-dr dth-dth dr-dth dtr-dtr dtr-dtr mn-tv mn-dr tv-tv dr-mn dr-dr dr-mn tv-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dtr-dr dtr-mn dr-mn tv-mn dtr-dtr dtr-dtr dtr-dtr dth-dth 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 594463.311 593933.905 594261.633 592799.462 591627.204 592282.660 590593.601 591186.032 590291.083 590883.514 586585.237 585513.819 581845.787 580295.382 579488.667 578215.570 576917.264 576967.683 577156.757 576942.473 577371.041 577345.831 576702.980 576526.511 586736.496 589623.022 589282.689 589534.788 584404.586 582967.625 583610.476 584581.055 582602.082 581417.220 581152.517 580698.739 585135.671 583597.871 583471.822 585047.437 585816.337 586497.002 586433.978 585778.522 582375.194 582665.107 587127.248 587404.557 588450.765 589194.455 588917.147 588917.147 2338543.418 2340824.909 2341833.302 2341303.895 2340799.699 2340812.304 2340434.156 2340484.576 2339022.405 2338556.023 2336249.323 2336148.483 2336148.483 2337169.482 2337068.643 2336564.446 2335997.224 2336211.508 2335934.200 2335228.324 2334219.931 2333816.573 2334522.449 2335077.065 2340686.254 2342904.720 2344013.953 2342312.289 2341039.192 2341341.710 2341480.364 2342072.796 2339841.725 2335669.497 2334774.547 2334686.313 2338833.331 2339135.849 2341064.402 2340572.810 2340484.576 2340383.736 2339476.182 2339047.615 2337270.321 2338001.407 2340182.058 2339803.910 2338215.690 2338001.407 2337799.728 2337484.605 dth-dth tv-mn dth-dth dth-dth dr-mn dr-dr dr-dr dr-dr tv-tv tv-tv tv-tv tv-dr dr-tv tv-tv dr-dr tv-tv tv-dth tv-dth dth-dth tv-tv dtr-tv dtr-mn dtr-tv dtr-tv dr-mn dr-dr dr-dr dr-dth dr-dr dth-dth tv-tv dr-mn mn-mn dr-mn dr-dr dr-dr tv-tv tv-tv tv-tv tv-tv tv-tv dr-dr tv-tv dr-dr dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dr-dth tv-dth 98 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 592782.936 593153.445 588354.932 587671.331 587215.597 590104.364 587296.453 586032.158 584598.800 582665.604 588597.501 583724.084 582364.232 580703.090 580390.383 580222.002 580715.118 580949.648 580739.172 579909.294 580441.281 580241.213 580383.197 583384.212 584578.165 584565.257 583345.489 585630.133 585765.663 586617.564 584468.450 583113.153 590470.481 591477.273 591483.727 591696.702 591593.442 2332452.519 2332699.525 2333859.259 2334447.303 2334667.820 2335285.266 2334520.809 2335064.750 2335027.997 2336740.676 2339688.247 2342650.520 2342768.129 2339804.347 2339034.605 2339190.959 2337982.224 2336761.462 2336677.271 2335552.727 2335944.667 2335809.137 2334602.277 2333872.998 2332904.928 2333117.904 2333298.610 2334040.796 2333543.854 2334363.486 2335641.338 2335370.279 2335434.817 2336686.853 2336667.492 2336480.332 2336364.163 dth-dth dr-mn tv-mn dth-dth dth-dth tv-dth tv-dth dr-dth dr-dth dr-dth dr-dth dr-dth dr-mn dr-dtr dr-mn dr-mn tv-dth dth-dth dr-dth tv-dth dr-dth tv-dth dr-dtr tv-mn dtr-tv dtr-dtr dtr-mn mn-dr tv-tv tv-mn dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dr-dth 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 588173.457 588337.321 588538.999 588400.345 590051.590 591047.378 591954.932 588576.814 594358.560 592803.061 592356.268 589344.556 586332.844 581980.755 583327.711 578225.838 577248.289 581123.625 583213.985 582325.852 581990.095 579531.486 577928.515 584784.462 580181.338 592214.445 577466.108 577824.134 582247.352 591667.709 583141.369 591621.031 586035.346 588820.409 583216.993 588434.615 2336665.285 2336602.261 2335266.139 2334371.190 2331371.219 2330917.442 2332039.280 2331623.317 2342786.582 2338765.450 2338566.876 2332278.686 2333751.446 2337375.429 2337329.202 2334986.529 2335753.529 2335655.587 2335720.572 2337800.101 2337594.314 2337204.403 2334150.095 2335222.352 2335861.374 2342284.085 2334527.408 2336193.012 2334542.974 2333844.290 2336240.378 2333859.849 2335758.049 2332599.569 2336949.005 2341580.590 dth-dth dr-dr dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dr-mn dr-mn dth-dtr dr-dr mn-mn tv-mn mn-mn mn-dr dth-dth dr-dr dr-dr tv-tv tv-dr dr-dr dtr-tv tv-tv tv-dth dtr-dth dtr-dtr tv-tv dth-dth dr-dtr dr-dr dr-dth dth-dth dr-dr tv-tv dth-dth 99 PHỤ LỤC Tọa độ điểm kiểm tra biến động giai đoạn 2000-2007 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Tọa độ X Y 580515.008 2335611.794 580735.957 2335309.123 580991.159 2335252.412 580338.977 2335129.537 579894.738 2335743.911 579611.181 2335895.141 579923.094 2336500.063 579450.499 2336500.063 579526.114 2336689.101 581132.937 2336802.524 580301.170 2335819.526 580839.928 2335110.633 581142.389 2334713.653 580197.199 2334779.817 580556.371 2334467.904 581170.745 2334250.510 581737.859 2334817.624 581879.637 2336329.929 582399.492 2335422.546 578855.029 2335450.902 578590.375 2336197.602 577427.791 2335847.882 578023.261 2335280.767 577172.590 2336282.669 576737.803 2336566.226 577673.541 2336906.495 577673.541 2336906.495 577560.118 2337227.859 578505.308 2336944.302 577276.561 2335271.316 576813.418 2335951.852 578684.894 2333598.329 579119.682 2333740.107 576416.438 2335337.479 584639.593 2333097.378 586501.617 2332662.591 584166.998 2335460.354 583722.758 2333201.349 584875.890 2337700.454 Biến động thực tế dth-dth mn-dtr dr-dth dth-dtr tv-dth dr-dth tv-dth tv-dth dr-dth dth-dth dth-dth dtr-dth dr-dth dtr-dtr dr-mn mn-mn dr-dth tv-dtr mn-dth dth-dth dth-dth dth-dth dr-mn dr-dth mn-mn dr-dr dr-dr mn-dr tv-tv tv-tv dr-dth tv-mn tv-dth tv-dth dtr-dtr tv-mn dr-mn dtr-dtr tv-mn TT 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 Tọa độ X Y 585083.644 2334412.349 583693.900 2336080.042 583601.250 2335312.374 584395.390 2336993.303 582635.046 2338938.946 584488.039 2340831.647 583455.658 2338819.825 590589.681 2340156.628 590377.911 2339468.373 594295.668 2339494.844 594361.846 2340090.449 594719.209 2338383.048 593527.999 2340765.468 593594.178 2340381.634 595301.579 2340447.812 591608.828 2335378.552 593197.108 2334994.718 591582.356 2335735.915 586513.096 2336066.807 583614.486 2337390.373 582886.524 2337483.023 583106.445 2338030.197 583279.495 2338366.118 581701.685 2339445.136 586516.549 2342804.343 590109.883 2344168.385 591056.568 2343751.029 591219.439 2344748.611 594843.311 2342488.781 594843.311 2342081.604 593682.857 2341185.816 593764.293 2341460.660 591188.901 2340788.819 589896.115 2340310.386 589519.476 2340809.177 587361.440 2339770.877 587086.596 2339445.136 588664.405 2340961.869 587860.232 2341022.945 Biến động thực tế tv-tv dr-mn dr-mn dtr-mn tv-mn tv-mn dr-mn dr-dtr tv-dr dr-mn mn-dr mn-dr tv-mn tv-mn dr-mn mn-tv mn-dr mn-tv tv-tv tv-mn dr-tv dr-mn tv-mn tv-tv tv-mn tv-mn tv-mn mn-dr tv-tv tv-tv tv-tv tv-dtr tv-tv dr-tv dth-dth dth-dth dth-dtr tv-dth dr-dth 100 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 577484.503 577890.935 582597.982 585263.418 586114.089 586218.060 586473.262 587607.490 588288.027 587777.624 587777.624 588297.479 589658.553 589677.457 588911.852 588628.295 588505.421 589601.841 590301.282 590811.685 590537.580 588836.237 589365.544 587730.365 591624.548 590206.763 589441.159 589582.938 588741.718 592758.777 592116.047 590594.291 588921.304 587702.009 588023.374 588363.642 581020.295 581443.836 580967.352 581364.422 580848.231 581576.193 581205.594 582992.409 584090.970 2334515.163 2334014.213 2338636.193 2338135.242 2337104.985 2335413.094 2334827.076 2336915.946 2337662.647 2338560.577 2338560.577 2338626.741 2338815.779 2338711.808 2338938.654 2338881.942 2339127.692 2336670.197 2336915.946 2337501.964 2337454.705 2337672.099 2337577.580 2337294.023 2334619.134 2334278.866 2334118.183 2335507.613 2335876.237 2336622.938 2337681.551 2338740.164 2341207.110 2342095.589 2339808.228 2340053.978 2340394.870 2340487.519 2339283.074 2339177.188 2337946.271 2338528.641 2338581.583 2342724.347 2342459.633 dtr-tv tv-tv dr-mn dth-dth dth-dth dth-dth dr-dth mn-mn mn-mn mn-mn mn-mn dr-mn dr-mn dr-dtr tv-dtr tv-dtr dr-mn dr-mn dr-mn dth-dth tv-dth dth-dth dr-dth dr-dth dr-dr tv-tv dr-dr tv-tv tv-tv tv-tv dr-dr dr-dr dth-dth tv-dth dth-dth tv-dth dth-dth dth-dth mn-mn mn-mn dth-dth tv-tv tv-tv dth-dth dth-dth 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 587330.902 586740.496 586608.164 587045.878 586374.037 588623.688 589743.424 593398.784 589989.923 585985.339 592339.720 591777.093 591578.518 587623.578 587193.333 588484.067 589526.583 591561.971 591396.492 590651.838 589940.279 590221.593 588103.466 587888.344 592968.539 593729.741 593680.098 593349.140 585157.946 585141.398 584595.318 585306.876 585604.738 586382.488 586134.270 584942.823 584744.249 580590.734 580690.021 580491.447 585422.711 591743.997 592290.077 588848.120 585852.956 2340676.845 2340870.254 2340697.204 2342000.169 2342305.552 2341969.631 2342804.343 2334363.717 2333519.776 2340519.524 2340751.194 2340254.758 2336812.802 2334595.387 2334694.674 2334446.456 2333519.776 2332576.547 2331782.250 2331931.180 2331070.691 2331236.170 2332990.244 2332477.260 2334181.690 2335389.685 2335654.451 2336332.913 2340221.662 2338533.780 2339179.147 2339410.817 2339328.078 2339261.886 2339278.434 2337276.142 2336647.323 2338533.780 2339807.966 2341677.875 2342852.773 2339824.514 2336961.732 2334711.222 2336415.653 tv-dth mn-dr mn-dtr dr-dth dth-dth tv-dth tv-dth dr-mn dr-dr dr-dr tv-tv tv-tv tv-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dth-dth dr-dr dth-dth dth-dth dr-dr mn-mn mn-mn tv-mn mn-mn dr-mn tv-tv tv-tv dr-dr tv-dth dtr-dtr tv-tv mn-dth tv-dth tv-dtr dr-mn tv-dtr dtr-dtr tv-dtr dr-dr dr-mn tv-tv dr-dr tv-tv 101 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 585732.192 585110.116 581999.734 580901.174 582582.104 583071.823 583760.078 587479.300 586116.026 585441.007 583852.728 585255.708 586579.275 588366.090 589041.109 590298.497 590272.025 590510.267 589610.242 590867.630 590867.630 592852.980 593911.834 594308.904 594454.496 594454.496 595328.050 592469.146 591317.643 591966.191 591119.108 591489.707 593382.407 590576.446 590708.802 590298.497 589570.535 590563.210 589491.121 589041.109 592323.554 592177.961 585957.198 586341.033 2342684.640 2342115.506 2342049.328 2342062.563 2339786.029 2339574.258 2339203.660 2340474.284 2339693.379 2339071.303 2339746.322 2340699.290 2341996.385 2341877.264 2342194.920 2341136.067 2340911.061 2342922.882 2343677.315 2343981.735 2343981.735 2335590.323 2336397.698 2336702.119 2337694.794 2337694.794 2337800.679 2340209.570 2340328.691 2341480.194 2342300.805 2337840.386 2337046.246 2333499.088 2333141.725 2332625.534 2332466.706 2331196.082 2331341.674 2333274.081 2333128.489 2332665.241 2333565.266 2333750.565 tv-tv dth-dth tv-tv mn-mn mn-mn dr-mn dr-dr dr-dr dth-dth dr-dr dth-dth tv-tv tv-dth tv-dth dr-dth dr-dth mn-mn dth-dth dr-mn mn-mn mn-mn dth-dth tv-dth tv-dth dr-dth dr-dth dtr-dtr dtr-mn tv-mn tv-tv dr-dr dr-dr tv-tv dr-dr dr-dtr tv-dtr dr-dtr dr-dr mn-mn dr-mn dr-dr mn-dr tv-tv mn-mn 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 585521.999 587507.743 589162.530 581798.728 581831.824 581864.920 581087.170 580077.750 594077.247 594274.012 592505.289 592482.269 594356.661 592511.088 592399.369 592281.771 592211.212 592058.334 591993.654 592934.442 592634.566 589441.768 58900.771 580868.318 581701.649 593616.027 583998.939 581273.722 583052.996 579602.090 589478.105 580256.697 592936.134 587274.491 580409.594 591653.822 587297.371 582971.495 583138.865 583228.987 584580.824 578864.487 579131.097 586479.514 2334280.978 2332758.574 2332245.590 2335273.850 2335720.642 2337524.360 2337491.264 2337739.482 2342108.119 2341471.419 2341819.593 2342639.495 2342823.259 2342017.252 2341946.693 2341917.293 2341852.614 2342287.729 2342058.412 2341094.104 2342034.892 2344063.465 2332052.054 2334759.559 2334579.380 2339872.156 2335615.412 2336246.041 2342890.165 2334077.676 2334163.059 2337350.707 2339670.289 2335706.397 2335503.493 2333846.449 2336528.778 2336309.909 2339077.955 2337339.879 2334546.084 2335099.694 2334097.337 2342070.356 tv-tv tv-tv dr-dr dr-dth tv-tv dr-dr tv-tv tv-tv dth-dth tv-tv dr-dtr mn-tv mn-tv tv-dtr dr-mn mn-tv tv-dth tv-dth tv-dth dr-dth tv-mn dr-dtr dr-dr dr-dth tv-dr dr-dr dr-mn tv-tv dth-dth tv-dth dr-dr tv-dth dr-dr dtr-dtr dtr-dth dtr-dth dr-tv dr-dr mn-dr mn-mn tv-tv tv-dth tv-dtr tv-dth 102 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT…………………………………………1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU……………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………………… MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài 2.Mục tiêu đề tài 3.Phạm vi nghiên cứu 4.Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu đề tài 5.Phương pháp nghiên cứu 6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 7 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG 1.1.Lớp đất phủ 1.1.1.Khái niệm lớp đất phủ 1.1.2.Hệ phân loại lớp đất phủ 11 1.2 Ứng dụng tư liệu viễn thám nghiên cứu biến động 13 1.2.1.Vai trò tư liệu viễn thám 13 1.2.1.1.Tư liệu viễn thám với ảnh hàng không 13 1.2.1.2 Tư liệu viễn thám với ảnh vệ tinh 15 1.3 Cơ sở GIS nghiên cứu biến động lớp đất phủ 22 1.4.Khả ứng dụng công nghệ viễn thám GIS nghiên cứu biến động lớp đất phủ 24 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ ĐOÁN BIẾN ĐỘNG LỚP ĐẤT PHỦ 26 2.1.Khái niệm biến động 26 2.2.Các nguyên nhân gây biến động 27 2.3.Các phương pháp nghiên cứu biến động 28 2.3.1.Nghiên cứu biến động phương pháp so sánh sau phân loại 28 103 2.3.2.Nghiên cứu biến động phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian 29 2.3.3.Nghiên cứu biến động phương pháp phân tích véc tơ thay đổi phổ 30 2.3.4 Nghiên cứu biến động phương pháp số học 32 2.3.5 Nghiên cứu biến động phương pháp sử dụng mạng nhị phân 33 2.3.6 Nghiên cứu biến động phương pháp chồng xếp ảnh phân loại lên đồ có 35 2.3.7 Nghiên cứu biến động phương pháp cộng màu kênh ảnh 36 2.3.8 Nghiên cứu biến động phương pháp kết hợp 37 2.4.So sánh lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động tối ưu 38 2.5.Quy trình phương pháp ứng dụng tư liệu viễn thám GIS đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ 39 2.5.1.Chọn tư liệu ảnh viễn thám 40 2.5.2.Nắn chỉnh hình học 40 2.5.3 Đồng độ phân giải ảnh tư liệu 40 2.5.4.Phân loại ảnh viễn thám 41 2.5.5 Kết phân loại 45 2.5.6.Đánh giá độ xác kết phân loại 46 2.5.7.Thành lập đồ biến động 47 2.5.8.Đánh giá độ xác kết biến động 47 2.5.9.Dự đoán biến động 49 CHƯƠNG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG VÀ ĐÁNH GIÁ - DỰ ĐOÁN XU THẾ BIẾN ĐỘNG LỚP ĐẤT PHỦ HUYỆN ĐÔNG ANH THÀNH PHỐ HÀ NỘI 54 3.1 Đặc điểm chung khu vực nghiên cứu 55 3.1.1.Vị trí địa lý 55 3.1.2.Thời tiết, khí hậu 56 3.1.3.Địa hình 56 3.1.4.Đặc điểm đất đai 57 104 3.1.5.Thủy văn, nguồn nước 59 3.1.6.Cảnh quan thiên nhiên, di tích văn hố - lịch sử 60 3.2.Tư liệu sử dụng 61 3.3.Thực nghiệm kết nghiên cứu 63 3.3.1 Xử lý tư liệu viễn thám 63 3.3.1.1 Tăng cường chất lượng ảnh nắn chỉnh hình học 63 3.3.1.2.Phân loại ảnh 68 3.3.1.3 Đánh giá độ xác kết phân loại 72 3.3.2.Thành lập đồ trạng lớp đất phủ Đông Anh 73 3.3.3 Thành lập đồ biến động lớp đất phủ Đông Anh - 78 3.3.5.Đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ Đông Anh 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 95 PHỤ LỤC 95 PHỤ LỤC 96 PHỤ LỤC 96 PHỤ LỤC 99 105 PHỤ LỤC ... viễn thám GIS đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ? ?? 2.Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài sử dụng công nghệ viễn thám GIS để nghiên cứu đánh giá biến động lớp đất phủ đồng thời dự đoán xu biến động. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM THỊ HÀ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ ĐOÁN BIẾN ĐỘNG LỚP ĐẤT PHỦ Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống... kỳ Thống kê biến động Đánh giá độ xác kết biến động Thống kê kết Phân tích, đánh giá biến động Dự đốn xu biến động Hình 2.7.Quy trình phương pháp đánh giá dự đoán biến động lớp đất phủ Các bước