Ứng dụng công nghệ viễn thám và gis đánh giá biến động đất đai dưới tác động của đô thị hóa tại thành phố đồng hới, tỉnh quảng bình giai đoạn 2001 2014

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Các thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc thật Tác giả luận văn Dương Chí Nhân ii LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Lợi, người hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thời gian thực luận văn tốt nghiệp cao học Để hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm, tạo điều kiện Sở tài ngun mơi trường tỉnh Quảng Bình, Văn phòng đăng ký quyền sử dụng đất thành phố Đồng Hới, thầy cô giáo khoa Tài nguyên Môi trường, tạo điều kiện cho học tập giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Tơi xin gửi tới gia đình, bạn bè cộng nơi sống làm việc giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tác giả luận văn Dương Chí Nhân iii TĨM TẮT Đơ thị hóa ln có mặt tích cực tiêu cực lĩnh vực quản lý đất đai mà hệ dễ thấy biến động sử dụng đất đất quỹ đất Trước thực trạng đó, đề tài nghiên cứu với mục đích đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa dựa sở phân tích tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian kỹ thuật GIS từ làm sở cho việc theo dõi tác động q trình thị hóa đưa giải pháp quản lý đất đai thích hợp tương lai thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 – 2014 Phương pháp nghiên cứu sử dụng bào gồm phương pháp thu thập số liệu, tài liệu, phương pháp thống kê, phương pháp viễn thám GIS, phương pháp xử lý phân tích số liệu Trong điểm nhấn phương pháp viễn thám GIS lồng ghép, kết hợp để hạn chế khuyết điểm riêng biệt phương pháp từ hồn thiện tăng độ xác kết nghiên cứu Kết nghiên cứu yếu tố tác động đến q trình thị hóa biến động đất đai thành phố Đồng Hới Thành lập đồ trạng sử dụng đất năm 2001 năm 2014 thành phố Đồng Hới sở giải đoán ảnh Landsat trộn kênh ảnh tăng độ phân giải lên 15x15m Từ đồ trạng có tiếp tục thành lập đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 thành phố Đồng Hới Ngoài ra, nghiên cứu ra, đánh giá phân tích nguyên nhân biến động đất đai từ đưa giải pháp góp phần nâng cao hiệu quản lý đất đai Cuối cùng, nghiên cứu đưa quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám nói chung kết hợp với công nghệ GIS theo bước cụ thể rõ ràng Công nghệ viễn thám GIS ngày bộc lộ ưu lĩnh vực quản lý đất đai nói chung đánh giá biến động sử dụng đất nói riêng Với thời đại hội nhập, khoa học công nghệ phát triển, đầu tư triển khai công nghệ mang lại hiệu lớn kinh tế, tiến độ cơng việc, tính xác thực so với phương pháp truyền thống iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii DANH SÁCH HÌNH ẢNH ix MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1.1 Định nghĩa đất đai .3 1.1.2 Đơ thị thị hóa 1.1.3 Tổng quan viễn thám 1.1.4 Tổng quan GIS 15 1.1.5 Tổng quát đồ đồ biến động sử dụng đất .18 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 18 1.2.1 Tình hình ứng dụng công nghệ viễn thám GIS số nước giới 18 1.2.2 Tình hình sử dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá đô thị hóa Việt Nam 19 1.3 NHỮNG CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CĨ LIÊN QUAN .20 1.3.1 Ở Việt Nam 20 1.3.2 Ở Trên giới 21 v Chương ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .23 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .23 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 23 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu 24 2.3.2 Phương pháp thống kê 25 2.3.3 Phương pháp viễn thám GIS 25 2.3.4 Phương pháp xử lý phân tích số liệu 28 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .29 3.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ-XÃ HỘI VÀ THỰC TRẠNG QUỸ ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU .29 3.1.1 Đặc điểm, điều kiện tự nhiên .29 3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 32 3.1.3 Quỹ đất đô thị 37 3.2 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2001, 2014 VÀ BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2001 - 2014 39 3.2.1 Kết chọn vùng nghiên cứu 39 3.2.2 Chọn mẫu phân loại xây dựng khóa ảnh 40 3.2.3 Xây dựng đồ trạng sử dụng đất năm 2001, 2014 từ ảnh Landsat 46 3.2.4 Xây dựng đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 59 3.3 ĐÁNH GIÁ VỀ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA 63 3.3.1 Nhóm đất lâm nghiệp 63 3.3.2 Nhóm đất nơng nghiệp 67 3.3.3 Đất xây dựng .72 3.3.4 Đánh giá biến động đất đai với quy hoạch sử dụng đất 76 3.3.5 Các vấn đề tồn 79 3.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIÚP QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI HỢP LÝ 80 3.5 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ ẢNH VIỄN THÁM KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ GIS 81 vi 3.5.1 Các bước xử lý ảnh viễn thám .82 3.5.2 Các bước xử lý liệu GIS 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .84 Kết luận 84 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC .89 vii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nghĩa từ ENVI Environment for Visualizing Images ERTS Earth Resources Technology Satellite ETM Enhanced Thematic Mapper GDP Gross Domestic Product GIS Geographical information system GPS Global Positioning System HRV High Resolution Visible imaging system HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất MSS Multispectral Scanner 10 OLI Operational Land Imager 11 OSA Optical sensor assembly 12 SPOT Systeme Pour L’observation de La Terre 13 TIRS Thermal Infrared Sensor 14 TM Thematic Mapper viii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc điểm giải phổ điện từ sử dụng kỹ thuật viễn thám .6 Bảng 1.2 Các hệ vệ tinh Landsat Bảng 3.1 Khóa giải đốn ảnh viễn thám năm 2001 41 Bảng 3.2 Khóa giải đốn ảnh viễn thám năm 2014 43 Bảng 3.3 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2001 .47 Bảng 3.4 Đánh giá độ xác phân loại ảnh năm 2001 48 Bảng 3.5 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2014 .49 Bảng 3.6 Bảng đánh giá độ xác phân loại ảnh năm 2014 50 Bảng 3.7 Quy ước ID với loại trạng cho đồ 51 Bảng 3.8 Cấu trúc liệu thuộc tính xây dựng cho đồ 52 Bảng 3.9 Hiện trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001 53 Bảng 3.10 Hiện trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2014 .54 Bảng 3.11 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 - 2014 60 Bảng 3.12 Sự thay đổi diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 63 Bảng 3.13 Sự chu chuyển diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2014 64 Bảng 3.14 Sự thay đổi diện tích đất nông nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 67 Bảng 3.15 Sự chu chuyển diện tích đất nơng nghiệp giai đoạn 2001 – 2014 68 Bảng 3.16 Sự thay đổi diện tích đất xây dựng giai đoạn 2001 - 2014 72 Bảng 3.17 Sự chu chuyển diện tích đất xây dựng giai đoạn 2001 - 2014 73 Bảng 3.18 Diện tích số loại hình sử dụng đất kỳ quy hoạch 78 ix DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ địa chồng lên ảnh IKONOS 10 Hình 1.2 Đặc tính phản xạ phổ thực vật 12 Hình 1.3 Khả phản xạ hấp thụ nước 13 Hình 1.4 Đặc tính phản xạ phổ thổ nhưỡng 13 Hình 1.5 Mơ hình tổ chức hệ thống thông tin địa lý 15 Hình 1.6 Sơ đồ mơ tả quy trình công nghệ GIS 16 Hình 2.1 Sơ đồ trình tự bước ứng dụng ảnh Landsat GIS xây dựng đồ biến động sử dụng đất thành phố Đồng hới giai đoạn 2001 - 2014 27 Hình 3.1 Vị trí địa lý thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình .29 Hình 3.2 Hộp thoại danh sách sai số RMS tương ứng điểm nắn ảnh Landsat năm 2014 .39 Hình 3.3 Ảnh Landsat năm 2014 trước sau tăng độ phân giải 39 Hình 3.4 Kết cắt ảnh theo ranh giới thành phố Đồng Hới năm 2001 2014 40 Hình 3.5 Sự khác biệt mẫu phân loại ảnh Landsat năm 2001 45 Hình 3.6 Sự khác biệt mẫu phân loại ảnh Landsat năm 2014 45 Hình 3.7 Kết giải đoánh ảnh Landsat năm 2001 năm 2014 46 Hình 3.8 Đối chiếu liệu ảnh vệ tinh Landsat ảnh có độ phân giải cao Google earth để tiến hành điều chỉnh 52 Hình 3.9 Bản đồ trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001 55 Hình 3.10 Bản đồ trạng sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2014 56 Hình 3.11 Biểu đồ so sánh diện tích trạng sử dụng đất năm 2001 2014 57 Hình 3.12 Biểu đồ so sánh diện tích giải đốn trạng sử dụng đất năm 2014 với số liệu kiểm kê 58 Hình 3.13 Bản đồ biến động sử dụng đất thành phố Đồng Hới giai đoạn 2001 – 2014 62 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh diện tích giải đốn trạng sử dụng đất năm 2014 với kế hoạch sử dụng đất 2014 76 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước với hội nhập vào kinh tế tồn cầu đất đai ngày có giá trị trở nên khan Kèm theo q trình thị hóa mạnh mẽ vùng miền, gia tăng dân số, gây sức ép lớn tới tài nguyên đất Ngày nay, phát triển mạnh mẽ khoa học cơng nghệ cơng nghệ thơng tin góp phần tạo đột phá cho công tác quản lý đất đai nói chung việc đánh giá q trình thị hóa nói riêng Việc tích hợp công nghệ viễn thám với hệ thống thông tin địa lý sử dụng ngày rộng rãi không nước đầu khoa học công nghệ như: Mỹ, Nga, Đức, Nhật Bản…mà nước phát triển Với phát triển khoa học vũ trụ ngày nay, chất lượng ảnh viễn thám ngày nâng cao, góp phần phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên đất tiết kiệm thời gian, chi phí so với phương pháp khác Ảnh viễn thám tư liệu viễn thám có khả cung cấp nhanh chóng xác biến đổi đối tượng theo khơng gian thời gian thơng qua giải đốn ảnh Bên cạnh GIS lại có khả tích hợp tốt với liệu viễn thám giúp xử lý, phân tích khơng gian cập nhật, sửa đổi thơng tin thuộc tính cách dễ dàng Các liệu thuộc tính khơng gian GIS liên kết với cách chặt chẽ khoa học Đồng Hới thành phố tỉnh lỵ tỉnh Quảng Bình, thành lập ngày 16/8/2004 sở tồn diện tích tự nhiên, dân số đơn vị hành trực thuộc thị xã Đồng Hới cũ Thành phố trung tâm trị, kinh tế, văn hóa xã hội, khoa học kỹ thuật, có vai trị động lực phát triển kinh tế tỉnh Quảng Bình Bởi vậy, tốc độ thị hóa thành phố mức nhanh Q trình thị hóa ln kéo theo hàng loạt vấn đề quan trọng như: quỹ đất, quy hoạch đô thị, môi trường cảnh quan, giao thơng, kinh tế xã hội,… mà địi hỏi cần có nghiên cứu kỹ lưỡng khoa học để phục vụ cho công tác quản lý đất đai bố quy hoạch hợp lý Xuất phát từ lí trên, tơi xin thực đề tài: “Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá biến động đất đai tác động đô thị hóa thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 - 2014” MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung Đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa dựa sở phân tích tư liệu viễn thám đa thời gian kỹ thuật GIS làm sở cho việc theo dõi 78 Bảng 3.18 Diện tích số loại hình sử dụng đất kỳ quy hoạch STT Mục đích sử dụng Đất phi nơng nghiệp Các kỳ kế hoạch Kỳ đầu, Kỳ cuối, đến năm 2015 đến năm 2020 Diện tích Diện tích (ha) (ha) 6.363,01 7.175,88 Trong đó: 65,48 116,02 2.2 Đất xây dựng trụ sở quan, cơng trình nghiệp Đất quốc phịng 289,83 313,83 2.3 Đất an ninh 667,57 658,41 2.4 Đất khu công nghiệp 334,60 349,60 2.5 Đất sở sản xuất kinh doanh 538,14 731,49 2.6 Đất SX vật liệu XD gốm sứ 55,51 58,01 2.7 Đất cho hoạt động khống sản 6,00 10,00 2.8 Đất di tích danh thắng 50,46 50,46 2.9 Đất bãi thải, xử lý chất thải 21,56 21,56 4,14 4,14 2.11 Đất nghĩa trang, nghĩa địa 233,23 240,05 2.12 Đất có mặt nước chuyên dùng 277,37 272,23 2.568,29 2.982,71 5.947,28 5.947,28 328,85 463,49 3.545,08 3.593,76 2.1 2.10 Đất tơn giáo, tín ngưỡng 2.13 Đất phát triển hạ tầng Đất đô thị Đất khu du lịch Đất khu dân cư nông thôn Qua bảng 3.18, nhận thấy rõ diện tích đất phi nơng nghiệp năm 2020 tăng 812,87 Tuy nhiên 812,87 chủ yếu tăng cho mục đích xây dựng trụ sở quan, phát triển hạ tầng, sở sản xuất kinh doanh Trong đất thị chưa đề cập rõ ràng, đất khu dân cư nông thôn tăng vào khoảng 50 Với tốc độ gia tăng dân số nhanh nhu cầu đất năm 2020 rõ ràng cần quan tâm đề cập cụ thể Vấn đề tác động dân số thời kỳ trước tác động nhỏ tương lai, thị hóa tăng nhanh 79 kéo theo vấn đề dân số di dân tự Do vậy, phần kiểm soát biến động sử dụng đất tác động mạnh mẽ thị hóa cần hỗ trợ mạnh mẽ quy hoạch sử dụng đất Trong phương án cần lồng ghép nhiều yếu tố dân số, di dân phát triển khu công nghiệp, trường đại học yếu tố kinh tế, mơi trường Điều địi hỏi tính tổng hợp cao xây dựng phương án, sở liệu toàn diện, đầy đủ tham gia chuyên gia nhiều ngành, nhiều lĩnh vực 3.3.5 Các vấn đề tồn Lĩnh vực đất đai vốn tồn nhiều vấn đề tranh chấp, khiếu nại, hành vi lấn, chiếm đất đai, triển khai quy hoạch chậm, quy hoạch treo… Dưới tác động mạnh mẽ thị hóa vấn đề ngày gia tăng số lượng tính chất phức tạp tăng cao Cụ thể sau trình điều tra thực địa số vấn đề tiêu cực cịn tồn liệt kê sau: - Việc chuyển đổi đất trống thành đất nông nghiệp tập trung lượng lớn diện tích đất vào tay cá nhân khu vực khơng có hình thức canh tác thường xuyên rõ ràng Điển hình xảy nhiều khu vực xã Bảo Ninh Nhiều khu vực đất trồng hoa màu bị mua lại tập trung với diện tích lớn cá nhân đứng tên chủ sử dụng đất Sau trình điều tra tìm hiểu có cá nhân thực tế khơng cịn khả lao động nông nghiệp Phần lớn đất bán thông qua giấy viết tay với giá rẻ Các diện tích đất khai hoang phần lớn người bán đất khẳng định cá nhân mua lại đất hoàn thành giấy tờ, thủ tục đất đai cách nhanh chóng Về phía cán làm cơng tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho biết có trường hợp tập trung đất đai vào cá nhân chủ sử dụng trên, cảm thấy khơng bình thường tất thủ tục hợp pháp nên tiến hành cấp giấy - Việc chuyển đổi đất từ đất thủy sản đất trồng năm thành lâu năm để nhằm mục đích tăng số tiền đề bù khu chợ chợ Bắc Lý đề cập Những việc tương tự cần chấm dứt thông qua thông tin rõ ràng cho người dân tránh việc gây hiểu nhầm - Xây dựng khu vực nuôi tôm cát làm giảm đáng kể diện tích rừng phịng hộ chắn cát ảnh hưởng môi trường chất thải Bên cạnh xảy cháy rừng phịng hộ chắn cát với diện tích lớn bên cạnh khu vực ni tôm không thấy thông tin tin tức truyền thông đưa tin Do vậy, việc nâng cao tầm quan trọng rừng chắn cát cần thực trọng - Các khu vực khai thác khoáng sản, đất, cao lanh… cần quản lý chặt chẽ hồn thổ Tránh tình trạng để đất trống trơ trọi trồng loại rừng trồng hiệu quả, làm giảm độ phì đất bạch đàn 80 - Chuyển đổi diện tích rừng tự nhiên rừng trồng sang loại hình khác cần cân nhắc Các báo cáo ghi rõ tiếp tục trì diện tích rừng trồng Tuy nhiên, thực tế diện tích rừng trồng bị chuyển mục đích để xây dựng trụ sở, nhà máy nhiều - Chuyển đổi sang loại hình lâu năm với cao su nơi coi vùng bão Đồng Hới cần cân nhắc cẩn thận Với thời gian kiến thiết dài, vốn đầu tư lớn nhiên nguy gãy đổ bão cao cao su trồng Đồng Hới coi đánh cược mạo hiểm Tuy cảnh báo nhiều chuyên gia Nguyên phó thủ tướng Nguyễn Công Tạn nhiều nơi tiếp tục trồng loại 3.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIÚP QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI HỢP LÝ Để giảm thiểu tồn tác động tiêu cực khác chuyển đổi đất đai tác động thị hóa mang lại giúp nâng cao hiệu công tác quản lý đất đai, số giải pháp dựa kết nghiên cứu đưa sau: - Đối với quy hoạch kế hoạch sử dụng đất, cần xem công cụ quan trọng kiểm soát biến động sử dụng đất Do đó, chất lượng phương án cần đầu tư kỹ lưỡng Phương án quy hoạch không hợp lý dẫn tới nhiều hệ lụy triển khai thực tế Cần triển khai xây dựng sớm cụ thể, tránh tình trạng làm cho có tính khả thi khơng cao thời kỳ cũ Lồng ghép nhiều yếu tố vào phương án để tăng tính tính xác thực tế - Đối với số liệu công tác quản lý đất đai cần công bố rõ ràng, minh bạch Tránh để cá nhân lợi dụng hiểu biết thân hiểu biết pháp luật người dân lao động để từ chuộc lợi Liên tục cập nhật tin tức, báo cáo công khai lên trang web thành phố Sử dụng tối đa tính tiện dụng internet công tác tuyển truyền phổ biến Điều tạo thuận lợi cho cá nhân, tổ chức, nhà nghiên cứu cần số liệu địa phương - Với việc chuyển đổi loại hình sử dụng đất cần xem xét kỹ Nhất loại hình rừng phịng hộ, rừng tự nhiên, rừng trồng, loại đất chuyên canh nông nghiệp tập trung có suất cao Cơng tác bảo vệ trồng rừng chắn cát cần trọng thực - Tuyên truyền giảm thiểu loại hình trồng hiệu bạch đàn, hay có rủi ro cao cao su Thay vào keo, tràm, phát triển chăn nuôi thay trồng cao su - Khuyến khích sử dụng công nghệ quản lý đất đai, công nghệ GIS viễn thám cần lồng ghép đưa vào, dần loại bỏ đồ giấy lỗi 81 thời Song hành thành lập thư viện số lưu trữ liệu quản lý đất đai từ đồ, ảnh viễn thám, loại sổ sách… để thuận tiện quản lý, khai thác sử dụng 3.5 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ ẢNH VIỄN THÁM KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ GIS Trên sở nghiên cứu với ảnh Landsat, nghiên cứu đưa quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám nói chung kết hợp với cơng nghệ GIS gồm tất bước chia làm hai nhóm bước xử lý ảnh viễn thám phần mềm ENVI bước xử lý GIS trình bày hình 3.15 Chọn ảnh viễn thám năm A Bản đồ hành chính, đồ địa hình Chọn ảnh viễn thám năm B Tiền xử lý ảnh: Nắn ảnh, chọn kênh khu vực nghiên cứu, tăng cường chất lượng giải đoán ảnh Số liệu điều tra thực địa, đồ trạng Chọn mẫu chuẩn chung cho ảnh viễn thám năm A B Không đạt Phương pháp phân loại theo xác xuất cực đại năm A Đánh giá độ xác kết phân loại Phương pháp phân loại theo xác xuất cực đại năm B Chuyển sang vector Chuyển sang vector Bản đồ HTSDĐ năm A Bản đồ HTSDĐ năm B Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn A-B Hình 3.15 Quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám kết hợp với công nghệ GIS 82 3.5.1 Các bước xử lý ảnh viễn thám Bước 1: Nắn ảnh chọn vùng nghiên cứu + Chọn điểm khống chế có tính đại diện cao, dễ nhận biết ảnh viễn thám đồ địa hình Xác định tọa độ đồ để làm sở nắn ảnh hệ tọa độ sử dụng Số lượng điểm khống chế lựa chọn tùy thuộc vào sai khác vị trí đồ ảnh viễn thám, phân bố với sai số bình phương trung bình (RMS) đạt u cầu, có giá trị 0,5 pixel + Ảnh sau nắn xong tiến hành cắt theo khu vực nghiên cứu Bước 2: Giải đốn, chọn mẫu phân loại xây dựng khóa ảnh Sử dụng công cụ phần mềm ENVI kết hợp với số liệu, tài liệu thu thập để tiến hành giải đoán đối tượng ảnh Cụ thể: + Đối với loại ảnh viễn thám khác lựa chọn nhiều tổ hợp màu để tiến hành chọn mẫu + Sau chọn tổ hợp màu tiến hành chọn mẫu Kết hợp với số liệu, tài liệu thu thập đồ trạng sử dụng đất để làm chọn mẫu Bên cạnh rà sốt thực địa từ định số lượng loại hình sử dụng đất cần phân loại xây dựng khóa ảnh phù hợp + Tiến hành kiểm định mẫu chọn phần mềm ENVI Kết hợp với công tác kiểm tra thực địa liên tục điều chỉnh, thay đổi mẫu chưa đạt tiêu chuẩn đạt yêu cầu chọn mẫu Khi mẫu đạt yêu cầu thực phân loại ảnh phần mềm ENVI Bước 3: Đánh giá độ xác sau phân loại - Sử dụng phần mềm ENVI để đánh giá độ xác số Kappa (κ), ma trận sai số phân loại ảnh (pixel) Ngoài ra, cần tiến hành chọn mẫu kiểm tra đối soát ngồi thực địa loại hình sử dụng đất lâm nghiệp Kết hợp với việc tham khảo chuyên gia, điều tra ý kiến số cá nhân có kinh nghiệm sản xuất cán địa phương Kết số Kappa phải 0,8 tức mức chấp thuận cao kết giải đốn sử dụng Bước 4: Xử lý ảnh sau phân loại Ảnh sau giải đoán xử lý lọc pixel đơn lẻ theo phương pháp phân tích theo đa số - Majority/Analysis Xuất ảnh xử lý sang dạng vector để biên tập GIS 83 3.5.2 Các bước xử lý liệu GIS Bước 5: Thiết kế liệu thuộc tính cho đồ Dữ liệu chuyển sang GIS có bảng thuộc tính với thơng tin cần thiết Tuy nhiên để dễ dàng biên tập tạo thêm trường ID với mục đích mã hóa loại trạng dạng số nguyên Mỗi loại trạng tương ứng với mã ID khác Cấu trúc liệu thuộc tính đồ trạng sử dụng đất đồ biến động cần xây dựng thống Bản đồ biến động sử dụng đất phải có thêm trường biến động trường trạng thời kỳ sau Bước 6: Biên tập liệu không gian cho đồ Tiến hành đăng ký ảnh viễn thám vào GIS điều chỉnh mắt thường Bên cạnh kết hợp với nguồn khác để làm ảnh có độ phân giải cao google earth, khảo sát thực địa để xác định trạng tiến hành biên tập lớp trạng sử dụng đất năm sử dụng để làm đồ biến động sử dụng đất Bước 7: Chồng ghép hoàn thiện đồ biến động sử dụng đất Sau hoàn tất biên tập đồ trạng sử dụng đất tiến hành chồng ghép Từ liệu chồng ghép, tiến hành tạo thêm trường liệu sau cập nhật liệu thuộc tính đầy đủ tiến hành bổ sung màu sắc, giải, khung đồ, lưới km, tỷ lệ, kim hướng kết thu đồ biến động sử dụng đất 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu làm rõ yếu tố có tác động đến q trình thị hóa thành phố Đồng Hới đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội quỹ đất đô thị Thống kê kết trạng sử dụng đất năm 2001 qua giải đoán ảnh Landsat cho thấy diện tích đất xây dựng 2640,16 ha, diện tích đất trống 2810,91 diện tích đất trồng lúa 1674,38 Diện tích đất trống cịn lớn diện tích đất xây dựng chứng tỏ q trình thị hóa thời điểm chưa rõ ràng Trong đó, kết thời điểm năm 2014 cho thấy diện tích đất xây dựng 3986,49 ha, diện tích đất trống 1223,71 diện tích đất trồng lúa 1112,74 Sự giảm nhanh diện tích đất trống, đất trồng lúa tăng lên nhanh chóng diện tích đất xây dựng chứng tỏ q trình thị hóa thời điểm diễn mạnh mẽ Từ ảnh vệ tinh Landsat chụp thời điểm năm 2001 2014 thành phố Đồng Hới, nghiên cứu xây dựng 10 khóa giải đốn tương ứng với 10 loại hình sử dụng đất để phục vụ cho chọn mẫu phân loại ảnh Landsat thời điểm, bao gồm: (1) đất rừng tự nhiên, (2) đất rừng trồng, (3) đất nuôi trồng thủy sản, (4) đất rừng chắn cát, (5) đất trồng lúa, (6) đất trồng năm, (7) đất trồng lâu năm, (8) đất đất khác, (9) đất có cơng trình xây dựng (10) đất sơng suối mặt nước Từ khóa giải đốn ảnh có, sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định để phân loại ảnh Kết thu ảnh phân loại năm 2001 2014 Kết phân loại ảnh sau xử lý chuyển sang phần mềm Mapinfo để biên tập cho liệu thuộc tính khơng gian Sản phẩm thu đồ trạng sử dụng đất năm 2001 2014, đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 - 2014 thành phố Đồng Hới đồng thời thống kê diện tích trạng biến động sử dụng đất Trên sở liệu thống kê tiến hành phân tích mối tương quan loại hình sử dụng đất, loại hình đất xây dựng Nghiên cứu đưa nguyên nhân biến động sử dụng đất, thực trạng, bất cập tồn Bên cạnh làm rõ mối quan hệ mật thiết biến động sử dụng đất thực tế với quy hoạch kế hoạch sử dụng đất, từ đề xuất giải pháp hỗ trợ cho công tác quản lý đất đai Biến động sử dụng đất từ loại trạng khác thành đất xây dựng có tổng diện tích chuyển đổi 1359,99 ha, lớn so với trạng sử dụng đất lại Trong đó, loại trạng có diện tích lớn chuyển thành đất xây dựng gồm có đất trồng lúa (287,87 ha), đất trống (508,68 ha) đất rừng trồng (194,12 ha) Các loại 85 trạng sử dụng đất bị chuyển mục đích sử dụng nhiều bao gồm đất rừng tự nhiên (777,22 ha), đất trồng lúa (578,01 ha), đất trống (1836,74 ha) đất rừng trồng (381,59 ha) Đất xây dựng loại trạng sử dụng đất có mục đích chuyển đổi sang loại trạng khác (chỉ có 13,66 mục đích hành lang an tồn sân bay) Từ quy trình thực với ảnh Landsat, nghiên cứu xây dựng quy trình thành lập đồ biến động sử dụng đất từ ảnh viễn thám kết hợp với công nghệ GIS với tất bước chia làm hai nhóm bước xử lý ảnh viễn thám bước tiến hành GIS Kiến nghị Cần áp dụng công nghệ viễn thám GIS theo dõi biến động sử dụng đất Cần đầu tư kinh phí mua ảnh có chất lượng tốt thành lập thư viện số với loại liệu để dễ dàng quản lý khai thác Các liệu đồ nền, đồ trạng sử dụng đất cần biên tập kỹ lưỡng hơn, thống diện tích trạng đồ diện tích thống kê đất đai Công tác cập nhật, chỉnh lý thống kê đất đai cần làm kịp thời, thường xuyên để nắm bắt biến động sử dụng đất Cần tiếp mở rộng nghiên cứu loại ảnh vệ tinh có độ phân giải khơng gian cao hơn, mở hướng nghiên cứu khác tương quan nhiệt độ bề mặt với phát triển đô thị nhằm để nâng cao độ xác đánh giá phân tích Công tác quy hoạch sử dụng đất cần trọng thực đảm bảo tầm quan trọng Đội ngũ làm quy hoạch sử dụng đất cần phải đa dạng ngành, lĩnh vực, cần có tham gia chuyên gia để nâng cao tính khả thi hiệu cho phương án quy hoạch góp phần điều chỉnh biến động sử dụng đất phù hợp 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Văn Bình, Hồ Kiệt (2013), Giáo trình đồ học, Nhà xuất nơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Hữu Đồn, Nguyễn Đình Hương (2003), Giáo trình Quản lý thị, Nhà xuất Thống kê Hà Nội Đàm Xuân Hoàn (2008), Giáo trình trắc địa ảnh viễn thám, Trường đại học nông nghiệp Hà Nội Trần Hùng, Phạm Quang Lợi (2008), Xử lý phân tích liệu viễn thám với phần mềm ENVI, Hà Nội Lê Huỳnh, Lê Ngọc Lan (2001), Bản đồ học chuyên đề, Nhà xuất Giáo dục Hà Nội Hồ Kiệt, Trần Trọng Tấn (2012), Giáo trình Quy hoạch thị khu dân cư nông thôn, Nhà xuất nông nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Việt Nga, Ứng dụng cơng nghệ tích hợp tư liệu viễn thám hệ thống thông tin địa lý để thành lập đồ trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:10000 huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ, Luận văn Thạc sỹ, Trường đại học nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Ngọc Phi (2009), Ứng dụng viễn thám theo dõi biến động đất đô thị thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An, Viện Địa chất, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 10 Nguyễn Ngọc Thạch (2007), Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý, Trường đại học khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội 11 Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội 12 Nguyễn Ngọc Thạch (1997), Viễn thám nghiên cứu tài nguyên môi trường, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 13 Phạm Vọng Thành (2013), Viễn thám ứng dụng, Nhà xuất Mỏ địa chất 14 Phạm Vọng Thành (2000), Đoán đọc điều vẽ ảnh, Nhà xuất Giao thông vận tải 15 Vũ Thị Phương Thảo (2012), Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá tác 87 động việc chuyển đổi ranh giới quận đến q trình thị hóa khu vực Tây Hồ Hà Nội, Luận văn 17 ThS Ngành đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội 16 Phạm Thị Xn Thọ (2008), Địa lí thị, Nhà xuất giáo dục 17 Phạm Thị Xuân Thọ, Nguyễn Xuân Bắc (2011), Lí thuyết thực hành MapInfo, Nhà xuất Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh 18 Nguyễn Khắc Thời, Phạm Vọng Thành, Trần Quốc Vinh, Nguyễn Thị Thu Hiền (2011), Giáo trình Viễn thám , Nhà xuất Bộ giáo dục đào tạo trường Đại học nông nghiệp Hà Nội 19 Lê Văn Trung (2007), Ảnh hưởng liệu huấn luyện thuật toán phân loại ảnh viễn thám, Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ, tập 10, (số 5) 20 Lê Văn Trung (2005), Giáo trình viễn thám, Nhà xuất đại học quốc gia Hồ Chính Minh 21 Lê Văn Trung (2006), Thực hành Viễn thám, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 22 Trần Thị Vân (2008), Đơ thị hóa chất lượng môi trường đô thị từ viễn thám mặt không thấm: trường hợp thành phố Hồ Chí Minh, Viện Mơi trường Tài ngun, Đại học quốc gia – Hồ Chí Minh 23 Trần Quốc Vinh (2003), Ứng dụng kỹ thuật viễn thám GIS tìm hiểu thay đổi sử dụng đất nông lâm nghiệp huyện Con Cuông, tỉnh nghệ An, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 24 UBND Thành phố Đồng Hới (2015), Báo cáo kết kiểm kê đất đai 25 UBND Thành phố Đồng Hới, Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020, kế hoạch sử dụng đất năm 2011-2015 88 Tài liệu Tiếng Anh 26 Hadjimitsis, D.G (2013), Remote Sensing of Environment - Integrated Approaches, University of Salford UK 27 Hadjimitsis, D.G (2007), The use of satellite remote sensing for real estate applications, MSc Thesis, University of Salford, School of the Built Environment, UK 28 H Xu, X Wang and G Xiao (1999), A remote sensing and GIS integrated study on urbanization with its impact on arable land: Fuqing city, Fujian province, China, Department of Environmental and Resources Engineering, Fuzhou University, Fujian, China 29 Landis, J.R and G.G Koch, 1977 The measurement of observer agreement for categorical data Bioometrics 33(1): 159-174 30 Jan Haas (2013), Remote Sensing of Urbanization and Environmental Impacts, Royal Institute of Technology (KTH) SE-10044 Stockholm, Sweden 31 Praveen Kumar Rai and V K Kumra (2011), Role of geoinformatics in urban planning, Journal of Scientific Research Banaras Hindu University, Varanasi, (Vol 55) 89 PHỤ LỤC Hình Thực trạng cháy chặt rừng phòng hộ chắn cát xã Bảo Ninh Hình Một số loại hình canh tác nơng nghiệp xã Bảo Ninh Quang Phú 90 Hình Loại hình trồng thơng cao su xã Thuận Đức Hình Khu vực xây dựng cầu Nhật Lệ hộ gia đình bị giải tỏa 91 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM DƯƠNG CHÍ NHÂN ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2001 - 2014 LUẬN VĂN THẠC SĨ KIỂM SỐT VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Chun ngành : Quản lý đất đai Mã số : 60850103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN LỢI CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN PGS.TS HUỲNH VĂN CHƯƠNG HUẾ - 2016 92 10,29,39-46,52,55-58,62,76,89,90,91 1-9,11-28,30-38,47-51,53-54,59-61,63-75,77-88 ... ? ?Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS đánh giá biến động đất đai tác động thị hóa thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 - 2014? ?? MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu chung Đánh giá biến động. .. sử dụng đất năm 2001, 2014 từ ảnh Landsat 46 3.2.4 Xây dựng đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2001 – 2014 59 3.3 ĐÁNH GIÁ VỀ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA ĐƠ THỊ HĨA 63 3.3.1 Nhóm đất. .. thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xây dựng đồ trạng biến động sử dụng đất thành phố Đồng Hới năm 2001, 2014 giai đoạn 2001 – 2014 - Xây dựng quy trình thành lập đồ biến động