Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ tỉnh Thanh Hóa Khoa Địa lý Luận văn Thạc sĩ ngành: Bản đồ, viễn thám

Ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ tỉnh Thanh Hóa Nguyễn Thị Bích Hường Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Địa lý Luận văn Thạc sĩ ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số: 60 44 76 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình Minh Năm bảo vệ: 2012 Abstract Nghiên cứu khả khai thác sử dụng tư liệu ảnh viễn thám thành lập đồ chuyên đề phục vụ công tác quản lý tổng hợp đới bờ Phân tích trạng ứng dụng viễn thám GIS xây dựng đồ chuyên đề Việt Nam giới Xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập đồ chuyên đề sở ứng dụng viễn thám GIS Thu thập, tổng hợp tư liệu ảnh viễn thám, đồ tài liệu cần thiết khác xây dựng sở liệu chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa Triển khai thử nghiệm thành lập đồ chuyên đề trạng lớp phủ rừng; vùng đất ngập nước; vùng đô thị, khu công nghiệp khai thác khống sản phục vụ cơng tác quản lý tổng hợp khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa Keywords Viễn thám; GIS; Bản đồ chuyên đề; Hệ thông tin địa lý; Thanh Hóa Content MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam có đường bờ biển chạy dài từ cực Bắc đến cực Nam Tổ quốc, tổng số 63 tỉnh, thành phố Việt Nam có gần nửa số tỉnh, thành phố tiếp giáp với biển Nhiều thành phố lớn, khu du lịch, khu công nghiệp lớn quan trọng, khai thác mỏ khoáng sản, hoạt động nuôi trồng thủy sản, giao thông vận tải hoạt động phát triển kinh tế quan trọng khác tập trung đới bờ Tuy nhiên, với hoạt động sử dụng đất phát triển kinh tế kéo theo tác động xấu môi trường, làm cạn kiệt nguồn tài nguyên, gây tai biến thiên nhiên, Sự cân tăng trưởng kinh tế, bảo vệ môi trường mục tiêu phát triển bền vững ngày bị đe dọa Công tác quản lý tổng hợp đới bờ cần thiết quan trọng quyền địa phương tỉnh, thành phố ven biển giúp quản lý quy hoạch kinh tế - xã hội, môi trường cách có hiệu quả, đáp ứng nhu cầu quy hoạch tổng thể - khai thác nguồn lợi thiên nhiên hợp lý, phục vụ công xây dựng - phát triển bền vững kinh tế vùng ven biển Thanh Hóa tỉnh ven biển, với đường bờ biển dài, lãnh hải rộng, có nhiều cửa lạch lớn, thuận lợi phát triển kinh tế biển Dân cư sống tập chung đông đúc huyện thị vùng đồng ven biển Vì vậy, việc quản lý tổng hợp đới bờ nhằm mục tiêu phát triển bền vững vùng ven biển Thanh Hóa vấn đề vô cần thiết cấp bách Ngày nay, việc sử dụng thông tin vệ tinh viễn thám nghiên cứu, giám sát trái đất trở thành nhu cầu thiết yếu nhiều quốc gia, có Việt Nam Cơng nghệ khai thác thơng tin vệ tinh thực phục vụ người, mang lại hiệu cao nhiều lĩnh vực khoa học-công nghệ, phục vụ đời sống, sản xuất kiểm soát tài nguyên - môi trường Với lý trên, học viên lựa chọn đề tài: “ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA” nhằm cung cấp số thông tin hệ thống sở liệu cần thiết hữu ích phục vụ công tác QLTHĐB khu vực Mục tiêu nhiệm vụ đề tài * Mục tiêu: Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với công nghệ GIS để thành lập số đồ chuyên đề phục vụ cơng tác QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa, bao gồm đồ sau: + Bản đồ Hiện trạng lớp phủ rừng + Bản đồ Các vùng đất ngập nước + Bản đồ Các vùng đô thị, khu công nghiệp khai thác khoáng sản Các đồ thành lập tỷ lệ 1: 100000, hệ tọa độ VN-2000 (lưới chiếu UTM, Elipxoid WGS-84, múi chiếu 60, kinh tuyến trục 1050) * Nhiệm vụ: - Nghiên cứu khả khai thác sử dụng tư liệu ảnh viễn thám thành lập đồ chuyên đề phục vụ công tác quản lý tổng hợp đới bờ - Nghiên cứu trạng ứng dụng viễn thám GIS xây dựng đồ chuyên đề Việt Nam giới - Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập đồ chuyên đề sở ứng dụng viễn thám GIS - Thu thập, tổng hợp tư liệu ảnh viễn thám, đồ tài liệu cần thiết khác xây dựng sở liệu chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa - Triển khai thử nghiệm thành lập đồ chuyên đề trạng lớp phủ rừng; vùng đất ngập nước; vùng đô thị, khu công nghiệp khai thác khống sản phục vụ cơng tác quản lý tổng hợp khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa Phạm vi nghiên cứu - Phần biển: bao gồm vùng biển ven bờ cách 06 hải lý trở vào tỉnh Thanh Hóa - Phần đất liền: bao gồm huyện thị xã ven biển tỉnh Thanh Hóa (5 huyện thị xã): huyện Nga Sơn, huyện Hậu Lộc, huyện Hoằng Hoá, TX Sầm Sơn, huyện Quảng Xương, huyện Tĩnh Gia Các phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập, tổng hợp phân tích tài liệu - Phương pháp viễn thám GIS - Phương pháp khảo sát thực địa - Phương pháp kế thừa - Phương pháp chuyên gia * Phương pháp nghiên cứu chính: Viễn thám GIS * Phần mềm sử dụng: + Số hóa: MicroStation + Phân tích thơng tin, biên tập lưu trữ liệu: ArcGIS 9.0 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, danh mục bảng, danh mục hình, phụ lục, …luận văn bao gồm nội dung sau: Chương Tổng quan ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ Chương Phương pháp thành lập đồ chuyên đề phục vụ QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa Chương Bản đồ chuyên đề phục vụ QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa I Khái quát quản lý tổng hợp đới bờ a Định nghĩa đới bờ Đã có nhiều định nghĩa khác nhà khoa học nước đới bờ Đới bờ hiểu khơng gian bao gồm phần biển ven bờ phần đất lục địa liền kề, vùng đất ven biển Theo Bách khoa Từ điển Hải dương học xuất Mỹ năm 1966, đới bờ định nghĩa “Một không gian trải dọc theo đường bờ có chiều ngang mở rộng hướng đất liền khoảng 0,5 dặm Anh phía biển đến hết biên giới biển quốc gia đó” Đới bờ thực chất hệ thống nguồn tài nguyên lục địa đại dương, cung cấp không gian sống nguồn tài nguyên sinh học vi sinh học cho người Đến năm 1972 nhà khoa học Hội thảo Mỹ đới bờ thống định nghĩa “Đới bờ dải lục địa biển kế cận nhau, có chiều rộng thay đổi Tại đây, việc sử dụng hệ sinh thái đất liền có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái biển ngược lại” Về phía đất liền, đới bờ khơng có giới hạn cụ thể, phía biển, tùy thuộc vào khả quản lý, mở rộng đến mép thềm lục địa Ngồi cịn nhiều khái niệm khác đới bờ quốc gia nhằm định nghĩa cách tổng quát phù hợp với đặc điểm đới bờ Đến năm 1992 Rio De Janiero, Hội nghị môi trường phát triển đưa khái niệm quản lý tổng hợp đới bờ Theo đó, đới bờ hiểu phạm vi không gian bao gồm vùng biển ven bờ vùng đất ven biển, khu vực chuyển tiếp biển lục địa Ở Việt Nam Cục Bảo vệ Môi trường (2003) Chương trình nghị 21 năm 2005 nêu: “Vùng bờ vùng biển ven bờ đất ven biển có ranh giới phía đất liền nơi tác động qua lại với biển khơng cịn đáng kể ranh giới phía biển nơi mà hoạt động người ảnh hưởng đến” Trong thực tế, đới bờ xác định cách tương đối, thường phụ thuộc vào ranh giới hành chính, khả mục tiêu quản lý [14] Ranh giới đới bờ thường xác định tương đối dựa kết hợp yếu tố là: - Ranh giới hành chính, huyện, xã có biển - Mức độ tác động hoạt động kinh tế dân sinh đến tài nguyên môi trường biển ven bờ tác động tương hỗ điều kiện tự nhiên vùng bờ đến hoạt động - Khả quản lý địa phương điều kiện [14] b Định nghĩa quản lý tổng hợp đới bờ Vùng bờ đại dương có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú hải sản, dầu khí, hệ sinh thái biển Hệ thống tài nguyên biển vùng bờ thuộc hệ thống tài nguyên chia sẻ, khơng thuộc riêng ngành Chính tiềm đa ngành nên nhiều ngành kinh tế khai thác, sử dụng không gian bờ đại dương Cụ thể: Ngành Cơng thương khai thác dầu khí, cảng biển; Ngành Nông nghiệp Phát triển nông thôn khai thác thủy sản; ngành Văn hóa – Du lịch - Thể thao khai thác du lịch, danh thắng; ngành Tài nguyên Môi trường khai thác đất đai chưa kể đến hệ thống ngang tỉnh có biển, bờ biển, đảo Trong đó, việc quản lý dựa quản lý đơn ngành mà chưa có QLTHĐB Việc quản lý đơn ngành ý đến lợi ích ngành mà khơng ý đến lợi ích ngành khác, trọng mục đích phát triển nhiều bảo vệ tài nguyên môi trường, trọng khai thác theo hướng tăng trưởng kinh tế nhiều theo hướng kế hoạch hóa Điều làm mâu thuẫn lợi ích ngành với ngành khác việc sử dụng hệ thống tài nguyên vùng bờ, đại dương biển ngày tăng Hậu loạt vấn đề môi trường biển sử dụng hiệu tài nguyên biển diễn [25] Quản lý tổng hợp đới bờ thừa nhận phương pháp tiếp cận thích hợp để giải vấn đề môi trường phát triển vùng bờ tương lai Quản lý tổng hợp đới bờ thay cách hiệu cho phương thức quản lý truyền thống trước hầu khắp quốc gia giáp biển công tác quy hoạch sử dụng đới bờ Tại Hội nghị Quốc tế đới bờ, quản lý tổng hợp đới bờ định nghĩa: “Quản lý tổng hợp đới bờ bao gồm việc đánh giá toàn diện, đặt mục tiêu, quy hoạch quản lý hệ thống tài nguyên ven biển, có xét đến yếu tố lịch sử, văn hoá truyền thống, lợi ích mâu thuẫn sử dụng; trình liên tục tiến triển nhằm đạt phát triển bền vững” Quản lý tổng hợp đới bờ phác thảo kết hợp luật, sách có ảnh hưởng đến vùng bờ khác nhau, nhằm đem lại hợp tác địa phương, vùng miền quốc gia Quản lý tổng hợp đới bờ không sách mơi trường đơn thuần, mà cịn nhằm đạt phát triển bền vững kinh tế xã hội vùng ven biển giúp phát triển toàn diện tiềm cộng đồng mạnh, đa dạng đại c Hệ thống thông tin tổng hợp cần xác lập phục vụ QLTHĐB Để thực quản lý tổng hợp đới bờ cần phải có hệ thống thơng tin tổng hợp thu thập, tổng hợp, xây dựng thành CSDL chi tiết với nội dung sau: - Các thông tin cần thu thập xây dựng: thông tin số liệu thống kê, bảng biểu, đồ, biểu đồ, báo cáo, … [1] A Cơ sở liệu điều kiện tự nhiên, tài nguyên Tài nguyên đất Tài nguyên nước Tài nguyên sinh vật Tài nguyên khoáng sản Tài nguyên vị Tài nguyên du lịch Năng lượng (sóng, thủy triều, gió) Cảng, giao thơng Kinh tế - xã hội B Cơ sở liệu môi trường 10 Suy thối mơi trường đất 11 Ơ nhiễm môi trường (tự nhiên, nhân sinh) 12 Nhiễm mặn 13 Xói lở - bồi tụ 14 Cát lấn 15 Sa mạc hóa 16 Bão lụt 17 Động đất 18 Núi lửa 19 Sóng thần 20 Tràn dầu CÁC BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐÊ PHỤC VỤ QLTHĐB A Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội Địa chất Địa mạo Thổ nhưỡng Mạng lưới thủy văn Lượng mưa Chế độ nhiệt Thủy văn - hải văn Các khu bảo tồn thiên nhiên Các khu di tích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh 10 Hiện trạng lớp phủ rừng 11 Hiện trạng vùng nuôi trồng thủy sản 12 Các vùng đất ngập nước 13 Các vùng sinh thái 14 Các vùng thị, khu cơng nghiệp khai thác khống sản 15 Hiện trạng sử dụng đất B Tài nguyên môi trường 16 Tài nguyên rừng 17 Tài nguyên nước 18 Tài ngun khống sản 19 Ơ nhiễm mơi trường 20 Các khu vực bị ô nhiễm nước 21 Xâm nhập mặn 22 Các vùng ngập lụt 23 Dự báo tác động biến đổi khí hậu (nhiệt độ, mực nước biển dâng) 24 Tai biến thiên nhiên (đường bão, động đất, cát bay, cát chảy ) 25 Biến động đường bờ sông biển II Sơ đồ quy trình cơng nghệ thành lập đồ chun đề III MỘT SỐ BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA a Vị trí địa lý: Thanh Hố nằm phía Nam Bắc Bộ, phía Bắc Bắc Trung Bộ, vị trí từ 19018’ đến 20040’ vĩ độ Bắc; 104022’ đến 106005’ kinh độ Đơng, có địa giới hành chính: - Phía Bắc giáp với tỉnh: Sơn La, Hồ Bình Ninh Bình - Phía Nam giáp tỉnh Nghệ An - Phía Tây giáp tỉnh Hủa Phăn (nước cộng hồ dân chủ nhân dân Lào) - Phía Đơng mở phần Vịnh Bắc Bộ thuộc Biển Đông Thanh Hố có 24 huyện, 01 thành phố (TP Thanh Hóa) 02 thị xã (Sầm Sơn Bỉm Sơn), có 11 huyện thuộc đồi núi, 08 huyện thuộc đồng 05 huyện ven biển với tổng diện tích 11.133,41km2, 3,3% diện tích tồn quốc, 70% đất đai đồi núi rừng Với tổng số dân 3.405.000 người [17] Phạm vi nghiên cứu đề tài bao gồm huyện thị xã ven biển với vùng nước ven bờ cách 06 hải lý trở vào tỉnh Thanh Hóa b Cơ sở liệu thành lập đồ chuyên đề * Nhóm lớp liệu địa lý - Cơ sở đo đạc- CoSoDoDac - Địa giới hành chính-BienGioiDiaGioi - Địa hình – DiaHinh - Thủy hệ - ThuyHe - Giao thông – GiaoThong - Dân cư Cơ sở hạ tầng – DanCuCoSoHaTang * Nhóm lớp liệu chuyên đề - Hiện trạng lớp phủ rừng: - Các vùng đất ngập nước - Các vùng đô thị, khu cơng nghiệp khai thác khống sản c Một số đồ chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa * Bản đồ trạng lớp phủ rừng * Bản đồ vùng đất ngập nước * Bản đồ vùng đô thị, khu công nghiệp khai thác khoáng sản KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Tư liệu viễn thám với khả cung cấp thông tin bề mặt trái đất diện rộng cập nhật mới, kết hợp với nguồn thông tin từ đồ địa hình, tư liệu khác khảo sát thực địa, với khả quản lý phân tích thơng tin cơng nghệ GIS giúp cho việc thành lập đồ chuyên đề nhanh chóng, hiệu quả, xác có tính thời cao Đề tài hồn thiện quy trình cơng nghệ ứng dụng viễn thám GIS xây dựng đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ Các đồ chuyên đề thành lập từ CSDL chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa đề tài nghiên cứu thể không gian số lĩnh vực tài nguyên, môi trường cộm ơe đới bờ tỉnh Thanh Hóa boa gồm vấn đề khai thác phát triển tài nguyên rừng, loại hình đất ngập nước, vùng thị, khu cơng nghiệp khai thác khống sản Tính thời, đồng bộ, có độ xác cao lớp liệu đồ công cụ hữu hiệu cho nhà quản lý quy hoạch CSDL chuyên đề xây dựng thuận lợi cho nhà khoa học chuyên ngành khai thác, chỉnh sửa, cập nhật nội dung chuyên sâu cho lĩnh vực, từ tổng hợp đưa đánh giá, kết luận, định hướng phục vụ cho cơng tác quản lý tổng hợp đới bờ nói chung khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa nói riêng KIẾN NGHỊ Để thực việc thành lập đồ theo quy trình cơng nghệ đưa thuận lợi, việc xây dựng hệ phân loại đúng, hợp lý có nguyên tắc cần thiết Xây dựng hệ phân loại chung, thống địi hỏi có kết hợp chun gia nhiều lĩnh vực Để thuận lợi cho việc triển khai xây dựng đồ chuyên hệ thống thông tin tổng hợp phục vụ quản lý đới bờ tỉnh Thanh Hóa tỉnh ven biển nước, cần phải có đầu tư lớn thời gian, kinh phí, nguồn nhân lực, Sau đề tài nghiên cứu này, có điều kiện hội, tác giả xin tiếp tục phát triển mở rộng hướng nghiên cứu xây dựng, hoàn thiện đồ chuyên đề CSDL tài nguyên thiên nhiên, môi trường phục vụ công tác quản lý tổng hợp đới bờ quy mô, cấp độ lớn References Tiếng Việt: [1] Cục bảo vệ Môi trường – Bộ Tài nguyên môi trường (2007), Dự án Thu thập, điều tra, khảo sát, bổ sung thông tin liệu tài nguyên môi trường đới bờ vùng Bắc Trung Bộ Duyên hải Trung Bộ [2] Lê văn Khoa nnk (2005), Đất ngập nước, NXB Giáo dục Việt Nam [3] Lê Thông nnk (2008), Địa lý kinh tế - xã hội Việt Nam, NXB Đại học sư phạm [4] Niên giám thống kê tỉnh Thanh Hóa năm 2009 [5] Nguyễn Đình Minh (1997), Giáo trình hệ thơng tin địa lý (GIS), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Nguyễn Ngọc Thạch, Nguyễn Tuấn Dũng, Nguyễn Mạnh Cường (2003), Viễn thám GIS ứng dụng, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Nguyễn Quốc Khánh nnk (2008), Đề tài Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám GIS xây dựng đồ trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh, Trung tâm Viễn thám Quốc gia - Bộ Tài nguyên Môi trường [8] Nguyễn Minh Tuệ nnk (2009), Địa lý vùng kinh tế Việt Nam NXB Giáo dục Việt Nam [9] Nhữ Thị Xuân (2000), Bản đồ địa hình, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [10] Phan Nguyên Hồng (1999), Rừng ngập mặn Việt Nam, Nhà xuất Nông nghiệp [11] Quy định kỹ thuật Số hố đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000, 1:50000 1:100000, Nhà xuất Bản đồ [12] Trần Ngọc Chính (2002), Quy hoạch phát triển thị Việt Nam, Tạp chí quy hoạch thị [13] Tổng cục Môi trường (2003), Xây dựng khung sở thông tin địa lý phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ [14] Tổng cục Môi Trường, Bộ Tài nguyên môi trường (2008), Dự án Thu thập, điều tra, khảo sát, bổ sung thông tin liệu tài nguyên môi trường đới bờ vùng Bắc Trung Bộ Duyên hải Trung Bộ [15] Tổng cục Môi Trường, Bộ Tài nguyên môi trường (2010), Dự án Xây dựng CSDL hệ thống thông tin tổng hợp phục vụ QLTHDB vùng Bắc Trung Bộ Duyên hải Trung Bộ [16] Trần Thị Phụng Hà, Giáo trình Bản đồ chuyên đề, Bộ môn Địa lý - Du lịch, Khoa Sư phạm - Đại học Cần Thơ [17] Trung tâm Quan trắc Bảo vệ mơi trường Thanh Hóa (2009), Báo cáo Hiện trạng mơi trường tỉnh Thanh Hóa Tiếng Anh: [18] Mohamed Abdelrahim (2001), Remote sensing and GIS integation: Towards intelligent imagery within a spatial data infrastructure Geodesy and geomatics engineering UNB – Technical report No.210 Internet: [19] http://congnghiepmoitruongcie.wordpress.com/ [20] http://www.nghison.gov.vn [21] http://vi.wikipedia.org/ [22] http://www.thanhhoaportal.vn [23] http://tinhgia.vn/ [24] http://qmt.vn/ [25] http://www.baobariavungtau.com.vn/ ... Chương Tổng quan ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ Chương Phương pháp thành lập đồ chuyên đề phục vụ QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa Chương Bản đồ chuyên đề phục vụ. .. cao Đề tài hồn thiện quy trình cơng nghệ ứng dụng viễn thám GIS xây dựng đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ Các đồ chuyên đề thành lập từ CSDL chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa đề. .. Nhiệm vụ: - Nghiên cứu khả khai thác sử dụng tư liệu ảnh viễn thám thành lập đồ chuyên đề phục vụ công tác quản lý tổng hợp đới bờ - Nghiên cứu trạng ứng dụng viễn thám GIS xây dựng đồ chuyên đề