Ứng dụng công nghệ GIS trong theo dõi biến động sử dụng đất tại huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001
MỤC LỤC
Các yếu tố nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Các phương pháp thể hiện nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường sử dụng năm phương pháp để thể hiện néi dung.
Phương pháp biểu đồ bản đồ
Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Tài liệu thu đ−ợc từ hệ thống quét đa phổ (MSS) và TM (thematic mapper), Landsat đ−ợc ghi trên băng từ máy tính. Mỗi pixel có chiều rộng 79m theo hướng quỹ đạo và 57m theo hướng quét. Cho mỗi pixel có 4 giá trị về độ phản xạ đ−ợc ghi lại theo 4 band phổ. Phần lớn hệ thống xử lý số sử dụng hệ 8 bit. để chuyển đổi thành cùng một tỷ lệ 8 bit. Độ phân giải về thời gian của ảnh khá lớn cứ sau 12 ngày thì khu vực lại đ−ợc chụp lại một lần. Loại ảnh TM có 7 kênh phổ. * ảnh Spot của pháp. Những lợi thế và hạn chế của ảnh vệ tinh. Các đặc điểm chung của ảnh Viễn thám đ−ợc xác định dựa vào sự chuyển. động của vệ tinh nh− độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động. Bên cạnh đó là kỹ thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh hiện đại tạo nên khả năng −u việt của. ảnh vệ tinh. Với tầm quan sát rộng nh− thế ảnh vệ tinh cung cấp thông tin trên phạm vi rộng ở cùng thời điểm đ−ợc ghi nhận ở cùng một điều kiện vật lý. Nhờ vậy mà đặc. điểm này bảo đảm tính hiện thời của thông tin, từ đó có thể đối chiếu, so sánhgiữa các vùng và phản ánh hiện trạng của các đối t−ợng tự nhiên và xã hội. Đây là tính chất mà ở các bản đồ khái quát thành lập bằng phương pháp truyền thống không thể có đ−ợc. Do đ−ợc chụp trong một đỉều kiện vật lý nên ảnh vệ tinh cho phép ứng dụng có hiệu quả ph−ơng pháp t−ơng tự nội suy những vùng rộng lớn cũng nh−. ngoại suy một cách tin cậy những kết quả quan sát tại những điểm trên vùng đất rộng lớn hơn và các vùng khác. Cùng với đặc điểm tầm bao quát rộng ảnh vệ tinh cho phép thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ khái quát và trung bình một cách nhanh chóng bằng cách rút ngắn thời gian thu thập và xử lý thông tin bằng công nghệ mới. 2) ảnh đ−ợc chụp ở tỷ lệ nhỏ với những dải phổ khác nhau, chúng có tính chất tổng quát hoá tự nhiên về mặt hình học và quang học rõ rệt. Trên ảnh vệ tinh hình ảnh của các đối t−ợng đã đ−ợc khái quát hoá, nhiều chi tiết nhỏ riêng lẻ bị nhoè. đi và hợp thành hình ảnh của một thể thống nhất với qui mô lớn hơn. Kết quả là ảnh vệ tinh thể hiện những cấu trúc lớn, có ý nghĩa khu vực và toàn cầu, một cách khách quan và chính xác phản ánh tính quy luật của các hiện t−ợng tự nhiên. Đặc điểm này làm cho ảnh vệ tinh trở thành t− liệu qúy đối với công tác bản đồ về các mặt:. - Nguồn thông tin đảm bảo tính khoa học, tính khách quan và tính hiệu quả cao về công nghệ cũng nh− kinh tế cho việc thành lập và hiệu chỉnh bản đồ. điều kiện để lập cơ sở thành lập bản đồ nhiều thể loại bằng phương pháp mới. Tạo ra cơ sở nghiên cứu về ph−ơng pháp luận cũng nh− thực hiện một cách khách quan và khoa học quá trình tổng quát hoá và chỉnh hợp các bản đồ. Ngoài ra còn thành lập các bản đồ chuyên đề cùng tỷ lệ với bản đồ địa hình. 4) ảnh vệ tinh có khả năng chụp lặp với chu kỳ ngắn là nguồn thông tin bảo. đảm tính tức thời phản ánh cả những hiện t−ợng, đối t−ợng biến đổi nhanh. đa thời gian ảnh vệ tinh trở thành nguồn thông tin về các hiện t−ợng biến đổi nhanh cũng nh− trạng thái của các đối t−ợng ở các giai đoạn phát triển khác nhau nh− sự thay đổi thực phủ, sự xói mòn đất. Với các nguồn thông tin đó bản đồ động thái và dự báo đ−ợc mở ra và phát triển có ý nghĩa quan trọng về khoa học và về thực tiễn. Nhờ các đặc điểm trên mà bản đồ hiện nay có ý nghĩa hiện thời và giá trị sử dụng trong lĩnh vực quản lý đất và môi trường. 5) Cùng với các đặc điểm trên, thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh, lưu giữ thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất. đồng thời tất cả các thành phần cảnh quan. Nh− vậy ảnh vệ tinh cho phép thành lập bản đồ các thành phần riêng cũng nh− toàn bộ lãnh thổ nh− một hệ thống. ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có ý nghĩa liên ngành, đồng thời với các phương pháp xử lý khai thác hiện đại nhằm tìm ra các nguồn thông tin hữu ích cho các chuyên ngành. Ngoài những bản đồ phản ánh điều kiện tài nguyên môi trường ra còn nhiều bản đồ kinh tế xã hội cũng tìm thấy ảnh vệ tinh nguồn t− liệu tin cậy, chi tiết khách quan. Những đặc điểm nêu trên cũng xác định vai trò của ảnh vệ tinh trong việc thành lập bản đồ chuyên đề về mặt thông tin cũng như phương pháp luận và kỹ thuật. đảm bảo tính đồng bộ của thông tin tính khách quan của tài liệu, tính chỉnh hợp và thống nhất về thời gian. 6) Từ các đặc điểm trên cũng tạo khả năng thu nhận thông tin về các vùng khó đến hoặc không thể tiếp cận được như hải đảo, biên cương. Như vậy ảnh vệ tinh. đem lại khả năng loại trừ một số trở ngại mà ph−ơng pháp truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục. 7) ảnh vệ tinh có thể sử dụng đ−ợc các thiết bị và công nghệ đang dùng xử lý. Điểm khác biệt cơ bản riêng biệt cơ bản giữa hai ph−ơng pháp này là ở chỗ phương pháp phân loại có kiểm định bao gồm bước lấy mẫu và bước phân loại, còn trong phương pháp phân loại không kiểm định, trước tiên dữ liệu ảnh được phân loại bằng cách nhóm chúng thành các nhóm tự nhiên hoặc thành các cụm có mặt trên ảnh.
Giai đoạn đ−a ra kết quả
Phân loại không kiểm định.(6)
Bản chất của quá trình này là so sánh các pixel ch−a biết với mẫu phổ của các.
Đặc điểm điều kiện tự nhiên
Nhìn chung Kim Sơn có mạng lưới sông ngòi dày đặc, các sông xẻ chia, bao quanh tạo nên sự phân chia ranh giới giữa các tiểu vùng trong huyện với các địa phận bên ngoài. Các con sông Đáy, sông Càn bao quanh huyện là các con sông lớn, trong huyện có các con sông nhỏ nh− sông Vạc, sông Sẻ, sông Quạt chảy qua và nối liền các sông lớn.
Đặc điểm kinh tế, văn hoá xã hội huyện Kim Sơn
Trước đây do điều kiện về kinh tế, đời sống của nhân dân trong huyện còn nghèo nên khả năng cho con em ăn học khó khăn, hơn nữa nhu cầu về học còn hạn chế, phần lớn bố mẹ chỉ cho con em học hết tiểu học, chỉ biết đọc biết viết là đ−ợc, cũng có trường hợp không học một lớp nào. * Về y tế: Công tác chăm sóc sức khoẻ cho nhân dân đ−ợc chú ý đúng mức, xã nào cũng có trạm xá khang trang, có y bác sỹ phụ trách, công tác đi tuyên truyền khám chữa chăm sóc sức khoẻ, giúp nhân dân hiểu biết để phòng chống bệnh tật luôn đ−ợc đặt lên hàng đầu.
Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Kim Sơn năm 1995 và năm 2001
Tuy nhiên một điều khó khăn là thời điểm chụp ảnh cách xa rất nhiều so với thời điểm hiện tại, trong khi đó tình hình sử dụng đất ở huyện Kim Sơn có khá nhiều biến động cho nên bản đồ hiện trạng sử dụng đất của huyện đ−ợc thành lập gần với năm đó và các tài liệu có liên quan khác sẽ là nguồn thông tin quý báu và tin cậy đối với người làm công tác giải đoán. Phần mềm ArcGIS là một trong những phần mềm mạnh đối với công nghệ chồng xếp cũng nh− tính toán diện tích của bản đồ, nó cho phép tính toán diện tích các vùng một cách tự động, đảm bảo độ chính xác cao và tính nhanh chóng trong việc thống kê, chính vì vậy mà trong đề tài này tôi lựa chọn ArcGIS để tính toán diện tích các loại hình sử dụng đất trong khu vực huyện Kim Sơn.
Đánh giá tình hình sử dụng đất huyện Kim Sơn năm 2001
(đối t−ợng A thu nhận đ−ợc từ hai ảnh vệ tinh có thời đIểm chụp khác nhau) nh− vậy ta nói rằng A bị biến đổi diện tích ở thời điểm T1 so với T2 (sự biến đổi này có thể bằng nhau, lớn hay nhỏ hơn) nếu ta dùng kĩ thuật để chồng xếp hai lớp thông tin này thì phần diện tích của phần trùng nhau sẽ đ−ợc gán giá trị cũ của đối t−ợng A, còn giá trị khác sẽ là giá trị của phần biến động. Ta có thể biểu hiện nghiên cứu biến động nh− sau: Cùng một đối t−ợng trên mặt đất đ−ợc phản ánh trên hai lớp thông tin khác nhau sẽ cho một giá trị nh− nhau, tất nhiên có sự giới hạn về chu vi và diện tích có thể biến đổi (bằng nhau, lớn hơn hay nhỏ hơn) nếu ta chồng xếp hai lớp thông tin đó thì phần diện tích trùng nhau của.
Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001
Do đặc điểm cũng nh− khả năng sẵn có của tài liệu, trong đề tài này tôi sử dụng phương pháp nghiên cứu biến động trên cơ sở các bản đồ và phương pháp thành lập bản đồ biến động (Thành lập bản đồ “chéo”. bằng ph−ơng pháp “Crossing” ). Từ bản đồ sản phẩm tiếp tục sử dụng công cụ Dissolve, công cụ này sẽ chập các đối t−ợng kề nhau có cùng chung một thuộc tính nào đó thành một đối t−ợng duy nhất và kết quả là bản đồ mà trên đó những vùng nào không có biến động nó sẽ xếp vào cùng một loại đối t−ợng, còn những vùng nào có biến động thì nó sẽ thể hiện thành một đối t−ợng khác mang đặc trưng của sự biến đổi.
Đánh giá tình hình biến động sử dụng đất huyện Kim Sơn giai đoạn 1995-2001
D−ới đây là bảng ma trận về diện tích của các loại hình sử dụng đất bị chuyển đổi đã đ−ợc khái quát hoá, trong đó cột của bảng là thể hiện diện tích đất của năm 2001 đ−ợc chuyển đổi so với năm 1995, hàng là thể hiện diện tích. Căn cứ vào tình hình sử dụng đất của huyện Kim Sơn trong 6 năm vừa qua thì ta thấy rằng diện tích đất sử dụng trong mục đích nông nghiệp là rất lớn, điều đó cho thấy rằng điều kiện tự nhiên ở đây rất thuận tiện cho việc phát triển nông nghiệp, có nghĩa là trong những năm sắp tới diện tích đất nông nghiệp sẽ ít bị biến đổi.