3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.1. đối tượng nghiên cứu của BđHTSDđ
- Ảnh viễn thám SPOT 5 khu vực thị xã Cửa Lò - tỉnh Nghệ An; ựộ phân giải 2,5m, chụp vào năm 2010.
- Hiện trạng sử dụng ựất của thị xã Cửa Lò. 3.1.2. địa ựiểm nghiên cứu
Thị xã Cửa Lò Ờ tỉnh Nghệ An
3.2. Nội dung nghiên cứu
3.2.1 đánh giá ựiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thị xã Cửa Lò
3.2.2 Khái quát chung về tình hình quản lý và sử dụng ựất trên ựịa bàn;
3.2.3 Ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám ựánh giá hiện trạng sử dụng ựất thị xã Cửa Lò. Cửa Lò.
3.2.4 Tắch hợp với tư liệu bản ựồ và hệ thống thông tin ựịa lý ựể thành lập bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất. ựồ hiện trạng sử dụng ựất.
3.2.5 đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước về ựất ựai trên ựịa bàn. ựịa bàn.
3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Phương pháp ựiều tra, thu thập số liệu sơ cấp, thứ cấp và kế thừa các tư liệu có sẵn liệu có sẵn
* Các số liệu cần thu thập:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 32 - Tình hình quản lý và sử dụng ựất trên ựịa bàn;
- Bản ựồ chuyên ựề các loại;
+ Bản ựồ ựịa hình khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1/25000; + Bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất năm 2010;
+ Bản ựồ hệ thống thủy văn, giao thông, ranh giới khu vực, tiểu khu, khoảnh ựược số hóa thành các lớp.
- Tư liệu ảnh viễn thám;
Bảng 3.1 Thông tin dữ liệu ảnh vệ tinh
Dữ liệu ảnh vệ tinh độ phân giải (m) Năm nhận ảnh
Landsat 30 2000
SPOT 5 2,5 2008
SPOT 5 2,5 2010
- Các tài liệu, số liệu khác có liên quan ựến nội dung ựề tài và khu vực nghiên cứu.
* Kế thừa các tư liệu có sẵn:
Tư liệu có sẵn là những thông tin, số liệu có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp ựến quá trình nghiên cứu của luận văn ựã ựược công bố chắnh thức ở các cấp, các ngành. Thông tin, số liệu này chủ yếu bao gồm: niên giám thống kê; các loại bản ựồ và tư liệu ảnh liên quan ựến khu vực nghiên cứu; các số liệu thống kê và kiểm kê hàng năm hoặc ựịnh kỳ; các công trình nghiên cứu, ựề tài và các tạp chắ khoa học thuộc các bộ, ngành, sở, ban ở trung ương và các ựịa phương.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 33
3.3.2. Phương pháp thống kê xử lý số liệu
- Phương pháp thống kê:
Xác ựịnh các chỉ số, so sánh, ựối chiếu và cân ựối trong nghiên cứu các chỉ tiêu, nội dung, các kiểu, hiện tượng có quan hệ với nhau trong tổng thể. Thực hiện phân tổ thống kê, xác ựịnh các tiêu chắ phản ánh kết quả của việc sử dụng ựất ựai cả vể số lượng và chất lượng. Qua các số liệu thống kê rút ra kết luận về thực trạng sử dụng ựất trên ựịa bàn nghiên cứu.
- Xử lý số liệu
đối với thông tin, số liệu ựã có sẵn, sau khi thu thập ựược, toàn bộ những thông tin số liệu này ựược kiểm tra ở ba khắa cạnh: ựầy ựủ, chắnh xác và khẳng ựịnh ựộ tin cậy. Sau ựó ựược xử lý trên phần mềm TK-05 và thông qua kết quả tắnh toán, xử lý ựể so sánh, ựánh giá và rút ra kết luận cần thiết; ựối với tư liệu dạng ảnh và bản ựồ cần ựược nắn chỉnh hình học ựể ựưa tư liệu thu thập ựược về hệ tọa ựộ VN-2000.
Thông tin, số liệu mới thu thập, ựều ựược kiểm tra, bổ sung và chỉnh lý sau ựó, thực hiện trên phần mềm TK-05 ựể tổng hợp và phân tắch. Trong quá trình nghiên cứu, xử lý số liệu và phương pháp phân tổ thống kê ựược coi là biện pháp chủ ựạo ựể ựánh giá phân tắch, so sánh nhằm rút ra kết luận và ựánh giá ựúng thực trạng vấn ựề cần nghiên cứu.
3.3.3. Phương pháp giải ựoán ảnh viễn thám bằng công nghệ số.
- Giải ựoán ảnh vệ tinh
Lựa chọn phần mềm ứng dụng phù hợp với mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu. Phần mềm ENVI ựược sử dụng thỏa mãn các yêu cầu như: xử lý với ựộ chắnh xác cao và dễ sử dụng, ứng dụng rộng rãi, có sẵn tại ựịa phương, số liệu thu thập sau khi xử lý có tắnh khả thi cao và dễ dàng liên kết
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 34 với các phần mềm khác.
- đánh giá ựộ chắnh xác bản ựồ sau giải ựoán
Phương pháp ựánh giá ựộ chắnh xác của bản ựồ, sản phẩm sau khi giải ựoán ảnh vệ tinh là kiểm tra ựối soát ngoài thực ựịa về các loại hình sử dụng ựất. Bản ựồ thu ựược có ựặc ựiểm phản ánh trung thực bề mặt trái ựất tại thời ựiểm bay chụp. Công việc này thường ựược tiến hành với sự hỗ trợ của các cán bộ ựịa phương và GPS cầm tay, ựánh giá ựộ chắnh xác của các ựiểm ựại diện cho cả bản ựồ, sau ựó ựánh giá ựộ chắnh xác của toàn bản ựồ.
- Xử lý bản ựồ sau giải ựoán
Bản ựồ sau khi ựã giải ựoán bằng phần mềm chuyên ngành ựược chuyển sang bộ phần mềm InterGraph ựể xử lý, biên tập, xây dựng cơ sở dữ liệu... thành lập bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất, xây dựng hệ thống dữ liệu thuộc tắnh...
3.3.4. Phương pháp giải ựoán ảnh số
để giải ựoán ảnh số cần thực hiện theo các bước sau:
+ Thu thập tư liệu
- Dữ liệu Viễn thám: Dữ liệu ảnh vệ tinh dùng trong nghiên cứu là ảnh vệ tinh SPOT ựược thu nhận vào năm 2010 có ựộ phân giải 2,5 m. Ảnh thu thập ựã ựược hiệu chỉnh phổ và nắn chỉnh hình học về hệ tọa ựộ VN2000.
- Dữ liệu khác, bao gồm: Bản ựồ HTSDđ năm 2010 tỷ lệ 1/10 000 và các số liệu liện quan khác như: ựiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, số liệu về thống kê, kiểm kê ựất ựai khu vực nghiên cứu.
+ Nhập ảnh, tăng cường chất lượng ảnh, nắn chỉnh tư liệu ảnh
* Nhập ảnh: đây là công ựoạn chuyển ảnh từ các khuôn dạng khác nhau về khuôn dạng của chương trình ENVI ựể tiến hành các bước tiếp theo.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 35 Khuôn dạng ảnh trong ENVI là dạng image. Thông thường dữ liệu viễn thám ựược lưu dưới ba dạng cơ bản:
- Dạng BSQ: Các kênh ựược ghi nối tiếp nhau
- Dạng BIP: ghi lần lượt liên tiếp các pixel của các kênh - Dạng BIL: ghi lần lượt liên tiếp các dòng của các kênh.
* Tăng cường chất lượng ảnh và chiết tách ựặc tắnh: là một thao tác chuyển ựổi nhằm tăng tắnh dễ ựọc, dễ hiểu cho người làm công tác giải ựoán ảnh, một thao tác nhằm phân loại sắp xếp các thông tin có sẵn trong ảnh theo yêu cầu và mục ựắch của người sử dụng. Những phép tăng cường chất lượng ảnh thường ựược sử dụng là biến ựổi cấp ựộ xám, biến ựổi histogram, tổ hợp màu, biến ựổi màu giữa hai hệ RGB và HIS.
* Nắn chỉnh tư liệu ảnh:
Dữ liệu ảnh vệ tinh thu ựược thường chứa ựựng những sai số về hình học do các nguyên nhân trong quá trình thu nhận ảnh như: tốc ựộ bay chụp, ựộ cao, góc nhìn của thiết bịẦ. Nhằm khắc phục những sai số ựó người ta phải tiến hành nắn chỉnh ( hiệu chỉnh) hình học ảnh vệ tinh theo một hệ thống các ựiểm khống chế mặt ựất ựể nắn ảnh. Thực chất của việc nắn chỉnh hình học là ựưa ảnh về hệ tọa ựộ quy chiếu cần thành lập bản ựồ ựồng thời loại bỏ các sai số hình học, sai số do chênh cao ựịa hìnhẦ
Ảnh vệ tinh ựều ựã ựược hiệu chỉnh phổ và hiệu chỉnh hình học chắnh xác. Vì vậy không cần phải qua các bước hiệu chỉnh phổ và hiệu chỉnh hình học.
Tuy nhiên ựể nâng cao ựộ chắnh xác và theo quy phạm thành lập bản ựồ, ảnh ựều ựược nắn về hệ tọa ựộ VN2000. Trong ựề tài tôi sử dụng phần mềm ENVI thực hiện nắn chỉnh hình học ảnh SPOT5 năm 2010 theo bản ựồ ựịa hình năm 2010 tỷ lệ 1/5.000.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 36 Các bước cơ bản ựể tiến hành nắn chỉnh hình học một tấm ảnh vệ tinh như sau:
- Chọn ựiểm khống chế ảnh:
Chất lượng của ảnh kết quả phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn ựiểm khống chế ảnh. để hạn chế sai số, thông thường các ựiểm khống chế ảnh ựược lựa chọn sao cho chúng phân bố ựều trên toàn bộ diện tắch sẽ nắn, ựồng thời bao phủ ựược tới ựường biên của ảnh. Các ựiểm khống chế phải ựược chọn ở những vị trắ ắt có biến ựổi như ngã ba ựường, hoặc ựịa vật rõ nét như tòa nhàẦ
- Kiểm tra sai số trung bình của các ựiểm khống chế:
độ chắnh xác tối thiểu cho việc nắn chỉnh hình học cần ựạt ựược phải nhỏ hơn 1.0, tức là nhỏ hơn 1 pixel ảnh. Sai số chọn ựiểm nắn càng nhỏ thì ựộ chắnh xác của kết quả sẽ càng cao.
- Lựa chọn phương pháp nắn và nhập các tham số cần thiết
Sau khi chọn ựủ số ựiểm khống chế chọn Options/ Warp File trong hộp thoại Ground Control Points Selection ựể lựa chọn một trong ba phương pháp nắn. + Phương pháp RST: chỉ thực hiện những chuyển dịch ựơn giản như xoay, xác ựịnh tỷ lệ và tịnh tiến ảnh.
+ Phương pháp Polynomial( hàm ựa thức): cho kết quả tốt hơn phương pháp RST. Yêu cầu số ựiểm khống chế N tương ứng với bậc của hàm n như sau: N > (n+1)2
+ Phương pháp Triangulation( lưới tam giác): Chọn ựiểm khống chế làm các ựỉnh của tam giác không ựều và tiến hành nội suy.
+ Xử lý ảnh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 37 loại có kiểm ựịnh.
Trong ựề tài này, phương pháp ựược lựa chọn ựể phân loại ảnh là phương pháp phân loại có kiểm ựịnh theo thuật toán xác suất cực ựại (Maximum likelihood). đây là một hình thức phân loại mà các chỉ tiêu phân loại ựược xác lập dựa trên các vùng mẫu và dùng luật quyết ựịnh dựa trên thuật toán thắch hợp ựể gắn nhãn pixel ứng với từng vùng phủ cụ thể. Các vùng mẫu là những khu vực trên ảnh tương ứng với từng loại mà người giải ựoán biết ựược ựặc trưng phổ. Dựa trên dữ liệu vùng mẫu thu ựược trên từng vùng mẫu, các tham số thống kê ựược xác ựịnh. Từ ựó, các chỉ tiêu phân loại ựược sử dụng trong quá trình chỉ ựịnh pixel thuộc vào từng loại cụ thể.
Phân loại theo phương pháp Maximum likelihood coi số liệu thống kê của mỗi lớp trong mỗi kênh ảnh ựược phân tán một cách thông thường và phương pháp này có tắnh ựến khả năng một pixel thuộc một lớp nhất ựịnh. Mỗi pixel ựược gán cho một lớp có xác suất cao nhất. Theo phương pháp này các kênh phổ có sự phân bố chuẩn và các pixel sẽ ựược phân loại vào lớp mà nó có xác suất cao nhất.
- định nghĩa các lớp: Từ tư liệu ảnh tiến hành ựịnh nghĩa các lớp phân loại. Các lớp phân loại cụ thể gồm 13 lớp bao gồm: ựất trồng lúa, ựất trồng cây ăn quả lâu năm, ựất trồng cây hàng năm khác, ựất rừng trồng phòng hộ, ựất trồng rừng phòng hộ, ựất nuôi trồng thủy sản, ựất nông nghiệp khác, ựất ở ựô thị, ựất giao thông, ựất khu công nghiệp, ựất sông, ựất phi nông nghiệp khác, ựất chưa sử dụng.
- Lựa chọn các ựặc tắnh: Các ựặc tắnh ở ựây bao gồm ựặc tắnh về phổ và ựặc tắnh cấu trúc. Việc lựa chọn này có ý nghĩa quan trọng, nó cho phép tách biệt các lớp ựối tượng với nhau.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 38 - Chọn vùng mẫu: Việc chọn vùng mẫu có tắnh chất quyết ựịnh tới kết quả phân loại. để ựảm bảo ựộ chắnh xác khi lựa chọn vùng mẫu phải chú ý các yêu cầu sau:
+ Số lượng các vùng lấy mẫu của mỗi loại ựối tượng cần phải phù hợp. Số lượng vùng mẫu quá ắt sẽ không ựảm bảo ựộ chắnh xác, ngược lại nếu nhiều quá sẽ làm tăng khối lượng tắnh toán lên rất nhiều ựôi khi làm nhiễu kết quả tắnh toán.
+ Diện tắch các vùng lấy mẫu ựủ lớn, ựồng thời các vùng mẫu không ựược nằm gần ranh giới giữa các lớp ựối tượng với nhau.
+ Vùng mẫu ựược chọn phải ựặc trưng cho ựối tượng phân loại và phân bố ựều trên khu vực nghiên cứu
+ Tắnh toán chỉ số thống kê vùng mẫu: Sau khi chọn mẫu xong tiến hành tắnh toán chỉ số thống kê vùng mẫu và sự khác biệt giữa các mẫu.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 39
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội 4.1. điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội
4.1.1. điều kiện tự nhiên
a. Vị trắ ựịa lý
Thị xã Cửa Lò là ựô thị ven biển của tỉnh Nghệ An, cách thành phố Vinh 16 km theo hướng đông Bắc, nằm gần kề sân bay Vinh, quốc lộ 1A, ựường Nam Cấm, nối liền với thành phố Vinh qua hai tuyến ựường Vinh Ờ Cửa Lò và Vinh Ờ Cửa Hội, là vị trắ quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế. đặc biệt Cửa Lò có bãi biển dài thoải, bãi cát mịn sạch, nước biển trong xanh, cảnh quan tươi ựẹp, giao thông thuận tiện, là thuận lợi cơ bản ựể phát triển dịch vụ du lịch, khách sạn nhà hàngẦ
Tọa ựộ ựịa lý từ 18o55ỖỖ ựến 19o15ỖỖ vĩ ựộ Bắc và 105o38ỖỖ ựến 105o52ỖỖ kinh ựộ đông, tổng diện tắch tự nhiên 2781,43 ha, chiếm 1,2% diện tắch ựất tự nhiên toàn tỉnh, trong phạm vi ựịa giới hành chắnh bao gồm:
- Phắa Bắc giáp huyện Nghi Lộc
- Phắa Nam giáp Sông Lam và tỉnh Hà Tĩnh - Phắa đông giáp biển đông
- Phắa Tây giáp huyện Nghi Lộc b. địa hình, ựịa mạo.
địa hình trải dài theo hướng Tây Bắc Ờ đông Nam với 8km chiều dài bờ biển giới hạn hai ựầu bởi hai Cửa sông, ựồng thời cũng là cảng thương mại Cửa Lò và cảng cá Cửa Hội của tỉnh Nghệ An. Chắnh ựiều kiện này ựã tạo cho Cửa Lò một vị trắ quan trọng trong chiến lược hướng ra biển. địa hình tương ựối bằng phẳng, ựộ cao trung bình 3,5 Ờ 3,8m, có nơi 4,5 Ờ 5,5m, sát bờ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 40 biển có những bờ cát cao từ 7 Ờ 8m so với mặt biển nên các dòng chảy bề mặt chảy về 2 ựầu ựổ về sông Cửa Lò, Sông Lam trước khi chảy ra biển, ựã tạo thuận lợi cho phát triển nông nghiệp.
địa hình ựa dạng, có hướng dốc từ Tây sang đông, cao ở phắa Tây, thấp dần xuống phắa đông, chia thành hai vùng lớn:
* Vùng bán sơn ựịa: phắa Tây và Tây Bắc của thị xã là ựồi núi có ựộ sâu cao và ựộ dốc chênh lệch nhiều, bị chia cắt, do có những vùng ựồng bằng phù sa sông suối xen kẽ tương ựối rộng, có một số hồ ựập ựược xây dựng nên ựây cũng là vùng lúa của thị xã và huyện Nghi Lộc.
* Vùng ựồng bằng: nằm ở trung tâm và phắa đông, đông Nam của thị xã có ựiạ hình tương ựối bằng phẳng, ựộ cao chênh lệch từ 0,6 Ờ 5m.
c. Khắ hậu, thuỷ văn.
Thị xã Cửa Lò có khắ hậu nhiệt ựới gió mùa và mang những ựặc ựiểm của khắ hậu miền Trung. Vì nằm sát bờ biển nên thị xã trực tiếp chịu ảnh hưởng yếu tố gió bão và khắ hậu hải dương.