- Kết quả phân tắch các thông tin kém.
2.2.2 Kết hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến ựộng ựất ựa
Biến ựộng sử dụng ựất và sự thay ựổi lớp phủ thực vật là vấn ựề quan trọng trong một loạt các vấn ựề nghiên cứu về biến ựổi môi trường toàn cầụ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 26
phương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiêm kê hoặc từ các cuộc ựiều trạ Các phương pháp này có ựộ chắnh xác không cao, tốn nhiều thời gian và kinh phắ, ựồng thời chúng không thể hiện ựược sự thay ựổi sử dụng ựất từ loại ựất này sang loại ựất khác và vị trắ không gian của sự thay ựổi ựó. Sự phát triển của hệ thống thông tin ựịa lý (GIS) và ảnh viễn thám ựã mở ra nhiều hướng ứng dụng trong nhiều ngành khoa học và quản lý. đặc biệt trong công tác nghiên cứu biến ựộng ựất ựai, công nghệ này hỗ trợ ựắc lực cho quản lý cơ sở dữ liệu, phân tắch dữ liệu ựể lựa chọn các giải pháp quản lý, sử dụng bền vững và có hiệu quả tài nguyên ựất ựai [6]. Thành lập bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất từ tư liệu viễn thám ựa thời gian sẽ khắc phục ựược những nhược ựiểm trên.
Hiệu quả của ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám là: - Giảm chi phắ thời gian, lao ựộng.
- Số liệu chắnh xác.
- Dữ liệu ựược quản lý, lưu giữ ở trạng thái ựộng. - Có thể áp dụng ở bất kỳ quy mô nàọ
- Tạo cơ hội cho việc phân tắch, tạo ra kiến thức, giải pháp mới trên cơ sở nền dữ liệu gắn với thuộc tắnh thông tin ựịa lý.
Việc nghiên cứu biến ựộng và thành lập bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất ựã ựược thực hiện ở nhiều quốc giạ Trong ựó phương pháp ựược sử dụng hiệu quả nhất là kết hợp tư liệu ảnh viễn thám và GIS:
* Hy Lạp
Ở Hy Lạp, việc thành lập bản ựồ biến ựộng lớp phủ và bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất tỷ lệ lớn từ tư liệu ảnh viễn thám ựã ựược nghiên cứu thực nghiệm trên khu vực ựảo Lesvos thuộc vùng biển địa Trung Hảị Khu vực nghiên cứu rộng 163.000ha, tư liệu ảnh thu thập ựược gồm 6 thời ựiểm kéo
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 27
dài trong 27 năm. Gồm ảnh Landsat MSS 1975, TM 1987, TM 1995, TM 1999, ETM 2000, ETM 2001.
Các ảnh vệ tinh ựược phân loại ựộc lập theo phương pháp xác suất cực ựại dựa trên các vùng mẫu ựược lựa chọn từ số liệu mặt ựất, từ ảnh hàng không và ảnh vệ tinh ựộ phân giải cao như Ikonos, Quickbird.
Dữ liệu ảnh sau phân loại ựược xử lý dựa trên mạng xác suất ựiều kiện gồm các nút thể hiện sự thay ựổi ngẫu nhiên và các cạnh thể hiện sự phụ thuộc vào các ựiều kiện giả ựịnh. Sau ựó sử dụng phương pháp so sánh ựể thành lập bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất ở các thời ựiểm từ mạng ựó. Khi ựó ựộ chắnh xác của bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất phụ thuộc vào ựộ chắnh xác của ảnh sau nắn chỉnh, ựộ chắnh xác phân loại và ựộ chắnh xác của bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất.
* Malaysia
Ở Malaysia, ựể thành lập bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất của huyện Rawang tỉnh Selangor, Trung tâm viễn thám Kalaysian ựã sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat TM chụp năm 1988 và năm 1995 trên khu vực nghiên cứu rộng 441km2.
Ảnh chụp năm 1988 ựược nắn chỉnh hình học theo bản ựồ ựịa hình, sau ựó ảnh chụp năm 1995 ựược nắn theo ảnh năm 1988 theo phương pháp nắn ảnh về ảnh với sai số trung phương nhỏ hơn 0,5 pixel [24].
Sử dụng tất cả các kênh ựể tổ hợp màu giả. Dùng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ựa thời gian và thành lập bản ựồ lớp phủ. để tìm ra thông tin về sử dụng ựất từ các lớp phủ, tác giả ựã kết hợp với dữ liệu bản ựồ và các tri thức cơ sở sau ựó biểu diễn chúng theo ựúng quy phạm. Cuối cùng kết hợp bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất, các hiểu biết về lớp phủ thực vật ựể thành lập bản ựồ biến ựộng sử dụng ựất.
* Thái Lan
để nghiên cứu ảnh hưởng của các hoạt ựộng con người ựến sự thay ựổi sử dụng ựất và lớp phủ thực vật, các nhà nghiên cứu ựã chọn thực nghiệm 5 vùng nghiên cứu trên toàn bộ lãnh thổ phắa Bắc (huyện Mae Chaem thành phố
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 28
Chiang Mai), phắa Tây (Kanchanaburi), phắa Nam (The Ao Sawi Area), phắa đông (The Eastern Sea Board) phắa đông Bắc (Phusithan, Sakol Nakorn- Nakorn Phanom) [23].
Tư liệu nghiên cứu là ảnh vệ tinh Landsat năm 1990, 1999. Phương pháp nghiên cứu là phương pháp ựược sử dụng rộng rãị đầu tiên tiến hành phân loại ựộc lập hai ảnh vệ tinh sau ựó sử dụng chức năng phân tắch không gian của GIS ựể tắnh toán biến ựộng và thành lập bản ựồ biến ựộng.
* Belarus
Quá trình ựô thị hóa dẫn ựến sự thay ựổi nhanh chóng của lớp phủ thực vật và sử dụng ựất. để xác ựịnh thay ựổi sử dụng ựất ựô thị và vùng ngoại ô của hai thành phố Polost và Novopolost, người ta ựã sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh SPOT.
Tư liệu viễn thám của khu vực nghiên cứu là ảnh SPOT 3 chụp ngày 24/6/1994 ựộ phân giải 20m (kênh toàn sắc 10m) và ảnh SPOT 5 chụp ngày 19/6/2002 ựộ phân giải 10m. Các ảnh ựược nắn chỉnh hình học về lưới chiếu UTM-84. Các kết quả phân tắch thực hiện bằng phần mềm PCI Geomatic.
Nghiên cứu ựược thực hiện theo hai phương pháp ựó là phương pháp phân loại ảnh ựa thời gian và phương pháp so sánh sau phân loạị
Ảnh ựa thời gian năm 1999-2002 ựược tạo ra trên 3 kênh ảnh XS1, XS2, XS3. Ảnh năm 2002 ựược tái chia mẫu theo phương pháp người láng giếng gần nhất ựể có cùng ựộ phân giải với ảnh năm 1994. Và dùng phép biến ựổi Histogram ựể chuyển từ hệ RGB sang hệ HIS. Phương pháp này không cần hiệu chỉnh khắ quyển nhưng cần thận trọng trong quá trình lựa chọn vùng biến ựộng và không biến ựộng.
đối với phương pháp so sánh sau phân loại tác giả ựã phân loại bằng nhiều phương pháp khác nhau ựể chọn ra phương pháp có ựộ chắnh xác cao nhất như phân loại không kiểm ựịnh, phân loại có kiểm ựịnh theo xác suất cực ựại, phương pháp sử dụng trắ tuệ nhân tạọ
Kết quả thực nghiệm ựạt ựược như sau [25]:
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 29
ảnh, tuy nhiên bản ựồ biến ựộng cuối cùng ựược tạo ra từ hai kênh XS1 và XS2. Ảnh của kênh XS3 tương tự như kênh XS2. Giá trị của các pixel biến ựộng ựược thể hiện ở biên của biểu ựồ phân bố, giá trị pixel không thay ựổi dao ựộng xung quanh giá trị trung bình. độ chắnh xác của lớp thay ựổi tương ựối thấp chỉ ựạt 64,3%, ựộ chắnh xác vùng không thay ựổi ựạt 94,8%, ựộ chắnh xác toàn bộ 85,8%, hệ số Kappa 0,63.
- Phương pháp thứ hai: Ba phương pháp phân loại ựược thực hiện trên ảnh 1994 và 2002, ựộ chắnh xác toàn bộ từ 75% ựến 86,3%. Phương pháp phân loại có kiểm ựịnh theo xác suất cực ựại và phương pháp trắ tuệ nhân tạo ựạt ựộ chắnh xác từ 83,1% ựến 86,3%. Tuy nhiên, ma trận sai số ựược tạo ra cho thấy kết quả ựộ chắnh xác toàn bộ của bản ựồ biến ựộng tương ứng là 71% và 69%, thấp hơn so với phương pháp phân loại trực tiếp từ ảnh ựa thời gian.
Sự nhầm lẫn giữa các lớp phân loại như ựất nông nghiệp và ựất trồng cỏ, ựất xây dựng và ựất giao thông là nguyên nhân dẫn ựến sai sót trong kết quả phân loại, do ựó ảnh hưởng ựến kết quả biến ựộng.
Như vậy, việc vận dụng GIS và viễn thám sẽ hỗ trợ rất lớn cho nhiều ựối tượng trong ựó có nhà quản lý, nhà khoa học và người sử dụng. đối với nhà quản lý sẽ hỗ trợ công tác quy hoạch và ra các chắnh sách; ựối với nhà khoa học, nghiên cứu hỗ trợ phân tắch các vấn ựề có tắnh hệ thống cao; ựối với người sử dụng sẽ ựược cung cấp thông tin cụ thể, chắnh xác, ựầy ựủ và cập nhật thường xuyên, ựược cung cấp các giải pháp ựể lựa chọn trong quản lý và sử dụng tài nguyên.