2.7.1. Nhận xét
Từ việc nghiên cứu các vấn đề về viễn thám, vấn đề về biến động đất đai, ứng dụng của ảnh viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động đất đai tôi rút ra nhận xét:
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi bề mặt tự nhiên của trái đất. Có nhiều yếu tố gây nên biến động sử dụng đất. Ở từng phạm vi không gian, thời gian thì biến động sử dụng đất diễn ra khác nhau và do các yếu tố khác nhau như
yếu tố tự nhiên của khu vực: vị trí, địa hình, khí hậu, thủy văn; yếu tố về kinh tế, xã hội như sự phát triển của các ngành kinh tế, gia tăng dân số; yếu tố về thiên tai như cháy rừng, biến đổi khí hậu...
Biến động sử dụng đất theo xu hướng tiêu cực sẽ gây ra nhiều hậu quả như làm mất đa dạng sinh học, thay đổi đặc tính lý hóa của đất, ảnh hưởng đến môi trường sống...
Với những ưu điểm và ưu thế như khả năng cập nhập thông tin, tính chất đa thời kỳ của tư liệu, tính chất phong phú của thông tin đa phổ, tính đa dạng của tư liệu: băng từ, phim, ảnh…, sự kết hợp của ảnh viễn thám với hệ thống thông tin địa lý được áp dụng để xác định biến động sử dụng đất với nhiều khu vực mà phương pháp truyền thống không thể thực hiện được...
2.7.2. Hướng nghiên cứu
Đánh giá khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
Xây dựng bản đồ sử dụng đất tại hai thời điểm năm 2010 và năm 2015 bằng tư liệu ảnh viễn thám.
Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015, từ đó xác định biến động sử dụng đất.
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐIA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Địa điểm nghiên cứu: thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
Thành phố Thái Bình nằm ở vị trí trung tâm của tỉnh Thái Bình thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam cách thủ đô Hà Nội 110 km về phía Tây Bắc, cách thành phố Hải Phòng 60km về phía Đông Bắc, thành phố Nam Định 19 km về phía Tây.
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Thời gian thực hiện đề tài: Tháng 8 năm 2015 đến tháng 9 năm 2016. Số liệu thứ cấp: Tháng 8 năm 2015 đến tháng 12 năm 2015.
Số liệu sơ cấp: Thời gian tiến hành điều tra thực địa từ ngày 20 tháng 06 đến ngày 15 tháng 8 năm 2016.
3.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Tình hình biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình Thái Bình, tỉnh Thái Bình
- Điều kiện tự nhiên: Vị trí địa lý; địa hình, địa mạo; khí hậu, thủy văn; tài nguyên thiên nhiên, cảnh quan và môi trường.
- Điều kiện kinh tế - xã hội: Thực trạng phát triển kinh tế xã hội; dân số, lao động; thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng; nhận xét chung về thực trạng phát triển kinh tế xã hội của thành phố.
- Tình hình quản lý, sử dụng đất của thành phố: Thực trạng quản lý và sử dụng đất của huyện. Phân tích, đánh giá, đưa ra những hạn chế, tồn tại.
3.4.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh.
- Nắn chỉnh hình học và tăng cường chất lượng ảnh vệ tinh năm 2010, 2015 bằng phần mềm Envi.
- Xây dựng khóa giải đoán và phân loại ảnh vệ tinh năm 2010, 2015. - Đánh giá độ chính xác kết quả sau phân loại ảnh 2010, 2015.
- Thiết lập bản đồ sử dụng đất ứng với các thời điểm có ảnh.
3.4.3. Xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015
- Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 -2015.
- Xử lý số liệu, tính toán, thống kê mức độ thay đổi sử dụng đất của thành phố qua các thời điểm nghiên cứu.
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu
- Điều tra thu thập số liệu thứ cấp:
Thu thập các loại bản đồ, ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu, các số liệu thống kê về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, tình hình sử dụng đất, các báo cáo, các dự án nhằm kế thừa các tư liệu đã có của khu vực nghiên cứu.
- Điều tra thu thập số liệu sơ cấp:
Đây là phương pháp được tiến hành ngoài thực địa nhằm kiểm tra lại các thông tin, sự kiện thu thập được trong quá trình điều tra nội nghiệp, đồng thời bổ sung những thông tin còn thiếu để hoàn chỉnh thông tin số liệu:
Sử dụng GPS cầm tay đi thực địa xác định loại hình sử dụng đất (chụp ảnh thực địa, xác định toạ độ bằng GPS để thành lập khóa giải đoán ảnh, đánh giá độ chính xác bản đồ) vào ngày 22 tháng 06 đến ngày 15 tháng 8 năm 2016. Thông qua thực địa xác định các loại hình sử dụng đất sau phân loại.
3.5.2. Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám
a. Xây dựng tệp mẫu ảnh, đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu
* Xây dựng tệp mẫu
- Lựa chọn các đặc tính: Các đặc tính ở đây bao gồm đặc tính về phổ và đặc tính cấu trúc. Việc lựa chọn này có ý nghĩa quan trọng, nó cho phép tách biệt các lớp đối tượng với nhau.
- Chọn vùng mẫu: việc chọn vùng mẫu có tính chất quyết định tới kết quả phân loại. Để đảm bảo độ chính xác khi lựa chọn vùng mẫu phải chú ý các yêu cầu sau:
+ Số lượng các vùng lấy mẫu của mỗi loại đối tượng cần phải phù hợp. Số lượng vùng mẫu quá ít sẽ không đảm bảo độ chính xác, ngược lại nếu nhiều quá sẽ làm tăng khối lượng tính toán lên rất nhiều, đôi khi làm nhiễu kết quả tính toán.
+ Diện tích các vùng lấy mẫu đủ lớn, đồng thời các vùng mẫu không được nằm gần ranh giới giữa các lớp đối tượng với nhau.
+ Vùng mẫu được chọn phải đặc trưng cho đối tượng phân loại và phân bố đều trên khu vực nghiên cứu.
+ Tính toán chỉ số thống kê vùng mẫu: Sau khi chọn mẫu xong tiến hành tính toán chỉ số thống kê vùng mẫu và sự khác biệt giữa các mẫu.
Đối với ảnh năm 2015, chọn 78 mẫu ảnh phục vụ công tác giải đoán ảnh cụ thể: Đất lúa 27 mẫu; đất cây hoa màu 6 mẫu; đất xây dựng 28 mẫu; đất sông 4 mẫu; đất mặt nước 5 mẫu, đất khác 8 mẫu.
Đối với năm 2010, tiến hành lấy mẫu tại những điểm trong giai đoạn 2010-2015 không có sự biến động để xây dựng tệp mẫu. Tiến hành chọn 70 mẫu trên ảnh viễn thám 2010 gồm : Đất lúa 25 mẫu, đất cây hoa màu 9 mẫu, đất sông 3 mẫu, đất mặt nước 5 mẫu, đất khác 3 mẫu.
* Đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu:
Sử dụng phương pháp Separability để đánh giá sự khác biệt của các tệp mẫu. Mỗi mẫu phân loại sẽ được tính toán để so sánh sự khác biệt với các mẫu còn lại.
b. Phân loại ảnh theo phương pháp phân loại có kiểm định
Sử dụng phần mềm Envi 4.7 để phân loại các đối tượng trên ảnh bằng phương pháp phân loại có kiểm định, nguyên tắc phân loại xác suất cực đại (Maximum Likehood).
c. Đánh giá độ chính xác phân loại
Độ chính xác phân loại được đánh giá bằng 2 chỉ tiêu là độ chính xác tổng thể (overall accuracy) và chỉ số Kappa (κHat). Đồng thời độ chính xác phân loại của từng đối tượng cũng được thể hiện chi tiết trên bảng ma trận sai số.
+ Để đánh giá độ tin cậy ảnh phân loại tôi đã sử dụng phương pháp kiểm chứng ảnh dựa vào kết quả điều tra thực địa. Kết quả kiểm chứng ảnh phân loại được xác định dựa vào số điểm trùng khớp và số điểm không trùng khớp từ quá trình đi thực địa ngày 22 tháng 06 đến ngày 15 tháng 8 năm 2016 bằng GPS cầm tay.
Với ảnh năm 2015 lựa chọn 59 mẫu thực địa cho 5 loại hình sử dụng đất trong đó: Đất lúa 24 mẫu; đất cây hoa màu 6 mẫu; đất sông 3 mẫu; đất mặt nước 3 mẫu; đất xây dựng 17 mẫu; đất khác 6 mẫu.
Với ảnh năm 2010 lựa chọn 65 mẫu thực địa cho 5 loại hình sử dụng đất trong đó: Đất lúa 23 mẫu; đất cây hoa màu 7 mẫu; đất sông 3 mẫu; đất mặt nước 2 mẫu; đất xây dựng 24 mẫu; đất khác 6 mẫu.
+ Đánh giá theo chỉ số Kappa.
Chỉ số κ được tính theo công thức sau (Jensen, 1995):
∑ ∑ ∑ = + + = = + + − − = r i i i r i r i i i ii x x N x x x N 1 2 1 1 ) . ( ) . ( κ Trong đó:
N: Tổng số pixel lấy mẫu. r: Số lớp đối tượng phân loại. xii: Số pixel đúng trong lớp thứ i. xi+: Tổng pixel lớp thứ i của mẫu.
x+i: Tổng pixel của lớp thứ i sau phân loại.
Giá trị chỉ số Kappa nằm trong khoảng 0 – 1. Có 3 mức giá trị của hệ số Kappa:
κ > 0,8 . Ảnh phân loại đạt độ chính xác cao
0,4 ≤ κ ≤ 0,8. Ảnh phân loại đạt độ chính xác trung bình
κ ≤ 0,4. Ảnh phân loại đạt độ chính xác thấp.
3.5.3. Phương pháp phân tích biến động sử dụng đất
- Xây dựng bản đồ biến động giai đoạn 2010 – 2015 bằng phương pháp so sánh sau phân loại.
- Sử dụng phần mềm ArcGIS.10.1 tiến hành biên tập bản đồ sử dụng đất. - Sử dụng chức năng phân tích không gian trong phần mềm ArcGIS10.1 để chồng xếp bản đồ và tính toán biến động.
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA THÀNH PHỐ THÁI BÌNH TỈNH THÁI BÌNH THÁI BÌNH TỈNH THÁI BÌNH
4.1.1. Điều kiện tự nhiên
4.1.1.1. Vị trí địa lý
Thành phố Thái Bình nằm ở vị trí trung tâm của tỉnh Thái Bình thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, đồng thời là 1 trong 6 đô thị của vùng duyên hải Bắc bộ. Thành phố Thái Bình cách thủ đô Hà Nội 110 km về phía Tây Bắc, cách thành phố Hải Phòng 60km về phía Đông Bắc, thành phố Nam Định 19 km về phía Tây.
Địa giới hành chính của thành phố được xác định như sau: - Phía Đông Nam và Nam giáp huyện Kiến Xương.
- Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Vũ Thư. - Phía Bắc giáp huyện Đông Hưng.
4.1.1.2. Địa hình, địa chất
Thành phố Thái Bình là vùng đất bằng phẳng, độ cao trung bình so với mặt nước biển từ 1m – 2m, có sông Trà Lý chảy qua với chiều dài 6,7 km, có hệ thống sông đào đã được nâng cấp, kè bờ.
Chất đất ở đây có nguồn gốc phát sinh từ các cồn và bãi cát biển nhưng được bồi đắp phù sa nên rất thích hợp cho việc gieo trồng lúa nước và cây rau màu. Nơi đây cũng rất ổn định về địa chất, phù hợp với việc phát triển các ngành công nghiệp hay xây dựng những công trình cao tầng.
4.1.1.3. Khí hậu, thủy văn
a. Khí hậu
Nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm, tiểu vùng khí hậu duyên hải. Nhiệt độ trung bình ở đây là 230C, lượng mưa trung bình từ 1.500mm - 1.900mm, độ ẩm không khí dao động 70-90%, số giờ nắng khoảng 1.600-1.800 giờ mỗi năm.
- Mùa hè: Là mùa mưa, bắt đầu từ cuối tháng 4 và kết thúc vào cuối tháng 10. + Mưa: Lượng mưa chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm, mưa mùa hè có cường độ rất lớn 200 - 300 mm/ngày. Mưa lớn thường xảy ra trong ngày có bão và dông, mưa mùa này không ổn định, có khi cả tháng không mưa, có khi mưa suốt tuần nên trong mùa này có thể gặp cả úng lẫn hạn.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trên 260C, cao nhất là 39,20C. Trong mùa hè thường gặp hai kiểu thời tiết, thời tiết dịu mát và thời tiết khô nóng kiểu gió Lào. Những ngày dịu mát nhiệt độ dưới 250C, những ngày khô nóng nhiệt độ có thể lên tới 39,20C, làm cho cây cối thoát nước mạnh, dễ bị khô héo.
+ Gió: Thịnh hành là gió Đông Nam. Tốc độ gió trung bình từ 2 - 4 m/giây. Vào mùa này thường hay xuất hiện bão. Bão kèm theo gió mạnh và mưa to có sức tàn phá ghê gớm. Bình quân mỗi năm có từ 2 - 3 cơn bão, cá biệt có năm có 6 cơn bão.
+ Độ ẩm không khí: Mùa hè độ ẩm rất cao, nhất là những ngày mưa ngâu (tới 90%). Nhưng khi có gió Tây Nam xuất hiện, độ ẩm xuống thấp (dưới 30%).
- Mùa đông lạnh: Bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào tháng 3.
+ Mưa: chiếm lượng nhỏ, khoảng 15% - 20% tổng lượng mưa cả năm. Các tháng 12 và tháng 1 lượng mưa thường nhỏ hơn lượng bốc hơi. Tháng 2 và tháng 3 là thời kỳ mưa phùn và ẩm ướt. Nhìn chung lượng mưa giữa các tháng trong năm không đều.
+ Gió: Gió hướng Bắc, Đông Bắc và Đông. Tuy gió không mạnh nhưng hay gây ra lạnh đột ngột.
+ Độ ẩm không khí: Ngày khô hanh độ ẩm rất thấp, độ bốc hơi cao, thường xuất hiện vào đầu mùa. Ngày thời tiết nồm thường xảy ra vào cuối đông và thời kỳ chuyển sang hè, độ ẩm lớn trên 90%.
- Các mùa chuyển tiếp thể hiện sự thay đổi của 2 hệ thống gió mùa: Đông Bắc (mùa đông) và Tây Nam (mùa hè). Do có các đặc tính khí tượng, thời tiết rất không ổn định. Song hai mùa chuyển tiếp thời tiết có tính chất gần như mùa hè. Như vậy khí hậu Thái Bình là khí hậu gió mùa nhiệt đới nóng ẩm rất thuận tiện cho phát triển nông nghiệp. Tuy nhiên tính biến động mạnh mẽ với điều kiện thời tiết như bão, dông, gió Tây Nam, gió bấc,... đòi hỏi phải có biện pháp phòng tránh úng, bão, hạn, lụt.
b. Thủy văn
Thành phố Thái Bình nằm ở hạ lưu sông Hồng nên có mật độ sông, hồ lớn. Một số sông chính trên địa bàn thành phố:
- Sông Trà Lý là một nhánh của sông Hồng, bắt nguồn từ xã Hồng Lý – huyện Vũ Thư và đổ ra biển tại cửa Trà Lý. Đoạn chảy qua thành phố dài 9km, chiều rộng trung bình 150 – 200 m. Sông Trà Lý là nguồn cung cấp nước chính cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, đồng thời hàng năm cung cấp một lượng phù sa lớn bồi đắp cho các cánh đồng.
- Sông Sa Lung nằm ở phía Bắc thành phố, dài 5km, chiều rộng trung bình 20 m, đây là ranh giới tự nhiên giữa thành phố và huyện Đông Hưng trước đây.
- Sông Vĩnh Trà chạy từ Tây sang Đông qua trung tâm thành phố. Đoạn qua thành phố dài 4 km, rộng 15m – 30m.
- Sông Kiến Giang bắt nguồn từ sông Vĩnh Trà tại cầu Phúc Khánh chạy qua Vũ Phúc, Vũ Chính và xuôi về phía Nam, có chiều dài 6,5 km, chiều rộng 20m – 40m.
- Sông mùng 3 tháng 2 chạy từ Tây sang Đông qua khu vực phía Đông thành phố, đoạn qua thành phố dài 6 km, rộng từ 15km đến 25 km.
- Sông Bạch chảy từ phía Bắc thành phố, qua xã Phú Xuân, đổ vào sông Kiến Giang tại cầu Phúc Khánh, chiều dài 7,5 km, chiều rộng 20 m.
- Sông Bồ Xuyên bắt nguồn từ cầu Phúc Khánh chảy qua các phường nội thị đổ ra sông Trà Lý, dài 5km, rộng 10m – 20m.
Nhìn chung, mật độ sông ngòi của thành phố khá dày, đều chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Chế độ thủy văn phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ thủy văn của sông hồng thông qua sông Trà Lý. Về mùa mưa cường độ mưa lớn và tập trung, khả năng tiêu úng chậm đã gây ra ngập cục bộ cho các vùng thấp trũng. Đặc biệt, sông Trà Lý vào mùa lũ, tốc độ dòng chảy lớn, mực nước sông cao dễ gây gập lụt, cần được nạo hút và củng cố hệ thống đê điều.