XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ 2000-201- 123docz.net

B. PHẦN NỘI DUNG

3.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ 2000-2015

3.2.1. Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Ảnh Landsat TM năm 2000 Ảnh Landsat TM năm 2005 Ảnh Landsat TM năm 2010 Ảnh Landsat TM năm 2015 Hiệu chỉnh hình học

Cắt ảnh theo ranh giới

Nắn chỉnh ảnh theo dữ liệu nền khu vực

Khảo sát từng kênh ảnh

Biến đổi kênh

ảnh Tổ hợp màu

Tăng cường chất lượng ảnh

Cắt ảnh theo ranh giới

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất - Khảo sát thực địa, sử dụng GPS Xây dựng mẫu phân loại Phân loại Đánh giá kết quả

Chuyển đổi sang dữ liệu dạng vector

Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

3.2.1.1. Hiệu chỉnh ảnh theo dữ liệu nền khu vực

Khi tải ảnh viễn thám về thì cần chồng các band ảnh và thực hiện các bước hiệu chỉnh ảnh cho ra một ảnh mới: Sensor Type Pixel size thay đổi tên các band Wavelengths Geographic Corner.

- Chồng lớp (ghép kênh)

Ảnh Landsat 4/5 sử dụng các band 3 4 5 để tạo thành ảnh đa phổ. Đối với ảnh Landsat 8 sử dụng các band 4 5 6 để tạo thành ảnh đa phổ.

Hình 3.3.Cửa sổ ghép kênh trên ENVI

Thực hiện import file:

Chọn tọa độ hệ quy chiếu độ phân giải và lưu vào folder theo đường dẫn

- Chỉnh sửa Wavelengths và giá trị Geographic Corner

Hình 3.5.Chỉnh sửa Wavelengths và giá trị Geographic corner

- Chỉnh sửa Sensor Type và Pixel size

Hình 3.6.Thực hiện chỉnh sửa Sensor Type và Pixel size 3.2.1.2. Tăng cường chất lượng ảnh

Để giúp cho việc giải đoán ảnh chính xác hơn thì chúng ta cần phải sử dụng phương pháp tăng cường chất lượng ảnh. Trong đề tài này tác giả sử dụng chức năng Enhance trong phần mềm ENVI để thực hiện công việc này.

3.2.1.3. Phân đoạn ảnh

Một ảnh màu trên ảnh đa phổ là gán ba kênh phổ nào đó cho ba màu cơ bản (red green blue). Mỗi đối tượng có những phản xạ mạnh yếu khác nhau trên cùng kênh phổ và một đối tượng cũng có phản xạ khác nhau ở các kênh phổ khác nhau. Do đó tùy thuộc vào đặc trưng phản xạ phổ của đối tượng cần quan tâm và màu muốn thể hiện đối tượng đó mà có cách chọn kênh phổ gán vào từng loại màu thích hợp. Trong quá trình tổ hợp màu của 3 kênh ảnh ứng với ba màu cơ bản (R_G_B) sẽ sảy ra sự pha trộn màu. Vì vậy để đảm bảo màu của đối tượng ít bị thay đổi ta kết hợp kênh ảnh mà đối tượng phản xạ mạnh với kênh ảnh đối tượng phản xạ yếu. Ví dụ để thực vật có màu G nước có màu B ta sẽ gán kênh 4 là kênh có đối tượng thực vật phản xạ mạnh nhất vào màu G nước phản xạ kênh 1 mạnh vào B và để nước thực vật không thay đổi màu sắc đã chọn ta gán màu R với kênh mà cả thực vật và nước đều phản xạ yếu.

3.2.1.4. Lựa chọn vùng mẫu phân loại

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 quá nhiều làm tăng khối lượng tính toán lên rất nhiều đôi khi làm nhiễu kết quả tính toán.

- Diện tích các vùng 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.

- Từ số liệu thực địa và bản đồ HTSDĐ tiến hành chọn mẫu phân loại bằng cách khoanh vẽ trực tiếp lên trên ảnh cần phân loại.

- Tính toán chỉ số thông 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.

Mỗi mẫu phân loại sẽ được tính toán để so sánh sự khác biệt với các mẫu còn lại. Nếu cặp giá trị nằm trong khoảng 17 đến 20 chứng tỏ có sự khác biệt tốt nếu từ 10 đến 17 thì nên chọn lại để có sự khác biệt tốt hơn nếu nhỏ hơn 1 thì gộp hai lớp để tránh nhầm lẫn.

Trên cở sở thực địa tư liệu ảnh viễn thám bản đồ HTSDĐ chúng tôi đã xây dựng được khóa giải đoán gồm 10 loại hình sử dụng đất cơ bản như sau:

Đất trồng lúa Cấu trúc mịn có hình dáng ô thửa phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng. Đất trồng cây hàng năm

Cấu trúc tương đối mịn thường xen lẫn đất nông thôn và đất trồng lúa. Đất trồng cây lâu năm Phân bố thành từng cụm có cấu trúc tương đối mịn phân bố trên các sườn đồi thấp.

Đất rừng sản xuất

Cấu trúc tương đối mịn phân bố ở rìa của rừng tự nhiên hoặc trên các sườn đồi thấp. Đất rừng tự nhiên Cấu trúc mịn phân bố ở những khu vực miền núi có độ nhàu rất rõ do cấu trúc nhiều tầng. Đất nông thôn

Cấu trúc thô thường xen lẫn với cây hàng năm đất trồng lúa.

Đất đô thị

Cấu trúc tương đối đồng nhất thể hiện rất rõ trên ảnh. Đất sông suối mặt nước Cấu trúc mịn thường có dạng tuyến. Đất đồi chưa sử dụng Cấu trúc lốm đốm thường xen lẫn những cây bụi.

Đất bằng chưa sử dụng Cấu trúc mịn phân bố chủ yếu ở những khu vực ven biển và dễ dàng nhận biết trên ảnh.

Hình 3.8.Dấu hiệu nhận biết các đối tượng

Trên cơ sở của 10 loại đất chính đề tài phân loại lại thành 6 loại hình: Đất chưa sử dụng; đất lâm nghiệp; đất nông thôn; đất ở đô thị; đất mặt nước; đất sản xuất nông nghiệp.

3.2.1.5. Phân loại

Phân loại ảnh số là việc phân loại và sắp xếp các pixel trên ảnh thành những nhóm khác nhau dựa trên một số đặc điểm chung về giá trị độ xám sự đồng nhất mật độ tone ảnh... Có hai kiểu phân loại chính là phân loại không chọn mẫu và phân loại có chọn mẫu.

Phương pháp lấy mẫu: Chúng ta phải sử dụng GPS có độ chính xác cao tiến hành bấm điểm khoanh vùng các khu vực được chọn làm mẫu. Sau đó dùng phần mềm ArcGIS hiển thị điểm nối điểm và chuyển sang định dạng vectơ để chồng các mẫu lấy được lên ảnh. Sau khi đã chồng các mẫu lấy được lên ảnh chúng ta tiến hành chọn mẫu. Trong đề tài sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định và thuật toán phân loại được áp dụng ở đây là Maximum Likelihood. Độ chính xác của mẫu phải đảm bảo có tính đồng nhất cao; chỉ số đồng nhất dao động từ 1,7 đến 2,0 là đạt yêu cầu.

3.2.1.6. Đánh giá kết quả phân loại

Chức năng lập ma trận sai số của ENVI cho phép chúng ta so sánh ảnh đã được phân loại với kết quả thực địa hoặc các vùng mẫu với mục đích đánh giá độ chính xác kết quả phân loại.

Một trong những chỉ số thường được sử dụng là chỉ số Kappa (K) nhằm thống kê kiểm tra và đánh giá sự phù hợp giữa những nguồn dữ liệu khác nhau hoặc khi áp dụng các thuật toán khác nhau. Cách xác định chỉ số Kappa được thể hiện qua công thức:

Trong đó:

- K: Là là hệ số Kappa

- xiilà số pixels hay số mẫu phân loại chính xác của lớp thứ i - x là tổng số pixels hay tổng số phân loại của lớp thứ i

- x+ilà tổng số pixels hay tổng số mẫu điều tra của lớp thứ i

Mức độ chập thuận của kết quả phân loại được đánh giá thông qua giá trị Kappa và được phân chia ra làm 3 mức sau:

- < 0,4 hay 40%: Mức độ chấp thuận thấp;

- 0,4 – 0,8 hay từ 40 - 80%: Mức độ chấp thuận vừa phải; - > 0,8 hay 80%: Mức độ chấp thuận cao.

Chỉ số Kappa của các kết quả phân loại đều trên 0,90. Vì vậy đề tài chấp nhận những kết quả giải đoán ảnh viễn thám ở các thời điểm 2000, 2005, 2010 và 2015.

3.2.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ 2000 – 2015

3.2.2.1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2000

Sau khi giải đoán và phân loại xong kết quả phân loại chấp nhận được xuất sang phần mềm chuyên dụng GIS để thiết lập bản đồ HTSDĐ. Đề tài hợp nhất thành 6 loại hình sử dụng đất chính: Đất chưa sử dụng đất sản xuất nông nghiệp đất ở nông thôn đất ở đô thị đất lâm nghiệp và đất sông suối mặt nước. Kết quả tính diện tích và tỷ lệ các loại đất năm 2000 được thể hiện qua bảng 3.1.

Bảng 3.2.Hiện trạng sử dụng đất năm 2000 của thành phố Đà Nẵng

STT LOẠI ĐẤT

KÝ

HIỆU DIỆN TÍCH (ha) TỶ LỆ (%)

1 Đất bằng chưa sử dụng CSD 12256,20 12,61

2 Đất lâm nghiệp LNP 64165,28 66,00

3 Đất ở đô thị ODT 3920,30 4,03

4 Đất ở nông thôn ONT 5043,04 5,19

5 Đất sông suối mặt nước SMN 2881,50 2,96

6 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 8961,13 9,22

3.2.2.2. Hiện trạng sử dụng đất năm 2005

Bảng 3.3.Hiện trạng sử dụng đất năm 2005 của thành phố Đà Nẵng

STT LOẠI ĐẤT KÝ HIỆU DIỆN TÍCH (ha) TỶ LỆ (%)

1 Đất bằng chưa sử dụng CSD 10878,29 11,19

2 Đất lâm nghiệp LNP 62647,87 64,43

3 Đất ở đô thị ODT 6125,55 6,30

4 Đất ở nông thôn ONT 6520,97 6,71

5 Đất sông suối mặt nước SMN 3131,26 3,22

6 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 7923,48 8,15

3.2.2.3. Hiện trạng sử dụng đất năm 2010

Bảng 3.4.Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 của thành phố Đà Nẵng

STT LOẠI ĐẤT KÝ HIỆU DIỆN TÍCH (ha) TỶ LỆ (%)

1 Đất bằng chưa sử dụng CSD 8265,10 8,50

2 Đất lâm nghiệp LNP 63725,26 65,55

3 Đất ở đô thị ODT 9396,45 9,67

4 Đất ở nông thôn ONT 6519,99 6,71

5 Đất sông suối mặt nước SMN 2811,56 2,89

6 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 6491,54 6,68

3.2.2.4. Hiện trạng sử dụng đất năm 2015

Bảng 3.5.Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 của thành phố Đà Nẵng

STT LOẠI ĐẤT KÝ HIỆU DIỆN TÍCH (ha) TỶ LỆ (%)

1 Đất bằng chưa sử dụng CSD 4390,05 4,52

2 Đất lâm nghiệp LNP 66102,61 68,00

3 Đất ở đô thị ODT 11643,92 11,98

4 Đất ở nông thôn ONT 6718,72 6,91

5 Đất sông suối mặt nước SMN 2831,28 2,91

6 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 5522,47 5,68

3.3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT THEO SỐ DÂN TỪ 2000 – 2015

Trên cơ sở bản đồ hiện trạng và dân số của Đà Nẵng theo quận huyện năm 2000, 2005, 2010 và 2015 tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu nguời năm 2000, 2005, 2010 và 2005. Đề tài sử dụng công cụ Intersectđể tiến hành công việc này.

Hình 3.13.Chồng xếp bản đồ

Trong đó đất theo đầu nguời = diện tích đất /số dân theo quận huyện.

Kết quả đề tài đã thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu người ở các thời điểm từ 2000 đến 2015.

3.4. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT THEO SỐ DÂN TỪ 2000 – 20153.4.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân từ 2000 đến 2015 3.4.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân từ 2000 đến 2015

3.4.1.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân năm 2000

Bình quân diện tích đất theo đầu người ở thành phố Đà Nẵng năm 2000 được thể hiện qua Bảng 3.6 và Hình 3.18

Bảng 3.6Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2000

QUẬN DÂN SỐ(người)

BÌNH QUÂN DIỆN TÍCH ĐẤT THEO ĐẦU NGƯỜI

(m2/người) CSD LNP ODT ONT SMN SXN Hải Châu 192335 7,29 0,39 66,39 0,00 13,57 18,14 Hòa Vang 143397 634,07 3888,83 20,55 314,66 101,29 386,90 Liên Chiểu 65046 209,35 655,12 117,89 44,47 46,58 181,77 Ngũ Hành Sơn 45414 323,44 3,12 64,51 52,64 130,98 262,06 Sơn Trà 101557 14,59 405,08 61,96 0,00 25,57 46,51 Thanh Khê 147077 2,74 0,02 44,67 0,00 0,61 14,57

Hình 3.18.Biến động sử dụng đất theo đầu người năm 2000

Nhìn vào biểu đồ ta thấy huyện Hòa Vang có bình quân diện tích sử dụng đất theo đầu người chênh lệch nhất là một huyện có mật độ dân số tương đối thấp tuy nhiên diện tích đất lâm nghiệp lại chiếm diện tích rất lớn (3888,83 m2/người) trong khi đó đất ở đô thị lại chiếm diện tích nhỏ nhất (20,55 m2/người). Vì vậy đây cũng chính là huyện tốc độ tăng trưởng kinh tế tương đối chậm hơn so với các vùng khác.

Ngược lại quận Hải Châu và Thanh Khê lại có bình quân diện tích đất ở đô thị trên đầu người cao nhất trong các loại hình sử dụng đất (Hải Châu: 66,39 m2/người; Thanh Khê:

44,67 m2/người) không có đất ở nông thôn và đất lâm nghiệp thì chiếm tỉ lệ rất thấp vì vậy mà đây cũng là quận có mức độ tăng trưởng kinh tế cao nhất trong cả thành phố.

3.4.1.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân năm 2005

Hiện trạng sử dụng đất theo dân số thành phố Đà Nẵng năm 2005 được thể hiện qua Bảng 3.7 và Hình 3.19

Bảng 3.7.Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2005

QUẬN DÂN SỐ(người)

BÌNH QUÂN DIỆN TÍCH ĐẤT THEO ĐẦU NGƯỜI

(m2/người) CSD LNP ODT ONT SMN SXN Cẩm Lệ 65507 56,95 61,35 133,05 57,94 48,04 170,32 Hải Châu 192881 4,98 0,39 68,49 0,00 13,60 18,02 Hòa Vang 106379 768,77 5074,02 38,56 547,38 107,17 345,89 Liên Chiểu 82162 121,14 511,48 160,89 28,41 52,84 118,95 Ngũ Hành Sơn 51914 206,70 1,78 169,72 15,83 121,82 216,14 Sơn Trà 116998 11,13 345,87 55,32 0,00 28,55 39,76 Thanh Khê 163178 1,77 0,02 40,96 0,00 0,73 12,96

Hình 3.19.Biến động sử dụng đất theo đầu người năm 2005

Năm 2005 diện tích đất lâm nghiệp trên đầu người của Hòa Vang tăng hơn so với năm 2000 (tăng 1185,19 m2/người) và đây cũng là loại đất chiếm ưu thế nhất của Hòa Vang vì trong thời gian này huyện Hòa Vang chú trọng phát triển việc trồng rừng. Với địa hình tương đối đa dạng hơn so với các quận khác vì vậy mà diện tích đất sông suối mặt nước cũng nhiều nhất.

Quận Hải Châu và Thanh Khuê mặc dù có số dân đông nhất tuy nhiên hầu như không có đất ở nông thôn và đất lâm nghiệp lại chiếm diện tích vô cùng nhỏ chủ yếu là đất ở đô thị.

3.4.1.3. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân năm 2010

Bình quân diện tích đất theo đầu người ở thành phố Đà Nẵng năm 2010 được thể hiện qua Bảng 3.8 và Hình 3.20.

Bảng 3.8.Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2010

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ 2000-2015

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ