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.