Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.3. Phương pháp phân tích dựa trên hệ thơng tin địa lý (GIS) và viễn thám
Nghiên cứu bản đồ dựa trên tư liệu viễn thám, giải đốn ảnh vệ tinh và phân tích kết quả dựa trên các bản đồ xây dựng tại khu vực nghiên cứu cho phép ta nắm bắt một cách khái quát và nhanh chóng về khu vực nghiên cứu để từ đó vạch ra các tuyến khảo sát chi tiết, điểm khảo sát đặc trưng cho vùng nghiên cứu. Qua các đợt khảo sát thực địa, phải kiểm tra, đánh giá các kết quả thu được ở trong phòng để chỉnh sửa lại và hoàn thiện các bản đồ. Sử dụng phương pháp bản đồ và hệ thông tin địa lý (GIS) để phân tích các bản đồ thu thập và xây dựng các bản đồ chuyên đề (bản đồ biến động diện tích RNM qua các giai đoạn lịch sử và các năm 2005 - 2015) nhằm phản ánh sự phân bố không gian và biến động của các đối tượng nghiên cứu.
Các phần mềm Mapinfo 12 và ArcGis 10.0 được sử dụng để giải đoán ảnh vệ tinh và xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu thông tin địa lý và biến động rừng ngập mặn.
Phương pháp được lựa chọn để xây dựng cơ sở dữ liệu GIS là theo kiểu kết nối trực tiếp giữa một đơn vị thông tin đồ họa với nhiều thông tin khác nhau trong cơ sở dữ liệu, phương pháp này thường được sử dụng để nắm bắt thông tin nhanh trên từng vùng lãnh thổ tạo điều kiện thuận lợi cho cả các nhà quản lý và người sử dụng.
Cụ thể một số nội dung thực hiện trong đề tài như sau:
- Toàn bộ tư liệu ảnh LANDSAT đa thời gian từ năm 2005 đến 2015 được sử dụng để phân tích giải đốn dựa trên các tài liệu kế thừa và tư liệu thực địa điều tra khảo sát năm 2015. Sử dụng phần mềm Mapinfo để phân tích chồng xếp các lớp thông tin cũng như định dạng các lớp thông tin để liên kết với các phần mềm khác như ArcGIS, Microstation…
- Việc xác định sử dụng thống nhất một hệ toạ độ trong tồn bộ q trình nghiên cứu là một việc quan trọng, cần thiết và được xác định ngay từ ban đầu trước khi tiến hành phân tích và tính tốn các số liệu. Hệ toạ độ VN-2000 (được Thủ tướng chính phủ phê duyệt sử dụng thống nhất cả nước kể từ ngày 12/7/2000), hệ toạ độ này có sử dụng lưới chiếu toạ độ phẳng UTM với Elipxoit quy chiếu là WGS - 84 được định vị phù hợp với lãnh thổ Việt Nam do đó khả năng kết nối với tư liệu quốc tế và hệ thống định vị toàn cầu. Để phù hợp với hệ toạ độ chuẩn quốc gia và giảm thiểu các sai số khi sử dụng GPS để đi thực địa lấy mẫu và kiểm tra hiện
trường nên hệ toạ độ sử dụng trong luận văn là hệ toạ độ VN-2000.Hệ tọa độ chuẩn VN-2000 được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng có các thơng số như sau:
False_Easting: 500000.00000000 False_Northing: 0.00000000 Central_Meridian: 105.00000000 Latitude_Of_Origin: 0.00000000 Scale reduction Factor: 0.99990000
Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984 Datum: D_WGS_1984
Angular Unit: Degree
- Xây dựng bản đồ nền khu vực nghiên cứu từ tài liệu định dạng file *DGN (phần mềm Microstation) từ các bản đồ đo vẽ đã thu thập nêu trên. Dữ liệu sau khi được khảo sát, chỉnh sửa theo quy định, được nhập vào Geodatabase trên phần mềm Mapinfo. Cơng việc này là rất quan trọng vì trong quản lý dữ liệu ở định dạng DGN chỉ cho phép lưu trữ các thông tin về đồ họa như lực nét, màu, kí hiệu ... mà khơng có thơng tin chun đề. Chính vì vậy khi chuyển sang Mapinfo cần có các thao tác nhập thuộc tính cho đối tượng.
a) Bản đồ chuyển từ định dạng file * DGN
b) Bản đồ nền được thành lập từ tài liệu
Hình 2.2. Bản đồ nền địa hình bãi bồi cửa sơng ven biển huyện Nghĩa Hưng, Nam Định
- Dữ liệu nền địa hình sau khi chuẩn hóa kết hợp với ảnh vệ tinh LANDSAT thu được trong 10 năm liên tiếp từ 2005 đến năm 2015 và kết hợp ảnh vệ tinh độ phân giải cao GeoEye – 1 được sử dụng để giải đoán, đánh giá biến động của rừng ngập mặn và các hệ sinh thái liên quan qua từng năm, từng mùa.
- Kết hợp thơng tin, đánh giá độ chính xác giải đốn ảnh và các bản đồ thành lập: Kết hợp bản đồ giải đoán và các tài liệu, số liệu cùng các bản đồ đã thu thập trong lịch sử khu vực nghiên cứu sẽ được bản đồ hiện trạng lớp phủ năm 2005 và năm 2015 trong phòng. Kết quả này sẽ được kiểm tra, đánh giá độ chính xác bằng cách đi thực địa dùng GPS kết hợp so sánh với các bản đồ hiện trạng tự nhiên, bản đồ sử dụng đất năm 2005..., khảo sát phỏng vấn người dân để lấy mẫu đánh giá. - Xây dựng bản đồ hiện trạng RNM tại khu vực nghiên cứu: Cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng theo 4 chuẩn: chuẩn hệ quy chiếu, chuẩn tổ chức dữ liệu (Geodatabase), chuẩn topology và chuẩn dữ liệu thuộc tính. Những nội dung chính trong quy trình:
+Tổ chức thông tin các tập tin, phân tích và nhập số liệu từ raster ảnh vệ tinh;
+Tổ chức thông tin theo các lớp đối tượng;
+Tạo lớp thông tin chuyên đề theo phân loại thích hợp; +Phân tích các thuộc tính trong bảng chú giải;
Lớp thơng tin chun đề là lớp chính của bản đồ. Khi số hóa lớp thơng tin hiện trạng khu vực rừng ngập mặn và bãi bồi ven biển …trên khu vực nghiên cứu, vùng phân bố RNM được số hóa từ kết quả giải đốn ảnh viễn thám.Trong tổ chức GIS vùng nghiên cứu, lớp thông tin này xếp dưới tất cả các lớp thông tin vector, và bên trên lớp thông tin dữ liệu gốc (ảnh vệ tinh) điều đó cho phép hiển thị tất các các lớp thông tin mong muốn và không bị lớp thông tin ảnh raster che khuất.
Biên tập, hoàn thiện các bản đồ phân tích đánh giá các vấn đề nghiên cứu dựa trên GIS và các tài liệu khác liên quan...
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ
2.2.4. Phương pháp chuyên gia
Đây là phương pháp dùng tham khảo ý kiến của chuyên gia để xem xét nhận định các vấn đề khoa học của đối tượng nghiên cứu, tìm ra giải pháp nghiên cứu. Đề tài đã xác định các vấn đề nghiên cứu tại địa phương, bổ sung, xác định các mâu thuẫn nội tại và đưa ra nhận định, đánh giá nhằm giải quyết vấn đề.
- Thu thập tài liệu, dữ liệu khu vực nghiên cứu;
- Các bản đồ nền, bản đồ thu thập ;
- Kết quả, số liệu điều tra khảo sát thực địa, số liệu GPS… Ảnh vệ tinh Landsat Phần mềm GIS để biên tập và thành lập bản đồ (ArcGIS, Mapinfo) Bản đồ diện tích rừng ngập mặn huyện Nghĩa Hưng, tỉnh Nam Định năm 2005 và 2015 Phần mềm xử lý ảnh viễn thám Nắn ảnh - Tiền xử lý ảnh - Nắn ảnh theo bản đồ (khai báo tọa độ, lấy điểm khống chế …)
Sau phân loại
- Gộp lớp, lọc nhiễu kết quả,
tạo màu, vecto hóa kết quả, số hóa…
Số liệu điều tra khảo sát, bản đồ thu thập
Thông tin bản đồ nền, số liệu thu thập
Bản đồ nền, hệ tọa độ
Phân loại, giải đốn ảnh
- Xây dựng khóa giải đốn, lựa chọn mẫu
- Lựa chọn thuật toán phân loại, thực hiện giải đoán ảnh - Kiểm chứng kết quả phân loại