UI = NIR SWIR NIR SWIR + − Hình 2.15. Băng chỉ số đất trống BI BI = ) ( ) ( ) ( ) ( BLUE NIR RED SWIR BLUE NIR RED SWIR + + + + − + +1
Các sản phẩm ảnh tạo ra từ xử lý các tỷ số băng. Việc tính chuyển tỷ số băng có thể được áp dụng nhằm giảm ảnh hưởng của môi trường. Các tỷ số (băng) cho thông tin duy nhất và độ nhạy phản xạ phổ, hoặc chênh khác về mầu giữa các vật liệu bề mặt mà chúng thường khó phát hiện trên ảnh tiêu chuẩn. Tỷ số băng cũng rất hữu dụng cho nghiên cứu về đất và thực vật. Sau đây là một số sản phẩm có thể tạo ra từ ảnh vệ tinh:
Hình 2.16 Tỷ số băng Red/NIR Hình 2.17 Tỷ số băng NIR/Red
Tỷ số băng này có thể giúp phân biệt, xác định các loại đất có thực phủ, đất đơ thị, đất trống và đất có bề mặt nước.
Thực vật có tơng màu tối, mức độ đậm hay nhạt dần tùy theo mật độ cây và độ tươi tốt của lá. Bề mặt nước có tơng màu sáng nhất, và mức độ tối dần tùy thuộc lượng phù sa có trong nước.
Các khu dân cư, đất canh tác đã thu hoạch xong, đất trống có tơng màu sáng, nhưng nhạt hơn tông màu của bề mặt nước.
Tỷ số băng này giúp phân tách thực vật, nước và đất trồng trọt, nó làm nổi đất trống và đất rừng. Rừng và thực vật phản xạ cao trong vùng cận hồng ngoại và bị hấp thụ xạ nhiều trong vùng ánh sáng đỏ, nên tỷ số băng này có thể giúp cho việc xác định sự phân bố của thực vật: vùng có tơng màu sáng hơn thì sẽ có số lượng cây cối nhiều hơn.
Tỷ số băng này chủ yếu giúp phân biệt đất có thực vật che phủ (đất rừng và đất đang canh tác) và đất có bề mặt nước. Các khu vực có mặt nước có tơng màu tối nhất; thực vật sẽ có tơng màu sáng hơn cả do chất diệp lục phản xạ mạnh trong vùng ánh sáng lục và hấp thụ nhiều trong vùng ánh sáng đỏ. Khu dân cư, đất canh tác đã thu hoạch xong và đất trống không được làm nổi bật ở tỷ số băng này.
Tỷ số băng này giúp phân tách được đất rừng và đất canh tác. Vì băng đỏ hấp thụ chất diệp lục của thực vật tươi tốt và băng lục là băng phản xạ từ bề mặt lá cây. Tỷ số băng này hữu ích cho việc phân biệt nhiều loại thực vật. Đất trồng trọt sẽ có tơng màu sáng hơn và đất rừng có tơng mầu sẫm hơn.
Hình 2.20 Tỷ số băng NIR/SWIR Hình 2.21 Tỷ số băng SWIR/NIR
Tỷ số băng này làm nổi bật vùng có mặt nước, thực vật và thể hiện độ ẩm trong vùng canh tác. Vùng mặt nước sẽ có tơng màu tối, cịn vùng có thực vật sẽ có tơng màu sáng, vì nước hấp thụ mạnh ánh sáng cận hồng ngoại và phản xạ mạnh trong vùng ánh sáng hồng ngoại sóng ngắn. Tỷ số băng này hữu ích cho vệc phân tách các vùng có mặt nước.
Tỷ số băng này khó phân tách vùng có mặt nước, đất trống và vùng có thực vật. Vùng mặt nước có nhiều phù sa có tơng màu tối nhất, nhưng khu dân cư có thể bị lẫn với vùng nước trong, khơng có phù sa vì đều có tơng màu sáng nhất.
Hình 2.22. Tỷ số băng Red/SWIR
Tỷ số băng này làm nổi bật đất trống, đường lớn, đường phố trong các khu đô thị và các vùng đang xây dựng, hoặc các vùng nhiều cơng trình xây bê tơng. Các vùng có bề mặt nước cũng có thể nhận biết ở tỷ số băng này, nhưng vùng nước đục thì nổi hơn, có tơng màu sáng hơn. Đất có rừng, đất canh tác sẽ có tơng màu tối.
2.4. Thành lập thư viện phổ ảnh vệ tinh SPOT5
2.4.1 Khái niệm thư viện phổ ảnh vệ tinh
Thư viện phổ ảnh là một tập hợp có biên tập, sắp xếp và bổ sung một số lượng nhất định các đường cong đặc trưng phổ tại một khoảng bước sóng nhất định của nhiều đối tượng tự nhiên cũng như nhân tạo, được thu thập ở những điều kiện khác nhau. Thư viện phổ ảnh được xây dựng nhằm mục đích nhận dạng các loại vật liệu khác nhau bằng phương pháp so sánh đặc trưng phổ của chúng với đặc trưng phổ đã được phân loại trong thư viện.
Phần mềm xử lý ảnh ENVI lưu trữ thư viện quang phổ dưới định dạng ảnh, với mỗi dòng của ảnh tương ưng với một phổ riêng biệt tại một bước sóng cụ thể.
2.4.2. Các phương pháp xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh
a)Phương pháp lựa chọn ảnh vệ tinh
Nhằm mục đích đưa cơ sở khoa hoc và phương pháp xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh độ phân giải cao về một số đối tượng lớp phủ bề mặt phù howpjvowis diều kiện địa lý và khí hậu Việt Nam, nhóm nghiên cứu đã xây dựng tiêu chí cho việc lựa chọn ảnh vệ tinh như sau:
- Nguồn ảnh sử dụng là ảnh vệ tinh được thu nhận tại trung tâm Viễn Thám quốc gia;
- Ảnh vệ tinh phải là ảnh có độ phân giải cao với mục đích kết hợp giữa lợi thế đặc tính hình học và nhược điểm về độ phân giải phổ để tự động phân loại đối tượng trên ảnh;
- Dải phổ của ảnh lựa chọn phải nằm trong khoảng giá trị mà thiết bị đo phổ có thể thu nhận được từ đối tượng ngoài thực địa.
b)Phương pháp lựa chọn đối tượng lớp phủ
- Giá trị phản xạ phổ của đối tượng lớp phủ phải phù hợp với khả năng cung cấp thông tin của ảnh vệ tinh.
- Trong khoảng dải phổ thiết bị đo phổ có thể thu nhận được, giá trị phản xạ phổ của đối tượng lớp phủ phải mang tính đặc trưng cao.
- Đối tượng lớp phủ phải được phân bố trên diện tích đủ lớn để có khả năng phân tách được trên tư liện viễn thám.
- Đối tượng lớp phủ lựa chọn phải có đặc trưng hình thái và đặc điểm phân bố địa lý mang tính điển hình, có thể áp dụng cho nhiều vùng.
c)Phương pháp đo phổ trực tiếp ngoài thực địa
Để đo phổ phản xạ từ bề mặt đối tượng, ở Việt Nam hiện nay thường sử dụng loại máy đo phổ FieldSpec® 3 do Mỹ sản xuất.
Lựa chọn điểm đo ngoài thực địa: Điểm đo ngoài thực địa được chọn phải là điểm đại diện đặc trưng cho đối tượng nghiên cứu. Khoảng cách giữa điểm đo phải lớp hơn độ phân giải không gian ảnh. Ngoài ra ta cần lưu ý tới các yếu tố sau:
+ Nguồn sáng
+ Độ ổn định theo thời gian và các thơng số khí quyển ở thời điểm đo + Gió
+ Trường nhìn của thiết bị
+ Đặc tính hình học chiếu sáng và quan sát mẫu + Thời gian quét của thiết bị
2.4.3. Quy trình xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh
Dựa trên những kết quả nghiên cứu, khảo sát thực địa đã nêu trên, quy trình xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh độ phân giải cao về một số đối tượng phục vụ cho thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất được đưa ra như sau:
Căn cứ theo quy trình cơng nghệ hình 2.23, nội dung các bước được thực hiện như sau:
Bước 1: Chuyển đổi giá trị DN của phổ đo thực sang giá trị phản xạ
Nhằm mục đích chuyển đổi giá trị DN thành giá trị phổ phản xạ(reflectance), hãng máy đo phổ ASD đã cung cấp cho người sử dụng phần mềm ViewSpecPro. Với phần mềm này, giá trị DN của phổ đối tượng ngồi thực địa xác định bằng máy đo phổ FieldSpec®3 sẽ được chuyển thành phổ phản xạ.
Bước 2: Tái mẫu phổ
Máy đo phổ fieldSpec®3 thu tín hiệu phổ phản xạ của đối tượng trong dải phổ từ 350 đến 2500 nm. Tuy nhiên ảnh vệ tinh độ phân giải cao đưa vào sử dụng lại gồm các dải băng phổ có độ phân giải hẹp hơn. Do đó, giá trị phổ phản xạ của đối tượng tính ở bước 1 cần đưa về cùng độ phân giải phổ của ảnh vệ tinh.
Bước 3: Vẽ đồ thị đường cong phổ phản xạ
Sau khi tái mẫu phổ, phổ phản xạ của mỗi đối tượng được biểu diễn trên đồ thị với trục tung là giá trị phổ, trục hồnh là giá trị bước sóng.
Bước 4: Kiểm tra - So sánh
Giá trị phổ của các đối tượng được tiến hành kiểm tra loại trừ khả năng nhầm lẫn, đo khơng chính xác đối tượng ngồi thực địa. Những giá trị đúng được so sánh với nhau để xác đinh mức độ khác biệt hoặc tương đồng. Những đối tượng có sự khác biệt là nhưng đối tượng phù hợp để đưa vào thư viện phổ, những đối tượng khơng có sự khác biệt rõ rệt là những đối tượng không phù hợp sẽ loại bỏ.
Bước 5: Phân loại – Gộp nhóm – Tạo cây thư mục
Các mẫu phổ được xác định là phù hợp sẽ được phân loại và gộp nhóm, phụ thuộc theo mục đích của người thiết kế theo mục đích sử dụng. Sau đó các nhóm phổ được biểu diễn dưới dạng cây thư mục.
Bước 6: Tạo thư việ phổ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Các thư mục phổ được nhập vào module tạo thư viện phổ phục vụ công tác đốn ảnh tự động.
2.5. Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã từ ảnh vệ tinh SPOT 5 kết hợp bản đồ địa chính
Công tác ngoại nghiệp Điều vẽ nội nghiệp
Ảnh vệ tinh (GeoTiff) Xử lý ảnh vệ tinh Độ sáng Độ tương phản Độ nét Lọc (filter) Xử ý màu Các hiệu ứng ảnh Bộ khóa giải đốn ảnh số Điều vẽ, khoanh định các yếu
tố HTSDĐ
Ranh giới khoanh vi các loại hình HTSDĐ Bản đồ địa chính Kết hợp với bản đồ địa chính - Chồng xếp BĐ địa chính và bản đồ HTSDĐ từ ảnh - Xác định các loại hình sử dụng đất - Cơng cụ bản đồ GIS - Kinh nghiệm
Điều tra, đối sốt, bổ xung chỉnh lý các yếu tố HTSDĐ
Các lớp thông tin nền
Biên tập hồn chỉnh bản đơ HTSD Đ
In bản đồ
Hình 2.24. Quy trình thành lập bản đồ HTSDĐ cấp xã từ ảnh vệ tinh SPOT5 kết hợp bản đồ địa chính
1.Xử lý ảnh vệ tinh: bao gồm các công việc: xử lý độ sáng, độ tương phản, độ nét của ảnh … nhằm tăng khả năng giải đoán ảnh
2.Điều vẽ, khoanh định các loại hình HTSDĐ: Từ ảnh vệ tinh đã được xử lý,
kết hợp cùng bộ khóa giải đốn ảnh số tiến hành điều vẽ, khoanh định các yếu tố hiện trạng sử dụng đất.
3.Kết hợp với bản đồ địa chính: Ghộp các tờ bản đồ địa chính số riêng lẻ thành một tờ bản đồ tổng của toàn xã, chồng xếp với bản đồ hiện trạng từ ảnh vệ tinh tiến hành xác định chính xác một số loại hình hiện trạng sử dụng đất mà từ ảnh vệ tinh không xác định được hoặc xác định chưa chính xác.
4.Điều tra, đối soát, bổ sung các yếu tố HTSDĐ: Sau khi kết thúc điều vẽ nội
nghiệp, in bản đồ HTSDĐ (bản nháp) tiến hành điều tra, đối soát với thực địa và bổ sung các yếu tố HTSDĐ cịn thiếu hoặc chưa chính xác.
5.Biên tập, hoàn thiện bản đồ HTSDĐ: Từ kết quả điều tra, đối soát và bổ sung các yếu HTSDĐ ở thực địa tiến hành chỉnh lý lên bản đồ số. Biên tập, hoàn thiện bản đồ HTSDĐ dạng số.
6.In bản đồ HTSDĐ: Bản đồ HTSDĐ sau khi đã được biên tập, hoàn thiện tiến hành in bản đồ để giao nộp sản phẩm.
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH SPOT 5 KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH THÀNH LẬP, HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT XÃ
TÂN AN, HUYỆN VĨNH CỬU, TỈNH ĐỒNG NAI
3.1 Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội xã Tân An, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai. Nai.
3.1.1 Đặc điểm tự nhiên
a) Vị trí địa lý
Xã Tân An nằm ở phía Tây Nam của huyện Vĩnh Cửu, cách trung tâm huyện (thị trấn Vĩnh An) khoảng 22 km về phía Tây theo đường ĐT 768 và cách khu công nghiệp Thạnh Phú 10 km về phía Đơng. Địa giới hành chính tiếp giáp như sau:
- Phía Bắc và Đơng Bắc giáp xã Trị An. - Phía Đơng và Đơng Nam giáp xã Vĩnh Tân.
- Phía Tây giáp xã Thường Tân, huyện Tân Un, tỉnh Bình Dương. - Phía Tây Bắc giáp xã Lạc An, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương. - Phía Tây Nam giáp xã Thiện Tân.
- Phía Nam giáp xã Bắc Sơn, huyện Trảng Bom. Xã Tân An có tổng diện tích tự nhiên là 5270,05ha
Hình 3.1. Sơ đồ vị trí xã Tân An – Vùng nghiên cứu
b) Địa hình:
Địa hình đồi: Phân bố tập trung ở khu vực phía Bắc diện tích tự nhiên: 83.351 ha, chiếm 77,7% tổng diện tích tồn huyện. Cao trình cao nhất ở khu vực phía Bắc khoảng 340m, thấp dần về phía Nam và Tây Nam, khu vực trung tâm huyện có độ cao khoảng 100 – 120 m, khu vực phía Nam khoảng 10 – 50 m.
Diện tích có độ dốc < 30 chiếm 17,1%, từ 3 - 80 chiếm 33,8%, từ 8 – 150 chiếm 22,6%, > 150 chỉ chiếm 4,2%. Dạng địa hình này tương đối thích hợp với phát triển nơng – lâm nghiệp và xây dựng cơ sở hạ tầng.
Địa hình đồng bằng: Diện tích 5.994 ha, chiếm 5,5% tổng diện tích, cao độ trung bình 2 - 10 m, nơi thấp nhất 1 – 2 m. Đất khá bằng, thích hợp với sản xuất nông nghiệp, nhưng do nền đất yếu nên ít thích hợp với xây dựng cơ sở hạ tầng.
c) Khí hậu:
Vị trí nằm trong vùng chịu ảnh hưởng khí hậu chung của tỉnh Đồng Nai. Đây là vùng có điều kiện khí hậu ơn hịa, biến động giữa các thời điểm trong năm, trong ngày không cao, độ ẩm không quá cao, không bị ảnh hưởng trực tiếp của thiên tai lũ lụt. Do vậy đây là một trong các vùng lý tưởng để phát triển sản xuất nông nghiệp, công nghiệp. Các thơng số cơ bản của khí hậu như sau:
- Nhiệt độ khơng khí trung bình bình qn năm 26,70C - Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 400C
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 130C
- Nhiệt độ của tháng cao nhất: 24 - 350C (tháng 4 hàng năm) - Nhiệt độ của tháng thấp nhất: 22 - 310C (tháng 12 hàng năm)
- Độ ẩm khơng khí dao động từ 75 - 85% cao nhất vào thời kỳ các tháng có mưa (tháng VI - XI) từ 83 87%, do độ bay hơi không cao làm cho độ ẩm khơng khí cao và độ ẩm đạt thấp nhất là vào các tháng mùa khô (tháng II - IV) đạt 67 - 69%.
- Số giờ nắng trung bình từ 5 - 9, 6 -8 giờ/ngày.
- Lượng mưa tương đối lớn và phân bố theo vùng và theo vụ khoảng 2.155,9mm.
- Hướng gió chủ đạo trong khu vực từ tháng VII - X là hướng Tây - Tây Nam, tương ứng với tốc độ gió từ 3,0 - 3,6m/s, từ tháng XI - II là hướng Bắc - Đông Bắc, tương ứng với tốc độ gió từ 3,4 - 4,7m/s.
d) Tài nguyên khoáng sản
Tài nguyên khoáng sản của xã Tân An chủ yếu là Sét làm gạch ngói và đá vơi.
3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội
Do nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, cạnh Thành phố Biên Hịa với các tuyến giao thông thủy bộ quan trọng của tỉnh, nên huyện Vĩnh Cửu có lợi thế lớn về phát triển công nghiệp, dịch vụ và du lịch, là một trong những nơi có khả năng thu hút vốn đầu tư và có triển vọng phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng cao, đóng vai trị khá quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội tỉnh Đồng Nai cũng như tồn vùng kinh tế trọng điểm phía Nam.
Cơ cấu kinh tế trên địa bàn huyện đang chuyển dịch dần từ “công nghiệp –