Các phương pháp thành lập bản đồ biến động sử dụng đất
Tiền đề cơ bản để sử dụng dữ liệu viễn thám nghiên cứu biến động là những thay đổi lớp phủ trên bề mặt đất phải đưa đến sự thay đổi về giá trị bức xạ và những sự thay đổi về bức xạ do sự thay đổi lớp phủ phải lớn hơn so với những thay đổi về bức xạ gây ra bởi các yếu tố khác. Những yếu tố khác bao gồm sự khác biệt về điều kiện khí quyển, sự khác biệt về góc chiếu tia mặt trời, sự khác biệt về độ ẩm của đất. Ảnh hưởng của các yếu tố này có thể được giảm từng phần bằng cách chọn dữ liệu thích hợp.
Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động rất quan trọng. Trước tiên, chúng ta phải xác định được phương pháp phân loại ảnh được sử dụng. Sau đó cần xác định rõ yêu cầu nghiên cứu có cần biết chính xác thông tin về nguồn gốc của sự biến động hay
29
không. Từ đó có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Tuy nhiên tất cả các nghiên cứu đều cho thấy rằng, các kết quả về biến động đều phải được thể hiện trên bản đồ biến động và các bảng tổng hợp. Các phương pháp nghiên cứu biến động khác nhau sẽ cho những bản đồ biến động khác nhau. Có nhiều phương pháp nghiên cứu biến động thường được sử dụng. Dưới đây là một số phương pháp được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu biến động và thành lập bản đồ biến động.
Phương pháp thống kê: đây là phương pháp truyền thống có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu, tuy nhiên giới hạn về không gian thường không xác định. Phương pháp thống kê được cụ thể hóa bằng các hình thức cụ thể như sau: 1) So sánh các giá trị thay đổi bằng các phép tính toán đại số đơn giản hoặc các phép thống kê đơn giản: phần trăm, tốc độ gia tăng hoặc suy giảm so với giá trị mốc, giá trị trung bình... 2) Xây dựng biểu đồ, đồ thị biến đổi và phân tích các thông số của vector biến đổi: công việc này được thực hiện hàng ngày trong việc phân tích giá cả thị trường, theo dõi sự tăng giảm của các thông số khác về sản xuất, kinh tế, xã hội …
Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại [12].
Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại ảnh ở hai thời điểm khác nhau ta thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm đó. Sau đó chồng ghép hai bản đồ hiện trạng để xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất. Các bản đồ hiện trạng có thể thực hiện dưới dạng bản đồ raster hoặc vector. Cụ thể như sau:
- So sánh biến động với cấu trúc dữ liệu dạng raster.
Với hai ảnh phân loại, phép “CROSSING” được sử dụng để tạo nên ảnh biến động sau phân loại. Kèm theo bản đồ biến động là ma trận biến động. Cấu trúc dữ liệu dạng Raster thường có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Ưu điểm: đơn giản và dể thực hiện. Việc chồng xếp các bản đồ được thực hiện một cách thuận tiện đưa đến kết quả. Đối với mô hình không gian, các đơn vị địa lý được xác định trong cấu trúc raster bao gồm hình dạng và kích thước. Do đó, mối quan hệ giữa các pixel là ổn định. Dễ thiết lập một bề mặt bằng phương pháp nội suy.
Nhược điểm: dữ liệu thường có dung lượng lớn nên khó khăn trong việc lưu trữ. Mối quan hệ về hình học giữa các yếu tố không gian thì khó vẽ và khó thiết lập được. Bản đồ không có tính thẩm mỹ cao
- So sánh biến động với cấu trúc dữ liệu dạng vector
Bản đồ dạng vector có thể được thành lập bằng phương pháp số hóa, hoặc có thể vector hóa từ kết quả phân loại ảnh. Với hai tư liệu dạng vector của hai thời kỳ, có thể áp dụng thuật toán “INTERSECTION” để ta ̣o bản đồ biến động. Cấu trúc dữ liệu vector có ưu điểm và nhược điểm như sau:
30
Ưu điểm: cấu trúc dữ liệu vector thường ở dạng nén nên có thể chứa được một lượng dữ liệu lớn trong tư liệu không gian. Các đối tượng riêng biệt được thể hiện một cách rõ ràng và liên tục bằng những đường nét rõ ràng. Các yếu tố về mặt hình học thì dễ dàng được xác định. Có độ chính xác cao trong việc tính toán và xử lý các yếu tố không gian.
Nhược điểm: việc chồng xếp bản đồ khá khó khăn.
Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất theo phương pháp này có thể tóm tắt như hình 2.1.
Hình 2.1. Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bằng phƣơng pháp so sánh sau phân loại
Phương pháp so sánh sau phân loại được sử dụng rộng rãi nhất, đơn giản, dễ hiểu và dễ thực hiện. Sau khi ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học sẽ tiến hành phân loại độc lập để tạo thành hai bản đồ. Hai bản đồ này được so sánh bằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận biến động.
Ưu điểm của phương pháp này cho biết sự thay đổi từ loại đất gì sang loại đất gì và chúng ta cũng có thể sử dụng các bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã được thành lập trước đó.
Nhược điểm của phương pháp này là phải phân loại độc lập các ảnh viễn thám nên độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của từng phép phân loại và thường độ chính xác không cao vì các sai sót trong quá trình phân loại của từng ảnh vẫn được giữ nguyên trong bản đồ biến động.
Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 - 2005.
- Bản đồ biến động sử dụng đất TP. Vinh thuộc nhóm bản đồ tổng hợp. Do vậy, cần tham khảo rất nhiều các bản đồ chuyên đề khác nhau của vùng nghiên cứu như: bản đồ địa hình, bản đồ giải thửa, bản đồ hành chính, giao thông… Các bản đồ này phần lớn được biểu diễn theo cùng một tỷ lệ (tỷ lệ 1:70.000), được tiến hành chồng lớp và thể hiện các nội dung lên một bản đồ biến động tổng hợp.
- Sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất các năm 2000, 2005 để thành lập các bản đồ biến động đất giai đoạn 2000 - 2005.
- Sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 để thu thập các thông tin về diện tích các loại đất của TP. Vinh năm 2010.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 Bản đồ biến động sử dụng đất Bản đồ biến động sử dụng đất 2000 - 2005 Ảnh 1 Ảnh 2 Phân loại Phân loại Bản đồ hiện trạng 1 Bản đồ hiện trạng 2 Bản đồ Biến động sử dụng đất
31
Hình 2.2. Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất TP. Vinh giai đoạn 2000 - 2005.
- Sử dụng các chức năng trong phần mềm Mapinfo 8.5 và Arcview 3.2 để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất, xây dựng ma trận biến động và phân tích biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu.
- Lựa chọn những yếu tố quan trọng, đặc trưng cho sự biến động đất nông nghiệp trong khu vực nghiên cứu trên các bản đồ. Sau đó thể hiện chúng lên bản đồ biến động sử dụng đất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Sau khi có được bản đồ biến động sử dụng đất học viên tiến hành xếp nhóm để thể hiện trên bản đồ biến động sử dụng đất gồm có 5 nhóm đối tượng đất cụ thể như sau:
+ Nhóm đất nông nghiệp bao gồm: đất trồng lúa, đất trồng cây hàng năm, đất trồng cây lâu năm.
+ Đất đô thị (phi nông nghiệp) bao gồm có: đất ở, đất chuyên dùng, đất tôn giáo, tín ngưỡng, đất nghĩa trang, nghĩa địa.
+ Nhóm đất có mặt nước: đất sông suối, ao hồ, đất nuôi trồng thủy sản. + Nhóm đất lâm nghiệp.
+ Đất chưa sử dụng: đất bằng chưa sử dụng, đất đồi chưa sử dụng, đất núi chưa sử dụng.
Kết quả của các bản đồ biến động sử dụng đất cho thấy được những khu vực có sự biến động về đất đai. Các khu vực đất đô thị mở rộng ra cũng chính là các khu vực đất nông nghiệp bị thu hẹp lại.