2 TỔNG QUAN CÁC VẤN đỀ NGHIÊN CỨU
2.4.2 Các phương pháp thành lập bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất
Các phương pháp thành lập bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất, bao gồm:
ạPhương pháp thành lập bản ựồ HTSDđ bằng bản ựồ ựịa chắnh cơ sở
Quy trình thành lập bản ựồ HTSDđ theo phương pháp sử dụng bản ựồ
ựịa chắnh hoặc bản ựồ ựịa chắnh cơ sở ựược thực hiện thực hiện theo các bước[13]:
Bước 1. Xây dựng Thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình: - Khảo sát sơ bộ, thu thập, ựánh giá, phân loại tài liệu; - Xây dựng Thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình. Bước 2. Công tác chuẩn bị:
- Thành lập bản ựồ nền từ bản ựồ ựịa chắnh hoặc bản ựồ ựịa chắnh cơ sở; - Nhân sao bản ựồ nền, bản ựồ ựịa chắnh hoặc bản ựồ ựịa chắnh cơ sở; - Lập kế hoạch chi tiết;
- Vạch tuyến khảo sát thực ựịạ Bước 3. Công tác ngoại nghiệp:
- điều tra, ựối soát, bổ sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung cơ sở ựịa lý lên bản ựồ nền;
- điều tra, khoanh vẽ, chỉnh lý, bổ sung các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng ựất lên bản sao bản ựồ ựịa chắnh hoặc bản sao bản ựồ chắnh cơ sở.
Bước 4. Biên tập tổng hợp:
- Kiểm tra, tu chỉnh kết quả ựiều tra, bổ sung, chỉnh lý ngoài thực ựịa; - Chuyển các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng ựất từ bản ựồ ựịa chắnh, hoặc bản ựồ ựịa chắnh cơ sở lên bản ựồ nền;
- Tổng quát hoá các nội dung bản ựồ; - Biên tập, trình bày bản ựồ.
Bước 5. Hoàn thiện và in bản ựồ: - Kiểm tra kết quả thành lập bản ựồ;
- In bản ựồ (ựối với công nghệ truyền thống thì hoàn thiện bản ựồ tác giả);
- Viết thuyết minh thành lập bản ựồ. Bước 6. Kiểm tra, nghiệm thu: - Kiểm tra, nghiệm thu;
- đóng gói và giao nộp sản phẩm.
b. Phương pháp thành lập bản ựồ HTSDđ bằng tư liệu viễn thám
Khoảng 10 năm trở lại ựây tư liệu viễn thám ựã trở thành một phương tiện kỹ thuật hiện ựại ựược áp dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau, ựặc biệt là trong công tác thành lập bản ựồ HTSDđ bởi những ưu thế vốn có của nó mà những nguồn tư liệu và phương pháp nghiên cứu truyền thống không thể có ựược như:
- Khả năng cập nhật thông tin, - Tắnh chất ựa thời gian của tư liệu,
- Tắnh chất phong phú của thông tin ựa phổ với các dải phổ ngày càng ựược mở rộng,
- Tắnh chất ựa dạng của nhiều tầng, nhiều dạng thông tin ảnh hàng không, ảnh chụp vũ trụ,
- Sự kết hợp của thông tin viễn thám với hệ thống thông tin ựịa lý,Ầ Từ những ưu ựiểm ựó mà việc lựa chọn thuật toán thắch hợp trong việc xử lý số liệu viễn thám ựể thành lập bản ựồ HTSDđ là một vấn ựề quan trọng. Nếu thuật toán phân loại sử dụng hợp lý thì kết quả của việc phân loại sẽ chắnh xác và thời gian tiến hành nhanh, việc xử lý trở nên ựơn giản. Ngược lại thuật toán phân loại sử dụng không hợp lý sẽ dẫn ựến bỏ sót, phân loại nhầm hoặc tốc ựộ phân loại chậm.
Tuy nhiên phương pháp này cũng còn một số mặt hạn chế như:
- Nhiều dạng khác nhau của lớp phủ bề mặt có thể không ựược phân biệt trên ảnh, ựể giải ựoán ựược ta phải có sự hỗ trợ của các tư liệu khác;
- Thông tin theo chiều cao có giá trị ựể phân loại những ựối tượng sử dụng ựất thường bị mất ựi hoặc không rõ nét;
- Ở những khu vực ựã có bản ựồ thành lập ở chu kỳ trước, việc áp dụng phương pháp này không hiệu quả vì phải giải ựoán ảnh ở cả những vùng mà HTSDđ không thay ựổi;
- đối với một vùng nhỏ thì chi phắ cho các tư liệu viễn thám ựắt hơn so với các phương pháp truyền thống, vì vậy sẽ không kinh tế.
Quy trình thành lập bản ựồ HTSDđ bằng tư liệu viễn thám như sau:
Quy trình thành lập bản ựồ HTSDđ bằng ảnh viễn thám ựược phân thành hai loại chắnh:
- Quy trình thành lập bản ựồ HTSDđ bằng phương pháp tương tự, - Quy trình thành lập bản ựồ HTSDđ bằng phương pháp số.
Trong thực tế ngoài hai loại quy trình trên còn có loại quy trình kết hợp phương pháp số và phương pháp tương tự. Các loại quy trình trên khác nhau về mặt kỹ thuật, nhưng sơ ựồ công nghệ chung ựều bao gồm các bước sau:
Bước 1. Công tác chuẩn bị - Lập ựề cương.
- Thu thập phân tắch tài liệụ - Lập chỉ dẫn biên tập.
Ở khâu này cần xác ựịnh loại ảnh viễn thám chắnh sẽ sử dụng và các tài liệu bổ trợ cung cấp thêm thông tin về các loại ựất khó hoặc không xác ựịnh ựược trên ảnh. Các tài liệu bổ trợ này thường là:
+ Ảnh vệ tinh (loại ảnh sử dụng), ảnh hàng không;
+ Bản ựồ ựịa hình, bản ựồ ựịa chắnh, bản ựồ quy hoạch sử dụng ựất... + Bản ựồ chuyên ựề có liên quan ựến sử dụng ựất, ựặc biệt là bản ựồ hiện trạng sử dụng ựất ựã có;
+ Các báo cáo và số liệu thống kê sử dụng ựất của vùng cần thành lập bản ựồ. Bước 2. Xử lý ảnh và lập bản ựồ nền
- Xử lý ảnh, lập bình ựồ ảnh. - Lập bản ựồ nền.
+ Xử lý ảnh: Có mục ựắch tạo ra nền ảnh dùng ựể giải ựoán các loại ựất. Nền ảnh tốt nhất ựể giải ựoán là bình ựồ ảnh hoặc bình ựồ trực ảnh. Xử lý ảnh có thể thực hiện theo hai phương pháp là xử lý số bằng phần mềm chuyên dụng và bằng máy vi tắnh hoặc xử lý tương tự bằng các thiết bị quang - ựiện tử. Tuy nhiên lập bình ựồ ảnh bằng phương pháp số ựảm bảo ựược ựộ chắnh xác cao hơn, chất lượng ảnh tốt hơn, ựồng ựều hơn và thực hiện nhanh chóng hơn.
+ Bản ựồ ảnh: Có thể ựược thành lập bằng phương pháp truyền thống cũng như phương pháp số, nhưng tốt nhất là thành lập từ bản ựồ ựịa hình cùng tỷ lệ. Các yếu tố nội dung, mức ựộ khái quát hoá của từng yếu tố tuân theo các quy ựịnh thông thường ựối với bản ựồ nền.
Bước 3. Phân tắch, giải ựoán ảnh
- Khảo sát tổng quan, lập khoá giải ựoán ảnh; - Phân tắch, giải ựoán ảnh.
hoặc phương pháp số. Cả hai trường hợp ựều cần khảo sát tổng quan và lập khoá giải ựoán ảnh (ảnh mẫu). Khảo sát tổng quan có mục ựắch tạo cơ hội cho người giải ựoán ảnh tiếp cận với ựối tượng ngoài thực ựịa ựể biết ựược bản chất, ựặc ựiểm của các loại ựất chắnh, khả năng thể hiện trên ảnh và các chuẩn giải ựoán. Từ ựó xác lập các khoá giải ựoán ảnh, các ảnh mẫu dùng ựể phân tắch, xác ựịnh các loại ựất trên ảnh bằng phương pháp tương tự cũng như phương pháp số.
Phân tắch giải ựoán ảnh nhằm phát hiện, nhận dạng và phân loại ựất theo hệ phân loại quy ựịnh. đây là khâu phức tạp nhất, có ý nghĩa quyết ựịnh nhất trong quá trình thành lập bản ựồ HTSDđ bằng ảnh viễn thám. đến nay ở nước ta, phương pháp giải ựoán ảnh chủ yếu vẫn là giải ựoán bằng mắt với bộ xử lý, phân tắch thông tin là bộ óc của chuyên gia, với cơ sở dữ liệu hỗ trợ là kiến thức, là kinh nghiệm tắch luỹ ựược. Bên cạnh ựó phương pháp giải ựoán bằng mắt cũng có nhiều hạn chế ựòi hỏi phải chuẩn hoá và tự ựộng hoá quá trình nàỵ đến nay ựã có nhiều phần mềm như ENVI, PCI, ERDAS, ER- MAPPER, OCAPỊv.v... có khả năng trợ giúp con người trong quá trình phân tắch, giải ựoán ảnh. Với trình ựộ khoa học công nghệ hiện nay ở nước ta quá trình giải ựoán ảnh vẫn chưa tự ựộng hoá hoàn toàn ựược.
Bước 4. Khảo sát ngoại nghiệp - Khảo sát ngoại nghiệp,
- Chỉnh sửa, hoàn thiện kết quả giải ựoán.
Khảo sát ngoại nghiệp nhằm mục ựắch kiểm tra kết quả phân tắch, giải ựoán ảnh ở nội nghiệp, xác ựịnh những loại ựất giải ựoán chưa chắc chắn ở nội nghiệp. điều vẽ thực ựịa những loại ựất không xác ựịnh ựược ở nội nghiệp và thu thập những thông tin không hiện trên ảnh nhằm xác ựịnh chắnh xác các loại ựất. Trong những trường hợp không có ảnh mới nhất, phải sử dụng ảnh chụp cách thời ựiểm thành lập bản ựồ HTSDđ 1-2 năm thì khảo sát ngoại nghiệp còn có mục ựắch kiểm tra và chỉnh sửa danh giới loại ựất ựã biến ựộng
trong thời gian ựó.
Bước 5. Biên vẽ bản ựồ sử dụng ựất - Biên vẽ hoặc số hoá bản ựồ, - Trình bày bản ựồ, in bản ựồ.
Kết quả khảo sát ngoại nghiệp và chỉnh sửa sau khảo sát sẽ thu ựược bản gốc bản ựồ HTSDđ. Công việc tiếp theo là biên tập trình bày bản ựồ bằng phương pháp truyền thống hoặc bằng công nghệ số, trình bày và in bản ựồ bằng phương pháp số[11].
c. Phương pháp thành lập BđHTSDđ bằng cách hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước
Như chúng ta ựã biết, bản ựồ HTSDđ là bản ựồ thể hiện sự phân bố các loại ựất theo quy ựịnh về chỉ tiêu kiểm kê theo mục ựắch sử dụng ựất tại thời ựiểm kiểm kê ựất ựai và ựược lập theo ựơn vị hành chắnh các cấp, vùng ựịa lý tự nhiên - kinh tế và cả nước. Nội dung bản ựồ HTSDđ phải ựảm bảo phản ánh ựầy ựủ, trung thực hiện trạng sử dụng ựất tại thời ựiểm thành lập bản ựồ. Ở Việt nam, theo quy ựịnh của Chắnh phủ cứ 5 năm, ta phải thành lập bản ựồ HTSDđ và kiểm kê ựất ựai một lần, do vậy phương pháp thắch hợp ựể thành lập bản ựồ HTSDđ phục vụ kiểm kê ựất ựai là hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ ựã thành lập ở chu kỳ trước.
để hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ, Bộ Tài nguyên và Môi trường ựã ựưa ra quy trình sau[13]:
Bước 1. Xây dựng thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình - Khảo sát sơ bộ, thu thập, ựánh giá, phân loại tài liệu, - Xây dựng thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình.
Bước 2. Công tác chuẩn bị
- Kiểm tra, ựánh giá chất lượng và sao bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước, - Lập kế hoạch chi tiết.
- Bổ sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung cơ sở ựịa lý theo các tài liệu thu thập ựược lên bản sao,
- Bổ sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng ựất theo các tài liệu thu thập ựược lên bản sao,
- Kiểm tra kết quả bổ sung, chỉnh lý nội nghiệp, - Vạch tuyến khảo sát thực ựịạ
Bước 4. Công tác ngoại nghiệp
- điều tra, chỉnh lý, bổ sung các yếu tố nội dung cơ sở ựịa lý;
- điều tra, bổ sung, chỉnh lý yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng ựất trên bản sao;
- Kiểm tra kết quả ựiều tra, bổ sung, chỉnh lý bản ựồ ngoài thực ựịạ Bước 5. Biên tập tổng hợp
- Chuyển kết quả ựiều tra, bổ sung, chỉnh lý lên bản ựồ HTSDđ, - Biên tập bản ựồ.
Bước 6. Hoàn thiện và in bản ựồ - Kiểm tra kết quả thành lập bản ựồ, - Hoàn thiện và in bản ựồ,
- Viết thuyết minh thành lập bản ựồ. Bước 7. Kiểm tra, nghiệm thu - Kiểm tra, nghiệm thu,
- đóng gói và giao nộp sản phẩm.
Việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng ựất các cấp thường tiến hành ựịnh kỳ 5 năm một lần, do vậy phương pháp thành lập bản ựồ HTSDđ có hiệu quả là hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ ựã có ở chu kỳ trước. điều tra nghiên cứu HTSDđ theo phương pháp truyền thống có ưu ựiểm là ựơn giản và các kết quả thống kê ựược xem là tương ựối sát với thực tế ở các ựịa phương tại thời ựiểm tiến hành ựiều tra, ựo vẽ khảo sát, lập báo cáọ Tuy nhiên, phương pháp này trong thực tế ựã bộc lộ một số nhược ựiểm sau:
hành ở thực ựịạ
- Nội dung, ký hiệu và ựộ chắnh xác của bản ựồ không thống nhất. - Số liệu ựất ựai không phù hợp với bản ựồ khi xuất bản.
Những nhược ựiểm này ảnh hưởng rất lớn tới công tác tự ựộng hóa, ựo vẽ và hiện chỉnh bản ựồ trong giai ựoạn hiện nay[11].
d. Phương pháp thành lập bản ựồ HTSDđ bằng cách sử dụng tư liệu viễn thám ựể hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước
Nhằm khắc phục nhược ựiểm của phương pháp ứng dụng ảnh viễn thám và phương pháp hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ ựã lập ở chu kỳ trước và phát huy ựầy dủ nhất ưu ựiểm của cả 2 phương pháp này, PGS.TS. Phạm vọng Thành ựã nghiên cứu, ựề xuất phương pháp thành lập bản ựồ HTSDđ bằng cách sử dụng tư liệu viễn thám ựể hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước. Phương pháp này tương tự như phương pháp hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ nêu ở trên nhưng thay vì phải ra thực ựịa vất vả, nặng nhọc ựể cập nhật những thay ựổi về HTSDđ ta chỉ cần giải ựoán ảnh ở những khu vực có sự thay ựổi này[1].
Quy trình hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ với việc sử dụng ảnhVệ tinh bao gồm các bước sau:
Bước 1. Xây dựng thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình - Khảo sát sơ bộ, thu thập, ựánh giá, phân loại tài liệu, - Xây dựng thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình.
Bước 2. Công tác chuẩn bị
- Lập, kiểm tra và ựánh giá chất lượng bình ựồ ảnh Vệ tinh trực giao, - Kiểm tra, ựánh giá và sao bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước,
- Lập kế hoạch chi tiết. Bước 3. Công tác nội nghiệp
- So sánh bình ựồ ảnh trực giao với bản ựồ HTSDđ chu kỳ trước ựể xác ựịnh những khu vực ựã thay ựổi,
- Giải ựoán xác ựịnh các yếu tố nội dung HTSDđ ở những khu vực thay ựổi ựã xác ựịnh trên bình ựồ ảnh trực giao,
- Kiểm tra kết quả ựã giải ựoán. Bước 4. Công tác ngoại nghiệp
điều tra, ựối soát và bổ sung các yếu tố HTSDđ ở ngoài trờị Bước 5. Biên tập tổng hợp
- Chuyển kết quả ựiều tra, bổ sung, chỉnh lý lên bản ựồ HTSDđ, - Biên tập bản ựồ.
Bước 6. Hoàn thiện và in bản ựồ - Kiểm tra kết quả thành lập bản ựồ, - Hoàn thiện và in bản ựồ,
- Viết thuyết minh thành lập bản ựồ. - Kiểm tra, nghiệm thụ
Ưu ựiểm cơ bản của ảnh vệ tinh ựối với công tác hiện chỉnh bản ựồ HTSDđ là: Hiệu quả xử lý với ảnh mật ựộ cao, thu ựược số liệu thường xuyên, chất lượng ảnh tốt, có khả năng tiếp cận ở những khu vực nguy hiểm (núi cao, vực thẳm, biên giới hải ựảo), không cần nhiều ựiểm khống chế và không yêu cầu các kỹ thuật ựặc biệt. Chắnh tờ bản HTSDđ chu kỳ trước và ảnh Vệ tinh mới chụp ở khu vực không có biến ựộng sẽ là khóa giải ựoán rất tốt[11].