Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 1

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề.

Trên thế giới hiện nay khoa học công nghệ là nền tảng và là động lực thúc
đẩy mạnh mẽ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại của một quốc gia. Trong đó viễn
thám là một công nghệ có khả năng ứng dụng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên
như đất, nước, rừng, khoáng sản và giám sát bảo vệ môi trường góp phần quan trọng
vào sự phát triển bền vững của đất nước. Công nghệ máy tính phát triển ngày càng
mạnh mẽ cùng với sự hỗ trợ của các phần mềm xử lý chuyên dụng dữ liệu viễn thám
ra đời đã góp phần thúc đẩy các nghiên cứu ứng dụng viễn thám được thực hiện.
Ở nước ta hiện nay, việc quản lý biến đổi tài nguyên, biến đổi mục đích sử
dụng tài nguyên đang là nhu cầu cần thiết. Sự phát tiển của đất nước, nhu cầu của xã
hội này càng cao đó là những nguyên nhân dẫn đến việc thay đổi mục đích sử dụng
các tài nguyên không hợp lý. Trong đó tài nguyên đất sử dụng trồng lúa có ý nghĩa
rất quan trọng đặc biệt với Việt Nam là nước có nền kinh tế Nông Nhiệp. Tuy nhiên
hiên nay diện tích đất sử dụng vào trồng lúa đang có những biến động theo chiều
hướng sấu. Theo số liệu Tổng Cục Thống Kê trong giai đoạn 2000 - 2006, diện tích
đất lúa cả nước đã giảm từ 4,47 triệu ha xuống còn 4,13 triệu ha. Như vậy trung bình
mỗi năm giảm tới 50 nghìn ha.Vì vậy việc quản lý và giám sát biến động diện tích
đất trồng lúa là tất cần thiết . Đã có nhiều các phương pháp dùng để theo dõi sự biến

Đề tài không đi vào tìm hiểu biến động diện tích đất trồng lúa của từng vụ
trong năm như: Lúa hè thu, lúa mùa… mà chỉ nghiên cứu biến động diện tích đất
trồng lúa qua các năm.
Có nhiều phương pháp phân loại ảnh, nhưng đề tài chỉ sử dụng phương pháp
phân loại Đa số thiểu số( Maximum Likelihood )

4. Nội dung thực hiện.
Để thực hiện mục tiêu và giới hạn của đề tài đặt ra, thì nội dung của đề tài chỉ
trung nghiên cứu các vấn đề sau đây:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết:
+ Tìm hiểu về Viễn thám ( Nguyên lý thu nhận và xử lý ảnh viễn thám)
+ Cơ sở khoa học Sử dụng viễn thám để nghiên cứu biến động thực phủ.
+ Đặc trưng cơ bản của ảnh vệ tinh Landsat.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 3

- Xử lý và giải đoán ảnh.
- Thống kê và phân tích biến động.
- Thành lập Bản Đồ Biến động diện tích trồng lúa huyện Cần Đước tỉnh
Long An, trong giai đoạn 1995 – 2004.

5. Phương pháp thực hiện.
Có nhiều phương pháp thường được xử dụng trong nghiên cứu biến động

PHẦN NỘI DUNG THỰC HIỆN
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến

Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể phát ra. Mỗi vật
thể ở trong điều kiện bình thường đều tự phát ra một bức xạ và bước sóng ưu thế ở
loại Viễn thám này là 10 micromet. Ảnh thu nhận ở kỹ thuật Viễn thám này gọi là
ảnh Viễn thám nhiệt.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 6

 Viễn thám siêu cao tầng.
Viễn thám siêu cao tầng có hai loại kỹ thuật thu nhận là chủ động và bị động.
Viễn thám chủ động vệ tinh cung cấp cho các vật thể một nguồn năng lượng
riêng, rồi thu lại nguồn năng lượng phản xạ lại từ các vật thể. Còn kỹ thuật viễn
thám bị động thì thu nhận năng lượng bức xạ tự nhiên hoặc phản xạ từ một số đối
tượng và bước sóng ưu thế ở kỹ thuật Viễn thám này là trên 1mm (Viễn thám- Lê
Văn Trung, 2005).
a. Khái niệm ảnh quang học.
Ảnh quang học là ảnh được thu nhận dựa vào sự đo lường năng lượng sóng
điện từ có bước sóng nằm trong dải tần số từ ánh sáng khả kiến đến hồng ngoại phản
xạ, từ các vật thể trên bề mặt trái đất phản xạ hay bức xạ. Nguồn cung cấp năng
lượng chủ yếu cho việc thu nhận ảnh quang học là bức xạ của mặt trời(Viễn thám-
Lê Văn Trung, 2005).

b. Đặc điểm ảnh vệ tinh.
Ảnh vệ tinh được đặc trưng bởi một số thông số cơ bản như sau:

thời gian cố định, phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian”.
1.2. Định nghĩa về sử dụng đất.
Sử dụng đất (Land use): Sử dụng đất là cách thức mà người ta sử dụng bề
mặt trái đất. Sử dụng đất được phân loại như thành thị, nông thôn, đất nông nghiệp,
rừng…hoặc với mức phân loại cụ thể hơn cho những mục đích cụ thể. (Way in
which humans use the earth’s surface. Uses are classified as urban, rural,
agricultural, forested, etc., with more specific sub-classifications useful for specific
purposes.)(

www.thinkport.org/cff247fc-95fb-4f15-9d14-3194417d16de.asset)
Tóm lại sử dụng đất Là cách thức mà con người sử dụng bề mặt trái đất vào
mục đích sản xuất, thay đổi hoặc duy trì hiện trạng. Sử dụng đất được phân làm
nhiều loại như: Đất nông nghiệp, đất xây dựng, đất nuôi trồng thủy sản…
1.3. Định nghĩa về biến động sử dụng đất.
a. Biến động.
Có nhiều định nghĩa về biến động như sau:
Biến động về chất dẫn tới biến động về lượng và ngược lại biến động về
lượng dẫn đến biến đổi về chất.
Biến động về diện tích đối tượng, biến động về số lượng đối tượng.
Biến động về tính chất đối tượng song không có biến động về diện tích.
Như vậy ở đề tài này chúng ta chỉ sử dụng khái niệm biến động thứ hai là
Biến động về diện tích đối tuợng, biến động về số lượng đối tượng.
b. Biến động sử dụng đất.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.com


khác nhau trong cùng một kênh phổ.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 9

- Cùng một đối tượng thực phủ nhưng ở các bước sóng khác nhau sẽ cho
các phản xạ khác nhau.
- Nguồn năng lượng phản xạ hay bức xạ của các vật thể sau khi được thu
nhận bởi bộ cảm biến và sau đó được chuyển hóa thành dữ liệu ảnh số.
b. Nguyên lý thu chụp và xử lý ảnh Viễn thám.
Nguyên lý cơ bản của của viễn thám là đo lường giá trị năng lượng hấp thụ
và phản xạ của các đối tượng trong các dải phổ với cường độ nhất định. Nguồn năng
lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, nguồn năng lượng
của sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ các vật thể phát ra được thu nhận bởi các bộ
cảm biến gắn trên các vật mang.( Hình I.1) Bộ cảm biến chỉ thu được năng lượng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật
thể theo từng bước sóng xác định. Năng lượng sóng điện từ sau khi được thu bởi bộ
cảm biến sẽ được chuyển biến thành các tín hiệu số và truyền về các trạm thu trên
mặt đất. Thông tin về đối tượng có thể nhận biết được thông qua xử lý trên máy tính
hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh của đối tượng dựa trên kinh nghiệm của các chuyên
gia. Sau khi được xử lý, ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về đối tượng tương ứng
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009


Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 11

tượng. Sóng điện từ lan truyền tới bề mặt vật thể, năng lượng sóng điện từ sẽ tương
tác với vật thể dưới dạng hấp thụ như hình dưới.(Hình I.3)

Năng lượng phản xạ từ các vật thể thường có hai dạng là phản chiếu và phản
xạ khuếch tán. Phản chiếu là “khi toàn bộ năng lượng điện từ phản xạ trực tiếp từ
bề mặt vật thể theo hướng nào đó” và phản xạ khuếch tán là “khi bề mặt vật thể gồ
ghề làm cho năng lượng sóng điện từ khuếch tán theo nhiều phương, hiện tượng
khuếch tán năng lượng sẽ xảy ra”(

Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005) (Hình I.4)

Năng lượng sóng điện tù khi qua môi trường khí quyển sẽ bị các phân tử
khí hấp thụ ở nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào bước sóng cụ thể. Ngoài ra có
những vùng phổ không bị ảnh hưởng mạnh bởi môi trường khí quyển được gọi là
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 12


có trong khí quyển trước khi đến bộ
cảm biến. Để thấy được cơ chế tương tác giữa khí quyển và sóng điện từ ta xem
bảng dưới đây.(Bảng I.1)
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 13

Dải phổ điện
từ
Bước sóng Đặc điểm
Tia cực Tím
0,3 – 0,4 µm Hấp thụ mạnh bởi khí quyển ở tầng cao, không
thể thu nhận năng lượng do dải sóng này cung
cấp
Khả kiến
0,4 – 0,76 µm Rất ít bị hấp thụ bởi O
2
, H
2
O, năng lượng phản
xạ cực đại với bước sóng 0,5 µm trong khí
quyển. Năng lượng do dải sóng này cung cấp
giữ vai trò quan trọng trong viễn thám
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 14

thu đặt trên vật mang, ta có thể nhận biết được đối tượng thông qua đặc trưng phản
xạ phổ của đối tượng. Dưới đây là đường cong phản xạ phổ điển hình của một số đối
tượng chính.(Hình I.6)

(Nguồn: Tập bài giảng Viễn thám nâng cao của Th.S. Phạm Bách Việt).
Hình I.6
Nước hấp thụ năng lượng ánh sáng khả kiến có bước sóng dài và hồng ngoại
nhiều hơn so với ánh sáng khả kiến có bước sóng ngắn. Nước trong thường có màu
Blue hay Blue-Green do phản xạ mạnh trong vùng có bước sóng nhắn hơn, ở vùng
ánh sáng đỏ và hồng ngoại nước có tạp chất trên bề mặt( phù sa) sẽ cho phản xạ tốt
nhưng cũng dễ nhầm với những vùng cạn nhưng nước trong. Ngoài ra chất diệp lục
trong tảo lại hấp thu mạnh năng lượng của bước sóng màu Blue so với sóng màu
Green nên những vùng có tảo sẽ xanh hơn.

Trong vùng phổ khả kiến ở bước sóng từ
(0.45-0.67 µm ) chất Chlorophyll có trong thực vật hấp thụ nguồn năng lượng Blue
và Red và phản xạ mạnh năng lượng màu Green. Do vậy ở vùng sóng này ta thấy
thực vật có màu Green. Nếu như thực vật ngừng phát triển không có sự sản sinh ra
Chlorophyll, thì cũng ở bước sóng này nhưng thực vật ít hấp thu năng lượng sóng
Blue – Red mà ngược lại, lại phản chiếu năng lượng Red cao lúc này ta thấy thực vật
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009


Vệ tinh LandSat được quản lý bởi công ty Earth Observation Satellie của
Mỹ, đây là vệ tinh đầu tiên được thiết kế đặc biệt để quan sát bề mặt trái đất có tên
ERTS-1 và sau được đổi thành LandSat. Hệ thống vệ tinh LandSat 1 cho tới 3 là hệ
thống vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn chung quanh trái đất. Có góc mặt
phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 90
0
và ở độ cao 919 km, chu kỳ quỹ
đạo là 103
’
và chu kỳ lặp là 18 ngày. Vệ tinh LandSat 4 và 5 là hệ thống vệ tinh quỹ
đạo gần cực, có góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,2
0
. Vệ tinh
Landsat được thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185 km và có thời điểm bay qua xích
đạo là 9:39 sáng đối với ảnh Landsat 1, 2, 3 và 10:30 sáng đối với Landsat 4, 5.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 16

Landsat 4, 5 hoạt động ở độ cao thấp hơn Landsat 1, 2, 3 nên chỉ có 233 quỹ đạo và
16 ngày là che phủ hết trái đất. Vào năm 1993, vệ tinh Landsat 6 đã được phóng lên
quỹ đạo với bộ cảm ETM, sau đó là vệ tinh Landsat 7 được phóng vào năm 1999.
Theo Đặc san “Viễn thám và Địa tin học”, số 3(10-2007) của Trung tâm Viễn thám.
Bộ cảm ETM+ có những tính năng vượt trội như độ chính xác của việc hiệu chỉnh

918 90
0
103 18 MSS-RBV
LandSat 4
705 98.2
0
98.9 16 MSS-TM
LandSat 5
705 98.2
0
98.9 16 MSS-TM
LandSat 7
705 98.2
0
98.8 16 ETM
(Viễn Thám, Lê Văn Trung, 2005)
Bảng I.2
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 17


Hồng ngoại
Hồng ngoại gần
80m
80m
80m
80m
6
6
6
6
TM(LandSat1-5)
Kênh 1
Kênh 2
Kênh 3
Kênh 4
Kênh 5
Kênh 6
Kênh 7
0.45-0.52
0.52 - 0.60
0.63 - 0.69
0.76 - 0.90
1.55 - 1.75
10.40 - 12.50
2.089 - 2.35
Xanh
Lục

Kênh 7
Kênh 8
0.45-0.52
0.52 - 0.61
0.63 - 0.69
0.75- 0.90
1.55 - 1.75
10.40 - 12.50
2.089 - 2.35
0.52-0.90
Xanh
Lục
Dỏ
Hồng ngoại gần
Hồng ngoại TB
Hồng ngoại nhiệt
Hồng ngoại TB
Lục đến hồng
ngoại gần.
30m
30m
30m
30m
30m
60m
30m
15m
8
8
8

Lập bản đồ ven bờ biến, nghiên cứu các hệ sinh thái nước, theo dõi
Chất lắng đọng trong nước, thành lập bản đồ dải ngần san hô và độ
sâu mực nước.
2
Đánh giá tình trạng thực vật, thành lập bản đồ thực phủ
3
Phân biệt các loại cây trồng, vùng có và không có thực vật, dùng để
theo dõi tình trạng thực vật.
4
Giám sát sinh khối thực vật, độ ẩm đất, dùng để phân biệt giữa
nước với đất cạn.
5
Theo dõi áp lực hơi nước ở thực vật, Đo lường độ ẩm đất và thực
vật, phân biệt giữa tuyết và mây
6
Thành lập bản đồ nhiệt độ bề mặt, phân biệt độ ẩm đất và sự dày
đặc của cây và phân biệt giữa mây với bề mặt đất.
7
Nhận biết khu vực có nhiệt độ bề mặt cao, và có thể dùng để theo
dõi độ ẩm của thảm thực vật.
8
Nghiên cứu sự thay đổi của đô thị
(Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005 )

Bảng I.4
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến

mỗi thời điểm và sự thay đổi của từng loại rừng qua các thời kỳ.
Trong nghiên cứu “Sự thay đổi lớp thực phủ khu vực đô thị thông qua sự phát
triển của các lớp phủ không thấm nước tại TP. HCM”(Urban land cover change
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 20

through development of imperviousness in Ho Chi Minh city, Vietnam), của hai tác
giả Trần Thị Vân và Hà Dương Xuân Bảo đã sử dụng các loại ảnh: Hai ảnh Landsat
TM có độ phân giải không gian 30m x 30 m thu nhận 16-1-1989 và ảnh Landsat
ETM + thu ngày 5-1-2002, ảnh Aster độ phân giải không gian 15 x 15 m được thu
nhận 25-12-2006. Nghiên cứu đã khẳng định sự phát triển nhanh chóng của đô thị
từ 1989 đến 2006. Đặc biệt là sự phát triển đô thị dọc theo các đường giao thông
chính ở vùng ngoại ô là vùng sản xuất nông nghiệp. Trong vòng 17 năm, đất xây
dựng đã tăng lên 2 lần, và đồng nghĩa với sự tăng lên của đất đô thị là một diện tích
tương ứng biến mất của đất nông nghiệp, điều này có nghĩa là bề mặt không thấm
nước được mở rộng nhanh chóng thay thế cho các lớp phủ thực vật…
Đề tài “Ứng dụng Viễn thám giám sát biến động rừng khu vực Cần Giờ
TP.HCM” của tác giả Phan Nguyên Việt. Tác giả sử dụng hai ảnh LandSat TM thu
chụp ngày 16/01/1989 với 7 kênh phổ và ETM+ thu chụp ngày 11/12/2001 với 9
kênh ảnh. Đề tài sử dụng phương pháp phân loại Maximum Likelihood. Kết quả đề
tài ,đã cho thấy sự biến đổi diện tích các đối tượng thực phủ ở hai thời điểm, Thành
lập được bản đồ ngập mặn khu vực cần giờ với độ chính xác cực đại của kết quả
biến động đạt đến giá trị min của độ chính xác toàn cục 2 năm 1989 và 2001 là

Bonn, Germany) và Paul L.G. Vlek đã sử dụng ảnh Landsat TM thu nhận vào các
năm 1984, 1992 và 1999 để thành lập bản đồ thực phủ khu vực đô thị ở Ghana. Ảnh
vệ tinh đa thời gian đã được sử dụng để nghiên cứu sự đô thị hóa của khu vực này.
Nhóm nghiên cứu đã quan sát được, năm 1984, đất trồng trọt chiếm hơn 57%,
nhưng chỉ còn khoảng 51% vào năm 1992, là kết quả của việc chuyển đổi sang đất
xây dựng. Tuy nhiên, đất trồng trọt lại tăng lên 58% trong năm 1999. Sự gia tăng
này là kết quả của việc mở rộng sản xuất nông nghiệp trong khu đô thị nhằm cung
cấp lương thực cần thiết cho người dân khu vực này. Đất xây dựng tăng từ 16%
năm 1994 đến 35% năm 1999. Các tác giả đã khẳng định, các phân tích, nghiên cứu
về đô thị hóa là một vấn đề đáng quan tâm. Khi phát triển kinh tế thị trường, kèm
theo sự đô thị hóa, gia tăng nhanh chóng việc xây dựng trong khu đô thị là việc đáng
báo động. Cơ sở hạ tầng không đủ cho sự gia tăng dân số, đô thị mất dần màu xanh,
suy giảm đất nông nghiệp. Vì vậy, phát triển khả năng trong việc sử dụng viễn thám
và hệ thống thông tin địa lý để giám sát sự đô thị hóa và hoạch định các chiến lược
là điều cần thiết. ( />document )
Évolution de l'espace urbain de Yaoundé, au Cameroun, entre 1973 et 1988
par télédétection”(Đánh giá không gian đô thị tại Yaounde, Cameroun, từ 1973 đến
1988 bằng kỹ thuật viễn thám) - (Remy Sietchiping - School of Anthropology
Geography and Environmental Studies University of Melbourne Victoria 3010,
Australie ), trong nghiên cứu này, các tác giả khẳng định ảnh viễn thám đa thời gian
có thể được sử dụng để giám sát sự phát triển của đô thị một cách nhanh chóng,
chính xác và ít tốn kém. Ảnh Landsat MSS và TM năm 1976 và 1987 được sử dụng,
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.com
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 23

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.
1.1. Vị trí địa lý.
Huyện Cần Đước nằm ở phía Đông Nam thuộc vùng hạ của tỉnh Long An, là
một huyện ven biển, được bao bọc bởi sông Rạch Cát và sông Vàm Cỏ. Phía Đông
giáp huyện Cần Giuộc, phiá Tây giáp huyện Tân Trụ và Châu Thành, phía Bắc giáp
huyện Bến Lức, phía Nam giáp huyện Gò Công Đông tỉnh Tiền Giang.
Diện tích tự nhiên của huyện là 219,57 km
2
chiếm 4,85% diện tích tự nhiên toàn
tỉnh. Huyện Cần Đước có 17 xã- thị trấn, bao gồm: thị trấn Cần Đước, xã Long
Trạch, Long Khê, Long Định, Phước Vân, Long Cang, Long Sơn, Long Hoà, Tân
Trạch, Phước Tuy, Phước Ân, Tân Chánh, Mỹ Lệ, Tân Lân, Phước Đông, Long Hựu
Tây, Long Hựu Đông. Trong đó, thị trấn Cần Đước là trung tâm kinh tế, văn hoá, xã
hội của huyện, cách thị xã Tân An 30 km theo đường chim bay, cách Thành phố Hồ
Chí Minh khoảng 31 km.

Bản đồ hành chính Huyện Cần Đước_Long An
Hình III.1

bình 26,7
0
C, độ ẩm trung bình năm là 82%. Một năm chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa
mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa nắng từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau.
Nắng: Số giờ nắng 7,2 h/ngày, bình quân năm 1.800-2.000 h.
Gió: Hướng Đông Nam từ tháng 11 đến tháng 4. Hướng Tây Nam từ
tháng 5 đến tháng 10. Tốc độ gió bình quân 1,8 m/giây, max 30 m/giây.
Đồ án tốt nghiệp khóa 2005 - 2009
Phùng Văn Tiến
www.gistrung.comTrang 25

1.2.4. Sông ngòi.
Cần Đước có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt nối liền nhau,Có hai
hệ thống sông lớn chảy qua địa bàn huyện Cần Đước là Sông Vàm Cỏ Đông và Vàm
Cỏ Tây. Và còn là nơi giao nhau của hai hệ thống sông này. Hệ thống sông Vàm Cỏ
cùng với mạng lưới kênh rạch trên địa bàn cũng góp phần bồi tụ phù sa, và tiêu nước
cho vùng.
1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội
Cần Đước có diện tích tự nhiên là: 205,503 km
2
. Dân số trong huyện là