1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Bùi Phƣơng Thảo ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT CỬA NAM TRIỆU- CỬA CẤM (HẢI PHÒNG)
VÀ VÙNG CỬA ĐÁY (NAM ĐỊNH- NINH BÌNH)
TRONG GIAI ĐOẠN 1987- 2010
Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám - Hệ thông tin Địa lý
Mã số: 60.44.76
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT CỬA NAM TRIỆU- CỬA CẤM (HẢI
PHÒNG) VÀ VÙNG CỬA ĐÁY (NAM ĐỊNH- NINH BÌNH)
TRONG GIAI ĐOẠN 1987- 2010
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và Hệ thông tin địa lý
Mã số: 60.44.76
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM QUANG SƠN
Hà Nội – Năm 2012
3
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Việt Nam có đƣờng bờ biển dài 3.260 km không kể các đảo và hệ thống sông ngòi
dày đặc với 2860 sông ngòi lớn nhỏ và tổng lƣợng dòng chảy khoảng 867 tỷ m
4
đƣợc sử dụng để thành lập ra các bản đồ về hiện trạng (hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng
rừng, hiện trạng lớp phủ, hiện trạng môi trƣờng, bản đồ địa hình ) và các bản đồ biến
động (biến động diện tích rừng, biến động bờ sông-bờ biển, biến động lớp phủ ). Có thể
nói rằng, ảnh vệ tinh là tƣ liệu rất tốt để nghiên cứu các đối tƣợng trên bề mặt đất. Hiện
nay đã có những loại ảnh có độ phân giải hình học khác nhau, cho phép xác định nhiều
đối tƣợng và hiện tƣợng ở những mức độ chi tiết cũng khác nhau. Ảnh đƣợc chụp với
diện rộng và ở độ cao lớn nên có thể ghi nhận đƣợc nhiều đối tƣợng, hiện tƣợng trong một
phạm vi lớn ở cùng một thời điểm và có khả năng tự tổng hợp hoá tự nhiên. Để xác định
phạm vi phân bố các loại hình đất ngập nƣớc, có thể coi ảnh vệ tinh là tƣ liệu và công cụ
hữu hiệu hiện nay.
Nhờ khả năng phân tích không gian, thời gian và mô hình hóa, công nghệ GIS lại
cho phép tạo ra những thông tin có giá trị gia tăng cho các thông tin đƣợc chiết xuất từ dữ
liệu vệ tinh đó (Burrough và cộng sự, 1998).
Các phƣơng pháp toán thống kê ngày nay cũng đang đƣợc sử dụng rất hiệu quả
trong các phân tích địa lý. Cụ thể với các phƣơng pháp phân tích đa biến giúp cho việc
giải thích mối tƣơng quan của dữ liệu, khẳng định hay phủ định các giả thiết đặt ra ban
đầu và tạo ra một ý nghĩa địa lý rất quan trọng.
Trong luận văn này, phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu đƣợc sử dụng là phƣơng
pháp phân tích không gian, sử dụng các tƣ liệu Viễn thám đa thời gian, và phƣơng pháp
phân tích thống kê kết hợp với các dữ liệu bổ trợ. Sự biến động sử dụng đất sẽ dễ dàng
đƣợc phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp và xử lý các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá
đƣợc biến động trong giai đoạn nghiên cứu.
Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ của mình, tác giả chọn tên đề tài: Ứng dụng
viễn thám và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải
Phòng) và vùng Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) giai đoạn 1987-2010.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu diễn biến hai vùng cửa sông, cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng)
và Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám đa thời gian
5. Ý nghĩa khoa học- công nghệ và thực tiễn:
a.Ý nghĩa khoa học và công nghệ: Trong bối cảnh khi ứng dụng công nghệ không
gian và tin học đang phát triển bùng nổ trên Thế giới, việc triển khai nghiên cứu sử dụng
thông tin viễn thám và thông tin địa lý (GIS) trong ngành khoa học về Trái đất tại Việt
Nam có ý nghĩa khoa học- công nghệ to lớn; nó thực sự góp phần rút ngắn khoảng cách
chênh lệch về trình độ công nghệ ở nƣớc ta so với các nƣớc trong khu vực và quốc tế.
6
b. Ý nghĩa thực tiễn: Theo thời gian các vùng cửa sông ở châu thổ Bắc Bộ phát
triển tiến về phía biển và hình thức sử dụng đất ở mỗi vùng cửa sông cũng ít nhiều thay
đổi và cũng theo chiều hƣớng khác nhau. Việc ứng dụng công nghệ mới trong nghiên cứu
sử dụng đất sẽ rất có hiệu quả trong nghiên cứu, rút ngắn đƣợc rất nhiều thời gian so với
các công tác khảo sát đo đạc ngoại nghiệp truyền thống trƣớc đây. Đặc biệt hiện nay khi
nƣớc ta đã bƣớc vào giai đoạn phát triển kinh tế và vƣơn ra phía biển thì tác động của con
ngƣời tới biến động vùng ven biển ngày càng mạnh mẽ.
6. Dữ liệu, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu:
Đề tài nghiên cứu đã sử dụng các tƣ liệu và thiết bị sau:
- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu.
- Các tài liệu thống kê tự nhiên, kinh tế xã hội qua các năm nghiên cứu.
- Ba ảnh vệ tinh Landsat TM và ETM chụp vào các ngày 23/11/1989; 29/09/2001
và 09/11/2010.
- Một số các bài báo khoa học, tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu.
- Máy tính, các phần mềm GIS và xử lý ảnh gồm: ENVI, PCI, Mapinfo, ArcView
và ArcGIS.
̉
n vơ
́
i lƣu l ƣợng
nƣơ
́
c ha
̀
ng năm rất lơ
́
n . Cửa Đáy còn là con đƣơ
̀
ng huyết ma
̣
ch nố i liền ca
́
c vu
̀
ng kinh tế
trọng điểm của các tnh Nam Định- Ninh Bình thông ra vơ
́
i biê
̉
n Đông. Tại cửa sông này
hàng năm hiện tƣợng bồi tụ diễn ra thƣờng xuyên . Vì vậy biến động sử dụng đất của khu
vƣ
̣
c na
̀
y, đă
Nghĩa Hƣng là một huyện ở phía Nam tnh Nam Định. Phía Đông giáp các huyện
Hải Hậu, Trực Ninh, phía Tây giáp Kim Sơn (tnh Ninh Bình), phía Nam giáp biển Đông,
phía Bắc giáp huyện Nam Trực và Ý Yên. Nghĩa Hƣng nằm lọt trong ba con sông: sông
Đào, sông Ninh Cơ và sông Đáy.
8
Huyện Nghĩa Hƣng có:
+Diện tích: 250,5 km².
+ Dân số: 199.300 ngƣời (năm 2001), 43% theo đạo Thiên Chúa.
Hành chính:
Nghĩa Hƣng có 25 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm: thị trấn Liễu Đề (huyện
lị), thị trấn Rạng Đông, thị trấn Quỹ Nhất và các xã: Nghĩa Đồng, Nghĩa Thịnh, Nghĩa
Minh, Hoàng Nam, Ng hĩa Châu, Nghĩa Thái, Nghĩa Trung, Nghĩa Sơn, Nghĩa Lạc, Nghĩa
Hồng, Nghĩa Phong, Nghĩa Phú, Nghĩa Bình, Nghĩa Tân, Nghĩa Thành, Nghĩa Lâm,
Nghĩa Hùng, Nghĩa Hải, Nghĩa Thắng, Nghĩa Lợi, Nghĩa Phúc, Nam Điền. Trƣớc đây
Nghĩa Hƣng thuộc tnh Nam Định; từ 1965, thuộc tnh Nam Hà (do sáp nhập Hà Nam và
Nam Định); từ 1975, thuộc tnh Hà Nam Ninh (do sáp nhập Nam Hà với Ninh Bình); từ
1991, thuộc tnh Nam Hà (do tách tnh Ninh Bình); từ 6.11.1996, trở lại tnh Nam Định
(do tách tnh Hà Nam với Nam Định).
Nghĩa Hƣng nằm trong vùng bờ biển phía Nam đồng bằng sông Hồng. Huyện có
chiều dài bờ biển 12 km, phía Tây giới hạn bởi sông Đáy, ranh giới phía Đông là sông
Ninh Cơ. Thủy triều và các yếu tố động lực khác làm ảnh hƣởng đến dòng chảy sông
Đáy, gây ra sự bồi đắp phù sa, từ đó các bãi bồi đƣợc hình nhƣ Cồn Xanh, Cồn Mờ, v.v…
Vùng tiếp giáp với cửa sông Ninh Cơ là các bãi cát, các đụn cát và đầm nƣớc mặn.
Phía Đông khu vực là các đầm nuôi trồng thuỷ sản. Dọc sông Ninh Cơ có các ruộng
muối. Phía ngoài con đê chính có các bãi ngập triều với diện tích khoảng 3.500 ha. Cách
bờ biển 5 km có 2 đảo cát nhỏ có diện tích 25 ha với các đụn cát và một số đầm nƣớc mặn
phía nam. Rừng phòng hộ ven biển Nghĩa Hƣng đã đƣợc UNESCO đƣa vào danh sách địa
Kim Sơn cùng với Hải Hậu (Nam Định) và Tiền Hải (Thái Bình) là những đơn vị
đầu tiên đạt năng suất lúa 5 tấn/ha. Nền kinh tế của huyện Kim Sơn có 3 thế mạnh: Kinh
tế nông nghiệp giữ vị trí quan trọng, chiếm gần 1/3 tổng sản lƣợng lúa của tnh Ninh
10
Bình. Ngành thủ công nghiệp truyền thống sản xuất hàng chiếu cói, có giá trị hàng hóa
lớn. Vùng kinh tế biển đã và đang đƣợc đầu tƣ khai thác, đây là một vùng có tiềm năng để
phát triển thành một vùng sản xuất hàng hóa phong phú và đa dạng.
Huyện Kim Sơn hình thành 2 vùng địa lý kinh tế:
Các xã khu vực phía nam (trung tâm là thị trấn Bình Minh) nằm ở ven biển có thế
mạnh về khai thác và nuôi trồng thuỷ hải sản đặc biệt là tôm, ghẹ, sò, cua v.v… Tại đây
nổi tiếng với nghề trồng cói. Phía Nam của huyện Kim Sơn có vùng ven biển rộng gần
6.000 ha có nhiều tiềm năng về thủy sản và du lịch. Tuy nhiên vấn đề giao thông đi lại và
hạ tầng còn gặp khó khăn.
Các xã phía Bắc (trung tâm là thị trấn Phát Diệm) thuộc khu vực phù sa bồi đắp đất
đai màu mỡ và là vựa lúa của tnh. Tại đây còn phát triển nghề thủ công truyền thống là
nghề cói. Năm 2008, Kim Sơn có 7 làng nghề đƣợc công nhận là làng nghề truyền thống
chiếu cói, đó là: Làng nghề Trì Chính, Kiến Thái, Thủ Trung (xã Kim Chính), Đồng Đắc,
Hƣớng Đạo (xã Đồng Hƣớng) và Ninh Mật, Yên Thổ (xã Yên Mật).
Toàn bộ khu vực gồm thị trấn Bình Minh, các xã: Kim Đông, Kim Hải, Kim Trung
và vùng biển Ninh Bình đã đƣợc UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển Thế giới.
Tại đây thiên nhiên, sự sống còn đa dạng và hoang sơ, thuận lợi phát triển loại hình du
lịch sinh thái đồng quê. Thắng cảnh khu vực ven biển Kim Sơn nằm trong quy hoạch du
lịch của tnh Ninh Bình bao gồm bãi biển, sông Cà Mau, rừng phòng hộ, các cù lao, cồn
nổi, cửa sông Đáy, cửa sông Càn, v.v…
1.1.2. Khu vực cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng)
tiếp với sự thống trị của hai hệ thống gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam có tính chất
ngƣợc nhau. Mùa hè nóng, mƣa nhiều; mùa đông lạnh, khô.
Mùa đông lạnh, chịu ảnh hƣởng của hệ thống GMĐB hoạt động do các khối không
khí biển Đông Trung Hoa và cực đới phía Bắc tràn về.
Mùa hè nóng ẩm, do chịu ảnh hƣởng của hệ thống GMTN có hoạt động của các
khối không khí nhiệt đới biển phía nam tràn lên.
1.2.3. Chế độ bức xạ và nhiệt độ không khí:
Bức xạ tổng cộng hàng năm dao động khoảng 110÷120kcal/cm
2
/năm. Số giờ nắng
trung bình dao động từ 1630÷1815 giờ/năm, thuộc loại trung bình ở Việt Nam. Nhiệt độ
năm trung bình từ 23°C đến 24°C. Mùa đông nhiệt độ trung bình từ 16°C đến 17°C; tháng
lạnh nhất là tháng 1 và tháng 2. Mùa hè nhiệt độ trung bình từ 26°C đến 28°C; tháng nóng
nhất là tháng 7, tháng 8. Độ ẩm trung bình năm từ 80 đến 85%; độ ẩm mức cao nhất 90%
rơi vào tháng 3. Lƣợng mƣa trung bình từ 1.700 đến 1.800 mm và phân bố tƣơng đối đều
trên toàn tnh. Mùa mƣa chính từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 80% lƣợng mƣa hàng năm.
Từ tháng 11 đến tháng 4, lƣợng mƣa rất thấp, có tháng hoàn toàn không có mƣa.
1.3. Điều kiện kinh tế - xã hội
Về mặt kinh tế, khu vực Cửa Cấm nằm trong vùng ảnh hƣởng của tam giác kinh tế
Hà Nội – Hải Phòng – Hạ Long, có thể tận dụng lợi thế của mạng lƣới giao thông, bao
gồm đƣờng sắt xuyên Quốc gia, quốc lộ số 1, 10, 21 và đƣờng bờ biển dài 72 km. Khu
vực cửa Đáy thuộc hệ thống sông Hồng, bao gồm sông Đào, sông Đáy và sông Ninh Cơ;
tại đây nhiều cảng sông, cảng đang trong giai đoạn xây dựng. Đây cũng là điều kiện ƣu
đãi để mở rộng trao đổi thƣơng mại và xã hội trong phạm vi tnh, Quốc gia và với các
Quốc gia khác, nhằm nắm vị trí dẫn đầu trong việc hoạch định chính sách kinh tế và phát
triển xã hội khu vực phía Nam đồng bằng sông Hồng.
13
14
cũng nhƣ chọn tỷ lệ bản đồ, việc đầu tiên là phải đánh giá tƣ liệu ảnh. Với ảnh vệ tinh độ
phân giải cao (5-20m) và siêu cao (dƣới 5m) cho phép thành lập các bản đồ đất ngập nƣớc
ở tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ hơn. Còn đối với ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình (trên 20m)
ch có thể thành lập đƣợc các bản đồ ở tỷ lệ 1:100.000 và nhỏ hơn.
1.5. Khái quát về hiện trạng sử dụng đất
Hiện trạng sử dụng đất là trạng thái lớp phủ bề mặt trái đất ở một thời điểm nào đó
mà việc phân chia quỹ đất phụ thuộc vào mục đích sử dụng của con ngƣời. Theo Luật Đất
đai năm 1993 phân chia đất đai thành 6 nhóm, trong đó có nhóm đất đô thị. Nhƣng Luật
Đất đai năm 2003 lại phân chia thành 3 nhóm chính và mỗi nhóm gồm nhiều loại đất xem
chi tiết tại (bảng 1.4). Đồng thời có sự khác nhau giữa hệ thống phân loại đất theo quy
định của pháp luật về đất đai trƣớc năm 2003, hệ thống đƣợc sử dụng để xây dựng quy
hoạch sử dụng đất đến năm 2010 và hệ thống theo pháp luật hiện hành.
Bảng 1.4. Phân tích sự khác nhau của các hệ thống phân loại đất
STT
Loại đất
Nội dung loại đất
Theo hệ thống
phân loại đất của
pháp luật về đất đai
trƣớc năm 2003
Theo hệ thống phân
loại đất sử dụng
trong quy hoạch sử
dụng đất đến năm
2010
năm (gồm cả đất
nƣơng rẫy canh tác
15
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm; đất nuôi
trồng thuỷ sản
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm; đất nuôi
trồng thuỷ sản
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm
1.2
Đất lâm nghiệp
Đất rừng sản xuất;
đất rừng phòng hộ;
đất rừng đặc dụng;
đất ƣơm cây giống
Đất rừng sản xuất;
đất rừng phòng hộ;
đất rừng đặc dụng
(đất ƣơm cây giống
đƣợc chia đều ra
từng loại rừng)
Đất rừng sản xuất;
Đất ở
Đất ở tại đô thị
thuộc đất đô thị;
Đất ở tại nông thôn
thuộc đất khu dân
cƣ nông thôn
Đất ở gồm đất ở tại
đô thị và đất ở tại
nông thôn
Đất ở gồm đất ở tại
đô thị và đất ở tại
nông thôn
2.2
Đất chuyên
dùng
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất sản
xuất, kinh doanh;
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất sản
xuất, kinh doanh;
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất quốc
phòng, an ninh; đất
chƣa sử dụng
Đất chƣa đƣa vào
sử dụng, núi đá
không có rừng cây,
đất nƣơng rẫy canh
tác không thƣờng
xuyên, đất mặt
nƣớc chƣa sử dụng
Đất chƣa đƣa vào
sử dụng, núi đá
không có rừng cây
(Nguồn: “ Báo cáo của chính phủ về kế hoạch sử dụng đất năm 2005 và 2010”)
17
CHƢƠNG 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Lớp phủ
bề mặt
Tài nguyên
đất
Quy
hoạch
18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp viễn thám để chiết xuất thông tin lớp phủ bề mặt khu vực
nghiên cứu, kết hợp với việc đi khảo sát thực địa và các tài liệu khác xác định hiện trạng
sử dụng đất. Sử dụng hệ thống thông tin địa lý nhằm phân tích, đánh giá biến động tài
nguyên đất (hình 2.2).
Dữ liệu viễn thám mang thông tin phong phú về hiện trạng lớp phủ bề mặt và có
nhiều cách tiếp cận khác nhau để chiết xuất các thông tin về hiện trạng lớp phủ bề mặt từ
viễn thám. Quá trình chiết xuất thông tin từ ảnh viễn thám là một quá trình chuyển đổi
thông tin ảnh thành các thông tin có ý nghĩa đối với ngƣời sử dụng. Việc chiết xuất thông
tin đƣợc tiếp cận theo cả hai hƣớng: không gian và thời gian.
- Tiếp cận theo không gian cho phép chiết xuất thông tin từ ảnh ở nhiều quy mô
(cấp độ): pixel (phƣơng pháp phân loại)
- Tiếp cận theo thời gian đánh giá biến động bề mặt lớp phủ từ các ảnh viễn thám
chụp qua các giai đoạn.
phủ thực vật. Việc ứng dụng viễn thám đang ngày càng phát triển và trở thành một công
cụ không thể thiếu, nhƣng trong nhiều trƣờng hợp mức độ chi tiết của thông tin đòi hỏi
cao hơn nhiều so với các thông tin viễn thám có thể cung cấp. Do vậỵ, việc kết hợp giữa
thông tin viễn thám và thông tin điều tra, khảo sát từ thực địa là rất quan trọng nhằm nâng
cao độ chính xác, mức độ chi tiết và mức độ tin cậy cho các kết quả nghiên cứu.
GIS với khả năng phân tích không gian, đƣợc sử dụng để mô hình hoá quá trình
biến đổi sử dụng đất. Ngoài ra, GIS còn đƣợc sử dụng để phân tích biến động lớp phủ bề
mặt hoặc biến động sử dụng đất nhờ việc chồng xếp bản đồ hiện trạng lớp phủ hoặc bản
đồ hiện trạng sử dụng đất qua các thời gian khác nhau.
2.2.1. Tổng quan về phương pháp viễn thám và GIS trong nghiên cứu tài nguyên đất
GIS bắt đầu đƣợc xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ XX đƣợc ứng
dụng trong rất nhiều lĩnh vực trên toàn thế giới. Năm 1972, với việc phóng vệ tinh
Landsat 1 đã mở ra một kỷ nguyên mới cho việc sử dụng viễn thám trong quan sát và
nghiên cứu Trái Đất. Cho đến nay, với hơn 30 năm phát triển việc tích hợp tƣ viễn thám
và GIS cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau đã rất phổ biến.
Vào những năm 1979 - 1980 các cơ quan khoa học Việt Nam bắt đầu tiếp cận công
nghệ viễn thám. Hiện nay ở Việt Nam, có hơn 20 cơ quan, tổ chức thuộc nhiều Bộ, Ngành
và các trƣờng Đại học ( Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Thuỷ sản, Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trƣờng đại học Mỏ Địa chất…) đang sử dụng
một cách có hiệu quả các tƣ liệu viễn thám trong chƣơng trình, dự án thuộc lĩnh vực của
mình.
Một trong những ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả đó là nghiên cứu hiện trạng lớp
phủ, hiện trạng sử dụng đất và biến động tài nguyên đất dựa vào việc kết hợp công nghệ
viễn thám và GIS.
a. Trên thế giới
Adam Johnson tiến hành nghiên cứu lập bản đồ bề mặt lớp phủ, hiện trạng sử dụng
đất khu vực miền nam Mississippi dựa vào cặp ảnh Landsat 5 (TM) năm 1990 và Landsat
phủ bề mặt ở Hà Nội dƣới tác động của đô thị hoá.
Với mục đích nghiên cứu biến động sử dụng đất và xác định thông số nhằm đánh
giá tác động của việc mở rộng đô thị đến môi trƣờng khu vực thành phố Hồ Chí Minh và
21
các vùng lân cận. Ở trong nghiên cứu của mình, Trần Hùng đã sử dụng phƣơng pháp phân
loại xác suất cực đại.
Theo đề tài “Nghiên cứu sự phát triển của đô thị Hà Nội bằng tƣ liệu viễn thám đa
phổ và đa thời gian”. Tác giả Nguyễn Đình Dƣơng đã sử dụng phƣơng pháp xử lý số và
phân loại theo thuật toán xác suất cực đại trên các ảnh năm 1992, 1999, 2001.
Tác giả Vũ Anh Tuân với đề tài “Nghiên cứu biến động hiện trạng lớp phủ thực vật
và ảnh hƣởng của nó tới quá trình xói mòn lƣu vực sông Trà Khúc bằng phƣơng pháp
Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý” nghiên cứu biến động lớp phủ dựa trên phân loại
có kiểm định và phân loại dƣới pixel.
Đề tài “Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái không gian
của sự phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 -2005” của Nguyễn Thị Ngọc Nga sử dụng
2 phƣơng pháp phân loại xác suất cực đại và phân loại định hƣớng đối tƣợng với ch số
thực vật (NDVI) và ch số đô thị (UV) kết hợp với phân tích không gian trong GIS.
Nhữ Thị Xuân, Đinh Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thuý Hằng đánh giá biến động sử
dụng đất huyện Thanh Trì - thành phố Hà Nội giai đoạn 1994 - 2003 trên cơ sở phƣơng
pháp viễn thám kết hợp GIS. Và luận văn tốt nghiệp của Nguyễn Thị Thuý Hằng về
nghiên cứu biến động một số loại hình sử dụng đất của huyện Từ Liêm – Hà Nội qua hai
giai đoạn 1994 và 1999, sử dụng tƣ liệu SPOT 3 và SPOT 4. Phƣơng pháp nghiên cứu
biến động kết hợp với phân loại có kiểm định và ch số SAVI (ch số thực vật điều chnh
ảnh hƣởng của đất).
2.2.2. Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng viễn thám và GIS
● Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng viễn thám:
- Tiến hành phân loại theo hệ thống phân loại giống nhau. Những đơn vị khác nhau
giữa hai bảng phân loại phải là những đơn vị mới xuất hiện ở trên ảnh này mà không có ở
ảnh kia.
- Tiến hành phép toán chéo (crossing) để thành lập bản đồ biến động và ma trận
biến động. Trên ma trận này, các đơn vị của bản đồ nằm trên đƣờng chéo của ma trận là
những đơn vị không biến động, còn về hai phía đƣờng chéo là những đơn vị biến động
với những tính chất cụ thể của quá trình biến động.
Nghiên cứu biến động của các ch số thực vật VI (Vegetable index): đƣợc xác định
dựa vào các giá trị phổ của 2 kênh phổ đặc trƣng cho thực vật là kênh đỏ (Red) và kênh
23
hồng ngoại (NIR) hoặc kênh đỏ (Red) và kênh lục (Green). Ngoài ra, nhiều ch số khác
cũng có thể đƣợc áp dụng trong nghiên cứu biến động.
Nghiên cứu biến động bằng các ch số khác:
Ngoài ch số thực vật, trong viễn thám còn có nhiều ch số khác cũng đƣợc sử dụng
để nghiên cứu lớp phủ bề mặt.
Ngoài ra còn nhiều ch số khác tính toán cho kênh ảnh màu lục với bƣớc
sóng = 0,5 – 0,6 m.
Với các ch số tính toán nhƣ trên, các ảnh đƣợc tạo thành và có thể so sánh để có
thông tin về sự biến động sử dụng đất.
Ta có thể biểu hiện nghiên cứu biến động nhƣ sau: cùng một đối tƣợng trên mặt đất
đƣợc phản ánh trên hai lớp thông tin khác nhau sẽ cho một giá trị nhƣ nhau, tất nhiên có
sự giới hạn về chu vi và diện tích có thể biến đổi (bằng nhau, lớn hơn hay nhỏ hơn) nếu ta
chồng xếp hai lớp thông tin đó thì phần diện tích trùng nhau của đối tƣợng sẽ đƣợc gán
giá trị cũ, còn các giá trị khác sẽ là các giá trị khác của các lớp thông tin biến động, tuỳ
theo phép toán sử dụng trên lớp thông tin về chúng kết quả sẽ thể hiện sự tăng hoặc giảm
về mặt diện tích của đối tƣợng trên thực tế.
● Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng GIS (hình 2.3).
không gian 2 hoặc 3 chiều.
Đƣờng (line, polyline): thể hiện đối tƣợng địa lí phân bố theo tuyến, đƣợc mô tả
bằng một chuỗi toạ độ kế tiếp nhau trong không gian.
Vùng (polygon): trong đó vị trí và phạm vi phân bố các phần tử dữ liệu đƣợc mô tả
bằng một chuỗi các toạ độ không gian khép kín, có toạ độ điểm đầu và điểm cuối trùng
nhau.
Tóm lại: Khi kết hợp giữa Viễn thám và GIS, có thể xử lý đồng thời cả ảnh và bản
đồ để theo dõi và thống kê đƣợc sự biến động của thảm thực vật nói chung hay biến động
sử dụng đất nói riêng. Công việc này và đang đƣợc thực hiện ở nhiều quy mô khác nhau
và với mức độ chi tiết khác nhau.
2.2.3. Cơ sở viễn thám
2.2.3.1. Khái niệm về viễn thám.
Viễn thám (Remote sensing) đƣợc định nghĩa bằng nhiều cách khác nhau, nhƣng
nói chung đều thống nhất theo quan điểm là khoa học và công nghệ thu thập thông tin của
vật thể mà không tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó. Định nghĩa sau đây có thể coi là tiêu
biểu: “Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính đối tƣợng quan tâm
đƣợc nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối
tƣợng”. Đối tƣợng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tƣợng cụ thể, một vùng hay
một hiện tƣợng.
Viễn thám điện từ là khoa học và công nghệ sử dụng sóng điện từ để chuyển tải
thông tin từ vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin cũng nhƣ công nghệ xử lý
để các thông tin thu nhận có ý nghĩa.
25
Các thiết bị dùng để thu nhận sóng điện từ bộ cảm đƣợc gọi là vật mang
(platform). Máy bay và vệ tinh là những vật mang thông dụng trong kỹ thuật viễn thám
(hình 2.4).
Rừn
g
Nƣớ
c
Cỏ
Mặt đƣờng
Công trình xây dựng, nhà
cửa
Bức xạ mặt
trời
Phản xạ Mặt Trời
Copyright: Tài liệu đại học ©