BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------------

------------------

NGUYỄN THÚY CƯỜNG

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ CÔNG NGHỆ GIS ðỂ
THÀNH LẬP BẢN ðỒ BIẾN ðỘNG ðẤT ðAI TRÊN ðỊA
BÀN XÃ EA WER, HUYỆN BUÔN ðÔN, TỈNH ðẮK LẮK ”

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành
Mã số

: QUẢN LÝ ðẤT ðAI
: 60.62.16

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH

HÀ NỘI – 2012


LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong
bất kỳ công trình nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ trong quá trình thực hiện luận


Nguyễn Thúy Cường

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn!

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi


2.1

Khái quát chung về biến ñộng ñất ñai và bản ñồ biến ñộng ñất ñai

3

2.2

Tổng quan về công nghệ viễn thám, GIS, tích hợp công nghệ
5

viễn thám và GIS
2.3

Tình hình ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS trong quản
lý tài nguyên ở một số nước trên thế giới và Việt Nam

3

ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ

11
PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

20

3.1


Phương pháp lựa chọn ñiểm nghiên cứu

21

3.4.3

Phương pháp tham khảo, kế thừa các tài liệu có liên quan ñến ñề tài

21

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iii


3.4.4

Phương pháp tin học bản ñồ

21

4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

22

4.1

ðánh giá ñiều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên xã Ea Wer,

Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội

25

4.2.1

Thực trạng phát triển kinh tế

25

4.2.2

Thực trạng phát triển xã hội

27

4.3

ðánh giá tổng hợp ñiều kiện tự nhiên, thực trạng phát triển kinh
tế xã hội

31

4.3.1

Những thuận lợi cơ bản

31

4.3.2

5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

60

5.1

Kết luận

60

5.2

Kiến nghị

60

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

61

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

v


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

4.1

Diện tích các loại ñất trên ñịa bàn xã Ea Wer

24

4.2

Phân bổ dân số trên ñịa bàn xã Ea Wer

27

4.3

Mô tả các loại ñất

42


4.9

So sánh kết quả phân tích ảnh và kết quả thống kê diện tích sử

4.10

dụng các loại ñất trên ñịa bàn xã Ea Wer

57

ðánh giá mức ñộ chính xác giải ñoán ảnh

58

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vi


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

2.1

phân loại viến thám theo bước sóng

4.3

Ảnh SPOT5 Buôn ðôn năm 2009 (ñộ phân giải 2,5m x 2,5m)

35

4.4

Lựa chọn thông số nắn ảnh

37

4.5

Nhập ñiểm GPS nắn ảnh

37

4.6

ðiểm GPS trên ảnh cần nắn

38

4.7

Sai số chọn ñiểm nắn ảnh

38


4.13

Sự khác biệt mẫu giải ñoán ảnh xã Ea Wer 2009

44

4.14

Ảnh xã Ea Wer 2004 ñã lọc nhiễu

44

4.15

Ảnh xã Ea Wer 2009 ñã lọc nhiễu

45

4.16

Ảnh Ea Wer 2004 ñã lọc nhiễu cắt theo ranh giới hành chính

48

4.17

Ảnh Ea Wer 2009 ñã lọc nhiễu cắt theo ranh giới hành chính

49



Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất xã Ea Wer năm 2004

52

4.23

Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất xã Ea Wer năm 2009

53

4.24

Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất xã Ea Wer giai ñoạn 2004 – 2009

53

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

viii


1. MỞ ðẦU

1.1. Tính cấp thiết của ñề tài nghiên cứu
ðảng và Nhà nước ta ñã khẳng ñịnh phát triển khoa học công nghệ là
quốc sách hàng ñầu, là nền tảng, ñộng lực ñẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện
ñại hoá ñất nước. Với mục tiêu cụ thể: “ñưa nước ta cơ bản trở thành nước
công nghiệp vào năm 2020”. ðể thực hiện mục tiêu trên, vấn ñề có tính quyết
ñịnh là ñẩy mạnh phát triển, ứng dụng khoa học công nghệ, ñưa khoa học

ðôn, tỉnh ðắk Lắk ”.
1.2.

Mục ñích
- Tìm hiểu công nghệ viễn thám, GIS và ứng dụng của chúng trong

nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất.
- Thành lập bản ñồ biến ñộng ñất ñai qua hai thời ñiểm dựa trên công
nghệ viễn thám tích hợp với GIS.
- Phân tích và ñánh giá tình hình biến ñộng ñất ñai trên ñịa bàn
nghiên cứu.
1.3.

Yêu cầu
- Số liệu thu thập và ñiều tra phải ñảm bảo tính chính xác, trung thực
- Nguồn ảnh có nguồn gốc và ñộ phân giải phù hợp
- Nắm ñược chu trình xử lý ảnh viễn thám và sử dụng thành thạo công

nghệ GIS trong thành lập bản ñồ và ñánh giá biến ñộng ñất ñai.
- Các phân tích ñánh giá phải ñảm bảo yêu cầu về khoa học.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

2


2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Khái quát chung về biến ñộng ñất ñai và bản ñồ biến ñộng ñất ñai
Biến ñộng là sự biến ñổi, thay ñổi, thay thế trạng thái này bằng một
trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự

biệt ñối với nước ta, một nước có lãnh thổ trải dài trên 3000km, hai vùng ñồng
bằng châu thổ rộng lớn tương phản với các vùng miền núi bao la. Sự ña dạng về
ñặc ñiểm kinh tế xã hội và việc sử dụng ñất ñược ñánh giá rõ hơn ở dưới dạng
bản ñồ.
Ưu ñiểm của bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất là thể hiện ñược rõ sự
biến ñộng theo không gian và theo thời gian. Diện tích biến ñộng ñược thể
hiện rõ ràng trên bản ñồ, ñồng thời cho chúng ta biết có biến ñộng hay
không biến ñộng, hay biến ñộng từ loại ñất nào sang loại ñất nào. Nó có thể
ñược kết hợp với nhiều nguồn dữ liệu tham chiếu khác ñể phục vụ có hiệu
quả cho rất nhiều mục ñích khác nhau như quản lý tài nguyên, môi trường,
thống kê, kiểm kê ñất ñai.
Về cơ bản, bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất ñược thành lập trên cơ sở hai
bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất tại hai thời ñiểm nghiên cứu vì vậy ñộ chính
xác của bản ñồ này phụ thuộc vào ñộ chính xác của các bản ñồ hiện trạng sử
dụng ñất tại hai thời ñiểm nghiên cứu.
Các phương pháp cơ bản thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và biến
ñộng lớp phủ bề mặt
- Phương pháp so sánh sau phân loại
- Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian
- Phương pháp phân tích véctơ thay ñổi phổ
- Phương pháp số học
- Phương pháp sử dụng mạng nhị phân
- Phương pháp chồng xếp ảnh phân loại lên bản ñồ ñã có
- Phương pháp cộng màu trên một kênh ảnh
- Phương pháp kết hợp

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

4



5


chính vật thể phát ra. Bức xạ kế siêu cao tần là bộ cảm thu nhận và phân tích
bức xạ siêu cao tần của vật th [1]

Hỡnh 2.1. phõn loi vin thỏm theo bc súng
* V tinh s dng trong vin thỏm
- V tinh Landsat
V tinh Landsat l v tinh ti nguyờn ca Hoa K ủc phúng lờn qu ủo
Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s khoa hc nụng nghip

6


lần ñầu tiên vào năm 1972, cho ñến nay ñã có 7 thế hệ vệ tinh Landsat ñược
phóng lên quỹ ñạo. ðộ cao bay 705 km, góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo 980,
quỹ ñạo ñồng bộ mặt trời, chu kỳ lặp 18 ngày, bề rộng tuyến chụp 185km.
- Vệ tinh SPOT
Vệ tinh SPOT ñược Pháp phóng lên quỹ ñạo năm 1986. Mỗi vệ tinh
ñược trang bị một máy quét ña phổ HRV. Vệ tinh SPOT bay ở ñộ cao 830km,
góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo 9807, chu kỳ lặp 26 ngày. Bộ cảm HRV là
máy quét ñiện tử CCD-HRV có thể thay ñổi góc quan sát nhờ một gương ñịnh
hướng. Gương này cho phép thay ñổi hướng quan sát ±270 so với trục thẳng
ñứng nên dễ dàng thu ñược ảnh lập thể.
- Vệ tinh Cosmos
Ảnh vệ tinh Cosmos của Nga có hai loại: ảnh có ñộ phân giải cao và ảnh có
ñộ phân giải trung bình. Ảnh vệ tinh ñộ phân giải cao có kích thước ảnh 30x30cm,
ñộ phân giải mặt ñất 6-7m, ñộ phủ dọc >60%. Ảnh Cosmos ñộ phân giải trung

- Xác ñịnh các ñối tượng ñặc biệt: là xác ñịnh các ñặc tính hoặc các
hiện tượng ñặc biệt như thiên tai, cháy rừng, chỉ ra các ñường ñứt gãy, ñặc
ñiểm khảo cổ…
- Có hai phương pháp giải ñoán ảnh viễn thám: Giải ñoán ảnh bằng
mắt, giải ñoán ảnh bằng công nghệ số
2.2.2. Tổng quan về hệ thống thông tin ñịa lý(GIS)
Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) là một tập công cụ ñể thu thập, lưu trữ, tìm
kiếm, biến ñổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực nhằm phục vụ
thực hiện mục ñích cụ thể. ðó là hệ thống thể hiện các ñối tượng từ thế giới thực
thông qua:
- Vị trí ñịa lý của ñối tượng thông qua một hệ toạ ñộ.
- Các thuộc tính của chúng mà không phụ thuộc vào vị trí.
- Các quan hệ không gian giữa các ñối tượng (quan hệ topo).
Một số ñịnh nghĩa về GIS:
- Hệ thống thông tin ðịa lý là một hệ thống bao gồm các phần mềm, phần
cứng máy tính và một cơ sở dữ liệu ñủ lớn, có các chức năng thu thập, cập nhật,
quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu ñịa lý phục vụ giải quyết lớp rộng lớn các

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

8


bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí ñịa lý trên bề mặt trái ñất.
- Hệ thống thông tin ñịa lý là một tập hợp những nguyên lý, phương pháp,
công cụ và dữ liệu không gian ñược sử dụng ñể quản lý, duy trì, chuyển ñổi, phân
tích, mô hình hoá, mô phỏng, làm bản ñồ những hiện tượng và quá trình phân bố
trong không gian ñịa lý...
Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến
cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các


Viễn thám/
không ảnh

Bản ñồ giấy

Ảnh số

GIS

Dữ liệu
thực ñịa

Mô hình
toán học

Mô hình
số ñộ cao

ðo ñạc vị
trí ñiểm

ðịa lý - kinh
tế - xã hội

Hình 2.3. Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật
cơ sở dữ liệu GIS
- Tích hợp tư liệu viễn thám và GIS nhằm tạo ra công nghệ cung cấp dữ
liệu ñịa lý cần thiết cho GIS, nhằm ñáp ứng nhu cầu ña dạng trong công tác
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

Ảnh chụp năm 1988 ñược nắn chỉnh hình học theo bản ñồ ñịa hình, sau
ñó ảnh chụp năm 1995 ñược nắn theo ảnh năm 1988 theo phương pháp nắn
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

11


ảnh về ảnh với sai số trung phương nhỏ hơn 0,5 pixel.
Sử dụng tất cả các kênh ñể tổ hợp màu giả. Dùng phương pháp phân
loại trực tiếp ảnh ña thời gian và thành lập bản ñồ lớp phủ. ðể tìm ra thông tin
về sử dụng ñất từ các lớp phủ, tác giả ñã kết hợp với dữ liệu bản ñồ và các tri
thức cơ sở sau ñó biểu diễn chúng theo ñúng quy phạm. Cuối cùng kết hợp
bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất, các hiểu biết về lớp phủ thực vật ñể thành lập
bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất.
* Iran
Ở Iran, việc nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất bằng tư liệu viễn thám
ñược áp dụng ngay từ những năm 90 của thế kỷ trước. Năm 1996 ñã thành lập
ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất của tỉnh Gillan bằng tư liệu viễn thám.
Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất của thành phố Mashhad ñược thành lập bằng tư
liệu ảnh Landsat theo phương pháp phân loại Fuzzy.
Một tác giả ở trường ðại học Zanjan ñã kết hợp kỹ thuật viễn thám và
công nghệ GIS ñể thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất của thành phố
Bonab và Maraghen. Dựa trên tư liệu thu thập ñược là ảnh vệ tinh Landsat
năm 1989 và năm 1998, bản ñồ ñịa hình tỷ lệ 1:25.000 và 1:50.000 khu vực
nghiên cứu. Trước tiên hai ảnh vệ tinh ñược nắn chỉnh hình học theo bản ñồ
ñịa hình. Tiến hành phân loại ñộc lập hai ảnh ñó ñể thành lập bản ñồ hiện
trạng sử dụng ñất năm 1989 và 1998. Sau ñó sử dụng chức năng của phần
mềm GIS ñể xác ñịnh biến ñộng và thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất.
* Hy Lạp


gian của GIS ñể tính toán biến ñộng và thành lập bản ñồ biến ñộng.
* Belarus
Quá trình ñô thị hóa dẫn ñến sự thay ñổi nhanh chóng của lớp phủ
thực vật và sử dụng ñất. ðể xác ñịnh thay ñổi sử dụng ñất ñô thị và vùng
ngoại ô của hai thành phố Polost và Novopolost, người ta ñã sử dụng tư liệu
ảnh vệ tinh SPOT.
Tư liệu viễn thám của khu vực nghiên cứu là ảnh SPOT 3 chụp ngày
24/6/1994 ñộ phân giải 20m (kênh toàn sắc 10m) và ảnh SPOT 5 chụp ngày
19/6/2002 ñộ phân giải 10m. Các ảnh ñược nắn chỉnh hình học về lưới chiếu
UTM-84. Các kết quả phân tích thực hiện bằng phần mềm PCI Geomatic.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

13


Nghiên cứu ñược thực hiện theo hai phương pháp ñó là phương pháp
phân loại ảnh ña thời gian và phương pháp so sánh sau phân loại.
Ảnh ña thời gian năm 1999-2002 ñược tạo ra trên 3 kênh ảnh XS1,
XS2, XS3. Ảnh năm 2002 ñược tái chia mẫu theo phương pháp người láng
giếng gần nhất ñể có cùng ñộ phân giải với ảnh năm 1994. Và dùng phép biến
ñổi histogram ñể chuyển từ hệ RGB sang hệ HIS. Phương pháp này không
cần hiệu chỉnh khí quyển nhưng cần thận trọng trong quá trình lựa chọn vùng
biến ñộng và không biến ñộng.
ðối với phương pháp so sánh sau phân loại tác giả ñã phân loại bằng
nhiều phương pháp khác nhau ñể chọn ra phương pháp có ñộ chính xác cao
nhất như phân loại không kiểm ñịnh, phân loại có kiểm ñịnh theo xác suất cực
ñại, phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo.
Kết quả thực nghiệm ñạt ñược như sau:
- Phương pháp thứ nhất: Có ba ảnh khác nhau ñược tạo ra từ ba kênh
ảnh, tuy nhiên bản ñồ biến ñộng cuối cùng ñược tạo ra từ hai kênh XS1 và

Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất toàn quốc năm 1990 tỉ lệ 1: 1 000 000 ñược
thành lập bằng nhiều nguồn tài liệu, trong ñó ảnh vệ tinh Landsat - TM. Bản ñồ
này do Tổng cục Quản lý Ruộng ñất (nay thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường),
cùng một số các cơ quan khác thực hiện. Bên cạnh ñó, năm 1993 Tổng cục Quản
lý Ruộng ñất, Cục ðo ñạc và Bản ñồ Nhà nước (nay thuộc Bộ Tài nguyên và Môi
trường), Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện ðiều tra
Quy hoạch rừng, Viện Thiết kế và Quy hoạch Nông nghiệp (Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn) ñã thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất toàn quốc tỉ lệ 1:
250 000 bằng ảnh Landsat - TM.
Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất của các vùng như Tây Nguyên, ðồng bằng
sông Cửu Long, ðồng bằng sông Hồng,… ñược thành lập trong khuôn khổ các
chương trình ñiều tra tổng hợp, ñều ñã sử dụng ảnh vệ tinh như một nguồn tài liệu
chính. Những bản ñồ này ñược thành lập trong những năm 1989, 1990 của thế kỉ
trước và do các cơ quan nghiên cứu khoa học và ñiều tra cơ bản thực hiện. Bản ñồ
ñược thành lập chủ yếu ở tỉ lệ 1: 250 000.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

15


Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất cấp tỉnh và các khu vực hẹp hơn của một số
ñịa phương cũng ñược thành lập bằng ảnh vệ tinh. Những bản ñồ này thường
ñược thành lập ở các tỉ lệ 1:100 000 (cấp tỉnh) ñến 1: 25 000 (khu vực cụ thể) và
do các Viện thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện
Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên
và Môi trường và một số Trường ðại học thực hiện trong khuôn khổ các ñề tài
nghiên cứu và các dự án.
Nhằm ñưa công nghệ viễn thám về các Sở Tài nguyên và Môi trường, phục
vụ công tác quản lý tài nguyên ñất vào dịp tổng kiểm kê ñất năm 2000 Trung tâm