LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình, em đã nhận được sự quan
tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các Thầy, Cô giáo trong Khoa Trắc địa –
Bản đồ trường Đại Học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Thạc sĩ : Trần Thị Ngoan đã
nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này.
Do thời gian và kinh nghiệm còn thiếu nên trong đồ án không tránh
khỏi những thiếu sót. Em kính mong các thầy, cô sửa chữa, bổ sung để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội 10/10/2015
Sinh viên:
Phạm Quốc Huy


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................1
MỤC LỤC........................................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH............................................................................................................6
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU...............................................2
1.1. Tổng quan về viễn thám...........................................................................................3
1.1.1. Khái niệm viễn thám.............................................................................................3
Hình 1.1. Một số vệ tinh viễn thám.................................................................................3
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám:.....................................................................4
Hình 1.2. Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám.................................................................4
Hình 1.3. Dải sóng dùng trong viễn thám........................................................................5
1.1.3. Những ưu thế của phương pháp Viễn thám..........................................................6
1.1.4. Ứng dụng của viễn thám.......................................................................................7
1.2. Tổng quan về GIS.....................................................................................................8
1.2.1. Khái niệm về GIS...................................................................................................8

2.3. Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh..............................................................................37
Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh...........................................38
2.3.2. Các phương pháp nắn ảnh số..............................................................................39
a. Nắn ảnh theo đa thức...............................................................................................39
2.3.3. Lấy mẫu lại giá trị độ xám các pixel.....................................................................42
2.4. Phân loại ảnh trong viễn thám...............................................................................42
2.4.1. Khái niệm về công tác phân loại ảnh viễn thám...................................................42
2.4.2. Quá trình phân loại.............................................................................................43


2.4.3. Một số phương pháp phân loại đa phổ...............................................................44
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT PHỤC VỤ
CHO VIỆC KIỂM KÊ ĐẤT ĐAI THỊ TRẤN NÚI ĐÈO HUYỆN THỦY NGUYÊN THÀNH PHỐ HẢI
PHÒNG.........................................................................................................................45
3.1. Khái quát về khu vực nghiên cứu...........................................................................45
3.1.1. Đặc điểm tự nhiên..............................................................................................45
3.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội.....................................................................................45
3.2. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực thị trấn Núi
Đèo huyện Thủy Nguyên thành phổ Hải Phòng tỷ lệ 1/1000..........................................46
.....................................................................................................................................48
Hình 3.1. Ảnh spot6 khu vực TT.Núi Đèo.......................................................................48
3.2.5 Quy trình công nghệ.............................................................................................49
Hình 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng.................................49
3.2.6. Các bước thực hiện.............................................................................................49
3.2.7. Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực thị trấn Núi Đèo huyện
Thủy Nguyên thành phố Hải Phòng...............................................................................51
Hình 3.3. Cửa sổ tạo Seed file.......................................................................................51
Hình 3.4. Cửa sổ tạo bảng phân lớp đối tượng............................................................51
Hình 3.5. Cửa sổ tạo ký hiệu kiểu đường......................................................................52
Hình 3.6. Cửa sổ tạo bảng màu.....................................................................................52

Quyết định

HT

Hiện trạng

BTNMT
TT

Bộ Tài nguyên và Môi trường
Thông tư


DANH MỤC HÌNH
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................1
MỤC LỤC........................................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH............................................................................................................6
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU...............................................2
1.1. Tổng quan về viễn thám...........................................................................................3
1.1.1. Khái niệm viễn thám.............................................................................................3
Hình 1.1. Một số vệ tinh viễn thám.................................................................................3
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám:.....................................................................4
Hình 1.2. Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám.................................................................4
Hình 1.3. Dải sóng dùng trong viễn thám........................................................................5
1.1.3. Những ưu thế của phương pháp Viễn thám..........................................................6
1.1.4. Ứng dụng của viễn thám.......................................................................................7
1.2. Tổng quan về GIS.....................................................................................................8
1.2.1. Khái niệm về GIS...................................................................................................8
1.2.2. Thành phần cơ bản của GIS...................................................................................9

Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh...........................................38
2.3.2. Các phương pháp nắn ảnh số..............................................................................39
a. Nắn ảnh theo đa thức...............................................................................................39
2.3.3. Lấy mẫu lại giá trị độ xám các pixel.....................................................................42
2.4. Phân loại ảnh trong viễn thám...............................................................................42
2.4.1. Khái niệm về công tác phân loại ảnh viễn thám...................................................42
2.4.2. Quá trình phân loại.............................................................................................43


2.4.3. Một số phương pháp phân loại đa phổ...............................................................44
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT PHỤC VỤ
CHO VIỆC KIỂM KÊ ĐẤT ĐAI THỊ TRẤN NÚI ĐÈO HUYỆN THỦY NGUYÊN THÀNH PHỐ HẢI
PHÒNG.........................................................................................................................45
3.1. Khái quát về khu vực nghiên cứu...........................................................................45
3.1.1. Đặc điểm tự nhiên..............................................................................................45
3.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội.....................................................................................45
3.2. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực thị trấn Núi
Đèo huyện Thủy Nguyên thành phổ Hải Phòng tỷ lệ 1/1000..........................................46
.....................................................................................................................................48
Hình 3.1. Ảnh spot6 khu vực TT.Núi Đèo.......................................................................48
3.2.5 Quy trình công nghệ.............................................................................................49
Hình 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng.................................49
3.2.6. Các bước thực hiện.............................................................................................49
3.2.7. Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực thị trấn Núi Đèo huyện
Thủy Nguyên thành phố Hải Phòng...............................................................................51
Hình 3.3. Cửa sổ tạo Seed file.......................................................................................51
Hình 3.4. Cửa sổ tạo bảng phân lớp đối tượng............................................................51
Hình 3.5. Cửa sổ tạo ký hiệu kiểu đường......................................................................52
Hình 3.6. Cửa sổ tạo bảng màu.....................................................................................52
Hình 3.7. Load Phần mềm Lusmapm.............................................................................53

thành lập chủ yếu bằng các phương pháp truyền thống, tốn rất nhiều thời gian,
sức lực và kinh phí.
Hiện nay sự phát triển như vũ bão của công nghệ và khoa học kỹ thuật đã tạo ra
những công cụ, biện pháp mới nhằm tăng cường hiệu quả thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất. Trong đó phải kể đến sự phát triển mạnh mẽ của ngành Viễn thám và
GIS, với những ưu điểm vượt trội về mặt tiếp nhận thông tin, xử lý thông tin (đa dạng,
nhanh chóng, cập nhật, chính xác…), đã tạo cơ sở cho những ứng dụng thực tiễn vào
công tác thành lập bản đồ hiện trạng.
Từ những vấn đề cấp thiết của thực tế, em thực hiện đề tài: "Ứng dụng
Công nghệ GIS và Viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
phục vụ công tác kiểm kê đất".
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS và Viễn thám trong việc thành
lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
- Số liệu phục vụ kiểm kê.
3. Bố cục của đề tài:

1


Lời mở đầu
Chương 1: Tổng quan các vấn đề cần nghiên cứu
Chương 2: Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: thực nghiệm thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ cho
việc kiểm kê đất đai Thị trấn Núi Đèo - Huyện Thủy Nguyên - Thành Phố Hải Phòng
Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU

2

Các dữ liệu dưới dạng ảnh chụp và ảnh số được thu nhận dựa trên việc
ghi nhận năng lượng bức xạ và sóng phản hồi phát ra từ vật thể khi khảo sát.
Năng lượng phổ dưới dạng sóng điện từ, nằm trên các dải phổ khác nhau,
cùng cho thông tin về một vật thể từ nhiều góc độ sẽ góp phần giải đoán đối
tượng một cách chính xác hơn. Các giải sóng điện từ gồm có tia gama, tia X,
tia cực tím, sóng nhìn thấy, tia hồng ngoại và sóng vô tuyến. Nhìn chung giải
phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím (0,3 – 0,4 micromet),
sóng ánh sáng ( 0,4 – 0,7 micromet), gần hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt. Các
sóng hồng ngoại ngắn, mới đây được sử dụng rộng rãi trong phân loại thạch
học. Sóng hồng ngoại nhiệt được sử dụng trong đo nhiệt, sóng micromet được
sử dụng trong kỹ thuật radar

4


Hình 1.3. Dải sóng dùng trong viễn thám
Nếu biết trước phổ phát xạ, phổ phản xạ (emetd/reflected) chuẩn của một
vật thể trong phòng thí nghiệm, xác định bằng các máy đo phổ, ta có thể giải
đoán vật thể bằng cách phân tích các đường cong phổ thu được từ ảnh vệ tinh.
Các phần mềm xử lý ảnh số được phát triển nhằm cho ra những thông
tin về phổ phát xạ của các vật thể hoặc các hiện tượng xảy ra trong giới hạn
diện phủ của ảnh. Xử lý ảnh số là kĩ thuật làm hiện rõ ảnh và tách lọc thông
tin từ các ảnh số, dựa vào các thông tin chìa khóa về phổ bức xạ phát ra.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý ảnh số được thực hiện trên
các phần mềm xử lý ảnh như: ERDAS, PCI, ENVI, ILWIS...
Giải đoán tách lọc thông tin dữ liệu ảnh viễn thám được thực hiện dựa
trên các cách tiếp cận khác nhau, có thể kể đến là:
- Đa phổ: Sử dụng nghiên cứu vật từ nhiều kênh phổ trong dải phổ nhìn
thấy thấy đến sóng radar.
- Đa nguồn dữ liệu: Dữ liệu ảnh thu nhận từ các nguồn khác nhau ở

vệ tinh (GPS)...

6


1.1.4. Ứng dụng của viễn thám
∗ Trong lĩnh vực khảo cổ học:
Lĩnh vực này sử dụng ảnh viễn thám để khoanh vùng và nghiên cứu
những yếu tố địa hình, địa mạo, tự nhiên có tác động đến sự hình thành và phá
hủy của di tích, mối quan hệ của di tích với ngoại cảnh.
∗ Trong quản lý biến đổi môi trường:
Ưu thế của viễn thám là sử dụng rất hiệu quả trong việc đo lường và
giám sát các biến đổi về môi trường. Với các ảnh vệ tinh như: Aster, NOAAAVHRR, ảnh của RADASAT, thường được sử dụng để giám sát, bảo vệ môi
trường và phòng chống thiên tai.
∗ Trong lĩnh vực điều tra đất:
- Để thống kê và lập bản đồ sử dụng đất, điều tra giám sát trạng thái
mùa màng và thảm thực vật.
- Xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng.
- Đánh giá mức độ suy thoái đất, tác hại xói mòn, theo dõi tốc độ xa
mạc hóa và tốc độ xâm thực bờ biển.
∗ Trong lĩnh vực nông - lâm nghiệp:
- Sử dụng phối ảnh vệ tinh quang học và ảnh rada để thành lập bản đồ
loại cây trồng và để xác định vị trí diện tích khu vực cây trồng.
- Xác định vùng vị thiệt hại do sâu bệnh và thiên tai.
- Sử dụng ảnh chỉ số NDVI trong việc giám sát lớp phủ rừng.
- Sử dụng ảnh rada và ảnh quang học để xác định vị trí và diện tích khu
vực bị khai thác bất hợp pháp.
∗ Quản lý đất đai:
- Để xác định vùng quy hoạch và việc phân bố sử dụng đất.
- Thành lập bản đồ địa chính phục vụ công tác quản lý.

infomation system) và là một công nghệ máy tính tổng hợp. Từ các thông tin

8


bản đồ và thông tin thuộc tính lưu trữ ta có thể đễ dàng tạo ra các loại bản đồ
và các báo cáo để cung cấp một sự nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm
thu nhận và quản lý các thông tin vị trí có hiệu quả. Hệ thống thông tin địa lý
quản lý vị trí địa lý gắn liền với các số liệu riêng rẽ khác liên quan đến nó.
GIS khác với hệ đồ hoạ máy tính đơn thuần. Các hệ đồ hoạ máy tính
không quan tâm nhiều đến những thông tin thuộc tính phi đồ hoạ gắn liền với
các đối tượng quản lý, các thông tin mà một thực thể địa lý chúng ta quan sát
được có thể nhận thấy rõ nó hoặc không nhìn thấy được. Trong khi đó thuộc
tính này lại rất hữu ích trong việc phân tích dữ liệu. một hệ thống đồ hoạ tốt là
một phần cơ bản của phần mềm Gis nhưng chưa đủ, nó mới chỉ là một trong
các cơ sở nền tảng cho việc phát triển công nghệ GIS.
1.2.2. Thành phần cơ bản của GIS

Hình 1.4.Thành phần cơ bản của GIS

9


∗ Phần cứng:
Bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực
hiện các chức năng nhập thông tin (Input), xuất thông tin (Output) và xử lý
thông tin của phần mềm. Hệ thống này gồm có máy chủ (server), máy
khách (client), máy quét (scanner), máy in (printer) được liên kết với nhau
trong mạng LAN hay Internet
∗ Phần mềm:

thuộc tính.
∗ Con người:
Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý
hệ thống và phát triển GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là những
chuyên gia kĩ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người
dùng GIS để giải quyết nhưng vẫn đề trong công việc
∗ Phương pháp:
Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là
được mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
1.2.3. Các chức năng của GIS
• Nhập dữ liệu:
Trước khi dữ liệu địa lý có thể dùng cho GIS, dữ liệu này phải được
chuyển sang dạng số thích hợp, biên tập và chỉnh sửa cho phù hợp với mục
đích sử dụng. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu
dạng số gọi là quá trình số hóa. Công nghệ GIS hiện đại có thể tự động một
phần quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn, những đối
tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hóa thủ công (dùng bàn số hóa).
• Chuyển đổi dữ liệu.
Có những trường hợp dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng (format) và
thao tác theo một số cách để có thể tương thích với hệ thống nhất định. Trước
khi các thông tin này được liên kết với nhau, chúng phải được chuyển về cùng

11


một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết). Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng
tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích. Và GIS
cung cấp các công cụ cho việc thực hiện mục đích này.
• Thao tác dữ liệu.
Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu

tích. Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có
công cụ đặc biệt để chồng xếp dữ liệu địa lý.
Chồng xếp là quá trình tích hợp các thông tin khác nhau. Thao tác phân
tích thông tin đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý. Sự
chồng xếp này hay liên kết không gian có thể là sự kết hợp dữ liệu về thổ
nhưỡng, độ cao, độ dốc, hiện trạng lớp phủ mặt đất. Để rút ra thông tin này,
thao tác tính toán số học và các phép logic được vận dụng trên các lớp thông
tin khác nhau được nhập vào.
Chồng xếp các dữ liệu khác nhau này được thực hiện theo một quá
trình bậc thang. Lớp dữ liệu cần biết thông tin của lớp dữ liệu khác sẽ được
thực hiện thông qua phép phân tích bảng chéo (Crossing). Phép toán được
thiết lập trên mỗi giá trị của lớp dữ liệu thứ nhất và giá trị tương ứng của lớp
dữ liệu thứ hai. Việc tiến hành phép Crossing lớp dữ liệu cần biết thông tin
khác với từng lớp dữ liệu cần lấy thông tin. Cuối cùng ta được thông tin tổng
hợp liên quan đến dữ liệu ban đầu. Do vậy, phép phân tích quan hệ không
gian này giúp làm rõ mối quan hệ giữa các đối tượng cần nghiên cứu với các
đối tượng khác.
Chồng xếp được tiến hành trên cả lớp dữ liệu vector và raster. Chồng
xếp trên dữ liệu raster tiến hành đơn giản hơn song dung lượng lưu trữ của nó
lại lớn hơn dữ liệu vector rất nhiều. Do vậy, việc xử lý mất nhiều thời gian
hơn. Còn dữ liệu vector, quá trình chồng xếp mất ít thời gian hơn và chiếm
dung lượng nhỏ hơn, song độ chính xác của nó lại kém hơn so với chồng xếp
dữ liệu raster. Do đó, tùy theo mục đích sử dụng và yêu cầu độ chính xác của
sản phẩm đầu ra mà ta lựa chọn loại chồng xếp trên dạng dữ liệu nào.

13


• Hiển thị.
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng là hiển thị tốt

Hình 1.6. Mô hình Vector

b. Cấu trúc Raster
Cấu trúc dữ liệu Raster trong đó dữ liệu được thể hiện thành một mảng
gồm các pixel và mỗi pixel đều mang giá trị của thông số đặc trưng cho đối
tượng (hình 1.7). Mô hình Raster gồm:
- Yếu tố điểm: Điểm được xác định tương ứng với một pixel độc lập,
trong thế giới thực. điểm có thể là một ngôi nhà nằm trên vài pixel có cùng
giá trị (Raster).
- Yếu tố đường: Đường được coi là tập hợp các pixel liên tiếp với nhau
có cùng giá trị.
- Yếu tố vùng: Vùng được xác định bởi một tập hợp các pixel có cùng
giá trị liên tục nhau theo các hướng.

15


A
A
A
A
A
A
A

A
A
A
A
A


B
B
A
A
C
C
C
C

B
B
B
B
C
C
C
C

B
B
B
B
B
C
C
C

B
B

Elipxoid quy chiếu. WGS-84 với kích thước :
- Bán trục lớn : 6 378 137 (m)
- Độ dẹt : 1/298,26.
Lưới chiếu bản đồ :
- Sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với hai vỹ tuyến chuẩn 11 0 và
210 để thể hiện các bản đồ nền tỉ lệ 1/1000 000 cho toàn lãnh thổ Việt Nam.

16