BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI o0o ®ç tiÕn thuÊn ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI o0o ®ç tiÕn thuÊn ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NguyÔn kh¾c Thêi HÀ NỘI - 2010 i LỜI CAM ĐOAN 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 văn ñã ñược cám ơn, các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Tác giả luận văn Đỗ Tiến Thuấn ii LI CM N Để hoàn thành đợc bản luận văn này, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời Phó chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trờng, sự quan tâm tạo điều kiện của Phòng Tài nguyên và Môi trờng huyện Buôn Đôn, Viện đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trờng, trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi học tập và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin gửi tới gia đình, bạn bè, những ngời thân và đồng nghiệp nơi tôi đang công tác đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tự đáy lòng mình, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình và quý báu đó! Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Tác giả Tác giảTác giả Tác giả Đỗ Tiến Thuấn iii MỤC LỤC Trang PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2 1.3 YÊU CẦU 3 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 4 2.1.1 Khái niệm về viễn thám 4 2.1.2 Vệ tinh sử dụng trong viễn thám 6 2.1.3 Tư liệu sử dụng trong viễn thám 8 2.1.4 Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên 9 2.1.5 Giải ñoán ảnh viễn thám 13 2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 17 2.2.1 Định nghĩa về hệ thống thông tin ñịa lý 17 2.2.2 Các thành phần chính của hệ thống thông tin ñịa lý 18 2.2.3 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường 19 2.3 TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS 20 2.3.1 Khái niệm 20 2.3.2 Tại sao phải tích hợp 20 2.3.3 Khả năng ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS 24 2.3.4 Một số ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam 25 2.4 KHÁI QUÁT VỀ BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT 26 2.4.1 Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và các phương pháp thành lập 26 2.4.2 Tình hình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 37 2.4.3 Tình hình sử dụng ñất Việt Nam trong những năm gần ñây 41 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 42 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 42 3.1.2 Địa ñiểm nghiên cứu 42 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 42 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 3.3.1 Phương pháp ñiều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu 42 3.2.2 Phương pháp xây dựng bản ñồ từ ảnh viễn thám 43 3.2.3 Phương pháp chồng ghép bản ñồ 43 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-Xà HỘI 44 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 44 4.1.2 Thực trạng phát triển kinh tế-xã hội 49 4.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 51 iv 4.2.1 Hiện trạng sử dụng ñất 51 4.2.2 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 53 4.3 GIẢI ĐOÁN ẢNH VỆ TINH, THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2004 VÀ NĂM 2009 55 4.3.1 Thu thập tư liệu 56 4.3.2 Nhập ảnh 57 4.3.3 Tăng cường chất lượng ảnh 57 4.3.4 Nắn chỉnh tư liệu ảnh, cắt ảnh 57 4.3.5 Phân loại ảnh 63 4.3.6 Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 và 2009 74 4.4 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2004-2009 78 4.5 NHẬN XÉT VỀ KẾT QUẢ 81 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 5.1 KẾT LUẬN 83 5.2 KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 v DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1 Kênh phổ của MSS 6 Bảng 2.2 Kênh phổ của TM 6 Bảng 2.3. Các thông số ảnh của vệ tinh SPOT-3 7 Bảng 2.4 Biến ñộng sử dụng ñất Việt Nam giai ñoạn 2005-2007 41 Bảng 4.1 Tổng GTSX và cơ cấu kinh tế thời kỳ 2000-2009 huyện Buôn Đôn 49 Bảng 4.2 Hiện trạng sử dụng ñất nông nghiệp huyện Buôn Đôn 52 Bảng 4.3 Hiện trạng sử dụng ñất phi nông nghiệp huyện Buôn Đôn 53 Bảng 4.4 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn Đôn 54 Bảng 4.5 Mô tả các loại ñất 64 Bảng 4.6 Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh 65 Bảng 4.7 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2004 70 Bảng 4.8 Bảng ñánh giá ñộ chính xác phân loại ảnh năm 2004 70 Bảng 4.9 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2009 71 Bảng 4.10 Bảng ñánh giá kết quả phân loại năm 2009 71 Bảng 4.11 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2004 76 Bảng 4.12 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2009 76 Bảng 4.13 So sánh giữa diện tích giải ñoán và thống kê năm 2009 77 Bảng 4.14 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn Đôn 79 Bảng 4.15 Diện tích biến ñộng từng loại ñất giai ñoạn 2004 - 2009 79 Bảng 4.16 So sánh sự thay ñổi diện tích các loại ñất từ 2004-2009 80 vi DANH MỤC HÌNH Tên hình Trang Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám 5 Hình 2.2 Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám 5 Hình 2.3 Đặc ñiểm phản xạ phổ trên các kênh ảnh SPOT 9 Hình 2.4 Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước 11 Hình 2.5 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng 12 Hình 2.6 Một bản ñồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau 18 Hình 2.7 Các thành phần chính của GIS 18 Hình 2.8 Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật 21 Hình 2.9 Độ chính xác của ảnh vệ tinh và yêu cầu cập nhật dữ liệu 22 Hình 2.10 Vai trò của GIS và viễn thám trong việc hỗ trợ ra quyết ñịnh 23 Hình 2.11 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 29 Hình 2.12 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 29 phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian 29 Hình 2.13 Vector thay ñổi phổ 30 Hình 2.14 Thuật toán phân tích thay ñổi phổ 31 Hình 2.15 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 34 Hình 2.16 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 35 Hình 4.1 Sơ ñồ vị trí huyện Buôn Đôn 44 Hình 4.2 Trình tự giải ñoán ảnh vệ tinh, thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất và bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 55 Hình 4.3 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2004 56 Hình 4.4 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2009 56 Hình 4.5 Thực hiện nắn ảnh theo các ñiểm GPS trên ENVI 59 Hình 4.6 Lựa chọn thông số ñể nắn ảnh trên ENVI 59 Hình 4.7 Bảng nhập toạ ñộ các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 59 Hình 4.8 Tọa ñộ và sai số của ñiểm khống chế nắn ảnh năm 2004 60 Hình 4.9 Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu 60 Hình 4.10 Toạ ñộ và sai số các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 2009 61 Hình 4.11 Ảnh 2004 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62 Hình 4.12 Ảnh 2009 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62 Hình 4.13 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2004 66 Hình 4.14 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2009 66 vii Hình 4.15 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2004 67 Hình 4.16 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2009 67 Hình 4.17 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñã ñược lọc nhiễu 68 Hình 4.18 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñã ñược lọc nhiễu 68 Hình 4.19 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñược xuất sang dạng Vector 73 Hình 4.20 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñược xuất sang dạng Vector 73 Hình 4.21 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 thành lập trên ArcView 74 Hình 4.22 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2009 thành lập trên ArcView 75 Hình 4.23 Sơ ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 ñược thành lập trên ArcView 78 Hình 4.24 Sự biến ñộng các loại ñất giai ñoạn 2004 -2009 81 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất ñai là tư liệu sản xuất ñặc biệt, không thể thay thế trong nông nghiệp, là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa ñất nước của Đảng và Nhà nước ta trong những năm qua ñã ñưa nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, ñời sống nhân dân ñã và ñang từng bước ñược cải thiện, hạ tầng xã hội cũng như hạ tầng kỹ thuật ñược thay ñổi tạo ra bộ mặt mới cho ñất nước và thu hẹp dần khoảng cách ñối với các nước phát triển. Song hành với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa là sự gia tăng mạnh của nhu cầu sử dụng ñất, ñặc biệt là ñất phi nông nghiệp trong khi quỹ ñất lại có hạn. Điều này làm cho diện tích ñất nông nghiệp liên tục giảm xuống do vậy cần phải quản lý chặt chẽ toàn bộ quỹ ñất, ñảm bảo ñất ñai ñược sử dụng tiết kiệm, hiệu quả và bền vững. Để quản lý chặt chẽ quỹ ñất ñang ngày càng hạn chế này ngoài việc nắm chắc ñược các số liệu biến ñộng về ñất ñai giữa các thời kỳ thông qua số liệu thống kê, kiểm kê ñất ñai thì việc xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cũng rất cần thiết. Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất có thể ñược thành lập từ bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất hiện có song bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất chỉ ñược thành lập 5 năm một lần vào năm kiểm kê ñất ñai nên khó có thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cho một giai ñoạn bất kỳ, thêm vào ñó chất lượng của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ñược thành lập trong các kỳ kiểm kê ñất ñai hiện nay là chưa cao. Hiện nay ảnh vệ tinh ñang ñược sử dụng khá rộng rãi ở nước ta trong các nghiên cứu tài nguyên-môi trường. Ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có tính thời sự rất cao và nếu có ảnh vệ tinh ở các thời ñiểm khác nhau thì chúng ta còn có thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và xác ñịnh một cách khách quan ñược tình hình biến ñộng sử dụng ñất cho bất cứ giai ñoạn nào. Nhưng việc nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cũng như thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất thông qua ảnh vệ tinh còn ñặt ra một số vấn ñề: [...]... c u ti: ng d ng cụng ngh tớch h p t li u vi n thỏm v GIS thnh l p b n ng s d ng t giai o n 2004- 2009 trờn a bn huy n Buụn bi n ụn, t nh k L k 1.2 M C CH NGHIấN C U - Thnh l p c b n hi n tr ng s d ng t nm 2004 v nm 2009 b ng cụng ngh tớch h p t li u vi n thỏm v GIS; - Xõy d ng c b n ng s d ng bi n ng t giai o n 2004- 2009 hi n tr ng s d ng ng s d ng thớch h p v s d ng huy n Buụn nh c s li u bi n ụn... m c tỡnh hỡnh s d ng v bi n ng t ai trờn a bn Huy n giai o n 2004- 2009; - Di n gi i c s bi n ng s d ng t trờn a bn huy n; - Cỏc s li u i u tra ph i c thu th p chớnh xỏc, y v ph i ph n ỏnh c m t cỏch trung th c, khỏch quan 1.4 PH M VI NGHIấN C U ti ch t p trung nghiờn c u ton b qu ụn b ng nh v tinh SPOT 5 t trờn a bn huy n Buụn hai th i i m nm 2004 v 2009 1.5 í NGHA KHOA H C V TH C TI N K t qu nghiờn... trờn m t ph m vi r ng l n K t qu nghiờn c u c a lu n vn a ra s li u v bi n t v b n bi n ng s d ng ng s d ng t giai o n 2004- 2009 gúp ph n ch ra chi u h ng, di n tớch v v trớ khụng gian bi n ng s d ng t c a huy n Buụn ụn vỡ v y õy s l m t ti li u h u ớch cho cụng tỏc quy ho ch s d ng t c a Buụn ụn giai o n 2011-2020, gúp ph n a t ai ngy cng c s d ng h p lý, ti t ki m, hi u qu , b n v ng v b o v mụi tr... nng ph n x ph tng theo di b c súng, s khỏc nhau v kh nng ph n x ph th y rừ nh t kho ng ph h p mu t khụ l t mựn, Trờn hỡnh 2.5 ch ra kh nng ph n x ph c a 3 lo i t b i v t cỏt r% 1 80 60 2 40 1 Đất mùn 2 Đất cát 3 Đất bụi 3 20 (àm) 0.5 2.1 Hỡnh 2.5 0.9 2.5 1.3 1.7 c tớnh ph n x ph c a th nh ng Th nh ng ch cú nng l ng h p th v nng l ng ph n x m khụng cú nng l ng th u quang Cỏc lo i t cú thnh ph n c u t... ng s nờn v n oỏn c b ng x lý s l v n quan tr ng Quỏ trỡnh oỏn c b ng x lý s g m cỏc giai o n: Nh p s li u, khụi ph c v hi u ch nh nh, bi n i nh, phõn lo i nh v xu t k t qu - Nh p s li u: Cú hai ngu n t li u chớnh l nh s v nh tng t nh tng t c chuy n thnh d ng s thụng qua cỏc mỏy quột - Khụi ph c v hi u ch nh nh: õy l giai o n m cỏc tớn hi u s c hi u ch nh h th ng nh m t o ra m t t li u nh cú th s... d li u a lý c n thi t cho GIS, nh m ỏp ng nhu c u a d ng trong cụng tỏc qu n lý ti nguyờn thiờn nhiờn v giỏm sỏt mụi tr ng - Cụng ngh vi n thỏm l m t trong nh ng cụng ngh thu th p d li u khụng gian quan tr ng v hi u qu nh t S tớch h p t li u vi n thỏm v GIS d a trờn t li u raster r t kh thi vỡ c u trỳc d li u gi ng nhau, hn n a cú s tng ng gi a k thu t x lý nh vi n thỏm v GIS, c hai k thu t ny li u... ngh Qu c gia - ng d ng vi n thỏm v GIS nghiờn c u s thay i s d ng t vựng th ng ngu n lu v c sụng C giai o n 1992-1998, (2001) c a Tr n Viờn v cỏc c ng s , Trung tõm sinh thỏi Nụng nghi p, Tr ng c i h c Nụng nghi p I H N i - ng d ng vi n thỏm v GIS nghiờn c u s thay i s d ng t huy n Yờn Chõu-T nh Sn La giai o n 1989-2000, (2001) c a Lờ Th Giang, Khoa t v Mụi tr ng, Tr ng 2.4 KHI QUT V B N 2.4.1 B n bi... lờn rừ r t vựng h ng ngo i nhõn t lỏ l hm l ng n c Khi nh h ng l n n kh nng ph n x ph c a m trong lỏ cao thỡ nng l ng h p th l c c i Th c v t núi chung kh nng ph n x c a chỳng ph thu c vo gi ng lo i, giai o n sinh tr ng v tr ng thỏi phỏt tri n c a cõy [7] 2.1.4.2 c trng ph n x ph c a n c c tớnh chung nh t c a n c l kh nng ph n x ph c a n c gi m d n theo chi u di b c súng Trờn hỡnh 2.4 d n ra hai ng... vi n thỏm v GIS, c hai k thu t ny li u khụng gian v cú th thnh l p b n s , u x lý d c bi t l cú cựng m t s thu t toỏn x lý d li u khụng gian s Khi nh v tinh ó c x lý v cung c p d i d ng tng thớch v i GIS, nh ng ch c nng phõn tớch c a GIS cú th ỏp d ng hi u qu i v i t li u vi n thỏm Do ú, cụng ngh tớch h p t li u vi n thỏm v GIS khụng ch s d ng nh vi n thỏm ph i h p v i d li u vector c a GIS (ranh gi... t cho vi c c p nh t v xõy d ng c s d li u GIS - Ngu n cung c p thụng tin a lý l s li u tr c a-b n , nh hng khụng, nh vi n thỏm, s li u i u tra, th ng kờ h u hi u cho vi c thu th p d li u c p nh t cho GIS, nhng nh ng d li u s n cú c lu tr trong GIS cng l ngu n thụng tin b tr r t t t cho vi c phõn lo i v x lý nh vi n thỏm Gi i phỏp x lý tớch h p vi n thỏm v GIS l ph i h p u th c a hai cụng ngh trong . tiÕn thuÊn ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2004- 2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN. phải tích hợp 20 2.3.3 Khả năng ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS 24 2.3.4 Một số ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam 25 2.4 KHÁI QUÁT VỀ BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG . thám và GIS thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004- 2009 trên ñịa bàn huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk”. 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Thành lập ñược bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004