BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        LÂM NGỌC TÚ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ ẢNH VIỄN THÁM ðỂ THÀNH LẬP BẢN ðỒ BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT GIAI ðOẠN 2004 – 2009 TRÊN ðỊA BÀN Xà EA NUÔL, HUYỆN BUÔN ðÔN, TỈNH ðẮKLẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI Mã số : 60.62.16 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI – 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lâm Ngọc Tú Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Duy Bình, là giảng viên đã hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Xin chân thành cám ơn Ban quản lý đào tạo, Khoa Tài nguyên và Môi trường – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Phòng đào tạo sau đại học – Trường Đại học Tây Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, cơ quan, các thầy cô giáo và các đồng nghiệp đã hết sức quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều hiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Do thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lâm Ngọc Tú Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng vi Danh mục các hình vii PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA NGHIÊN CỨU 2 1.2.1 Mục đích nghiên cứu 2 1.2.2 Yêu cầu nghiên cứu 2 PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 2.1 KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM ĐỂ LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT 3 2.1.1 Khái quát về bản đồ biến động sử dụng đất và các phương pháp thành lập bản đồ biến động sử dụng đất 3 2.1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trên thế giới 4 2.1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất ở Việt Nam 8 2.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VIỄN THÁM 12 2.2.1 Khái quát về viễn thám 12 2.2.2 Vệ tinh viễn thám và tư liệu sử dụng trong viễn thám 13 2.2.3 Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên trên ảnh viễn thám 18 2.2.4 Giải đoán ảnh viễn thám 21 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv 2.3 TỔNG QUAN VỀ GIS 25 2.2.1 Định nghĩa về GIS 25 2.2.2 Các thành phần chính của GIS 27 2.2.3 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường 28 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 29 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 29 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 29 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG 29 3.3.1 Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu 29 3.3.2 Phương pháp lựa chọn điểm nghiên cứu 33 3.3.3 Phương pháp tham khảo, kế thừa các tài liệu có liên quan đến đề tài 33 3.3.4 Phương pháp xử lý ảnh số và phương pháp phân tích biến động trong GIS 33 3.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 34 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 4.1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 35 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 35 4.1.2 Điều kiện kinh tế, xã hội 38 4.1.3 Đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội 43 4.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 45 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v 4.2.1 Hiện trạng sử dụng đất 45 4.2.2 Biến động sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2010 47 4.3 GIẢI ĐOÁN ẢNH VỆ TINH, THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT Xà EA nuôl năm 2004 và năm 2009 48 4.3.1 Thu thập tư liệu 48 4.3.2 Nhập ảnh 50 4.3.3 Tăng cường chất lượng ảnh 50 4.3.4 Nắn chỉnh ảnh, cắt ảnh 50 4.3.5 Phân loại ảnh 59 4.3.6 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Ea Nuôl năm 2004 và năm 2009 71 4.3.7 So sánh số liệu hiện trạng sử dụng đất xã Ea Nuôl năm 2004 và năm 2009 giữa giải đoán và kiểm kê 73 4.4 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT Xà EA NUÔL GIAI ĐOẠN 2004 - 2009 74 4.5 NHẬN XÉT KẾT QUẢ 80 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 5.1 KẾT LUẬN 82 5.2 KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh LANDSAT 14 2.2 Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh SPOT 14 2.3 Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh MOS 15 2.4 Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh IRS 15 2.5 Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh IKONOS 16 4.1 Phân bố thổ nhưỡng xã Ea Nuôl 37 4.2 Dân số, thành phần dân tộc, lao động xã Ea Nuôl năm 2010 38 4.3 Hiện trạng đất nông nghiệp xã Ea Nuôl năm 2010 45 4.4 Hiện trạng đất phi nông nghiệp xã Ea Nuôl năm 2010 46 4.5 Biến động sử dụng đất xã Ea Nuôl giai đoạn 2005 – 2010 47 4.6 Mô tả các loại đất 60 4.7 Tập mẫu giải đoán ảnh vệ tinh được sử dụng 61 4.8 Ma trận sai số phân loại ảnh xã Ea Nuôl năm 2004 67 4.9 Bảng đánh giá độ chính xác phân loại ảnh xã Ea Nuôl 2004 67 4.10 Ma trận sai số phân loại ảnh xã Ea Nuôl năm 2009 68 4.11 Bảng đánh giá độ chính xác phân loại ảnh xã Ea Nuôl 2009 68 4.12 Bảng thống kê diện tích đất giải đoán xã Ea Nuôl năm 2004 72 4.13 Bảng thống kê diện tích đất giải đoán xã Ea Nuôl năm 2009 73 4.14 Bảng so sánh diện tích đất giải đoán và diện tích đất kiểm kê xã Ea Nuôl năm 2004 73 4.15 Bảng so sánh diện tích đất giải đoán và diện tích đất kiểm kê xã Ea Nuôl năm 2009 74 4.16 Biến động sử dụng đất xã Ea Nuôl giai đoạn 2004 – 2009 76 4.17 Biến động từng loại đất xã Ea Nuôl giai đoạn 2004 – 2009 77 4.18 So sánh tăng giảm từng loại đất xã Ea Nuôi giai đoạn 2004 – 2009 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên Hình Trang 2.1 Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám 13 2.2 Khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên 19 2.3 Một bản đồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau 26 2.4 Các thành phần chính của GIS 27 4.1 Trình tự giải đoán ảnh viễn thám bằng công nghệ số 48 4.2 Ảnh SPOT 5 huyện Buôn Đôn, thời điểm bay chụp 18/01/2004 49 4.3 Ảnh SPOT 5 huyện Buôn Đôn, thời điểm bay chụp 17/01/2009 49 4.4 Thực hiện nắn ảnh theo bản đồ trên ENVI 51 4.5 Lựa chọn thông số để nắn ảnh trên ENVI 52 4.6 Hình ảnh các điểm khống chế để nắn ảnh 53 4.7 Hộp thoại nhập toạ độ các điểm khống chế ảnh 53 4.8 Tọa độ và sai số của điểm khống chế nắn ảnh năm 2004 54 4.9 Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu 54 4.10 Ảnh tham chiếu (2009) và ảnh cần nắn (2004) 55 4.11 Hộp thoại nhập toạ độ các điểm khống chế nắn ảnh 55 4.12 Ảnh Buôn Đôn năm 2004 đã chồng lớp ranh giới hành chính xã Ea Nuôl 56 4.13 Ảnh Buôn Đôn năm 2004 đã được cắt sơ bộ có chồng lớp ranh giới hành chính xã Ea Nuôl 57 4.14 Ảnh cắt theo ranh giới hành chính xã Ea Nuôl năm 2004 58 4.15 Ảnh cắt theo ranh giới hành chính xã Ea Nuôl năm 2009 58 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… viii 4.16 Các mẫu loại hình sử dụng đất được lấy trên ảnh Ea Nuôl năm 2004 62 4.17 Các mẫu loại hình sử dụng đất được lấy trên ảnh Ea Nuôl năm 2009 62 4.18 Bảng so sánh sự khác biệt mẫu trên ảnh Ea Nuôl năm 2004 63 4.19 Bảng so sánh sự khác biệt mẫu trên ảnh Ea Nuôl năm 2009 63 4.20 Kết quả phân loại ảnh Ea Nuôl năm 2004 đã được lọc nhiễu 64 4.21 Kết quả phân loại ảnh Ea Nuôl năm 2009 đã được lọc nhiễu 65 4.22 Kết quả phân loại ảnh Ea Nuôl năm 2004 ở dạng Vector 70 4.23 Kết quả phân loại ảnh Ea Nuôl năm 2009 ở dạng Vector 70 4.24 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Ea Nuôl năm 2004 tỷ lệ 1/10.000 thành lập trên Mapinfo 71 4.25 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Ea Nuôl năm 2009 tỷ lệ 1/10.000 thành lập trên Mapinfo 72 4.26 Hộp thoại so sánh cặp loại hình sử dụng đất tại 2 thời điểm 2004 - 2009 75 4.27 Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2004 – 2009 tỷ lệ 1/10.000 xã Ea Nuôl 75 4.28 Biểu đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2004 – 2009 xã Ea Nuôl 79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 1 PHẦN 1. ðẶT VẤN ðỀ 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI Xã Ea Nuôl nằm phía Đông Nam huyện Buôn Đôn có diện tích tự nhiên 6.875 ha, 2.325 hộ, dân số 10.483 người, gồm 17 thôn, buôn; trong đó, đồng bào dân tộc có 1.206 hộ, 5.172 khẩu, chủ yếu là dân tộc Ê Đê. Vị trí địa lý tiếp giáp thành phố Buôn Ma Thuột, giao thông thuận lợi là điều kiện để người dân tăng cường giao lưu, buôn bán, trao đổi hàng hóa, là cơ sở để phát triển ngành thương mại - dịch vụ. Tuy nhiên do thu nhập bình quân của đa số người dân còn thấp, nhu cầu tiêu dùng chưa cao nên ngành thương mại dịch vụ phát triển còn chậm, chủ yếu phát triển trong lĩnh vực vận tải hàng hóa. Những năm gần đây, cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp, giá cả các sản phẩm cây công nghiệp lâu năm cũng tăng cao từ đó biến động trong sử dụng đất, đặc biệt là đất canh tác nông nghiệp trên địa bàn diễn ra nhanh, qui mô diện tích lớn. Tuy nhiên việc xác định biến động sử dụng đất trong điều kiện địa hình đồi núi nhiều bằng phương pháp đo đạc ngoài thực địa là một công việc vô cùng khó khăn và tốn kém. Trong khi đó công nghệ viễn thám đã được triển khai ở Việt Nam trong nhiều năm qua đã có những đóng góp đáng kể trong công tác điều tra cơ bản, đặc biệt là trong lĩnh vực thành lập các loại bản đồ phục vụ việc điều tra, đánh giá về điều kiện tự nhiên. Một thực tế hiện nay là ở Việt Nam, có khá đầy đủ các loại tư liệu viễn thám, từ loại ảnh vệ tinh có độ phân giải trung bình như ảnh Landsat đến các loại ảnh vệ tinh SPOT4 và SPOT5 có độ phân giải cao phủ trùm lãnh thổ Việt Nam chụp ở các thời kỳ khác nhau. Với các loại ảnh này hoàn toàn có thể thành lập được hệ thống bản đồ hiện trạng sử dụng đất của khu vực trên và chồng ghép bản đồ để đánh giá mức độ biến động sử dụng đất qua các năm một cách chính xác. Đây chính là lợi thế lớn của tư liệu ảnh [...]...vi n thám nh m gi m thi u chi phí mà v n xác ñ nh m c ñ bi n ñ ng s d ng ñ t c a khu v c V i tính c p thi t ñó, tôi ñã ch n ñ tài lu n văn th c sĩ: “ ng d ng công ngh GIS và nh vi n thám ñ thành l p b n ñ bi n ñ ng s d ng ñ t giai ño n 2004 - 2009 trên ñ a bàn xã Ea Nuôl, huy n Buôn ðôn, t nh ð kL k” 1.2 M C ðÍCH VÀ YÊU C U C A NGHIÊN C U 1.2.1 M c ñích nghiên c u - Tìm hi u công ngh vi n thám và ng... chu trình x lý nh vi n thám và s d ng thành th o công ngh nh vi n thám và các ph n m m b n ñ ñ thành l p b n ñ s d ng ñ t - Các phân tích ñánh giá bi n ñ ng s d ng ñ t trên ñ a bàn nghiên c u ñ t yêu c u v khoa h c - Tìm hi u công ngh vi n thám và ng d ng c a nó trong nghiên c u bi n ñ ng s d ng ñ t - Thành l p b n ñ bi n ñ ng ñ t ñai qua hai th i ñi m d a trên công ngh vi n thám k t h p các ph n m... màu trên m t kênh nh, phương pháp k t h p 2.1.2 Tình hình nghiên c u ng d ng công ngh vi n thám ñ thành l p b n ñ bi n ñ ng s d ng ñ t trên th gi i Vi c s d ng k t h p vi n thám và GIS cho nhi u m c ñích khác nhau ñã tr nên r t ph bi n trên toàn th gi i trong th i ñ i ngày nay ð i v i nhi u qu c gia trên th gi i ñ qu n lý và quy ho ch s d ng ñ t m t cách h p lý, có hi u qu h ñã s d ng công ngh vi n thám. .. kh năng ch y trên r t nhi u d ng ph n c ng, t máy ch trung tâm ñ n các máy tr m ho t ñ ng ñ c l p ho c liên k t m ng - Ph n m m: Ph n m m GIS cung c p các ch c năng và các công c c n thi t ñ lưu gi phân tích và hi n th thông tin ñ a lý Các thành ph n chính trong ph n m m GIS là: Công c nh p và thao tác trên các thông tin ñ a lý; H qu n tr cơ s d li u (DBMS); Công c h tr h i ñáp, phân tích và hi n th... bi t trên m t nh và k t h p chúng thành m t s lo i d a trên các nhóm t nhiên ho c các lo i t nhiên có trên nh - Xu t k t qu : Sau khi hoàn thành t t c các quá trình x lý c n ph i xu t k t qu Có th l a ch n không h n ch các s n ph m ñ u ra, ñó là s n ph m b n ñ ñ h a, các s li u th ng kê hay các file d li u s 2.3 T NG QUAN V GIS 2.2.1 ð nh nghĩa v GIS H th ng th ng tin ñ a lý (GIS) là m t t p công. .. ninh lương th c và suy gi m kh năng ch ng ñ và tái s n xu t c a h th ng nông nghi p và r ng Vi c nghiên c u bi n ñ ng và thành l p b n ñ bi n ñ ng s d ng ñ t ñã ñư c th c hi n nhi u qu c gia Trong ñó phương pháp ñư c s d ng hi u qu nh t là k t h p tư li u nh vi n thám và GIS 2.1.2.1 T i Malaysia Malaysia, ñ thành l p b n ñ bi n ñ ng s d ng ñ t c a huy n Rawang t nh Selangor, Trung tâm vi n thám Kalaysian... th m t tr i B cx m t tr i R ng Nư c C M t ñư ng Công trình xây d ng, nhà c a Hình 2.1: Sơ ñ nguyên lý thu nh n hình nh c a vi n thám 2.2.2 V tinh vi n thám và tư li u s d ng trong vi n thám V tinh có mang b c m vi n thám g i là v tinh vi n thám hay v tinh quan sát m t ñ t 2.2.2.1 Các lo i v tinh vi n thám a V tinh Landsat V tinh Landsat là v tinh vi n thám tài nguyên ñ u tiên ñư c phóng lên qu ñ o năm... trư c m t, có kh năng cung c p cho giai ño n sau; nh m thu nh n các lo i nh v tinh ch y u, x lý nh; thành l p h th ng thông tin; nâng c p h th ng vi n thám ng d ng cho các ngành nư c ta ph c v m c tiêu phát tri n kinh t - xã h i và b o v môi trư ng Sau hơn 3 năm xây d ng, ngày 09/7 /2009 Tr m thu nh v tinh Vi t Nam và Trung tâm d li u vi n thám Qu c gia chính th c ñi vào ho t ñ ng ðây là hai s n ph m... …………………… 26 GIS lưu gi thông tin v th gi i th c dư i d ng t p h p các l p chuyên ñ có th liên k t v i nhau nh các ñ c ñi m ñ a lý 2.2.2 Các thành ph n chính c a GIS M t h th ng thông tin ñ a lý ñư c k t h p b i 5 thành ph n chính là: - Ph n c ng: Ph n c ng c a m t h GIS g m máy vi tính, c u hình và m ng công vi c c a máy tính, các thi t b ngo i vi nh p xu t d li u và lưu tr d li u Ngày nay, ph n m m GIS có... n h tr cho QLTHðB như vi n thám và GIS ñư c xác ñ nh là m t trong nh ng nhi m v tr ng tâm thu c k ho ch ho t ñ ng c a d án trong nh ng năm qua - Trong qu n lý d i ven bi n: D án do Trung tâm Vi n thám th c hi n t tháng 2/2000 ñ n tháng 6/2002 M c tiêu c a d án nh m tăng cư ng năng l c cho Trung tâm Vi n thám trong vi c ng d ng công ngh vi n thám ñ thành l p b n ñ ph c v công tác qu n lý d i ven bi . cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trên thế giới 4 2.1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM ĐỂ LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT 3 2.1.1 Khái quát về bản đồ biến động sử dụng đất và các phương pháp thành lập bản đồ biến động sử dụng đất 3 2.1.2. thạc sĩ: Ứng dụng công nghệ GIS và ảnh viễn thám ñể thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004 - 2009 trên ñịa bàn xã Ea Nuôl, huyện Buôn ðôn, tỉnh ðắkLắk”. 1.2. MỤC ðÍCH VÀ YÊU CẦU