TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẰNG HẢI VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ KHU VỰC HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PKB LỚP: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- KHÓA 2013- 2015 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: HẢI PHÒNG- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS A PHẦN MỞ ĐẦU 1: Lý do chọn đề tài Từ khi cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật xuất hiện, thế giới đã và đang có nhiều thay đổi toàn diện về mọi mặt. Trong đó, lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhất thay đổi nhanh chóng nhất là lĩnh vực công nghệ thông tin. Nhờ sự phát triển của khoa học kĩ thuật nhiều phát minh được ra đời và ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn, tiêu biểu là công nghệ viễn thám và GIS. Công nghệ viễn thám và GIS là một trong những thành tựu khoa học đã đạt đến trình độ cao và trở thành kỹ thuật phổ biến được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế-xã hội ở nhiều nước trên thế giới, không những với các nước phát triển có trình độ khoa học kỹ thuật tiên tiến mà còn đối với các nước đang phát triển với nền kinh tế và công nghệ lạc hậu, chậm phát triển. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên và môi trường mà còn được sử dụng rộng rãi trong việc thành lập bản đồ chuyên đề. Tiềm năng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS giúp các nhà khoa học, các nhà hoạch định chính sách có những lựa chọn trong việc sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám và GIS được sử dụng như là “công nghệ đi đầu” rất có ưu thế hiện nay. Xã hội ngày càng phát triển thì vai trò của các bản đồ chuyên đề ngày càng quan trọng. Sự thể hiện nội dung, đối tượng,mức độ chính xác… càng cao thì càng thuận lợi cho việc nghiên cứu. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề đã được ứng dụng rộng rãi trong thời gian gần đây và đem lại hiệu quả cao giúp các nhà khoa học đặc biệt là các nhà địa lý nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng và đồng bộ trên diện rộng, không những vậy phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS còn giúp cho các nhà địa lý dễ dàng tiếp cận với sự phát triển của nền tin học hiện nay. Chính vì vậy, phương pháp luận về nghiên cứu viễn thám và GIS là việc cần thiết cho thành lập các bản đồ chuyên đề. Vì vây em quyết định chọn đề tài “nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản chuyên đề”. 2: Mục đích nghiên cứu đề tài Ngoài mục đích làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học thì nghiên cứu đề tài nhằm các mục đích sau: . Hệ thống hóa kiến thức về công nghệ viễn thám và GIS . Nghiên cứu những đặc điểm, quá trình thực hiện của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề. Đánh giá tính hiệu quả của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề. Nâng cao kiến thức đã được HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 2 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS đào tạo trong nhà trường đồng thời cung cấp cơ sở lý luận làm phong phú hơn cho nội dung bản đồ chuyên đề. 3: Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài 3.1 Nội dung nghiên cứu - Một số vấn đề lý luận về vấn đề nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề - Một số ứng dụng của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu vấn đề nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề. . Thu thập thông tin, tài liệu, các phương pháp nhằm phục vụ cho việc thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đưa ra. . Xác định cơ sở lý luận của việc nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề. . Nghiên cứu đặc điểm của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề, đánh giá hiệu quả và từ đó đưa vào một số ứng dụng. 4: Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu: là phương pháp trên cơ sở mục đích, yêu cầu của đề tài đề ra để sưu tầm những tài liệu có liên quan. Từ đó chọn lọc, sắp xếp, thống kê tài liệu theo yêu cầu của đề tài. - Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá: là phương pháp trên cơ sở tài liệu đã thu thập được, tiến hành phân tích, tổng hợp từ đó rút ra các nhận định cần thiết - Phương pháp bản đồ: là phương pháp sử dụng các tranh ảnh, bảng số liệu…để làm rõ thêm đối tượng mà đề tài yêu cầu. 5. Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn. Trong những năm qua, tình trạng sử dụng đất không theo quy hoạch xảy ra phổ biến tại khá nhiều nơi ở nước ta, điều này đã gây nhiều khó khăn trong công tác quản lý đất đai từ trung ương đến cơ sở. Đặc biệt đối với các vùng núi hay vùng sâu, vùng xa… làm tác động xấu tới sự bền vững của các nguồn tài nguyên đất đai cũng như giảm thiểu độ che phủ của rừng, nguồn nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt và canh tác giảm mạnh…. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng ảnh vệ tinh đa phổ có độ phân giải cao trong việc tìm hiểu biến động của lớp phủ thực vật sẽ giúp chúng ta tiến hành đánh giá được quá trình tác động của con người tới thảm thực vật trong nhiều năm, để từ đó kết hợp với các nghiên cứu đa ngành khác phục vụ quá trình sử dụng đất tốt hơn. Những kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cho công tác điều tra tài nguyên của các vùng đất, cũng như rút ra được các kết luận khoa học về khả năng HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 3 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS ứng dụng viễn thám và GIS trong các hoạt động đánh giá sự biến động lớp phủ qua nhiều giai đoạn để phục vụ tốt hơn nữa trong công tác quản lý đất đai. B. PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.1.1 BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Bản đồ học là mô hình ký hiệu hình tượng không gian của các sự vật hiện tượng được thu nhỏ tổng quát hóa dựa trên cơ sở toán học nhất định nhằmthể hiện sự phân bố, vị trí mối tương quan giữa các sự vật hiện tượng và cácquá trình phát triển của sự vật hiện tượng đó. Trong bản đồ học cần có cơ sở toán học, hệ thống kí hiệu và tổng quát hóa. Dựa theo nội dung thì bản đồ gồm hai loại là bản đồ địa lý chung và bản đồ chuyên đề. Trong đề tài này tôi chỉ xin đề cập đến vấn đề bản đồ chuyên đề. Bản đồ chuyên đề là bản đồ chỉ thể hiện một hoặc một số đối tượng hay một phần của các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế xã hội được hay không được biểu hiện trên bản đồ địa lý chung. Đối tượng của bản đồ chuyên đề rất đa dạng tùy thuộc vào nội dung mà chúng ta nghiên cứu. 1.1.2 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM Viễn thám( Remote sensing = RS) được định nghĩa bằng nhiều định nghĩa khác nhau.Theo CCRS- Canada Centre For Remove Sensing: viễn thám là một khoa học thunhận thông tin của bề mặt trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ấy.Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận năng lượng phản xạ,bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên. Theo tác giả Lê Huỳnh thì viễn thám là khoa học và công nghệ mà nhờ đó nghiên cứu các đối tượng thiên nhiên, nhận diện đo đạc và phân tích các đặc trưng của chúng từ xa. Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể hay một hiện tượng. Ngoài ra viễn thám còn có thể được coi là dạng công nghệ thu bắt, ghi nhận, xác định, phân tích và tìm hiểu về đối tượng không gian cũng như điều kiện môi trường nhờ vào tính đồng nhất hay quy luật quang học về phản xạ và bức xạ của chúng. 1.1.3 GIS Còn được gọi là hệ thống thông tin địa lý là một nhánh của công nghệ thông tin, đã được hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất nhanh trong những năm gần đây. Theo Pavlidis,1982 hệ thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 4 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Theo viện nghiên cứu môi trường của Mỹ ESRI đưa ra định nghĩa đầu tiên vào năm 1994. Hệ thông tin địa lý là tổ hợp của 4 hợp phần có quan hệ thống nhất chặt chẽ với nhau gồm phần cứng( máy tính và thiết bị liên quan), phần mềm, tổ chức con người và cơ sở dữ liệu không gian được hoạt động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý thao tác tìm kiếm – hỏi đáp, phân tích hiển thị và mô hình hóa các dữ liệu không gian và các quá trình không gian có định vị tọa độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dùng để thể hiện bề mặt cầu của trái đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm thõa mãn các yêu cầu thực tế. 1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ  Bản đồ chuyên đề biểu hiện phân chia nội dung thành chính và phụ. Khi bản đồ địa lý chung thể hiện đồng đều các yếu tố nội dung thì ngược lại bản đồ chuyên đề có sự phân chia rõ rệt nội dung chính cần làm sáng tỏ và yếu tố phụ thuộc phục vụ cho việc làm rõ nội dung chính.  Bản đồ chuyên đề đi sâu phản ánh những nội dung bên trong của đối tượng  Bản đồ chuyên đề sử dụng kí hiệu phi tỷ lệ là chính. 1.3 MỘT SỐ YÊU CẦU CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ 1.3.1. CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Cơ sở toán học của bản đồ chuyên đề đó là dãy tỷ lệ, lưới chiếu và bố cục bản đồ. Dãy tỷ lệ của bản đồ chuyên đề: phải đảm bảo khả năng đối chiếu, sosánh và chỉnh hợp các bản đồ có liên quan với nhau, đảm bảo sự thống nhất cơ sở địa lý lãnh thổ, thống nhất kích thước, thỏa mãn đòi hỏi của các cơ quan có liên quan. Lưới chiếu bản đồ chuyên đề: cần lựa chọn phù hợp với nội dung, công dụng của bản đồ và các đặc điểm địa lý của lãnh thổ. Những bản đồ chuyên đề được xây dựng trên cơ sở các bản đồ địa hình phân mảnh thì cần thành lập theo lưới chiếu của các bản đồ địa hình đó. Bố cục của bản đồ chuyên đề: được xác đinh bởi ranh giới của lãnh thổ cần được lập bản đồ, sắp xếp vị trí của nó so với khung bản đồ, kích thước bản đồ, bản chú giải và các yêu cầu khác. Khi xây dựng bản đồ chuyên đề trên cơ sở các bản đồ địa lý tổng quát cần gắn liền bố cục của chúng với sự phân chia lãnh thổ hành chính, với đường phân vùng địa lý tự nhiên hoặc đường phân vùng kinh tế xã hội. 1.3.2 TỔNG QUÁT HÓA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Tổng quát hóa bản đồ là sự lựa chọn, phân loại đơn giản hóa và ký hiệu hóa. Mục đích : chức năng của bản đồ tác động trực tiếp đến nội dung và hình thức phản ánh nội dung bản đồ. Ví dụ như sự khác nhau về cả nội dung và phương pháp thể hiện của bản đồ địa lý chung tra cứu và bản đồ địa lý chung giáo khoa treo tường có tỷ lệ 1:1500000 cho lãnh thổ Việt Nam chẳng hạn, kích thước lớn của các ký hiệu trên bản đồ treo tường có ảnh hưởng lớn đến việc tổng quát hóa chính là do bản đồ treo tường được dùng ở lớp học có yêu cầu về khoảng cách nhìn lớn hơn nhiều so với bản đồ tra cứu cho việc đọc và làm ở nhà. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 5 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Chủ đề: của bản đồ trực tiếp xác định các yếu tố chính và cơ bản của nội dung bản đồ. Ví dụ lấy 2 bản đồ Việt Nam tỷ lệ 1:1500000, đề tài của bản đồ là địa lý tổng quát và bản đồ đo cao. Các điểm dân cư và mạng lưới giao thông trên bản đồ địa lý chung là nội dung cơ bản. Còn ở bản đồ đo cao chỉ gồm một số điểm dân cư và hệ thống đường giao thông mang tính chất định hướng do đó phải bỏ đi nhiều chỉ để lại những cái chính. Trong quá trình tổng quát hóa ở đây nội dung cơ bản là địa hình với các dạng khác nhau, các tầng màu và các điểm độ cao chủ đạo. Tỷ lệ bản đồ: xác định các giới hạn không gian của bản đồ, mặt khác cũng do khía cạnh kĩ thuật khi thu nhỏ kích thước nên không thể biểu hiện hết mọi chi tiết. Điều này thể hiện ở mọi bản đồ. Những chi tiết rất quan trọng đối với vùng lãnh thổ của một tỉnh hay một khu vực nhưng có thể là thứ yếu đối với một số bản đồ khác có khi không còn giá trị đối với những bản đồ cỡ toàn quốc hoặc thế giới. Đặc điểm lãnh thổ: ảnh hưởng đến tổng quát hóa bản đồ ở chỗ cùng một loại đối tượng hoặc cùng những tính chất của đối tượng nhưng lại có sự thể hiện khác nhau do chúng nằm ở những vùng cảnh quan khác nhau hoặc do các mối quan hệ đặc biệt của các đối tượng đó với các đối tượng khác. Ví dụ trên các bản đồ địa hình thì các ao, hồ ở vùng Đông Bắc nước ta là quá dày đặc và bình thường nên khi thể hiện lên bản đồ phải lựa chọn những ao, hồ có diện tích lớn, đóng vai trò quan trọng. Còn ở những vùng núi cao và Tây Nguyên thì những ao, hồ này lại có ý nghĩa rất lớn nên cần phải thể hiện. Tổng quát hóa bản đồ có ý nghĩa lớn hơn nhờ bỏ bớt các chi tiết của yếu tố, nêu rõ các đặc tính cơ bản của hiện tượng, tạo khả năng nhận thức các yếu tố nội dung và đặc điểm lãnh thổ được nhanh và chuẩn xác, đảm bảo tính trung thực, chính xác với thực tế. 1.4 Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Các bản đồ chuyên đề của từng miền, vùng, cả nước, từng khu vực, từng phần châu lục, nhóm nước hay thậm chí cả quy mô toàn cầu đều thực sự rất quan trọng, rất có ý nghĩa không chỉ đối với sự phát triển của bản đồ chuyên đề hay địa lý học mà còn đóng góp rất lớn và có hiệu quả cho việc quy hoạch, xây dựng, phát triển, khai thác và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, nguồn lao động cũng như tài nguyên kinh tế xã hội của từng quốc gia và toàn thế giới. Các bản đồ chuyên đề với tỷ lệ khác nhau cho chúng ta biết từ chi tiết đến tổng thể, từ vị trí địa lý của hiện tượng tại một khu vực nhỏ rồi từ đó hiểu thêm về đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội… của hiện tượng trên những vùng lớn hơn, thấy rõ cấu trúc phân bố của hiện tượng cùng mối liên hệ hữu cơ hay ảnh hưởng lẫn nhau của các hiện tượng. Không những thế khi so sánh cùng một hiện tượng trên các bản đồ xuất bản ở nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau, chúng ta cũng hiểu rõ được tiến trình phát triển, động thái của hiện tượng…những điều đó cho thấy vai trò, ý nghĩa to lớn của bản đồ chuyên đề. 1.5 VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 6 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Công nghệ viễn thám và GIS là một công cụ hữu hiệu giúp cho các nhà khoa học, đặc biệt là các nhà địa lý, nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng và đồng bộ trên diện rộng. Dữ liệu viễn thám khi xử lý trong tổ hợp với hệ thống thông tin địa lý sẽ là nguồn tư liệu khách quan mang tính kế thừa và đổi mới liên tục trong bản đồ số, thực sự trở thành những tư liệu đáng tin cậy cho các nhà chuyên môn tham khảo trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhất là trong lĩnh vực thành lập bản đồ chuyên đề. Sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS sẽ đi sâu vào khai thác các yếu tố có trên thực tế, sau đó tổng hợp, phân tích dữ liệu đã thu thập, chụp lại được rồi đưa ra kết quả chính xác về từng lĩnh vực trên tờ bản đồ chuyên đề. Nó sẽ rút ngắn được thời gian mà tác giả phải tiến hành các thao tác ngoài thực địa như đo đạc, quan sát…chưa kể đó là những vùng núi cao hiểm trở khó quan sát và đo đạc được. Nhưng ở công nghệ viễn thám và GIS thì đem lại kết quả chính xác cao dù ở moị địa hình, không gian rộng lớn và được thực hiện trong thời gian nhanh hơn. Nếu không có công nghệ viễn thám và GIS thì việc nghiên cứu, điều tra gặp nhiều khó khăn, phải mất một thời gian rất lâu mới có thể tạo ra được một tờ bản đồ chuyên đề mà tính chính xác lại không cao, không biểu thị hết mọi nội dung cần có trên một tờ bản đồ…Vì vậy công nghệ viễn thám và GIS có vai trò rất quan trọng không chỉ với lĩnh vực bản đồ chuyên đề mà còn nhiều lĩnh vực khác nữa. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ 2.1 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM 2.1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM Trong khoảng 3 thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ xuất hiện đã cho ra đời các ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất. Năm 1839, Louis Daguere là người khởi đầu cho ngành chụp ảnh. Ảnh chụp về bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu được sử dụng từ năm 1958. Trong chiến tranh thế giới thứ hai(1939-1945) không ảnh đã được sử dụng chủ yếu cho mục đích quân sự. Ảnh Rada và ảnh hồng ngoại ra đời. Ảnh màu đã được sử dụng. Sau chiến tranh thế giới thứ hai việc chạy đua vũ trang giữa Liên Xô và Hoa Kỳ đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng công nghệ viễn thám đã ra đời. Như cơ quan vũ trụ của Châu Âu ESA, chương trình của Mỹ NASA. Ngoài ra có thể kể đến các chương trình nghiên cứu trái đất bằng viễn thám tại các nước như Canada, Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc… Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự tiến bộ của kĩ thuật vũ trụ, hàng không, kĩ thuật thu nhận năng lượng sóng điện từ và công nghệ thông tin 2.1.2 HỆ THỐNG VIỄN THÁM Theo trình tự hoạt động viễn thám gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 7 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Nguồn năng lượng( A) để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng Thông tin viễn thám thu nhập được là dựa vào năng lượng từ đối tượng đến thiết bị nhận. Dựa vào yếu tố này viễn thám được chia thành viễn thám chủ động và viễn thám bị động. Mô hình hệ thống viễn thám Khí quyển( B) năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng và từ đối tượng đến bộ cảm( thiết bị ghi) sẽ tương tác qua lại với vùng khí quyển nơi năng lượng đi qua. Sự tương tác với đối tượng(C) khi được truyền qua không khí đến đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối tượng. Tùy thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ thì sự tương tác này có thể truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển. Thiết bị thu nhận năng lượng (D) sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản xạ từ đối tượng, cần có một bộ cảm từ xa để thu nhận sóng điện từ, năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng. Sự truyền tải thu nhận và xử lý( E) năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận, xử lý nơi dữ liệu sẽ được ghi sang dạng ảnh. Ảnh này chính là dữ liệu thô. Giải đoán và phân tích ảnh( F) ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được. Để lấy được thông tin về đối tượng, phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào. Công đoạn có thể “nhận biết” này gọi là giải đoán ảnh. Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết hợp nhiều phương pháp giải đoán thủ công bằng mắt, giải đoán kĩ thuật số hay các công cụ điện tử khác để lấy được thông tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh. Người sử dụng(G) đây là thành phần cuối cùng của quá trình viễn thám được thực hiện khi thông tin đã được chiết từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng, để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có, nhằm giải quyết các vấn đề cụ thể. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 8 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS 2.1.3 MỘT SỐ DẠNG VỆ TINH VIỄN THÁM VÀ ẢNH VIỄN THÁM THƯỜNG GẶP Tùy theo mục đích sử dụng mà các vệ tinh được đưa vào vũ trụ ở nhiều độ cao khác nhau. Dựa vào vị trí tương đối của quỹ đạo vệ tinh so với mặt đất người ta phân ra hai dạng vệ tinh thường gặp. • Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với mặt trời( Sunsynchronous) vệ tinh này thường cho ảnh tại một địa điểm mặt đất vào cùng một thời điểm. Đa số các vệ tinh quan sát tài nguyên có quỹ đạo thuộc dạng này( LANDSAT,SPOT,MOS) • Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với vòng quay của trái đất( Geosynchronous) khi quỹ đạo vệ tinh song song với xích đạo được gọi là vệ tinh đĩa tinh. Đa số các vệ tinh khí tượng có quỹ đạo thuộc dạng này(GOES,GMS…)Một số dạng ảnh vệ tinh thường gặp: Một trong những ảnh vệ tinh đầu tiên dùng cho điều tra tài nguyên và lập bản đồ chuyên đề là ảnh đa phổ LANDSAT-MSS( Hoa Kỳ) sau đó là LANDSAT- TM(Hoa Kỳ), ảnh SPOT( Pháp),ảnh MOS Nhật Bản.Phổ biến gần đây nhất là RADASAT( Canada) và ERS-SAR(ESA- Châu âu). Hiện nay ảnh rada được dùng khá phổ biến do tính năng không bị ảnh hưởng độ mù khí quyển cũng như mây, mưa của thời tiết trong mùa mưa. Có hai ảnh rada thường dùng là RADASAT và ESR-SAR. 2.1.4. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 2.1.4.1 ẢNH MÁY BAY VÀ CHỤP MÁY BAY Chụp ảnh máy bay là một dạng đầu tiên của ảnh chụp viễn thám và nó vẫn tồn tại như một phương tiện chụp ảnh hữu hiệu nhất hiện nay. Dần dần chụp ảnh máy bay đã được sử dụng thêm các phương tiện chụp ảnh hồng ngoại nhiệt, rada và các loại chụp ảnh khác bên cạnh sự tiến bộ của chụp ảnh vệ tinh. Tùy theo tỷ lệ mà các loại ảnh này được chia thành từng cấp khác nhau. Mỗi cấp có độ chính xác riêng và phù hợp với từng mục đích giải đoán. Ảnh hàng không tỷ lệ rất nhỏ: ảnh này có tỷ lệ nhỏ hơn 1:100000 có tác dụng ở những vùng có độ chia cắt lớn, thường chụp ảnh tỷ lệ rất nhỏ cho địa hình vùng núi cao. Ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ: bao gồm các ảnh hàng không có tỷ lệ từ 1:100000 đến 1:35000, ảnh cho phép phân biệt các dạng và kiểu địa hình, các kiến trúc địa chất, phân chia được các tầng đá khác nhau, phân chia nhiều cảnh quan. Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình: có tỷ lệ từ 1:35000 đến 1:12000 phù hợp cho việc giải đoán địa chất. Dùng ảnh cấp này có thể giải đoán địa chất công trình tỷ lệ vừa và lớn, khó phân biệt được các dạng thực vật riêng biệt nhưng cho phép giải đoán khá tốt lớp phủ thực vật để định dạng các loại kiểu thảm thực vật, phân biệt các dạng địa hình vừa và nhỏ, cũng như các yếu tố thủy văn. Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình cũng cho phép để vẽ thành lập bản đồ địa hình cùng tỷ lệ. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 9 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Ảnh hàng không tỷ lệ lớn có tỷ lệ 1:12000 đến 1:1000. Ảnh cấp này cho phép giải đoán chính xác toàn bộ phần cơ bản của địa hình kể cả vi địa hình, thành phần của các quần hợp thực vật thân gỗ và trảng cây bụi. Dùng ảnh hàng không tỷ lệ lớn cũng cho phép để vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Ảnh hàng không tỷ lệ rất lớn: là loại ảnh có tỷ lệ lớn hơn :1000, diện chụp rất nhỏ, có thể cho phép đo đạc và nghiên cứu vấn đề về đô thị. 2.1.4.2 HỆ QUY CHIẾU CỦA BẢN ĐỒ-MÔ HÌNH TOÁN HỌC NHẰM HIỆU CHỈNH HÌNH HỌC ĐỐI TƯỢNG ẢNH VÀ BẢN ĐỒ Các yếu tố không gian sau khi được thể hiện lại trên ảnh và trên bản đồ thường phải nắn chỉnh và đưa hệ quy chiếu từ bề mặt trái đất lên mặt phẳng tọa độ. Do các bản đồ chuyên đề khi được thành lập thường phụ thuộc vào nhiều mục tiêu khác nhau, thể hiện các phương hướng sử dụng sau này nên được biểu thị trong nhiều hệ quy chiếu khác nhau tùy theo mục đích sử dụng Các ảnh vệ tinh khi nắn chỉnh hình học thường được đưa về một vài hệ quy chiếu cơ bản. Tất cả những đường hoặc điểm tiếp xúc với bề mặt trái đất được gọi là những điểm chuẩn và đường chuẩn, ở đó sự biến dạng được coi là không có. Các hệ quy chiếu thường dùng trong bản đồ là: . Nhóm các hệ quy chiếu hình nón . Nhóm các hệ quy chiếu hình trụ . Nhóm các hệ quy chiếu phương vị . Nhóm các hệ quy chiếu phát triển từ các biểu thức toán học. 2.1.4.3 PHƯƠNG PHÁP CHUNG TRONG GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ. Qúa trình giải đoán ảnh và đưa thông tin về nhiều dạng khác nhau thường được tiến hành trong sự phối hợp hài hòa giữa các phương pháp giải đoán bằng mắt và xử lý số. Sau khi tiến hành giải đoán bằng mắt và xử lý số thì người ta tiến hành các thao tác phân tích ảnh, chuẩn bị kĩ thuật và xác định các yếu tố dùng để giải đoán ảnh. Các yếu tố dùng để giải đoán ảnh là những yếu tố tạo nên những đặc trưng của ảnh bao gồm các yếu tố không gian như hình dạng, cấu trúc, vị trí…giải đoán ảnh vệ tinh đặc biệt là phương pháp giải đoán bằng mắt cần đến yếu tố thực nghiệm trong công tác điều tra, cần phải dựa vào các giả thiết, các quy luật tự nhiên.Còn phương pháp xử lý ảnh số thì cần phải dựa vào các mẫu giải đoán để phân tích, đánh giá hướng đi tới kết quả Quá trình xử lý ảnh số, vệ tinh được đặc trưng bởi những bước sau: Truy cập dữ liệu và hiện ảnh: là bước chuyển từ dữ liệu gốc thu được trên vệ tinh sang dữ liệu dạng số lưu trữ trong phòng thí nghiệm Tăng cường chất lượng ảnh: là bước cần thiết nhằm hoàn thiện ảnh dùng cho giải đoán bằng mắt và xử lý số. Kỹ thuật tăng cường chất lượng giúp cho việc thể hiện các yếu tố trên ảnh rõ ràng hơn. HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 10 [...]... dụng công nghệ viễn thám và gis trong thành lập bản đồ đáp ứng được nhu cầu của kinh tế xã hội Vì vậy hiện nay trên thế giới nhiều quốc gia chú trọng đầu tư phát triển trong lĩnh vực này HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 18 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Ở VIỆT NAM 3.1 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG. .. thám và gis trong việc thành lập bản đồ chuyên đề Một lần nữa có thể khẳng định rằng: “ công nghệ viễn thám và gis đóng vai trò quan trọng trong công tác thành lập bản đồ chuyên đề” HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 22 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS Tài liệu tham khảo 1.TS Lâm Quang Dốc, Bản Đồ Chuyên Đề, Nhà xuất bản Giáo dục 2.PGS.TS Lê Huỳnh- Lê Ngọc Nam, Bản Đồ Học Chuyên Đề, Nhà xuất bản. .. động hóa.Ngày nay, việc sử dụng công nghệ viễn thám và gis trong thành lập bản đồ chuyên đề đã làm thay đổi diện mạo mới cho lĩnh vực bản đồ. Hiệu quả mà công nghệ thông tin đem lại gấp hàng trăm lần so với công tác thành lập bản đồ trước đây về chất lượng lẫn số lượng Trước đây, khoa học công nghệ chưa phát triển trong công tác thành lập bản đồ nên những người làm trong công tác đo đạc, biên vẽ, chỉnh... nghiên cứu khoa học trong công tác thành lập bản đồ chuyên đề nói riêng và trong nhiều lĩnh vực khác nói chung Nhận thấy được tầm quan trọng của công nghệ viễn thám và gis Đảng và nhà nước ta đã chú trọng đầu tư, quan tâm phát triển trong lĩnh vực này và hiện nay đã đạt được những thành công ban đầu.Tiếp tục phát triển, nghiên cứu và ứng dụng là phương châm mà Đảng và nhà nước ta đặt ra Tuy nhiên trong. .. phát triển nhanh và mạnh mẽ, trình độ khoa học kĩ thuật cao, có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau Một trong những thành tựu nổi bật của khoa học công nghệ là sự ra đời của công nghệ viễn thám và gis, đây được xem là một trong những thành tựu vĩ đại và đi đầu trong lĩnh vực công nghệ thông tin trong giai đoạn hiện nay Sự xuất hiện của công nghệ viễn thám và gis đã giúp ích rất... bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhằm phục vụ các mục đích khác nhau HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 20 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS 3.2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG VIỆC THÀNH LẬP VÀ PHÂN TÍCH BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ CHO QUY HOẠCH VÙNG Trong quá trình ứng dụng viễn thám và gis cho việc quy hoạch vùng những dữ liệu sau cần phải đạt được khi phân tích ảnh:  Tạo dựng các vùng nghiên. .. nghệ viễn thám và gis Công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành quản lý, sử dụng tài nguyên nói chung và thành lập bản đồ HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 21 Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS chuyên đề nói riêng Việc tập hợp các số liệu từ các nguồn khác nhau, lưu trữ tiến hành xử lý đồng nhất trong một hệ thống là rất cần thiết Công nghệ. .. viễn thám và gis có thể sử dụng ảnh máy bay cho thành lập bản đồ tỷ lệ lớn và ảnh vệ tinh cho thành lập bản đồ tỷ lệ nhỏ Về phương diện nghiên cứu môi trường, hiện trạng sử dụng đất và lớp phủ mặt đất thường thể hiện chung lên một bản đồ tổng thể trong giải đoán ảnh và xây dựng bản đồ Tùy theo yêu cầu sử dụng và độ phân giải cho phép, có thể chia thành nhiều cấp độ cho các mức tỷ lệ bản đồ Do việc... trong một bảng gọi là bảng dữ liệu thuộc tính Hàng dọc biểu biểu hiện kiểu thuộc tính, hàng ngang biểu hiện các record( bản ghi) 2.2.5 MỘT SỐ PHẦN MỀM CỦA GIS ỨNG DỤNG TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Sự phát triển của công nghệ thông tin đã góp phần tạo nên nhiều phần mềm có ích trong việc thành lập bản đồ Trong hệ thông tin địa lý có nhiều phần mềm được sử dụng rộng rãi trong việc thành lập bản đồ. .. liệu viễn thám và gis, mỗi chương trình đều có điểm mạnh và điểm yếu nên chúng ta cần lựa chọn những chương trình phù hợp với mục đích, khả năng của trang thiết bị, công việc Để từ đó có thể đem lại hiệu quả cao nhất Qua việc nghiên cứu những đặc điểm của công nghệ viễn thám và gis trong việc thành lập bản đồ chuyên đề thì đã phần nào giúp chúng ta hiểu được tầm quan trọng và hiệu quả của công nghệ viễn