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 GIS A PHẦN MỞ ĐẦU 1: Lý chọn đề tài Từ cách mạng khoa học kĩ thuật xuất hiện, giới có nhiều thay đổi toàn diện mặt Trong đó, lĩnh vực phát triển mạnh mẽ thay đổi nhanh chóng lĩnh vực công nghệ thông tin Nhờ phát triển khoa học kĩ thuật nhiều phát minh đời ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn, tiêu biểu công nghệ viễn thám GIS Công nghệ viễn thám GIS thành tựu khoa học đạt đến trình độ cao trở thành kỹ thuật phổ biến áp dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế-xã hội nhiều nước giới, với nước phát triển có trình độ khoa học kỹ thuật tiên tiến mà nước phát triển với kinh tế công nghệ lạc hậu, chậm phát triển Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám GIS lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên môi trường mà sử dụng rộng rãi việc thành lập đồ chuyên đề Tiềm ứng dụng công nghệ viễn thám GIS giúp nhà khoa học, nhà hoạch định sách có lựa chọn việc sử dụng quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường Vì viễn thám GIS sử dụng “công nghệ đầu” có ưu Xã hội ngày phát triển vai trò đồ chuyên đề ngày quan trọng Sự thể nội dung, đối tượng,mức độ xác… cao thuận lợi cho việc nghiên cứu Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề ứng dụng rộng rãi thời gian gần đem lại hiệu cao giúp nhà khoa học đặc biệt nhà địa lý nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng đồng diện rộng, phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám GIS giúp cho nhà địa lý dễ dàng tiếp cận với phát triển tin học Chính vậy, phương pháp luận nghiên cứu viễn thám GIS việc cần thiết cho thành lập đồ chuyên đề Vì vây em định chọn đề tài “nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS thành lập chuyên đề” 2: Mục đích nghiên cứu đề tài Ngoài mục đích làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học nghiên cứu đề tài nhằm mục đích sau: Hệ thống hóa kiến thức công nghệ viễn thám GIS Nghiên cứu đặc điểm, trình thực công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề Đánh giá tính hiệu công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề Nâng cao kiến thức đào tạo nhà trường đồng thời cung cấp sở lý luận làm phong phú cho nội dung đồ chuyên đề 3: Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS 3.1 Nội dung nghiên cứu - Một số vấn đề lý luận vấn đề nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề - Một số ứng dụng công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề Thu thập thông tin, tài liệu, phương pháp nhằm phục vụ cho việc thực nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đưa Xác định sở lý luận việc nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề Nghiên cứu đặc điểm công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ chuyên đề, đánh giá hiệu từ đưa vào số ứng dụng 4: Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu: phương pháp sở mục đích, yêu cầu đề tài đề để sưu tầm tài liệu có liên quan Từ chọn lọc, xếp, thống kê tài liệu theo yêu cầu đề tài - Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá: phương pháp sở tài liệu thu thập được, tiến hành phân tích, tổng hợp từ rút nhận định cần thiết - Phương pháp đồ: phương pháp sử dụng tranh ảnh, bảng số liệu…để làm rõ thêm đối tượng mà đề tài yêu cầu Ý nghĩa Khoa học thực tiễn Trong năm qua, tình trạng sử dụng đất không theo quy hoạch xảy phổ biến nhiều nơi nước ta, điều gây nhiều khó khăn công tác quản lý đất đai từ trung ương đến sở Đặc biệt vùng núi hay vùng sâu, vùng xa… làm tác động xấu tới bền vững nguồn tài nguyên đất đai giảm thiểu độ che phủ rừng, nguồn nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt canh tác giảm mạnh… Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, việc sử dụng ảnh vệ tinh đa phổ có độ phân giải cao việc tìm hiểu biến động lớp phủ thực vật giúp tiến hành đánh giá trình tác động người tới thảm thực vật nhiều năm, để từ kết hợp với nghiên cứu đa ngành khác phục vụ trình sử dụng đất tốt Những kết nghiên cứu đề tài góp phần cho công tác điều tra tài nguyên vùng đất, rút kết luận khoa học khả ứng dụng viễn thám GIS hoạt động đánh giá biến động lớp phủ qua nhiều giai đoạn để phục vụ tốt công tác quản lý đất đai HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS 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 mô hình ký hiệu hình tượng không gian vật tượng thu nhỏ tổng quát hóa dựa sở toán học định nhằmthể phân bố, vị trí mối tương quan vật tượng cácquá trình phát triển vật tượng Trong đồ học cần có sở toán học, hệ thống kí hiệu tổng quát hóa Dựa theo nội dung đồ gồm hai loại đồ địa lý chung đồ chuyên đề Trong đề tài xin đề cập đến vấn đề đồ chuyên đề Bản đồ chuyên đề đồ thể đối tượng hay phần đối tượng, tượng tự nhiên, kinh tế xã hội hay không biểu đồ địa lý chung Đối tượng đồ chuyên đề đa dạng tùy thuộc vào nội dung mà nghiên cứu 1.1.2 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM Viễn thám( Remote sensing = RS) định nghĩa nhiều định nghĩa khác nhau.Theo CCRS- Canada Centre For Remove Sensing: viễn thám khoa học thunhận thông tin bề mặt trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ấy.Điều thực nhờ vào việc quan sát thu nhận lượng phản xạ,bức xạ từ đối tượng sau phân tích, xử lý, ứng dụng thông tin nói Theo tác giả Lê Huỳnh viễn thám khoa học công nghệ mà nhờ nghiên cứu đối tượng thiên nhiên, nhận diện đo đạc phân tích đặc trưng chúng từ xa Đối tượng định nghĩa hiểu đối tượng cụ thể hay tượng Ngoài viễn thám coi dạng công nghệ thu bắt, ghi nhận, xác định, phân tích tìm hiểu đối tượng không gian điều kiện môi trường nhờ vào tính đồng hay quy luật quang học phản xạ xạ chúng 1.1.3 GIS Còn gọi hệ thống thông tin địa lý nhánh công nghệ thông tin, hình thành từ năm 60 kỷ trước phát triển nhanh năm gần Theo Pavlidis,1982 hệ thông tin địa lý hệ thống có chức xử lý thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp định lĩnh vực chuyên môn định Theo viện nghiên cứu môi trường Mỹ ESRI đưa định nghĩa vào năm 1994 Hệ thông tin địa lý tổ hợp hợp phần có quan hệ thống chặt chẽ với gồm phần cứng( máy tính thiết bị liên quan), phần mềm, tổ HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS chức người sở liệu không gian hoạt động đồng nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý thao tác tìm kiếm – hỏi đáp, phân tích hiển thị mô hình hóa liệu không gian trình không gian có định vị tọa độ tham chiếu với hệ tọa độ dùng để thể bề mặt cầu trái đất liệu thuộc tính nhằm thõa mãn yêu cầu thực tế 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ  Bản đồ chuyên đề biểu phân chia nội dung thành phụ Khi đồ địa lý chung thể đồng yếu tố nội dung ngược lại đồ chuyên đề có phân chia rõ rệt nội dung cần làm sáng tỏ yếu tố phụ thuộc phục vụ cho việc làm rõ nội dung  Bản đồ chuyên đề sâu phản ánh nội dung bên đối tượng  Bản đồ chuyên đề sử dụng kí hiệu phi tỷ lệ 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 đồ chuyên đề dãy tỷ lệ, lưới chiếu bố cục đồ Dãy tỷ lệ đồ chuyên đề: phải đảm bảo khả đối chiếu, sosánh chỉnh hợp đồ có liên quan với nhau, đảm bảo thống sở địa lý lãnh thổ, thống kích thước, thỏa mãn đòi hỏi quan có liên quan Lưới chiếu đồ chuyên đề: cần lựa chọn phù hợp với nội dung, công dụng đồ đặc điểm địa lý lãnh thổ Những đồ chuyên đề xây dựng sở đồ địa hình phân mảnh cần thành lập theo lưới chiếu đồ địa hình Bố cục đồ chuyên đề: xác đinh ranh giới lãnh thổ cần lập đồ, xếp vị trí so với khung đồ, kích thước đồ, giải yêu cầu khác Khi xây dựng đồ chuyên đề sở đồ địa lý tổng quát cần gắn liền bố cục chúng với phân chia lãnh thổ hành chính, với đường phân vùng địa lý tự nhiên đường phân vùng kinh tế xã hội 1.3.2 TỔNG QUÁT HÓA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Tổng quát hóa đồ lựa chọn, phân loại đơn giản hóa ký hiệu hóa Mục đích : chức đồ tác động trực tiếp đến nội dung hình thức phản ánh nội dung đồ Ví dụ khác nội dung phương pháp thể đồ địa lý chung tra cứu đồ địa lý chung giáo khoa treo tường có tỷ lệ 1:1500000 cho lãnh thổ Việt Nam chẳng hạn, kích thước lớn ký hiệu đồ treo tường có ảnh hưởng lớn đến việc tổng quát hóa đồ treo tường dùng lớp học có yêu cầu khoảng cách nhìn lớn nhiều so với đồ tra cứu cho việc đọc làm nhà Chủ đề: đồ trực tiếp xác định yếu tố nội dung đồ Ví dụ lấy đồ Việt Nam tỷ lệ 1:1500000, đề tài đồ địa lý tổng quát đồ đo cao Các điểm dân cư mạng lưới giao thông đồ địa lý chung nội dung Còn đồ đo cao gồm số điểm dân cư hệ HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS thống đường giao thông mang tính chất định hướng phải bỏ nhiều để lại Trong trình tổng quát hóa nội dung địa hình với dạng khác nhau, tầng màu điểm độ cao chủ đạo Tỷ lệ đồ: xác định giới hạn không gian đồ, mặt khác khía cạnh kĩ thuật thu nhỏ kích thước nên biểu hết chi tiết Điều thể đồ Những chi tiết quan trọng vùng lãnh thổ tỉnh hay khu vực thứ yếu số đồ khác có không giá trị đồ cỡ toàn quốc giới Đặc điểm lãnh thổ: ảnh hưởng đến tổng quát hóa đồ chỗ loại đối tượng tính chất đối tượng lại có thể khác chúng nằm vùng cảnh quan khác mối quan hệ đặc biệt đối tượng với đối tượng khác Ví dụ đồ địa hình ao, hồ vùng Đông Bắc nước ta dày đặc bình thường nên thể lên đồ phải lựa chọn ao, hồ có diện tích lớn, đóng vai trò quan trọng Còn vùng núi cao Tây Nguyên ao, hồ lại có ý nghĩa lớn nên cần phải thể Tổng quát hóa đồ có ý nghĩa lớn nhờ bỏ bớt chi tiết yếu tố, nêu rõ đặc tính tượng, tạo khả nhận thức yếu tố nội dung đặc điểm lãnh thổ nhanh chuẩn xác, đảm bảo tính trung thực, xác với thực tế 1.4 Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Các đồ chuyên đề miền, vùng, nước, khu vực, phần châu lục, nhóm nước hay chí quy mô toàn cầu thực quan trọng, có ý nghĩa không phát triển đồ chuyên đề hay địa lý học mà đóng góp lớn có hiệu cho việc quy hoạch, xây dựng, phát triển, khai thác bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, nguồn lao động tài nguyên kinh tế xã hội quốc gia toàn giới Các đồ chuyên đề với tỷ lệ khác cho biết từ chi tiết đến tổng thể, từ vị trí địa lý tượng khu vực nhỏ từ hiểu thêm đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội… tượng vùng lớn hơn, thấy rõ cấu trúc phân bố tượng mối liên hệ hữu hay ảnh hưởng lẫn tượng Không so sánh tượng đồ xuất nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau, hiểu rõ tiến trình phát triển, động thái tượng…những điều cho thấy vai trò, ý nghĩa to lớn đồ chuyên đề 1.5 VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Công nghệ viễn thám GIS công cụ hữu hiệu giúp cho nhà khoa học, đặc biệt nhà địa lý, nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng đồng diện rộng Dữ liệu viễn thám xử lý tổ hợp với hệ thống thông tin địa lý nguồn tư liệu khách quan mang tính kế thừa HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS đổi liên tục đồ số, thực trở thành tư liệu đáng tin cậy cho nhà chuyên môn tham khảo nhiều lĩnh vực khác Nhất lĩnh vực thành lập đồ chuyên đề Sự kết hợp công nghệ viễn thám GIS sâu vào khai thác yếu tố có thực tế, sau tổng hợp, phân tích liệu thu thập, chụp lại đưa kết xác lĩnh vực tờ đồ chuyên đề Nó rút ngắn thời gian mà tác giả phải tiến hành thao tác thực địa đo đạc, quan sát…chưa kể vùng núi cao hiểm trở khó quan sát đo đạc Nhưng công nghệ viễn thám GIS đem lại kết xác cao dù moị địa hình, không gian rộng lớn thực thời gian nhanh Nếu công nghệ viễn thám GIS việc nghiên cứu, điều tra gặp nhiều khó khăn, phải thời gian lâu tạo tờ đồ chuyên đề mà tính xác lại không cao, không biểu thị hết nội dung cần có tờ đồ…Vì công nghệ viễn thám GIS có vai trò quan trọng không với lĩnh vực đồ chuyên đề mà nhiều lĩnh vực khác 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 thập kỷ gần công nghệ vũ trụ xuất cho đời ảnh số thu nhận từ vệ tinh quỹ đạo trái đất Năm 1839, Louis Daguere người khởi đầu cho ngành chụp ảnh Ảnh chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu sử dụng từ năm 1958 Trong chiến tranh giới thứ hai(1939-1945) không ảnh sử dụng chủ yếu cho mục đích quân Ảnh Rada ảnh hồng ngoại đời Ảnh màu sử dụng Sau chiến tranh giới thứ hai việc chạy đua vũ trang Liên Xô Hoa Kỳ thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất công nghệ viễn thám đời Như quan vũ trụ Châu Âu ESA, chương trình Mỹ NASA Ngoài kể đến chương trình nghiên cứu trái đất viễn thám nước Canada, Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc… Sự phát triển viễn thám gắn liền với tiến kĩ thuật vũ trụ, hàng không, kĩ thuật thu nhận lượng sóng điện từ công nghệ thông tin 2.1.2 HỆ THỐNG VIỄN THÁM Theo trình tự hoạt động viễn thám gồm phần tử có quan hệ chặt chẽ với Nguồn lượng( A) để chiếu sáng hay cung cấp lượng điện từ tới đối tượng Thông tin viễn thám thu nhập dựa vào lượng từ đối tượng đến thiết bị nhận Dựa vào yếu tố viễn thám chia thành viễn thám chủ HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS động viễn thám bị động Mô hình hệ thống viễn thám Khí quyển( B) lượng từ nguồn lượng tới đối tượng từ đối tượng đến cảm( thiết bị ghi) tương tác qua lại với vùng khí nơi lượng qua Sự tương tác với đối tượng(C) truyền qua không khí đến đối tượng, lượng tương tác với đối tượng Tùy thuộc vào đặc điểm đối tượng sóng điện từ tương tác truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí Thiết bị thu nhận lượng (D) sau lượng phát hay bị phản xạ từ đối tượng, cần có cảm từ xa để thu nhận sóng điện từ, lượng điện từ truyền cảm mang thông tin đối tượng Sự truyền tải thu nhận xử lý( E) lượng thu nhận cảm cần phải truyền tải, thường dạng điện từ, đến trạm tiếp nhận, xử lý nơi liệu ghi sang dạng ảnh Ảnh liệu thô Giải đoán phân tích ảnh( F) ảnh thô xử lý để sử dụng Để lấy thông tin đối tượng, phải nhận biết hình ảnh ảnh tương ứng với đối tượng Công đoạn “nhận biết” gọi giải đoán ảnh Ảnh giải đoán kết hợp nhiều phương pháp giải đoán thủ công mắt, giải đoán kĩ thuật số hay công cụ điện tử khác để lấy thông tin đối tượng khu vực chụp ảnh Người sử dụng(G) thành phần cuối trình viễn thám thực thông tin chiết từ ảnh để hiểu rõ đối tượng, để khám phá thông tin mới, kiểm nghiệm thông tin có, nhằm giải vấn đề cụ thể 2.1.3 MỘT SỐ DẠNG VỆ TINH VIỄN THÁM VÀ ẢNH VIỄN THÁM THƯỜNG GẶP HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Tùy theo mục đích sử dụng mà vệ tinh đưa vào vũ trụ nhiều độ cao khác Dựa vào vị trí tương đối quỹ đạo vệ tinh so với mặt đất người ta phân hai dạng vệ tinh thường gặp  Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với mặt trời( Sunsynchronous) vệ tinh thường cho ảnh địa điểm mặt đất vào thời điểm Đa số vệ tinh quan sát tài nguyên có quỹ đạo thuộc dạng này( LANDSAT,SPOT,MOS)  Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với vòng quay trái đất( Geosynchronous) quỹ đạo vệ tinh song song với xích đạo gọi vệ tinh đĩa tinh Đa số vệ tinh khí tượng có quỹ đạo thuộc dạng này(GOES,GMS…)Một số dạng ảnh vệ tinh thường gặp: Một ảnh vệ tinh dùng cho điều tra tài nguyên lập đồ chuyên đề ảnh đa phổ LANDSAT-MSS( Hoa Kỳ) sau LANDSATTM(Hoa Kỳ), ảnh SPOT( Pháp),ảnh MOS Nhật Bản.Phổ biến gần RADASAT( Canada) ERS-SAR(ESA- Châu âu) Hiện ảnh rada dùng phổ biến tính không bị ảnh hưởng độ mù khí mây, mưa thời tiết mùa mưa Có hai ảnh rada thường dùng RADASAT 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 dạng ảnh chụp viễn thám tồn phương tiện chụp ảnh hữu hiệu Dần dần chụp ảnh máy bay sử dụng thêm phương tiện chụp ảnh hồng ngoại nhiệt, rada loại chụp ảnh khác bên cạnh tiến chụp ảnh vệ tinh Tùy theo tỷ lệ mà loại ảnh chia thành cấp khác Mỗi cấp có độ xác riêng phù hợp với mục đích giải đoán Ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ: ảnh có tỷ lệ nhỏ 1:100000 có tác dụng vùng có độ chia cắt lớn, thường chụp ảnh tỷ lệ nhỏ cho địa hình vùng núi cao Ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ: bao gồm ảnh hàng tỷ lệ từ 1:100000 đến 1:35000, ảnh cho phép phân biệt dạng kiểu địa hình, kiến trúc địa chất, phân chia 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 giải đoán địa chất công trình tỷ lệ vừa lớn, khó phân biệt dạng thực vật riêng biệt cho phép giải đoán tốt lớp phủ thực vật để định dạng loại kiểu thảm thực vật, phân biệt dạng địa hình vừa nhỏ, yếu tố thủy văn Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình cho phép để vẽ thành lập đồ địa hình tỷ lệ Ảnh hàng không tỷ lệ lớn có tỷ lệ 1:12000 đến 1:1000 Ảnh cấp cho phép giải đoán xác toàn phần địa hình kể vi địa hình, thành HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS phần quần hợp thực vật thân gỗ trảng bụi Dùng ảnh hàng không tỷ lệ lớn cho phép để vẽ thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn Ảnh hàng không tỷ lệ lớn: loại ảnh có tỷ lệ lớn :1000, diện chụp nhỏ, cho phép đo đạc nghiên cứu vấn đề 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 thể lại ảnh đồ thường phải nắn chỉnh đưa hệ quy chiếu từ bề mặt trái đất lên mặt phẳng tọa độ Do đồ chuyên đề thành lập thường phụ thuộc vào nhiều mục tiêu khác nhau, thể phương hướng sử dụng sau nên biểu thị nhiều hệ quy chiếu khác tùy theo mục đích sử dụng Các ảnh vệ tinh nắn chỉnh hình học thường đưa vài hệ quy chiếu Tất đường điểm tiếp xúc với bề mặt trái đất gọi điểm chuẩn đường chuẩn, biến dạng coi Các hệ quy chiếu thường dùng đồ là: Nhóm hệ quy chiếu hình nón Nhóm hệ quy chiếu hình trụ Nhóm hệ quy chiếu phương vị Nhóm hệ quy chiếu phát triển từ 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 đưa thông tin nhiều dạng khác thường tiến hành phối hợp hài hòa phương pháp giải đoán mắt xử lý số Sau tiến hành giải đoán mắt xử lý số người ta tiến hành thao tác phân tích ảnh, chuẩn bị kĩ thuật xác định yếu tố dùng để giải đoán ảnh Các yếu tố dùng để giải đoán ảnh yếu tố tạo nên đặc trưng ảnh bao gồm yếu tố không gian hình dạng, cấu trúc, vị trí…giải đoán ảnh vệ tinh đặc biệt phương pháp giải đoán mắt cần đến yếu tố thực nghiệm công tác điều tra, cần phải dựa vào giả thiết, quy luật tự nhiên.Còn phương pháp xử lý ảnh số cần phải dựa vào mẫu giải đoán để phân tích, đánh giá hướng tới kết Quá trình xử lý ảnh số, vệ tinh đặc trưng bước sau: Truy cập liệu ảnh: bước chuyển từ liệu gốc thu vệ tinh sang liệu dạng số lưu trữ phòng thí nghiệm Tăng cường chất lượng ảnh: bước cần thiết nhằm hoàn thiện ảnh dùng cho giải đoán mắt xử lý số Kỹ thuật tăng cường chất lượng giúp cho việc thể yếu tố ảnh rõ ràng HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 10 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Cấu trúc vector có ưu điểm vị trí đối tượng định vị xác Cấu trúc giúp cho người sử dụng dễ dàng biên tập đồ, chỉnh sữa, in ấn Tuy nhiên cấu trúc có nhược điểm phức tạp chồng xếp đồ Mô hình cấu trúc liệu Raster: định nghĩa ma trận không gian phần tử dạng ảnh gọi pixel Dữ liệu vecter mô tả đặc tính vị trí hình dạng đối tượng thông qua diểm hình dạng hình học Các pixel có kích thước đồng mặt hình học, chúng ô vuông nhỏ xếp theo dòng cột lưới ô vuông mô bề mặt trái đất đối tượng lưới gồm hàng cột Kích thước pixel nhỏ đối tượng mô tả xác Một mặt phẳng chứa pixel tạo thành raster Cấu trúc thường áp dụng mô tả đối tượng, tượng phân bố liên tục không gian, dùng để lưu giữ thông tin dạng ảnh Ưu điểm dễ thực chức xử lý phân tích tốc độ tính toán nhanh, thực phép toán đồ dễ dàng Dễ dàng liên kết với liệu viễn thám Cấu trúc Raster có nhược điểm xác vị trí không gian đối tượng, độ phân giải thấp sai lệch tăng x1, y1 Cột dòng pixel X max, y max Ma trận không gian file gis raster cấu trúc từ pixel Ba đối tượng không gian điểm, đường vùng thể raster khác hẳn vector Ví dụ Một điểm giới thực nhà mô hình raster vài pixel có giá trị số Một đường giới thực( đường dây điện, ống dẫn nước…) thể mô hình raster tổ hợp dãy pixel có giá trị liên tiếp HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 16 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Giá trí số pixel mã gắn cho đối tượng thể màu định 2.2.4.2 DỮ LIỆU THUỘC TÍNH Dữ liệu thuộc tính dùng để mô tả đặc điểm đối tượng, đối tượng có vô số liệu thuộc tính Dữ liệu thuộc tính định tính- mô tả chất lượng định lượng- mô tả số lượng Về nguyên tắc số lượng thuộc tính đối tượng giới hạn Các liệu thuộc tính biểu bảng gọi bảng liệu thuộc tính Hàng dọc biểu biểu kiểu thuộc tính, hàng ngang biểu record( ghi) 2.2.5 MỘT SỐ PHẦN MỀM CỦA GIS ỨNG DỤNG TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Sự phát triển công nghệ thông tin góp phần tạo nên nhiều phần mềm có ích việc thành lập đồ Trong hệ thông tin địa lý có nhiều phần mềm sử dụng rộng rãi việc thành lập đồ chuyên đề Sau số phần mềm phổ biến: Mapinfor phần mềm hệ thống thông tin địa lý Hiện sử dụng rộng rãi nhiều tính ưu việt Phần mềm mapinfor có chức chủ yếu sau: Cho phép chồng xếp định dạng ảnh làm đồ Hỗ trợ in đồ Là phần mềm biên tập đồ với nhiều tính năng, thể qua lớp nhiên điểm vượt trội mapinfor so với phần mềm khác khả biên tập đồ chuyên đề tốt Mapinfor xây dựng chủ yếu để xử lý số liệu đồ có sẵn, số liệu thuộc tính đồ Arcview phần mềm áp dụng công nghệ hệ thông tin địa lý với giao diện đồ họa tiện lợi, thuận tiện cho phép làm việc với liệu thuộc tính HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 17 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS liệu không gian Dữ liệu không gian liệu địa lý, liệu ảnh, liệu vệ tinh, liệu dạng gis Trong arcview có dự án làm việc protect Mỗi theme view, theme có nhiều liệu liệu không gian thuộc tính Arcview hiển thị liệu dạng đồ, bảng biểu đồ thị Phần mềm arcview có nhiều ưu điểm đơn giản, hỗ trợ đầy đủ chức hệ thống gis: thu thập liệu, lưu trữ liệu, phân tích liệu hiển thị kết, xuất liệu Phần mềm arcview có chức hiển thị lớp đồ dạng vector,tạo thay đổi sở liệu đối tượng địa lý đồ Arcgis dòng sản phẩm hỗ trợ hệ thống thông tin địa lý Arcgis hỗ trợ nhiều phần mở rộng gọi extension, extension hỗ trợ số chức chuyên biệt như: phân tích không gian, phân tích 3D, phân tích mạng, xử lý liệu, thiết kế không gian Ngày nay, arcgis sử dụng rộng rãi ứng dụng hệ thông tin địa lý quản lý môi trường, đất đai, kinh tế-xã hội Ngoài có số phần mềm khác erdas… 2.2.6 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ Trình độ công nghệ có tác động đặc biệt đến chất lượng sản phẩm đồ Lịch sử ngành đồ trải qua bước từ công nghệ thủ công đến điện tử hóa- tự động hóa.Ngày nay, việc sử dụng công nghệ viễn thám gis thành lập đồ chuyên đề làm thay đổi diện mạo cho lĩnh vực đồ.Hiệu mà công nghệ thông tin đem lại gấp hàng trăm lần so với công tác thành lập đồ trước chất lượng lẫn số lượng Trước đây, khoa học công nghệ chưa phát triển công tác thành lập đồ nên người làm công tác đo đạc, biên vẽ, chỉnh lý gặp nhiều khó khăn Việc thành lập tờ đồ nhiều thời gian công đoạn Việc chỉnh sửa thông tin liệu khó khăn mà lại tính thẩm mỹ cao Từ công nghệ thông tin phát triển, đặc biệt nhiều phần mềm hỗ trợ việc thành lập đồ công việc thành lập đồ trở nên dễ dàng thuận lợi nhiều Nhiều loại đồ chuyên đề đời đáp ứng nhu cầu phát triển xã hội tất lĩnh vực Việc tích hợp liệu viễn thám gis xây dựng sở liệu môi trường mang ý nghĩa to lớn nhiều ưu điểm giàu thông tin, chu kỳ thu nhận thông tin ngắn, xử lý thông tin diện rộng, không phụ thuộc vào tình hình kinh tế xã hội mặt đất.Nên cho phép làm sản phẩm đồ tinh xảo, đại chất lượng cao Giảm bớt sức lao động thời gian ngắn đáp ứng yêu cầu số lượng theo mục đích khác Sử dụng công nghệ viễn thám gis thành lập đồ đáp ứng nhu cầu kinh tế xã hội Vì giới nhiều quốc gia trọng đầu tư phát triển lĩnh vực HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 18 Nghiên cứu công nghệ viễn thám 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 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám gis để quản lý tài nguyên thiên nhiên trước hết tài nguyên đất ngày trở nên xúc trở thành nhiệm vụ chủ đạo ứng dụng công nghệ viễn thám gis mà Đảng nhà nước ta đặt Đặc biệt, từ nước ta tiến hành công nghiệp hóa, đại hóa vấn đề sử dụng đất gặp nhiều thay đổi biến động Để quản lý tốt biến động ứng dụng viễn thám gis để thành lập đồ trạng sử dụng đất nhiệm vụ cần thiết Hiện trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất đối tượng thiên nhiên có nhiều thay đổi nhất, đồng thời đối tượng trọng công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên phát triển kinh tế xã hội Hiện trạng sử dụng đất cần cho nhiều mức độ quy hoạch quản lý khác nên ứng dụng phương pháp viễn thám gis sử dụng ảnh máy bay cho thành lập đồ tỷ lệ lớn ảnh vệ tinh cho thành lập đồ tỷ lệ nhỏ Về phương diện nghiên cứu môi trường, trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất thường thể chung lên đồ tổng thể giải đoán ảnh xây dựng đồ Tùy theo yêu cầu sử dụng độ phân giải cho phép, chia thành nhiều cấp độ cho mức tỷ lệ đồ Do việc ứng dụng kỹ thuật nên bảng giải dùng cho đồ trạng sử dụng đất cần xem xét xây dựng theo điều kiện tự nhiên Việt Nam Bản giải xây dựng theo nguyên tắc sau:  Thể thông tin tư liệu viễn thám  Yêu cầu nội dung đồ cần thành lập: xem mục đích, yêu cầu đồ để thể yếu tố nội dung  Khả đáp ứng nội dung ngôn ngữ tỷ lệ đồ cho phép Hệ thống phân loại trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất phân chia dựa vào tiêu sau:  Mức độ xác đạt từ tư liệu viễn thám tối thiểu 85%  Mức độ xác giải đoán nhiều đối tượng cần tương đương  Hệ thống phân loại phải thích hợp với vùng nghiên cứu phù hợp với nội dung đặt  Hệ thống phân loại phải thể khăng khít trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất  Hệ thống phân loại cần cho phép sử dụng ảnh vào nhiều thời gian khác  Hệ thống phân loại cần cho phép nhận biết thêm hướng sử dụng đất thích hợp tương lai HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 19 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS  Hệ phân loại nội dung cụ thể đồ trạng sử dụng đất xác định phụ thuộc vào mục đích sử dụng lĩnh vực Ví dụ phân loại trạng sử dụng đất ngành địa Hiện nước ta, xây dựng đồ trạng sử dụng đất vùng Tây Nguyên, ĐBSCL, ĐBSH…và tỷ lệ chủ yếu 1:250000 Bản đồ trạng sử dụng đất cấp tỉnh khu vực hẹp số địa phương thành lập ảnh vệ tinh Những đồ thường lập tỷ lệ 1:100000( cấp tỉnh), 1:25000( cấp khu vực cụ thể) Như vậy, nhiều quan nước ta sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập đồ trạng sử dụng đất nhằm phục vụ mục đích khác HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 20 Nghiên cứu công nghệ viễn thám 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 trình ứng dụng viễn thám gis cho việc quy hoạch vùng liệu sau cần phải đạt phân tích ảnh:  Tạo dựng vùng nghiên cứu, dựa thống kê trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất  Địa chất địa mạo: cấu trúc địa chất, đá mẹ, cấu trúc thổ nhưỡng, dạng địa hình…  Hệ thống thủy văn dòng chảy  Hiện trạng sử dụng đất lớp phủ mặt đất: khu đất trồng cung cấp nước tốt hạn chế, khu đất bị bỏ hoang, đất bị chặt phá đốt, đất trồng cỏ…sự phát triển khu dân cư đô thị hóa  Thảm thực vật dạng phân bố  Hạ tầng sở, hệ thống giao thông, đường sá, khu công cộng Với đối tượng quần cư tỷ lệ lớn, sử dụng ảnh máy bay người ta phát tính toán tương đối từ trình giải đoán trực tiếp ngô nhà sau nhân lên với số nhân trung bình, phân tích dạng quần cư vùng để đến quy hoạch phát triển kinh tế Đường giao thông dễ dàng giải đoán ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, thông qua mối tương quan với yếu tố ven đường Các khu công cộng giải đoán nhờ hình dạng kích cỡ nhiều yếu tố gián tiếp khác Thông tin tài nguyên môi trường biểu thi dạng đồ lưu máy tính, gis đóng vai trò quan trọng cho phép phân tích lượng thông tin lớn từ nhiều nguồn, nhiều dạng, nhiều chuyên đề phần mềm máy tính, phục vụ cho phương án quy hoạch vùng lãnh thổ Việc ứng dụng gis cho quy hoạch lãnh thổ thường sử dụng phương pháp chồng xếp lớp đồ, xây dựng phương án thuận lợi cho việc đánh giá thích hợp mô hình áp dungjc ho vùng, lãnh thổ cụ thể Trong trình thành lập cần ý câu hỏi nhằm phân tích đồ phục vụ cho quy hoạch phát kinh tế xã hội ví dụ đất đai bị suy thoái nguyên nhân suy thoái đó?, tình trạng gia tăng dân số nhanh có ảnh hưởng tới hoạt động kinh tế khu vực hay không? Tất câu hỏi đòi hỏi làm việc liên tục hệ thông tin địa lý nhu cầu làm thường xuyên sở vững cho việc phát triển kinh tế xã hội bền vững Việc nghiên cứu biến đổi môi trường thiên nhiên phân tích định hướng nảy sinh vào lúc, hệ thông tin tổng hợp làm với phát triển liên tục việc ứng dụng công nghệ viễn thám gis Công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý ngày sử dụng rộng rãi ngành quản lý, sử dụng tài nguyên nói chung thành lập đồ HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 21 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS chuyên đề nói riêng Việc tập hợp số liệu từ nguồn khác nhau, lưu trữ tiến hành xử lý đồng hệ thống cần thiết Công nghệ tin học ngày phổ cập, việc trao đổi thông tin diện rộng phát triển mạnh Việc xây dựng hệ thống chuyên đề đồng đem lại hiệu cao công tác nghiên cứu khai thác sử dụng loại đồ C PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trình độ nhận thức xã hội loài người ngày phát triển tiến vượt bậc cách mạng khoa học kĩ thuật đem lại Nhiều vấn đề xung quanh sống chúng ta, khoa học công nghệ tác động cách mạnh mẽ Khoa học công nghệ bao gồm nhiều chuyên ngành khác nhau, nhiên có điểm chung tốc độ phát triển nhanh mạnh mẽ, trình độ khoa học kĩ thuật cao, ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Một thành tựu bật khoa học công nghệ đời công nghệ viễn thám gis, xem thành tựu vĩ đại đầu lĩnh vực công nghệ thông tin giai đoạn Sự xuất công nghệ viễn thám gis giúp ích nhiều cho nhà nghiên cứu khoa học công tác thành lập đồ chuyên đề nói riêng nhiều lĩnh vực khác nói chung Nhận thấy tầm quan trọng công nghệ viễn thám gis Đảng nhà nước ta trọng đầu tư, quan tâm phát triển lĩnh vực đạt thành công ban đầu.Tiếp tục phát triển, nghiên cứu ứng dụng phương châm mà Đảng nhà nước ta đặt Tuy nhiên giai đoạn nay, có nhiều chương trình xử lý tư liệu viễn thám gis, chương trình có điểm mạnh điểm yếu nên cần lựa chọn chương trình phù hợp với mục đích, khả trang thiết bị, công việc Để từ đem lại hiệu cao Qua việc nghiên cứu đặc điểm công nghệ viễn thám gis việc thành lập đồ chuyên đề phần giúp hiểu tầm quan trọng hiệu công nghệ viễn thám gis việc thành lập đồ chuyên đề Một lần khẳng định rằng: “ công nghệ viễn thám gis đóng vai trò quan trọng công tác thành lập đồ chuyên đề” HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 22 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Tài liệu tham khảo 1.TS Lâm Quang Dốc, Bản Đồ Chuyên Đề, Nhà xuất Giáo dục 2.PGS.TS Lê Huỳnh- Lê Ngọc Nam, Bản Đồ Học Chuyên Đề, Nhà xuất Giáo dục-2000 3.K.A.XALISEP, Bản Đồ Học, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội-2006 Nguyễn Thúy Vinh, Giáo trình đồ học đại cương, DHSP Huế -2001 Các website PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số loại ảnh vệ tinh có độ phân giải cao Ảnh chụp có độ phân giải cao hệ thống vệ tinh IKONOS HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 23 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Hình ảnh rada vệ tinh cho thấy toàn cảnh chi tiết thành phố cổ có tuổi 3500 năm, nằm cánh đồng thị trấn Tel al-Dabsa, phía đông bắc Cairo, Ai Cập HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 24 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Ảnh Q uickbird năm 2008, độ phân giải 1m HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 25 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Ảnh Landsat năm 2006, độ phân giải 15m vùng cửa Định- sông Hậu Biến động quy hoạch đất năm 2002 – 2003 HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 26 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Biến động cửa sông Thu Bồn qua thời kì (1981 – 1988 – 2003 ) Phụ lục : Một số loại vệ tinh HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 27 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Biểu tượng cục quản trị hàng không không gian quốc gia Hoa Kỳ Một số máy vệ tinh HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 28 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Hình ảnh máy vệ tinh Landsat Hình ảnh máy vệ tinh Spot Hình ảnh máy vệ tinh IKONOS Các dải phổ sóng điện từ viễn thám HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 29 Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS Dải phổ Tia gamma Bước sóng < Vùng tia X 0,03- Vùng tia cực tím 0,03- Vùng tia cực tím 0,3chụp ảnh Vùng nhìn thấy 0,4- Vùng hồng ngoại 0,7Vùng hồng ngoại 3nhiệt Vùng cực ngắn 0,1- Vùng rada 0,1- Vùng radio > Đặc điểm Bức xạ tới thường hấp thụ toàn tầng khí phía khả dùng viễn thám Hòa toàn bị hấp thụ khí phía không sử sụng viễn thám Các bước sóng tới nhỏ hoàn toàn bị hấp thụ tầng ôzôn tầng khí bên Truyền qua khí quyển, ghi nhận vào phim mắt điện tử bị tán xạ mạnh khí Tạo ảnh với phim mắt điện tử có cực đại lượng phản xạ Phản xạ lại xạ mặt trời, thông tin tính chất đối tượng Các cửa sổ vùng nhiệt ghi thành ảnh bước sóng này, yêu cầu phải có máng quét quang học hệ thống máy thu đặc biệt Các bước sóng dài xuyên qua mây, sương mù mưa Các hình ảnh ghi lại dạng chủ động hay thụ động Dạng chủ động viễn thám sóng cực ngắn, hình ảnh rada ghi lại lớp khác Đạt bước sóng dài quang phổ điện từ, vài sóng rada sử dụng vùng HỌC VIÊN: PKB- LỚP KTĐT 2013- 2015 30