Tổng Quan Về Viễn Thám Và Gis
Khái quát về viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) là một lĩnh vực khoa học và nghệ thuật nhằm thu thập thông tin về các đối tượng, khu vực hoặc hiện tượng thông qua phân tích tài liệu thu nhận từ xa Phương pháp này giúp nghiên cứu và giám sát môi trường, địa lý một cách chính xác và hiệu quả Viễn thám ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng như quản lý tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch đô thị và biến đổi khí hậu.
Viễn thám được định nghĩa là lĩnh vực khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đối tượng, hiện tượng trên trái đất mà không cần tiếp xúc trực tiếp Các phương tiện và phương pháp viễn thám sử dụng công nghệ hiện đại để ghi nhận dữ liệu từ xa, giúp phân tích và giám sát các khu vực địa lý một cách hiệu quả Mặc dù có nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, tất cả đều thống nhất nhấn mạnh vai trò của việc thu thập thông tin từ xa về các đối tượng và hiện tượng trên bề mặt trái đất.
+ Viễn thám là một nghệ thuật, khoa học, nói ít nhiều về một vật không cần phải chạm vào vật đ (Ficher và nnk, 1976)
+ Viễn thám là quan sát về một đối tượng bằng một phương tiện cách xa vật trên một khoảng cách nhất định (Barret và Curtis, 1976)
Viễn thám là một khoa học về thu thập thông tin từ các đối tượng từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp, sử dụng năng lượng điện từ phát ra hoặc phản xạ từ vật quan tâm Công nghệ này đo lường và phân tích năng lượng điện từ để nghiên cứu các đặc điểm của đối tượng từ khoảng cách xa, giúp phục vụ nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, môi trường, quân sự và quản lý tài nguyên thiên nhiên (D A Land Grete, 1978).
Viễn thám là công nghệ chuyên dụng để thu thập thông tin về mặt đất và mặt nước của trái đất thông qua ảnh chụp bằng tia bức xạ điện từ Phương pháp này sử dụng các ảnh đơn kênh hoặc đa phổ, dựa trên bức xạ hoặc phản xạ từ bề mặt trái đất, giúp phân tích chính xác các đặc điểm địa lý và tài nguyên tự nhiên.
Viễn thám là lĩnh vực khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về các vật thể, vùng lãnh thổ hoặc hiện tượng tự nhiên thông qua phân tích dữ liệu thu được từ các phương tiện cảm biến từ xa Công nghệ này giúp hỗ trợ các hoạt động quản lý đất đai, môi trường, nông nghiệp, và dự báo thời tiết một cách chính xác và hiệu quả Viễn thám sử dụng các hình ảnh vệ tinh, máy bay không người lái và các công nghệ cảm biến khác để cung cấp dữ liệu đáng tin cậy, nâng cao khả năng phân tích, đánh giá tình hình thực địa một cách nhanh chóng và chính xác.
3 tiện không tiếp xúc với vật, vùng, hoặc các hiện tƣợng khi khảo sát”, ( Lillesand và Kiefer, 1986)
Phương pháp viễn thám sử dụng năng lượng điện từ như ánh sáng, nhiệt và sóng cực ngắn để điều tra và đo đạc các đặc tính của đối tượng (Floy Sabin, 1987) Đây là phương pháp tập trung vào việc phân tích các bức xạ điện từ để thu thập thông tin về đối tượng cần nghiên cứu Định nghĩa này loại trừ các phương pháp quan trắc về điện từ và trọng lực, vốn thuộc lĩnh vực địa vật lý và chủ yếu đo các trường lực hơn là các bức xạ điện từ Phương pháp viễn thám đóng vai trò quan trọng trong việc khảo sát và phân tích các đặc điểm của trái đất từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
Bảng 1.1 Tóm tắt sự phát triển của viễn thám qua các sự kiện
Dưới đây là những bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu và phát triển của lĩnh vực quang học Đầu tiên, phát hiện ra tia hồng ngoại đã mở ra cánh cửa mới trong việc khám phá các hiện tượng tự nhiên Tiếp theo, các nhà khoa học bắt đầu phát minh ra kỹ thuật chụp ảnh đen trắng, giúp ghi lại hình ảnh một cách chính xác hơn Sau đó, họ đã phát hiện ra cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy, mở rộng khả năng quan sát và phân tích các vật thể trong các điều kiện khác nhau Cuối cùng, việc chụp ảnh từ khinh khí cầu đã góp phần quan trọng trong việc nghiên cứu từ tầm cao, mang lại góc nhìn toàn cảnh về các hiện tượng trên mặt đất.
Xây dựng học thuyết về phổ điện từ Chụp ảnh từ máy bay
Ngành chụp và đo ảnh hàng không đang ngày càng phát triển mạnh mẽ, góp phần nâng cao khả năng phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay trong các lĩnh vực quân sự và dân sự Công nghệ radar của Đức, Mỹ, Anh đã có những bước tiến vượt bậc, giúp xác định chính xác dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy, mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích quân sự Việc phân tích ảnh hàng không không trung đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giải pháp công nghệ mới, nâng cao hiệu quả trong các hoạt động giám sát, trinh sát và chiến tranh không gian.
Liên xô ph ng tàu vũ trụ c người lái và chụp ảnh trái đất từ ngoài vũ trụ
Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ viễn thám
Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1 Phát triển mạnh mẽ phương pháp xử lý ảnh số
Mỹ đang phát triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat nhằm nâng cao khả năng quan sát và phân tích từ không gian Trong khi đó, Pháp đã phóng thành công vệ tinh SPOT vào quỹ đạo để mở rộng khả năng giám sát và thu thập dữ liệu hình ảnh đa dạng Cùng với đó, các nhà nghiên cứu đã tập trung phát triển bộ cảm thu đa phổ, mở rộng dải phổ và kênh phổ, nhằm tăng độ phân giải của các bộ cảm biến, giúp cải thiện khả năng thu thập dữ liệu chính xác hơn Đồng thời, nhiều kỹ thuật xử lý dữ liệu mới cũng đã được phát triển để tối ưu hóa quá trình phân tích và khai thác thông tin từ các hình ảnh vệ tinh.
1.1.3 Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Hình 1.1 Nguyên lý thu nhận dữ liệu viễn thám
Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lý ảnh viễn thám có thể chia thành 5 phần cơ bản nhƣ sau:
+ Nguồn cung cấp năng lƣợng
+ Sự tương tác của năng lượng với khí quyển
+ Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt đất
+ Chuyển đổi năng lƣợng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh
+ Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lí
Năng lượng của sóng điện từ khi truyền qua khí quyển bị các phân tử khí hấp thụ dưới các hình thức khác nhau tùy thuộc vào từng bước sóng cụ thể, ảnh hưởng lớn đến quá trình truyền tải tín hiệu trong viễn thám Khí quyển có đặc điểm quan trọng là tương tác khác nhau với bức xạ điện từ ở các bước sóng khác nhau, gây tác động đáng kể đến dữ liệu thu nhận từ các cảm biến Trong viễn thám quang học, nguồn năng lượng chủ yếu xuất phát từ mặt trời, và sự thay đổi của các phân tử nước và khí trong khí quyển theo không gian và thời gian là nguyên nhân chính gây biến đổi năng lượng phản xạ từ mặt đất đến cảm biến Khoảng 75% năng lượng mặt trời khi tới lớp ngoài khí quyển được truyền xuống mặt đất, nhưng trong quá trình này, sóng điện từ luôn bị khí quyển hấp thụ, tán xạ và khúc xạ, làm ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu cảm biến Các khí như oxy, nitơ, cacbonic, ôzôn, hơi nước và các phân tử lơ lửng trong khí quyển đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, ảnh hưởng tới khả năng truyền và phản xạ của sóng điện từ.
Năm quyển là tác nhân chính ảnh hưởng đến sự suy giảm năng lượng sóng điện từ trong quá trình truyền Hiểu rõ cơ chế tương tác giữa sóng điện từ và khí quyển rất quan trọng để lựa chọn phổ điện từ phù hợp trong kỹ thuật viễn thám Bảng 1-2 trình bày các đặc điểm của các dải phổ điện từ thường được sử dụng trong công nghệ thu thập ảnh viễn thám, giúp tối ưu hóa quá trình phân tích và xử lý dữ liệu.
Khái quát về GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một bộ công nghệ tích hợp gồm phần mềm, phần cứng máy tính, dữ liệu và con người giúp thực hiện, phân tích và trình diễn thông tin liên quan tới vị trí không gian GIS đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và phân tích dữ liệu địa lý để đưa ra các quyết định chính xác và hiệu quả Với khả năng xử lý dữ liệu địa lý phức tạp, GIS hỗ trợ các lĩnh vực như quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên thiên nhiên và phân tích môi trường.
+ Vị trí không gian: Thông thường là vị trí các yếu tố địa lý
+ Thông tin: Sự phân tích dữ liệu trực quan
+ Hệ thống: Sự liên kết phần mềm, phần cứng, dữ liệu
+ Con người: Sự tư duy của con người là chìa kh a để tạo nên sức mạnh của GIS
GIS là sự thống nhất của năm thành phần cơ bản nhƣ hình 1.18 sau:
Hình 1.2 Thành phần cơ bản của GIS
Giới thiệu về vệ tinh Landsat
Năm 1967, NASA phối hợp cùng Bộ Nội vụ Mỹ thực hiện chương trình nghiên cứu thăm dò tài nguyên trái đất qua vệ tinh ERTS (Earth Resources Technology Satellite) Vệ tinh ERTS-1 chính thức được phóng vào ngày… nhằm mục tiêu thu thập dữ liệu quỹ đất và tài nguyên trái đất Chương trình này đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong công nghệ vệ tinh và nghiên cứu môi trường toàn cầu.
Vào ngày 23/6/1972, NASA đã chính thức đổi tên chương trình ERTS thành Landsat, trong đó vệ tinh ERTS-1 được đổi thành Landsat 1 Vệ tinh Landsat lần đầu tiên bay qua xích đạo lúc 9h39 phút sáng, đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong khảo sát trái đất bằng công nghệ vệ tinh Tính đến thời điểm hiện tại, NASA đã phóng thành công 7 vệ tinh thuộc hệ thống Landsat, đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu và giám sát môi trường toàn cầu.
Bảng 1.2 Số vệ tinh NASA đã phóng
Vệ tinh Ngày phóng Ngày ngừng hoạt động Bộ cảm
Landsat 5 01/3/1984 Đang hoạt động TM, MSS
Landsat 6 05/3/1993 Bị hỏng ngay khi phóng ETM
Landsat 7 15/4/1999 Đang hoạt động ETM+
Landsat 8 11/02/2013 Đang hoạt động OLI và TIRs
Tƣ liệu vệ tinh Landsat là tƣ liệu viễn thám đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và Việt Nam
Nguồn (http://ledaingoc.blogspot.com/2014/10/anh-ve-tinh-landsat-8-phuc-vu- hien.html)
Qũy đạo của vệ tinh LANDSAT
+ Độ cao bay: 705 km, góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo là 98
+ Qũy đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp
+ Thời điểm bay qua xích đạo: 9h39’ sáng
+ Chu kỳ lắp là 17 ngày
+ Bề rộng tuyến chụp: 185km.
Đánh giá hiệu quả sử dụng Ảnh Vệ Tinh LandSat 8
Landsat 8, vệ tinh thế hệ thứ 8 của Mỹ (ban đầu gọi là Landsat Data Continuity Mission - LDCM), đã thành công phóng vào quỹ đạo ngày 11/02/2013 trong dự án hợp tác giữa NASA và Cơ quan Địa chất Mỹ Vệ tinh này cung cấp hình ảnh trung bình độ phân giải (từ 15-100 mét) với khả năng phủ kín các vùng cực và địa hình đa dạng trên toàn cầu Nhiệm vụ chính của Landsat 8 là cung cấp thông tin quan trọng để quản lý năng lượng và nước, theo dõi rừng, giám sát tài nguyên môi trường, quy hoạch đô thị, ứng phó thảm họa và lĩnh vực nông nghiệp. -Nâng cao chất lượng ảnh vệ tinh Landsat 8 với công nghệ AI đột phá từ [Let's Enhance](https://pollinations.ai/redirect/letsenhance).
Landsat 8 (LDCM) mang theo 2 bộ cảm: bộ thu nhận ảnh mặt đất (OLI - Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS - Thermal Infrared Sensor) Những bộ cảm này đƣợc thiết kế để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy cao hơn so với các bộ cảm Landsat thế hệ trước Landsat 8 thu nhận ảnh với tổng số 11 kênh phổ, bao gồm 9 kênh s ng ngắn và 2 kênh nhiệt s ng dài xem chi tiết ở Bảng 1 Hai bộ cảm này sẽ cung cấp chi tiết bề mặt Trái Đất theo mùa ở độ phân giải không gian 30 mét (ở các kênh nhìn thấy, cận hồng ngoại, và hồng ngoại s ng ngắn); 100 mét ở kênh nhiệt và 15 mét đối với kênh toàn sắc Dải quét của LDCM giới hạn trong khoảng 185 km x 180 km Độ cao vệ tinh đạt 705 km so với bề mặt trái đất Bộ cảm OLI cung cấp hai kênh phổ mới, Kênh 1 dùng để quan trắc biến động chất lượng nước vùng ven bờ và Kênh 9 dùng để phát hiện các mật độ dày, mỏng của đám mây ti (c ý nghĩa đối với khí tƣợng học), trong khi đ bộ cảm TIRS sẽ thu thập dữ liệu ở hai kênh hồng ngoại nhiệt s ng dài (kênh 10 và 11) dùng để đo tốc độ bốc hơi nước, nhiệt độ bề mặt
Bộ cảm OLI và TIRS đã được thiết kế cải tiến nhằm giảm thiểu tối đa nhiễu khí quyển (SNR), giúp nâng cao chất lượng hình ảnh Nhờ đó, lượng tử hóa dữ liệu đạt mức 12 bit, đem lại hình ảnh rõ nét hơn so với các phiên bản trước Việc cải thiện này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ chính xác và độ phân giải của các dữ liệu hình ảnh thu được.
Bảng 1.3: Đặc trƣng Bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 7 và Landsat 8
Vệ tinh Kênh Bước sóng
(micrometers) Độ phân giải (meters)
Band 1 - Coastal aerosol 0.433 - 0.453 30 Band 2 – Blue 0.450 - 0.515 30 Band 3 – Green 0.525 - 0.600 30 Band 4 – Red 0.630 - 0.680 30 Band 5 - Near Infrared
Band 6 - SWIR 1 1.560 - 1.660 30 Band 7 - SWIR 2 2.100 - 2.300 30 Band 8 - Panchromatic 0.500 - 0.680 15 Band 9 – Cirrus 1.360 - 1.390 30 Band 10 - Thermal Infrared
Kể từ khi được phủ sóng lần đầu vào năm 2013, Landsat 8 đã trở thành công cụ đa dụng trong các lĩnh vực thăm dò địa chất, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, cũng như đánh giá biến động của thực vật, đất đai, rừng ngập mặn, xói mòn đồi núi và ven biển Hiện nay, việc sử dụng dữ liệu ảnh Landsat 8 để lập bản đồ lớp phủ mặt đất đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều khu vực khác nhau, tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu triển khai tại Huyện Ba Vì, TP Hà Nội nhằm giải quyết các vấn đề về xây dựng bản đồ lớp phủ và nâng cao kỹ năng xử lý thông tin ảnh có độ phân giải cao.
Khái quát về lớp phủ và đối tƣợng lớp phủ
Khái niệm lớp phủ
Các khái niệm về lớp phủ, sử dụng đất và biến động lớp phủ có sự giao thoa nhưng cũng có những điểm khác biệt rõ rệt Trong khuôn khổ của đồ án, các thuật ngữ này được hiểu như sau, giúp làm rõ các khái niệm quan trọng trong nghiên cứu và phân tích môi trường đất đai Việc phân biệt chính xác các thuật ngữ này là cơ sở để đánh giá chính xác các thay đổi trong sử dụng đất và tác động của chúng đến hệ sinh thái.
Lớp phủ đất (land cover) là bề mặt vật lý của trái đất như thực vật, đất trống, mặt nước hoặc công trình xây dựng, có thể quan sát trực tiếp hoặc qua ảnh viễn thám Trong khi đó, sử dụng đất (land use) phản ánh cách con người khai thác và sử dụng diện tích đất để phục vụ các mục đích kinh tế xã hội như giao thông, ở, nông nghiệp, thể hiện tác động của con người lên mặt đất Mặc dù lớp phủ đất là phần bề mặt có thể nhìn thấy rõ, còn sử dụng đất là không gian chức năng không luôn luôn dễ quan sát, tuy nhiên, hai yếu tố này liên quan chặt chẽ: dựa vào lớp phủ đất, ta có thể dự đoán loại hình sử dụng đất và ngược lại.
Biến động lớp phủ (land cover change) phản ánh sự thay đổi của lớp phủ bề mặt, gồm hai loại chính: biến đổi về loại lớp phủ (land cover conversion) và biến đổi bên trong cùng một loại lớp phủ (land cover modification) Land cover conversion là quá trình thay thế toàn bộ lớp phủ cũ bằng loại lớp phủ mới, chẳng hạn như đất nông nghiệp chuyển thành đô thị hoặc đất trống chuyển thành rừng, những biến đổi này rất lớn và dễ nhận biết Ngược lại, land cover modification diễn ra tinh vi hơn, chỉ làm thay đổi tính chất của lớp phủ mà không làm thay đổi cơ bản về loại lớp phủ ban đầu.
10 loại lớp phủ, ví dụ nhƣ sự thay đổi về sinh khối, mật độ cây, tán rừng, sự phát triển của cây lúa ở các thời kỳ khác nhau.
MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học để phát triển phương pháp lập bản đồ lớp phủ mặt đất hiệu quả Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 giúp nâng cao năng lực quản lý và giám sát tài nguyên tự nhiên Phương pháp này góp phần tối ưu hóa việc sử dụng dữ liệu vệ tinh trong quản lý môi trường và phát triển bền vững.
- Đánh giá trạng sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu Xã Vân Hòa,Huyện
Ba Vì , TP Hà Nội
- Xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất Xã Vân Hòa
- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng ảnh landsat 8 trong xây dựng bản đồ lớp phủ và quản lý tài nguyên.
Đối tƣợng nghiên cứu
- Đối tƣợng : toàn bộ lớp che phủ trên bề mặt đất thuộc khu vực nghiên cứu
+ Phạm vi thời gian : sử dụng tƣ liệu ảnh viễn thám landsat 8 năm 2015, và thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất
+ Phạm vi không gian : Toàn bộ diện tích bề mặt đất thuộc địa bàn xã Vân Hòa, Huyện Ba Vì, TP Hà Nội.
Nội Dung Nghiên Cứu
2.3.1.Nghiên cứu đánh giá hiện trạng sử dụng đất và công tác quản lý tài nguyên trong khu vực nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng sử dụng đất của địa phương
- Đánh giá công tác quản lý tài nguyên
2.3.2 Nghiên cứu thành lập khóa giải đoán ảnh khu vực nghiên cứu
- Lựa chọn tƣ liệu cho kh a giải đoán ảnh
- Xây dựng kh a giải đoán ảnh
2.3.3 Nghiên cứu thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất Xã Vân Hòa , Huyện Ba
- Xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất tại khu vực nghiên cứu
- Đánh giá độ chính xác của bản đồ so với thực tế
- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng ảnh landsat 8
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1.Phương pháp Kế thừa số liệu , tư liệu ảnh: Đề tài kế thừa số liệu , tƣ liệu ảnh vệ tinh c sẵn, số liệu diện tích chung của toàn khu vực nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng khu vực nghiên cứu
2.4.2.Phương pháp điều tra thực địa: Đề tài sử dụng phiếu điều tra thực địa nhằm đánh giá chính xác các đối tƣợng trong khu vực nghiên cứu để làm căn cứu đối chiếu với kết quả nghiên cứu.Tiến hành điều tra trên nhiều vị trí , tọa độ khác nhau, cho độ chính xác cao nhất
Tiến hành điều tra sơ bộ và chọn các điểm thực tế để đánh giá độ chính xác của phương pháp phân loại ảnh Sử dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên để xác định các đối tƣợng trong khu vực nghiên cứu Vị trí các điểm khảo sát đƣợc xác đinh bằng thiết bị cầm tay GPS Dựa trên cơ sở vị trí các điểm trọa độ được lựa chọn độ chính xác của phương pháp và tư liệu ảnh viễn thám, tiến hành xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất xã Vân Hòa, huyện Ba Vì, TP Hà Nội bằng phần mềm ArcGis 10.1
Bảng 2.1 mẫu phiếu điều tra ngoại nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa Ảnh Chụp
Thời gian chụp Hướng Khoảng cách(m) Người thực hiện
2.4.4.Phương pháp xây dựngbản đồ lớp phủ
Dữ liệu ảnh Viễn thám
Có rất nhiều nguồn dowload ảnh vệ tinh, ở đây ta dowload ở trang wed http://earthexplorer.usgs.gov/ có chứa khu vực Xã Vân Hòa Huyện Ba Vì cần thành lập
Hình 2.1 ảnh Landsat 8 đƣợc sử dụng
Thông số kỹ thuật của ảnh:
- Sử dụng phép chiếu UTM múi chiếu 48
- Định hướng theo hướng bắc của bản đồ
Các bước tiến hành xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực nghiên cứu
Bước 1 trong xử lý ảnh viễn thám là hiệu chỉnh ảnh để đảm bảo các ảnh chụp ở các góc phương vị khác nhau được đưa về cùng một hệ tọa độ và góc phương vị Quá trình này bắt đầu bằng việc sử dụng ArcToolbox, chọn Spatial Analyst Tools, sau đó chọn Map Algebra và Raster Calculator để chuyển đổi giá trị số của ảnh thành phản xạ TOA bằng cách sử dụng công thức: DN values to TOA reflectance = Band-specific reflectance_Mult_Band x DN values + Reflectance_Add_Band, dựa trên các thông số kèm theo của file ảnh viễn thám đã tải.
Gộp band ảnh (kênh ảnh) là bước đầu tiên và quan trọng trong xử lý ảnh viễn thám, nhằm kết hợp các ảnh từ nhiều kênh phổ khác nhau có màu đen trắng để phục vụ cho công tác phân loại và giải đoán ảnh Việc này giúp nâng cao chất lượng ảnh và làm rõ thông tin của chủ thể, vì chất lượng hình ảnh sẽ phản ánh qua cách tổ hợp các band ảnh.
+ Tăng cường chất lượng ảnh: thêm các Band màu tăng cường chất lượng ảnh (Band 8 với ảnh landsat 8)
Hiệu chỉnh hình học là bước quan trọng trong quá trình phân tích và giải đoán ảnh vệ tinh, giúp kiểm tra hệ quy chiếu và các tham số địa lý của ảnh Việc nắn chỉnh ảnh vệ tinh đảm bảo giảm thiểu sai số hình học, từ đó nâng cao độ chính xác trong phân tích dữ liệu không gian.
Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu là bước quan trọng để giảm thiểu thời gian xử lý dữ liệu, đặc biệt với các ảnh Landsat có phạm vi bao phủ lớn trên thực địa và dung lượng dữ liệu lớn Việc này giúp tiết kiệm thời gian làm việc với phần mềm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để phân tích và giải đoán nhanh chóng, nâng cao hiệu quả trong quá trình nghiên cứu địa lý và GIS.
- Bước 2 : Phân tích và xử lý ảnh
Sử dụng các phương pháp :
+ Phân loại không kiểm định (Unsupervised classsification):
Phân tích ảnh cho thấy nhiều đối tượng có thuộc tính phổ tương đồng, giúp phân loại ảnh dễ dàng trước khi kiểm tra độ chính xác Các thuật toán phổ biến trong xử lý ảnh như Iso và K-means được sử dụng để nhận diện và phân loại đối tượng nhanh chóng và hiệu quả Áp dụng các phương pháp này giúp nâng cao hiệu suất trong nhận diện hình ảnh và tối ưu quá trình phân tích dữ liệu hình ảnh.
Thuật toán Iso được sử dụng để tạo ra lượng lớn các cluster hoặc nhóm đối tượng có phổ tương tự nhau, giúp phân loại dữ liệu hiệu quả Iso giúp lọc các mức thông tin phù hợp với độ chi tiết của bản đồ, từ đó tối ưu hóa quá trình phân tích dữ liệu không gian Để phân loại các đối tượng, ta chiếu lớp hoặc phổ tương ứng với mẫu đối tượng, quy về cùng một nhóm cho đến khi phân biệt rõ ràng từng đối tượng, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình phân loại dữ liệu không gian.
+ Sử dụng chỉ số thực vật NDVI
Chỉ số chuẩn hóa thực vật (NDVI - Normalised Difference Vegetation Index) đo lường mức độ xanh tốt của thực vật dựa trên sự phản xạ khác nhau giữa các kênh phổ thấy được và hồng ngoại NDVI giúp xác định sức khỏe và mức phát triển của thảm thực vật, là công cụ quan trọng trong phân tích sinh thái và quản lý nông nghiệp Chỉ số này phản ánh rõ sự khác biệt trong phản xạ của thực vật tại các vùng kênh phổ khác nhau, từ đó đưa ra đánh giá chính xác về tình trạng của thực vật trên diện rộng.
20 tập trung cảu thực vật trên mặt đất Chỉ số thực vật NDVI đƣợc tính toán theo công thức:
NDVI=(Band Infared –Band Red)/(Band Infared+ Band Red)
Trong đ các chỉ só tính với ảnh Landsat nhƣ sau:
+ Band Infared : Band màu ở kênh caanh hồng ngoại
+ Band Red : Band màu ở kênh thường là kênh Đỏ
Với landsat 8 : NDVI = (Band 5-Band 4) /(Band 5 +Ban 4)
* Giải đoán ảnh bằng mắt
Giải đoán viễn thám bằng mắt (visual interpretation) là phương pháp đầu tiên, phổ biến và phù hợp với nhiều điều kiện trang thiết bị khác nhau Phân tích hình ảnh viễn thám bằng mắt thường hoặc có sự trợ giúp của các dụng cụ quang học như kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, máy tổng hợp màu giúp nâng cao khả năng phân tích của người thực hiện Phương pháp này khai thác kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm của con người, đồng thời cho phép phân tích các thông tin phân bố không gian trên bề mặt đất Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp này tốn thời gian và kết quả có thể không nhất quán do tính chất chủ quan trong nhận diện và phân tích hình ảnh.
* ác dấu hi u giải đoán ảnh vi n thám
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Màu sắc (color), độ đậm nhạt (tone) Độ đậm nhạt màu sắc của: -Nước biển -Nước hồ -Rừng -Đường giao thông -Mái nhà
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Kích thước (size), hình dạng (shape) Kích thước và hình dạng của nhà khác nhau: nhà ở, sân vận động, sân tennis, bụi cây,
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Cấu trúc (texture) Cấu trúc mịn của nước biển và cỏ, cấu trúc thô của cây
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Cấu trúc (texture) Cấu trúc của các loại cây khác nhau
Các yếu tố giải đoán ảnh dựa trên hình mẫu (pattern) giúp xác định đặc điểm của các khu vực như nhà ở trong khu dân cư, nơi có hình mẫu đều đặn, cũng như cây cối trong công viên và dọc tuyến giao thông có hình mẫu không đều Việc nhận diện các hình mẫu này hỗ trợ đánh giá tình trạng sử dụng đất, phân loại không gian và lên kế hoạch quy hoạch đô thị hiệu quả Các nhà phân tích sử dụng đặc điểm hình mẫu để hiểu rõ hơn về đặc điểm kiến trúc, mật độ xây dựng và mật độ cây xanh, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp cho phát triển bền vững khu vực.
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Chiều cao (height) và bóng râm (shadow) Thông tin 3 chiều
+ Các yếu tố giải đoán ảnh Sự kết hợp các mối liên quan (associated relationship) Chiều cao, vị trí, sự kết hợp,…
Đánh giá độ chính xác sau phân loại là bước quan trọng để kiểm tra chất lượng kết quả Phương pháp chính xác nhất để đánh giá là kiểm tra thực địa, trong đó mẫu kiểm tra không trùng vị trí với mẫu đã dùng để phân loại và được phân bố đều trên khu vực nghiên cứu Độ chính xác của phân loại ảnh phụ thuộc không chỉ vào độ chính xác của các vùng mẫu mà còn vào mật độ và phân bố của các ô mẫu Mức độ chính xác của các mẫu giám định và ảnh phân loại được thể hiện qua ma trận sai số, giúp đánh giá khả năng chính xác của kết quả phân loại.
Ma trận sai số thể hiện rõ ràng hai nguồn lỗi chính trong phân loại hình ảnh: sai số nhầm lẫn giữa các lớp (theo hàng) và sai số do bỏ sót lớp mẫu (theo cột) Đánh giá độ chính xác phân loại bao gồm hai phương diện: độ chính xác dựa trên sai số nhầm lẫn và độ chính xác dựa trên sai số bỏ sót lớp, giúp xác định mức độ ảnh hưởng của từng loại lỗi Độ chính xác phân loại được tính bằng tỷ lệ giữa số pixel phân loại đúng và tổng số pixel của toàn bộ mẫu, cung cấp một chỉ số rõ ràng về hiệu quả của quá trình phân loại Để đo lường mức độ chính xác và phản ánh các sai số phạm phải trong quá trình phân loại, người ta sử dụng chỉ số Kappa (κ), nằm trong khoảng từ 0 đến 1, biểu thị mức độ giảm thiểu của lỗi phân loại so với trường hợp hoàn toàn ngẫu nhiên.
Chỉ số κ đƣợc tính theo công thức sau:
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – DÂN CƢ- KINH TẾ -XÃ HỘI
Điều Kiện Tự Nhiên
Hình 3.1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
Xã Vân Hòa, một trong bảy xã miền núi của huyện Ba Vì, là vùng đệm quan trọng của Vườn quốc gia Ba Vì, với tổng diện tích tự nhiên đạt 3.290,98ha Xã gồm 14 thôn và có tổng số 2.960 hộ dân, cư trú của 11.943 người thuộc hai dân tộc Kinh và Mường cùng các dân tộc thiểu số khác, sống hòa thuận và gắn bó trong cộng đồng.
+ Phía Bắc giáp xã Tản Lĩnh và Vườn quốc gia Ba Vì
+ Phía Nam giáp xã Yên Bài và Vườn quốc gia Ba Vì
+ Phía Đông giáp thị xã Sơn Tây
+ Phía Tây giáp xã Ba Vì và Vường quốc gia Ba Vì
Xã Vân Hòa nằm trong khu vực đông bắc bộ thuộc vùng Đồng bằng Sông Hồng, chịu ảnh hưởng rõ rệt của khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa đông ở đây thường có nhiệt độ thấp, lạnh, trong khi mùa hè lại oi bức, ẩm ướt, tạo nên đặc trưng rõ nét của khí hậu vùng đồng bằng.
Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ trung bình dao động khoảng 17,9°C, trong đó tháng 1 là tháng lạnh nhất với nhiệt độ trung bình chỉ 16,52°C và nhiệt độ thấp nhất có thể lên tới 6,5°C Mùa hè bắt đầu từ tháng
Từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình là 26,1°C, với tháng nóng nhất là tháng 7 (28,69°C) và ngày nóng nhất trong mùa có thể lên tới 38,2°C Vùng từ độ cao 400m trở lên có khí hậu ẩm ướt do ảnh hưởng của khí hậu rừng nhiệt đới Lượng mưa hàng năm phân bố không đều, khu vực chân núi nhận lượng mưa dưới 1.731,4mm/năm, trong khi sườn đông và vùng núi cao có lượng mưa rất lớn, lên đến 2.587,6mm/năm Số ngày mưa tại chân núi Ba Vì khá lớn, ảnh hưởng đến khí hậu và sinh thái địa phương.
Nhiệt độ trung bình hàng năm tại khu vực này dao động từ 169 đến 201 ngày/năm, trung bình là 189 ngày/năm, phù hợp với điều kiện khí hậu đặc trưng của vùng núi Ba Vì Lượng mưa hàng năm khá lớn, nhưng phân bố không đồng đều giữa các khu vực, đặc biệt là phía chân núi Ba Vì có lượng mưa nhiều hơn so với các khu vực bên ngoài Thời gian mưa chủ yếu tập trung từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm hơn 90% tổng lượng mưa trong năm, gây ảnh hưởng đáng kể đến việc canh tác lúa và các loại hoa màu của nông dân tại Vân Hòa do sự phân bố không đều của lượng mưa theo mùa.
Xã Vân Hòa có địa hình dốc dần từ Tây sang Đông, phần lớn diện tích thuộc vườn quốc gia Ba Vì, với hơn hai phần ba là đồi núi nằm trong dải trung du Đỉnh Tản Viên cao 1.200 mét, chuyển nhanh xuống đồng bằng trũng Hà Nội cao khoảng 10 mét qua dải chuyển tiếp nghiêng thoải và đều Địa hình này khiến nước mưa nhanh chóng chảy xuống các vùng đất thấp gây ngập úng cục bộ, trong khi các vùng đất cao còn thiếu độ ẩm cần thiết cho cây trồng phát triển Thực tế, lớp cỏ voi gieo trồng trên mặt đất giúp tăng cường độ ẩm, điều hòa lượng nước mưa, hạn chế ngập úng và là nguồn thức ăn quan trọng cho chăn nuôi bò sữa.
Xã Vân Hòa có hệ thống thủy văn và đất đai phong phú với các hồ chứa nước nằm dưới chân dãy núi Ba Vì, đảm bảo nguồn nước ổn định cho sản xuất nông nghiệp Hệ thống kênh mương nội đồng đa dạng giúp khai thác tối đa tiềm năng đất đai, thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương Đây là yếu tố quan trọng góp phần nâng cao năng suất và đời sống của người dân xã Vân Hòa.
Hệ thống thủy lợi của Vân Hòa chủ yếu nằm dưới chân các quả đồi, thường xuyên bị bồi lắng sau mỗi trận mưa ảnh hưởng đến hiệu quả tưới tiêu Đến nay, địa phương mới xây dựng được 12km kênh mương kiên cố, phần còn lại là mương đất gây nhiều khó khăn, đặc biệt cho việc tưới tiêu lúa nước Vân Hòa có nguồn tài nguyên đất đai phong phú, với tổng diện tích hơn 3.290 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm hơn 1.115 ha, gồm đất trồng cỏ, đất trồng lúa hai vụ và các loại hoa màu Thổ nhưỡng chủ yếu là các đồi phù sa cổ, cấu trúc gồm lớp cát pha màu xám, sét pha màu vàng đỏ, có độ dày trung bình 40-50cm nhưng cũng có nơi lên đến hàng mét, tạo điều kiện thuận lợi cho các cây trồng phát triển.
Đặc Điểm Dân Cƣ
Xã có tổng cộng 3.002 hộ, với dân số là 12.181 khẩu, bao gồm cả người tạm trú tại các cơ quan, doanh nghiệp và hộ gia đình Trong đó, số hộ dân tộc thiểu số là 1.307 hộ, chiếm khoảng 43% tổng dân số toàn xã, với số khẩu của người dân tộc thiểu số là 5.256 khẩu.
Kinh Tế Xã Hội- Văn H a
Tổng giá trị kinh tế ước đạt: 361.344.060.000 đồng, tốc độ tăng trưởng là 7,9%
+ Ngành trồng trọt ƣớc đạt: 58.599.765.000 đồng, chiếm 16,22 %
+ Ngành chăn nuôi ƣớc đạt: 255.877.720.000 đồng, chiếm 70,81 %
+ Ngành dịch vụ ƣớc đạt: 46.866.575.000 đồng, chiếm 12,97 %
* Tổng thu nhập trong năm: ƣớc đạt 207.903.134.000 đồng, đạt 104% kế hoạch đề ra
+ Tổng thu nhập từ ngành trồng trọt ƣớc đạt: 28.320.670.000 đồng, chiếm 13,62 %
+ Tổng thu nhập từ ngành chăn nuôi ƣớc đạt: 112.241.939.000 đồng, chiếm 53,98 %
+ Tổng thu nhập từ ngành xây dựng, dịch vụ, du lịch ƣớc đạt: 528.395.000 đồng , chiếm 0,27 %
+ Tổng lương và trợ cấp: 66.812.130.000 đồng, chiếm 32,13%
Theo số liệu tổng điều tra nông thôn nông nghiệp và thủy sản năm 2016 số khẩu thực tế được tính trên địa bàn là 10.999 người
* Thu nhập bình quân đầu người /năm ước đạt: 18.907.000 đồng/người, đạt 103% kế hoạch giao
Tổng diện tích gieo trồng 2016: 990,04 ha; giảm 17,96 ha so với năm 2015; Do diện tích cây cỏ cho bò giảm đạt 98,21% kế hoạch đề ra Sản lƣợng ƣớc đạt 26.287,26 tấn
- Lúa 2 vụ: 406,44 ha, giảm 5% so với cùng kỳ năm trước; Năng suất bình quân: 54,7 tạ/ha; tăng 14,58%; Sản lƣợng: 2.222 tấn, tăng 8,83 % so với cùng kỳ năm 2015
+ Ngô 3 vụ: diện tích 246 ha; đạt 94,6% so với kế hoạch, giảm 3,1% so với cùng kỳ năm 2015; Trong đ :
+ Ngô lấy hạt: diện tích 56 ha; năng suất bình quân 43 tạ/ha; sản lƣợng 241,32 tấn
+ Ngô cho bò (ngô cây cả bắp): diện tích 190 ha; Năng suất đạt 425 tạ/ha; sản lƣợng đạt 8.075 tấn
+ Lạc 2 vụ: 37,4 ha, năng suất bình quân: 19,65 tạ/ha, sản lƣợng: 70,92 tấn + Cây sắn: 5,5 ha, năng suất: 300 tạ/ha, sản lƣợng: 165 tấn
+ Rau màu các loại 3 vụ: 15 ha, năng suất: 120 tạ/ha, sản lƣợng: 180 tấn
- Các loại cây ăn quả nhƣ:
+ Vải, nhãn: 10 ha, năng suất: 18 tạ/ha, sản lƣợng: 18 tấn
+ Bưởi diễn: 13,5 ha, năng suất: 130 tạ/ha, sản lượng: 120 tấn
- Cây chè: 53ha, năng suất: 150 tạ/ha, sản lƣợng: 795 tấn
- Cỏ chăn nuôi: 180 ha, năng suất: 1.500 tạ/ha, sản lƣợng: 27.000 tấn
Về sản xuất lâm nghiệp
Diện tích trồng rừng trên toàn xã đạt 305 ha, trong đó đã trồng mới 3 ha cây rừng tại khu vực đồi Trò Tro thôn Muồng Cháu nhờ sự phối hợp giữa Vườn Quốc gia và Hạt kiểm lâm nhằm phủ xanh đất trống, đồi trọc và chống xói mòn đất Tuy nhiên, trong những tháng cuối năm, thời tiết khô hanh gây khó khăn cho công tác phòng cháy chữa cháy, dẫn đến xảy ra 5 vụ cháy rừng thiêu rụi khoảng 2 ha rừng tại các thôn Đa Cuống và Hòa Trung.
Là xã vùng núi của huyện Ba Vì nên giao thông ở đây còn han chế, đường xá nhiều thôn chưa được nâng cấp, đi lại còn nhiều kh khăn
Xã nằm trên vùng đất có tiềm năng phát triển du lịch, nổi bật với nhiều resort cao cấp phục vụ nghỉ dưỡng chất lượng Ngoài ra, còn có khu du lịch sinh thái Khoang Xanh Suối Tiên với nhiều cảnh quan kỳ thú, thu hút du khách yêu thích thiên nhiên và trải nghiệm mới mẻ.
Công tác tài nguyên & môi trường
Trong năm 2016, việc sử dụng đất đai ổn định tại xã gặp khó khăn do hồ sơ thủ tục chỉnh sửa nhiều lần và số liệu chưa thống nhất, khiến công tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất chưa thực hiện được Tuy nhiên, các công trình do Nhà nước đầu tư xây dựng như đường giao thông, trường học, trạm biến áp, hồ đập đều đảm bảo đúng qui mô, kích thước và chất lượng Ngoài ra, các công trình nhà ở và chuồng trại chăn nuôi của các hộ dân trên địa bàn cơ bản tuân thủ đúng các quy định hiện hành.
Trong năm 2016, công tác hoàn thiện hồ sơ đề nghị cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất nông nghiệp sau đo đạc và điều chỉnh kế hoạch chỉ tiêu của Thành phố và Huyện đã chậm tiến độ Tổng số hồ sơ cần hoàn thiện để cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất nông nghiệp là 2.245 hồ sơ,đòi hỏi sự nỗ lực và phối hợp chặt chẽ giữa các đơn vị liên quan để đảm bảo tiến độ thực hiện đúng kế hoạch đề ra.
29 hiện tại các thôn nộp về UBND xã đƣợc khoảng 1.100 hồ sơ, đạt khoảng 50% kế hoạch
Trong năm đã thực hiện công tác đấu giá quyền sử dụng đất khu vực đồi Đống thôn Đa Cuống đã hoàn thiện với tổng diện tích 4.964,8m 2
UBND xã đã tổ chức xây dựng kế hoạch hỗ trợ các thôn san lấp mặt bằng tại 04 điểm tập kết rác Trong đó, 03 thôn đã hoàn thiện san lấp mặt bằng gồm Xoan, Rùa và Muồng Cháu Hiện tại, bãi rác thôn Muồng Cháu đã đi vào hoạt động, còn bãi rác thôn Muồng Phú Vàng vẫn chưa được tiến hành san lấp.
Trong năm, UBND xã đã xây dựng, ban hành và tuyên truyền quy chế bảo vệ môi trường, đồng thời tiến hành tổng vệ sinh đường làng ngõ xóm ba lần, góp phần nâng cao ý thức cộng đồng về vệ sinh môi trường Các trục đường lớn tại các thôn Trung Hòa, Xuân Hòa, Việt Hòa, Đồng Chay, Bặn và Muồng Vôi đã được quét dọn thường xuyên, góp phần giữ gìn bộ mặt nông thôn sạch đẹp Tổng số bãi rác trong xã gồm có ba bãi tại các thôn Muổng Cháu, Rùa, Xoan, cùng với ba bãi rác tự phát hình thành do ý thức bảo vệ môi trường của người dân còn chậm tiến bộ, tại đập Đống thôn Bơn, cầu Hâm thôn Đa Cuống và suối Đồng Vàng thôn Muồng Phú Vàng Công ty Minh Quân duy trì hoạt động thu gom rác thải vào các ngày thứ hai hàng tuần, giúp đảm bảo vệ sinh môi trường trên địa bàn xã.
6 hàng tuần; khối lƣợng rác đƣợc vận chuyển và thu gom trong năm ƣớc khoảng
Trong công tác vệ sinh môi trường sau chăn nuôi, việc xử lý chưa đạt yêu cầu, do một số hộ chăn nuôi còn thiếu ý thức về vệ sinh, gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường xung quanh UBND xã đã nhắc nhở và lập biên bản 04 trường hợp vi phạm để nâng cao ý thức cộng đồng về bảo vệ môi trường Trong năm, xã phối hợp với phòng TN&MT huyện tổ chức một buổi tập huấn về bảo vệ môi trường cho cán bộ, nhân dân, giúp nâng cao nhận thức và thực hành tốt việc bảo vệ môi trường sống Tỷ lệ hộ dân sử dụng nước hợp vệ sinh đã đạt 87%, tăng 11% so với cùng kỳ năm 2015, phản ánh tiến bộ đáng kể trong công tác cải thiện điều kiện sống của người dân.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Hiện trạng quản lý sử dụng đất và công tác quản lý tài nguyên tại Xã Vân Hòa , Huyện Ba Vì, TP Hà Nội
4.1.1 Hiện trạng quản lý sử dụng đất khu vực nghiên cứu
Năm 2011, xã Vân Hòa, huyện Ba Vì, Hà Nội đã ghi nhận tổng diện tích đất tự nhiên là 3.290,98 ha để phục vụ phát triển kinh tế xã hội và chăn nuôi bò sữa Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ phát triển kinh tế xã hội cho thấy, hiện trạng sử dụng đất của xã bao gồm các hình thức khai thác và sử dụng phù hợp với quy hoạch nông nghiệp và chăn nuôi Thống kê cho thấy đất đai là yếu tố quan trọng góp phần thúc đẩy hoạt động chăn nuôi bò sữa tại địa phương, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững của xã.
Hình 4.1 Hiện trạng sử dụng đất xã Vân Hòa năm 2011
(Nguồn: UBND xã Vân Hòa, huy n Ba V , Thành ph Hà Nội
Số liệu trên biểu đồ cho thấy 52% diện tích đất tự nhiên của xã là rừng, tương ứng với 1.717,76 ha, bao gồm rừng đặc dụng thuộc khu vực Vườn Quốc gia Ba Vì và rừng sản xuất trồng trên các vùng đất cao của xã Tiếp đến, đất nông nghiệp chiếm 33% diện tích đất tự nhiên, gồm đất trồng lúa, chè, ngô, sắn và các loại rau màu khác Hiện nay, diện tích đất trồng cỏ là 230 ha, chiếm 6% diện tích đất tự nhiên và đang có xu hướng tăng do nhu cầu phát triển chăn nuôi bò sữa, thay thế phần đất trồng có hiệu quả kinh tế thấp Ngoài ra, diện tích đất dành cho quốc phòng, dân sinh và xây dựng các công trình chiếm 9% diện tích đất tự nhiên của xã Vân Hòa.
Vân Hòa có nguồn đất phong phú và khí hậu phù hợp cho phát triển chăn nuôi bò sữa, đặc biệt trong những năm gần đây nghề chăn nuôi bò sữa đã phát triển mạnh, góp phần thay đổi bộ mặt nông thôn Tuy nhiên, sự phát triển này cũng lộ rõ những hạn chế liên quan đến quy hoạch và sử dụng đất, đòi hỏi cần xem xét và giải quyết thấu đáo để đảm bảo sự phát triển kinh tế bền vững đi đôi với việc bảo vệ môi trường Quy hoạch sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh phát triển ngành chăn nuôi, nhằm hạn chế tác động tiêu cực và thúc đẩy kinh tế địa phương phát triển ổn định.
4.1.2 Tình hình quản lý tài nguyên khu vực nghiên cứu
Tài nguyên vô cùng quý giá và vô tận, nhưng công tác quản lý tài nguyên luôn là vấn đề cấp bách cần được quan tâm hàng đầu Xã Vân Hòa, nằm ở vùng sâu của huyện, đang đối mặt với những thách thức trong việc khai thác và bảo vệ tài nguyên, đòi hỏi sự chú trọng và các giải pháp bền vững để bảo tồn nguồn lực cho tương lai.
Ba Vì nên việc truyyeenf thông quản lý tài nguyên còn hạn chế , yếu kém , công tác quản lý chƣa đƣợc siết chặt còn lơi lỏng
Trong những năm gần đây, xã đã chỉ đạo quyết liệt công tác quản lý và giám sát tài nguyên, đồng thời xây dựng văn phòng tài nguyên cấp xã nhằm nâng cao hiệu quả công tác bảo vệ tài nguyên Việc này giúp người dân tiếp cận các chính sách liên quan đến tài nguyên tại địa phương một cách thuận lợi, đồng thời đảm bảo tài nguyên được bảo vệ tốt hơn Quản lý tài nguyên đi đôi với sự phát triển kinh tế của địa phương, góp phần nâng cao đời sống cộng đồng Xã Vân Hòa đã thực hiện chỉ thị của huyện Ba Vì và thành phố Hà Nội bằng cách tích cực chăm sóc đời sống nhân dân, cải thiện sinh kế, giảm nghèo cho người dân tộc thiểu số và hạn chế nạn phá rừng, hướng tới phát triển bền vững.
Công tác phòng cháy chữa cháy được đẩy mạnh nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng trong mùa khô, với phương châm lấy phòng là chính để không xảy ra cháy nổ trên địa bàn xã Đẩy mạnh tuyên truyền dưới nhiều hình thức và phương pháp khác nhau giúp nâng cao nhận thức của mọi người dân, kể cả trẻ nhỏ, các cơ quan, đơn vị về công tác phòng cháy chữa cháy và phòng chống cháy nổ Chính phủ và địa phương đặc biệt khuyến khích mọi người dân tự giác chấp hành các quy định về phòng cháy, chữa cháy nhằm đảm bảo an toàn cho cộng đồng và môi trường.
Để nâng cao nhận thức về phòng cháy chữa cháy (PCCC), địa phương thường xuyên phát sóng các thông điệp tuyên truyền qua đài truyền thanh Các trưởng thôn, cán bộ hội đoàn cần chủ động truyền đạt kiến thức PCCC tới hội viên và nhân dân, giúp họ hiểu rõ tầm quan trọng của việc phòng cháy và chữa cháy Việc tuyên truyền liên tục sẽ nâng cao ý thức tự giác chấp hành các quy định về PCCC, góp phần đảm bảo an toàn cho cộng đồng.
Trong mùa khô hanh, mọi người không có nhiệm vụ và không được phép vào rừng để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy Những người được phép hoạt động trong rừng cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phòng cháy, hạn chế tối đa nguy cơ cháy rừng Tuyệt đối không mang các chất gây cháy hoặc dễ cháy vào khu vực rừng để ngăn chặn nguy cơ cháy lan rộng, bảo vệ tài nguyên rừng hiệu quả.
Chủ động chặt và phát bớt cành cây xanh để khi mùa mƣa bão không bị sự cố cây đổ làm chạm chập hệ thống điện
Nhìn chung công tác quản lý ở địa phương chưa thật sự hiệu quả , nhưng cũng c những điểm tích cực, cần được sự quan tâm của các cấp nhà nước
4.1.3 Chính sách liên quan tới hoạt động quản lý tài nguyên Để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên và môi trường nhà nước đã ban hành nhiều chính sách, cong văn , quyết định Trong đ c những chính sách dƣợc thực hiện tại Xã Vân Hòa, Huyện Ba Vì , Tp Hà Nội :
Luật, 03 Nghị quyết của Quốc hội, 01 Nghị quyết của Ủy ban thường vụ Quốc hội, 03 Nghị quyết liên tịch, 04 Nghị quyết của chính phủ, 65 Nghị định,
61 Quyết định của Thủ tướng Chính phủ, 11 Chỉ thị của Thủ tướng Chính phủ,
Chính sách pháp luật về đất đai ngày càng được hoàn thiện, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước và tháo gỡ vướng mắc cho các tổ chức, cá nhân, doanh nghiệp Các văn bản như 341 Thông tư, 61 Thông tư liên tịch, 164 Quyết định của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng 03 Chỉ thị, Nghị quyết của Ban chấp hành Trung ương đã đóng vai trò quan trọng trong việc cụ thể hóa pháp luật đất đai Luật Đất đai (sửa đổi) có nhiều nội dung mới về xác định loại đất, mở rộng quyền và trách nhiệm của Nhà nước, và bổ sung các nội dung về điều tra, đánh giá tài nguyên đất đai để phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Đồng thời, luật quy định rõ ràng nguyên tắc, nội dung quản lý đất đai, thúc đẩy dân chủ, công khai trong quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và đảm bảo quyền lợi của người sử dụng đất trong vùng quy hoạch.
Chính sách pháp luật về đất đai quy định rõ đối tượng được Nhà nước giao đất, cho thuê đất, cũng như điều kiện để thực hiện các quyền liên quan như chuyển mục đích sử dụng đất để phục vụ dự án đầu tư Quy trình thu hồi đất, bồi thường, hỗ trợ tái định cư được đảm bảo công khai, minh bạch nhằm bảo vệ quyền lợi của người bị thu hồi đất, đồng thời đảm bảo quyền và lợi ích hợp pháp của người sử dụng đất có giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và tài sản gắn liền với đất Các quy định còn mở rộng thời hạn giao đất nông nghiệp cho hộ gia đình, cá nhân, nâng cao hạn mức chuyển quyền sử dụng đất để thúc đẩy tích tụ đất đai phục vụ sản xuất nông nghiệp Ngoài ra, pháp luật cũng quy định rõ quyền và nghĩa vụ của cá nhân, hộ gia đình, tổ chức trong việc sử dụng đất theo các hình thức như giao đất không thu tiền, giao đất có thu tiền sử dụng đất hay thuê đất Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, chính sách pháp luật đề ra các biện pháp quản lý thống nhất trên phạm vi toàn quốc, phòng chống và khắc phục ô nhiễm, suy thoái môi trường, đồng thời xây dựng quy hoạch bảo vệ môi trường ở trung ương và địa phương Nhiệm vụ bảo vệ môi trường được xác định là sự nghiệp của toàn dân, yêu cầu các tổ chức, cá nhân nghiêm chỉnh chấp hành pháp luật nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng, quyền sống trong môi trường lành mạnh và góp phần bảo vệ môi trường khu vực cũng như toàn cầu Về quản lý tài nguyên nước, pháp luật hướng tới phát triển bền vững, nâng cao hiệu quả hoạt động khai thác và sử dụng tài nguyên nước, đồng thời kiểm soát hậu quả gây ra Quản lý tài nguyên nước phải theo phương thức tổng hợp, đa mục tiêu và liên kết chặt chẽ với các tài nguyên thiên nhiên khác Các quy định về đo đạc và bản đồ đã tạo nền tảng pháp lý vững chắc cho việc thống nhất quản lý nhà nước về lĩnh vực này, hướng tới việc sử dụng dữ liệu đo đạc và bản đồ một cách thống nhất và hiệu quả.
Các công tác đo đạc cơ bản góp phần chia sẻ và sử dụng chung thông tin, giảm thiểu tình trạng đo đạc chồng chéo và lãng phí Công tác đo đạc và bản đồ cơ bản đã đáp ứng kịp thời yêu cầu quản lý nhà nước về lãnh thổ, đất đai, tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường Đồng thời, công tác này hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng, và phục vụ nghiên cứu khoa học về trái đất Các hoạt động này còn giúp nước ta hòa nhập với khu vực và thế giới trong lĩnh vực đo đạc và bản đồ.
Xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất xã Vân Hòa
4.2.1 Kết quả điều tra thực địa
Hình 4.2 Sơ đồ vị trí các điểm điều tra thực tế
Trong quá trình điều tra, đề tài đã khảo sát trên 30 điểm mẫu để kiểm tra độ chính xác của bản đồ so với thực tế, đồng thời thu thập dữ liệu về tình hình kinh tế xã hội và đời sống dân cư khu vực.
Bảng 4.1.bảng thống kê số điểm mẫu điều tra
STT Loại lớp phủ Số điểm mẫu
4.2.2 Khóa giải đoán ảnh vệ tinh
4.2.2.1.Tư li u phục vụ giải đoán ảnh Để đảm bảo chất lƣợng gải đoán ảnh đề tài đã sử dụng ảnh google Earth có chất lượng tương đương ảnh landsat và bao phủ toàn bộ diện tích Xã Vân Hòa để thay thế Việc sử dụng ảnh Google Earth thay thế ảnh Landsat c ƣu điểm sau:
- Cảnh ảnh lựa chọn ít bị bao phủ bởi mây, đảm bảo tỷ lệ mây phủ dưới 10%
- Các khu vực có rừng ít bị mây che phủ thuận tiện cho việc giải đoán , xây dựng bản đồ lớp phủ
- Sử dụng ảnh google earth thay thế ảnh landsat đem lại độ chính xác cao nhất khi giải đoán , các đối tƣợng đƣợc thể hiện rõ nét
Hình 4.3 : Ảnh vệ tinh phục vụ giải đoán
4.2.2.2.Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh
Dựa trên kết quả khảo sát thực địa và phân tích bản đồ tại xã Vân Hòa, huyện Ba Vì, Hà Nội, các đối tượng lớp phủ điển hình gồm dân cư, đất nông nghiệp, đất trống, nước, đất ngập nước và rừng Việc giải đoán ảnh là quá trình “đọc” hình ảnh dựa trên các dấu hiệu trực tiếp như màu sắc, cấu trúc, diện mạo và mật độ ảnh, cũng như các dấu hiệu gián tiếp dựa trên quy luật, phân bố và điều kiện sinh thái của các đối tượng Các dấu hiệu trực tiếp thể hiện đặc điểm rõ ràng của các lớp phủ trên ảnh, còn dấu hiệu gián tiếp mô tả các mối quan hệ và đặc điểm phân bổ giữa các đối tượng theo môi trường sinh thái.
Để nâng cao độ chính xác trong công tác phân loại hình ảnh số, việc giải đoán các đối tượng lớp phủ qua ảnh là bước quan trọng Dựa trên phổ phản xạ của lớp bề mặt, đề tài đã phát triển bộ khóa giải đoán các đối tượng lớp phủ trong khu vực nghiên cứu Bộ khóa này nhằm hỗ trợ công tác lấy mẫu và đảm bảo kết quả phân loại chính xác hơn Việc xác định đúng các đối tượng lớp phủ giúp nâng cao hiệu quả phân tích dữ liệu hình ảnh trong nghiên cứu.
Bảng 4.2 Bộ khóa giải đoán ảnh các đối tƣợng lớp phủ
TT Các loại lớp phủ Miêu tả Ảnh google earth Ảnh thực địa Tọa độ
1 Dân cƣ Nhà dày, đặc, trường học,
Rừng trồng, rừng Sản xuất
Khu vực bỏ trống, bãi hoang
4.2.3 Bản đồ lớp phủ mặt đất a, Chỉ số thực vật NDVI
Hình 4.4 Bản đồ chỉ số thực vật NDVI
Bảng4.3 : chỉ số thực vật NDVI phân bố trên ảnh landsat 8 chỉ số khác biệt thực vật NDVI landsat 8 rừng 0,67-0,81 nông nghiệp 0.52-0,67 dân cƣ 0,33-0,52 khác 0,17-0,33
Chỉ số khác biệt thực vật được sử dụng trong đề tài nhằm phân biệt các loại thực vật rừng với các đối tượng không phải rừng như đất trống, đất nông nghiệp, khu dân cư, đất ngập nước và nước Đây là công cụ quan trọng giúp xác định đặc điểm và phạm vi của rừng tự nhiên so với các dạng sử dụng đất khác, góp phần vào công tác quản lý và bảo tồn tài nguyên rừng hiệu quả.
Dựa vào bản đồ chỉ số NDVI, mức độ che phủ thực vật tại khu vực nghiên cứu được đánh giá là rất cao, dao động từ 0,0178 đến 0,812524 Mức độ che phủ này phản ánh ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu và đất đai đến sự phát triển của thảm thực vật trong khu vực Kết quả này cho thấy khả năng phục hồi và bảo vệ đa dạng sinh học của hệ sinh thái địa phương Thông tin này giúp các nhà nghiên cứu và quản lý môi trường đưa ra các biện pháp bảo tồn phù hợp, nâng cao độ bền vững của hệ sinh thái.
Xã Vân Hòa có diện tích lớn với rừng và đất nông nghiệp phong phú, điều kiện khí hậu thuận lợi thúc đẩy sự phát triển của thực vật, đặc biệt là rừng tự nhiên Nền nông nghiệp phát triển mạnh mẽ giúp duy trì độ che phủ xanh dày đặc, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.
Gần đây, sự phát triển kinh tế và đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, khiến thị trường bất động sản và các công trình xây dựng mọc lên dày đặc, bao phủ các khu vực xen kẽ giữa đất nông nghiệp và rừng tự nhiên Điều này dẫn đến thay đổi trong sự phát triển của thực vật, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và môi trường tự nhiên Việc mở rộng các khu đô thị và công trình mới đặt ra nhiều thách thức về bảo vệ môi trường và duy trì cân bằng sinh thái.
Các khu vực thực vật tập trung có mức độ giao động rất lớn , phân biệt hơn so với các đối tƣợng khác (bảng 4.3)
B, Bản đồ lớp phủ mặt đất
C, Đánh giá độ chính xác bản đồ dựa vào diện tích bản đồ
Bảng 4.4 : thống kê diện tích các đối tƣợng trên bản đồ Lớp Phủ mặt Đất xã
STT Tên trạng thái Diện tích(ha)
Hình4.5: Biểu đồ phần trăm diện tích của các đối tƣợng lớp phủ trên bản đồ
Dựa trên kết quả của Bảng 4.4 và Biểu đồ 4.5 cùng quá trình phân loại và gộp các đối tượng có cùng tính chất, chúng tôi đã xác định độ chính xác phản ánh thực tế một cách khách quan Tổng diện tích trong bản đồ hiện là 3.287,34 ha, giúp đánh giá chính xác phạm vi các khu vực phân bố theo tính chất đã phân loại.
Khu vực nghiên cứu có diện tích rừng lớn nhất với 1285,28 ha, chiếm khoảng 42% tổng diện tích Nguyên nhân chính là do xã Vân Hòa nằm trong vòng đai của Vườn quốc gia Ba Vì, làm tăng đáng kể diện tích rừng tại đây.
Xã Vân Hòa có diện tích đất nông nghiệp lớn, chiếm 28% tổng diện tích khu vực nghiên cứu, với tổng diện tích 937,71 ha Do nằm trong vùng sâu của huyện Ba Vì, đời sống của người dân chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi, phản ánh rõ nét đặc thù kinh tế nông thôn của địa phương.
Dân cư tại xã đã được cải thiện rõ rệt kể từ khi Hà Tây sáp nhập vào Hà Nội, nhờ vào các chính sách hỗ trợ nhằm nâng cao đời sống người dân Với diện tích rộng lớn lên đến 774,09 ha, chiếm tỷ lệ 24% tổng diện tích toàn khu vực, cộng đồng địa phương ngày càng phát triển ổn định và bền vững hơn.
Các đối tượng nằm trong các khu vực được quản lý và giám sát tại cấp xã có diện tích nhỏ hơn, chiếm khoảng 2% tổng diện tích che phủ Đây là tiềm năng lớn để phát triển du lịch sinh thái và các hoạt động du lịch bền vững tại địa phương, góp phần thúc đẩy kinh tế xã hội.
Bảng 4.5: Kết quả thống kê diện tích đối tƣợng ngoài thực địa
STT Tên trạng thái Diện tích thực tế(ha)
(Nguồn UBND xã Vân Hòa)
Hình 4.6: Biểu đồ phần trăm các đối tƣợng ngoài thực địa
Dựa vào bảng 4.5và biểu đồ 4.6 ta thấy : tổng diện tích thực tế là 3291,21 ha tương ứng với 100%
Diện tích đất rừng tại xã Vân Hòa hiện đang là 1440,47 ha, chiếm 44% tổng diện tích toàn xã Trong đó, bao gồm ba loại đất rừng chính là đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ và đất rừng đặc dụng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường của địa phương.
- Diện tích đất nông nghiệp là 1007,97 chiếm 31% tổng diện tích bao gồm: đât trồng lúa , đất trồng cây hàng năm,Đất trồng cây lâu năm , đất trồng cây khác
- Diện tích đất ngập nước là 54,68 ha(1%) bao gồm đấtven sông , ven suối , kênh rạch
- Dân cƣ là 710,17ha (21%) bao gồm : đất ở , đất an ninh quốc phòng , đất công trình, phục vụ mục đích tôn giáo , đất phi công nghiệp, công nghiệp
- Đất trống 35,25ha (1%) : là đất chƣa sử dụng hoặc đang trong thời gian chờ thi công
- Nước là 42,67 ha (1%) bao gồm,: ao hồ , đầm , bãi tắm thuộc khu du lịch sinh thái
Bảng 4.6: So sánh độ chính xác diện tích đất trên bản đồ với thực tế điều tra
STT Tên trạng thái Diện tích trên bản đồ(ha) diện tích thực tế(ha)
Hình 4.7: Biểu đồ so sánh diện tích trên bản đồ với số liệu thực tế
Bảng 4.6 và biểu đồ 4.7 cho thấy sự chênh lệch về diện tích các đối tượng lớp phủ trên bản đồ so với thực tế là nhỏ, điều này cho thấy bản đồ độ chính xác cao phản ánh chân thực kết quả điều tra Do đó, việc sử dụng bản đồ lớp phủ trong quản lý và giám sát tài nguyên là rất hiệu quả Đánh giá độ chính xác của bản đồ giải đoán qua hệ số Kappa (K) được thể hiện rõ ràng trong bảng, giúp xác định mức độ phù hợp và tin cậy của bản đồ.
Bảng 4.7 Ma trận sai số
Cƣ Đất Nông Nghiệp Đất Ngập Nước Nước Đất
Dân cƣ 0 4 1 0 0 0 5 Đất Nông Nghiệp 0 1 5 0 0 1 7 Đất Ngập Nước 0 0 0 3 0 0 3
Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng ảnh Landsat 8
Hình : 4.8 sơ đồ mô tả các bước xử lý ảnh vệ tinh Landsat 8 thành lập bản đồ
Phân loại không kiểm định Bản đồ địa hình Đánh giá kết quả
Phân tích, phân loại lớp phủ Nắn chỉnh hình học
Bản Đồ Lớp Phủ Mặt Đất
Nâng cao chất lƣợng ảnh
Tiền xử lý ảnh viễn thám là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng dữ liệu từ ảnh vệ tinh LandSat 8 Quá trình xử lý ảnh giúp cải thiện độ chính xác, phục vụ cho các công tác đánh giá và phân tích Đánh giá độ chính xác của ảnh vệ tinh, như chỉ số Kappa, là bước quan trọng để xác định mức độ phù hợp của dữ liệu trong các ứng dụng nghiên cứu Kết quả đánh giá tổng quát đảm bảo tính khả thi và độ tin cậy của các phân tích dựa trên ảnh vệ tinh LandSat 8.
Phân tích, phân loại lớp phủ Nắn chỉnh hình học
Bản Đồ Lớp Phủ Mặt Đất
Nâng cao chất lƣợng ảnh
Tiền xử Lý ảnhXử lý ảnh Viễn ThámĐánh Giá độ chính xác
Danh mục các phiếu và mẫu phiếu điều tra
Phiếu 01 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Trạng thái rừng tự nhiên, chụp từ trên cao xuống , xung quanh là rừng trung bình
Thời gian chụp 21/04/2017 Hướng Tây Khoảng cách(m) 30m Người thực hiện Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 02 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Trạng thái mặt nước , xung quanh là rừng , đất canh tác
Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 03 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Trạng thái đất nông nghiệp, xung quanh là hoa màu, cây ăn quả
Tên Ảnh GPS: Nông Nghiệp
Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 04 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Trạng thái đất ngập nước, xung quanh là đất nông nghiệp
Tên Ảnh GPS: Ngập nước
Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 05 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Tòan bộ khu vực là đất trống , có trảng cỏ dại thƣa thớt
Tên Ảnh GPS: Đất Trống
Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 06 Phiếu Mô Tả Ngoại Nghiệp Điểm
Ngoại nghiệp Ảnh thực địa GPS Mô tả thực địa
Trạng thái Dân cƣ , xung quang khu vực là nhà ở , công trình xây dựng
Tên Ảnh GPS: Dân cƣ
Kim Văn Phuc Người kiểm tra
Phiếu 07 Phiếu mô tả mẫu khóa giải đoán ảnh vệ tinh landsat 8
Tên trạng thái : rừng Ngày điều tra: 21/04/2017
Vị trí: sườn Người điều tra : Kim văn Phúc
Xã : Vân hòa Tọa độ X : 21,062319
Huyện : Ba Vì Tọa độ Y: 105,40588
Tp : Hà Nội Độ cao: 400m
Hệ Tọa độ: WGS 84 ảnh thực địa Ảnh Landsat 8
Bảng thống kê tọa độ các điểm điều tra