nghiên cứu khả năng ứng dụng ảnh spot 5 kết hợp bản đồ địa chính trong việc thành lập và hiệu chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã tân an, huyện vĩnh cửu, tỉnh đồng nai luận văn ths. địa chất

Nội dung nghiên cứu: - Tính chất và độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5 độ phân giải cao 2,5m phục vụ cho xác định hiện trạng sử dụng đất cấp xã; - Các loại hình hiện trạng sử dụng đất c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Vũ Hải Thắng

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH SPOT 5 KẾT HỢP BẢN

ĐỒ ĐỊA CHÍNH TRONG VIỆC THÀNH LẬP VÀ HIỆU CHỈNH BẢN

ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT XÃ TÂN AN, HUYỆN VĨNH CỬU,

TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2012

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 9

1 Tính cấp thiết của đề tài 9

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 10

3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu 10

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 11

5 Cơ sở tài liệu 11

6 Phương pháp nghiên cứu 11

7 Cấu trúc của luận văn 11

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 13

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và triển khai ứng dụng trên thế giới 13

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và triển khai ứng dụng trong nước 13

1.3 Khái niệm thống kê, kiểm kê đất đai, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, nguyên tắc thành lập và nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất 16

1.3.1 Khái niệm thống kê, kiểm kê đất đai và bản đồ hiện trạng sử dụng đất 16

1.3.2 Nguyên tắc thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 16

1.3.3 Nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất 17

1.3.4 Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 18

CHƯƠNG 2 20

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THÔNG TIN CỦA ẢNH SPOT 5 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 20

2.1 Đặc điểm của ảnh vệ tinh SPOT 5 20

2.1.1 Đặc điểm chung 20

2.1.2 Các thông số kỹ thuật bộ cảm biến của vệ tinh SPOT 5 23

2.1.3 Các mức xử lý hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT 5 24 2.1.4 Đặc tính phổ của ảnh vệ tinh SPOT 5 25

2.2 Độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5 trong việc xác định hiện trạng sử dụng đất 25

2.2.1 Độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5 25

2.2.2 Xác định hiện trạng sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh SPOT5 31

2.3 Khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ kiểm kê đất đai 32

2.3.1 Khả năng xác định các loại hình sử dụng đất trên ảnh vệ tinh SPOT5 32

2.3.2 Các giải pháp hỗ trợ công tác giải đoán, xác định hiện trạng sử dụng đất với ảnh vệ tinh SPOT 5 38

2.4 Thành lập thư viện phổ ảnh vệ tinh SPOT5 45

2.4.1 Khái niệm thư viện phổ ảnh vệ tinh 45

2.4.2 Các phương pháp xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh 45

2.4.3 Quy trình xây dựng thư viện phổ ảnh vệ tinh 47

2.5 Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã từ ảnh vệ tinh SPOT 5

kết hợp bản đồ địa chính 49

CHƯƠNG 3 51

ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH SPOT 5 KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH THÀNH LẬP, HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT XÃ TÂN AN, HUYỆN VĨNH CỬU, TỈNH ĐỒNG NAI 51

3.1 Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội xã Tân An, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai 51

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 51

3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 54

3.2 Ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 kết hợp bản đồ địa chính để thành lập và hiệu chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất Xã Tân An, Huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai năm 2008 54

3.2.1 Tài liệu ảnh vệ tinh 54

3.2.2 Tài liệu, số liệu thống kê đất đai hàng năm 55

3.2.3 Trình tự và phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 56

3.2.4 Đánh giá chất lượng bản đồ hiện trạng sử dụng đất 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

1 Kết luận 83

2 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

BẢNG CHÚ GIẢI CHỮ VIẾT TẮT

GIS: Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

CSDL: Cơ sở dữ liệu

HTSDĐ: Hiện trạng sử dụng đất

DGN: Cấu trúc file lưu trữ dữ liệu đồ họa của phần mềm Microstation

Pixel: Điểm ảnh Trong ảnh viễn thám điểm ảnh là đơn vị nhỏ nhất thể hiện trên

ảnh

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ chung về các bước nghiên cứu ……… 12

Hình 2.1 Mô hình hoạt động của vệ tinh SPOT ……… 17

Hình 2.2 Quỹ đạo đồng bộ mặt trời……….18

Hình 2.3 Thiết bị chụp ảnh lập thể HRS của SPOT 5……… …19

Hình 2.4 Thông số ảnh SPOT 5 so với SPOT 1, 2, 3, 4……… 20

Hình 2.5 Tổ hợp màu tự nhiên (natural color): Red – Green – Blue 35

Hình 2.6 Tổ hợp mầu giả: NIR-SWIR-Blue 36

Hình 2.7 Tổ hợp mầu NIR- SWIR-Red ……….…… 36

Hình 2.8 Tổ hợp mầu SWIR-NIR-Red ………36

Hình 2.9 Tổ hợp mầu SWIR-NIR-Blue ……… 36

Hình 2.10 Tổ hợp mầu SWIR – Red – Blue 37

Hình 2.11 Băng khác biệt về chỉ số thực vật ……… 37

Hình 2.12 Băng khác biệt về chỉ số nước ………38

Hình 2.13 Băng chỉ số thực vật được hiệu chỉnh từ đất (SAVI) ……….38

Hình 2.14 Băng chỉ số đất đô thị UI ………39

Hình 2.15 Băng chỉ số đất trống BI 39

Hình 2.16 Tỷ số băng Red/NIR 40

Hình 2.17 Tỷ số băng NIR/Red 40

Hình 2.18 Tỷ số băng Green/Red 40

Hình 2.19 Tỷ số băng Red/Green 40

Hình 2.20 Tỷ số băng NIR/SWIR 41

Hình 2.21 Tỷ số băng SWIR/NIR 41

Hình 2.22 Tỷ số băng Red/SWIR 42

Hình 2.23 Quy trình xây dựng bộ thư viện phổ ảnh vệ tinh độ phân giải cao 44

Hình 2.24 Quy trình thành lập bản đồ HTSDĐ cấp xã từ ảnh vệ tinh SPOT5 kết hợp bản đồ địa chính ………46

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí xã Tân An – Vùng nghiên cứu 49

Hình 3.2 Bình đồ ảnh vệ tinh 54

Hình 3.3 Mẫu khóa giải đoán đất trồng lúa nước - LUC ……….………56 Hình 3.4 Mẫu khóa giải đoán đất bằng trồng cây hàng năm khác-BHK(Trồng màu).57

Hình 3.5 Mẫu khóa giải đoán đất ở nông thôn – ONT ………58

Hình 3.6 Mẫu khóa giải đoán đất có rừng trồng sản xuất – RST ……….59

Hình 3.7 Mẫu giải đoán đất sản xuất kinh doanh – SKC ………60

Hình 3.8 Mẫu khóa giải đoán đất trồng cây công nghiệp lâu năm – LNC ……… 61

Hình 3.9 Mẫu khóa giải đoán đất giao thông – DGT ……… 62

Hình 3.10 Mẫu khóa giải đoán đất sản xuất vật liệu xây dưng, gốm sứ - SKX ……… 63

Hình 3.11 Mẫu khóa giải đoán đất nghĩa trang, nghĩa địa – NTD ……… 64

Hình 3.12 Mẫu khóa giải đoán đất có mặt nước chuyên dùng – MNC ……… 65

Hình 3.13 Bảng lớp thông tin ……… ………71

Hình 3.14 Bộ thư viện kiểu đường ……… ………72

Hình 3.15 Giao diện chính phần mềm LusMapS…… ……… 72

Hình 3.16 Ranh giới HTSDĐ được điều vẽ từ ảnh vệ tinh ……… ……….… 74

Hình 3.17 Chức năng tạo vùng hiện trạng sử dụng đất ……….……… 75

Hình 3.18 Kết quả chạy tạo vùng hiện trạng ……….… 76

Hình 3.19 Chức năng tính diện tích cho biểu đồ cơ cấu đất đai ……….…….76

Hình 3.20 Cơ cấu diện tích đất đai xã Tân An năm 2008 ……… 79

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật bộ cảm biến của vệ tinh SPOT5 20

Bảng 2.2 Phân nhóm ảnh theo độ phân giải và khả năng ứng dụng (Poon và cộng sự, “OrthoImage Resolution and Quality Standards”, 2006) .23

Bảng 2.3 Tổng hợp yêu cầu về độ chính xác các dữ liệu liên quan đối với thành lập trực ảnh tỷ lệ khác nhau sử dụng một số tư liệu ảnh vệ tinh thông dụng .27

Bảng 2.4 Diện tích khoanh đất hiển thị trên bản đồ .28

Bảng 2.5: Bảng thống kê tổng hợp về khả năng sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT5 cho mục đích giải đoán các đối tượng nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã……… 32

Bảng 3.1 Bảng diện tích các loại đất xã Tân An năm 2008………77

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay công nghệ Viễn thám đã có những bước phát triển vượt bậc, ảnh vệ tinh đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều Bộ, ngành khoa học Công nghệ Viễn thám

đã hỗ trợ đắc lực cho các nhà quản lý, thiết kế và thi công trên nhiều lĩnh vực khác

nhau như Dầu khí, Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Thuỷ sản, Cục cứu hộ cứu nạn, Tài

nguyên và Môi trường

Ảnh vệ tinh có độ phân giải không gian cao và siêu cao có thể kể đến như:

SPOT, IKONOS, QUICKBIRD, ORBVIEW-3 (Mỹ), EROS-A (Israel) đã mở ra triển vọng cho việc thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh Các loại vệ tinh này đang hoạt động tốt, chu kỳ chụp lặp lại cùng một vị trí trên mặt đất trong khoảng 1,5 đến 5 ngày, phương thức cung cấp ảnh linh hoạt tạo điều kiện cho người sử dụng

có được dữ liệu một cách nhanh chóng

Song song với việc phát triển của công nghệ thu ảnh là sự phát triển của công nghệ xử lý ảnh độ phân giải cao và siêu cao, các phần mềm thương mại phổ biến hoàn toàn có thể xử lý, hiệu chỉnh, phân tích với độ chính xác cao đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác của tỷ lệ bản đồ cần thành lập tương ứng

Bên cạnh đó, năm 2008, trạm thu ảnh vệ tinh quốc gia – Trung tâm Viễn thám quốc gia được xây dựng, vận hành thử nghiệm và đã vận hành chính thức vào tháng 6 năm 2009 Như vậy, tại Việt Nam đã tương đối chủ động về thu nhận ảnh vệ tinh độ phân giải cao (cụ thể là ảnh SPOT5 độ phân giải 2,5m)

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là một trong những tài liệu quan trọng trong quản

lý Nhà nước về đất đai, thông qua việc thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất các thời kỳ giúp cho cơ quan quản lý nắm bắt được cơ cấu, diện tích

và xu hướng biến động các loại hình sử dụng đất trên địa bàn từ đó đưa ra được những chính sách sử dụng đất một cách hợp lý và có hiệu quả cao

Với những lí do nêu trên học viên đã lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu khả năng

ứng dụng ảnh SPOT 5 kết hợp bản đồ địa chính trong việc thành lập và hiệu chỉnh

bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tân An, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai” làm

hướng nghiên cứu của mình

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

- Lập thư viện phổ và hình thành bộ mẫu giải đoán

- Xử lý phân tích ảnh vệ tinh để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất

- Xác định khoanh vi và mục đích sử dụng của một số loại hình sử dụng đất từ

3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu

3.1 Nội dung nghiên cứu:

- Tính chất và độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5 độ phân giải cao 2,5m phục

vụ cho xác định hiện trạng sử dụng đất cấp xã;

- Các loại hình hiện trạng sử dụng đất có thể xác định trực tiếp, gián tiếp trên

ảnh vệ tinh SPOT 5;

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất dạng số

3.2 Phạm vi nghiên cứu: Xã Tân An, Huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ảnh vệ tinh SPOT5 kết hợp bản đồ địa chính cho phép xác định các loại hình

hiện trạng sử dụng đất một cách nhanh chóng, chính xác

Các kết quả của đề tài có thể áp dụng triển khai thực tế tại các địa phương

5 Cơ sở tài liệu

- Ảnh vệ tinh SPOT 5 độ phân giải 2.5m khu vực xã Tân An được thu nhận ngày 15 tháng 01 năm 2008

- Bản đồ địa chính chính quy xã Tân An tỷ lệ 1:1.000 và 1:2.000 dạng số được kiểm tra nghiệm thu năm 2005

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tân An năm 2005

6 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập, phân tích, đánh giá và xử lý tài liệu: Thu thập, phân

tích, đánh giá các tài liệu số liệu liên quan đến đề tài như: Ảnh vệ tinh SPOT5, bản đồ

địa chính, các số liệu thống kê, kiểm kê đất đai …

Phương pháp bản đồ, viễn thám: Kết hợp xử lý ảnh số và giải đoán bằng mắt

thường để phân loại các loại hình sử dụng đất và thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng

đất có hiệu chỉnh bằng bản đồ địa chính và đối soát thực địa

Phương pháp điều tra thực địa: điều tra thực địa khu vực nghiên cứu để kiểm

tra kết quả giải đoán ảnh vệ tinh và kiểm tra đánh giá độ tin cậy của bản đồ thành phẩm

Phương pháp thống kê: thống kê xác định các loại hình sử dụng đất và cơ cấu

Chương 3: Ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 kết hợp bản đồ địa chính thành lập hiện chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất Xã Tân An, Huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai

Kết luận và kiến nghị

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và triển khai ứng dụng trên thế giới

Với các nước trên thế giới, ảnh vệ tinh là một trong những tư liệu phục vụ hiệu quản công tác quản lý đất đai nói riêng và tài nguyên và môi trường nói chung

Trung Quốc đã triển khai dự án Điều tra lại tài nguyên đất quốc gia (New National Land and Resources Investigation Project) trong 12 năm, bắt đầu từ năm

1999 Chủ đầu tư dự án là Bộ Đất đai và Môi trường (MLR) Trong dự án này, ảnh SPOT-1/2/4 và Landsat-7 TM đã được sử dụng là nguồn tài liệu chính để ứng dụng cho quan trắc biến động về sử dụng đất đai Bắt đầu từ năm 2002, dữ liệu ảnh SPOT5

độ phân giải 2,5m đã được sử dụng để cập nhật bản đồ sử dụng đất ở tỷ lệ 1:10.000

cho 26 thành phố của Trung Quốc

Tại Úc, chính phủ Úc đã tiến hành “Chương trình bản đồ hiện trạng sử dụng đất cộng tác” (Australian Collaborative Land Use Mapping Program - ACLUMP) Sản phẩm của dự án là các bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ tỷ lệ 1:100.000 đến 1:25.000 Trong dự án, ảnh vệ tinh SPOT 5 được sử dụng làm nguồn tài liệu cho xác định các biến động về hiện trạng sử dụng đất

Pháp đã xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý hiện trạng sử dụng đất đô thị (urban land use management database) tên là SPOT Thema SPOT Thema là một cơ sở dữ liệu vector được số hóa từ ảnh vệ tinh SPOT, tương thích với các ứng dụng về quản lý

và quy hoạch đất đai khác Cơ sở dữ liệu dựa trên dữ liệu ảnh SPOT 1 đến 4, và được tích hợp với ảnh SPOT 5

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và triển khai ứng dụng trong nước

Theo Theo quy định của Điều 53 Luật Đất đai ban hành ngày 26 tháng 11 năm

2003 và Nghị định số 181/2004/NĐ-CP ngày 29 tháng 10 năm 2004 của Chính phủ hướng dẫn thi hành Luật Đất đai thì: “Kiểm kê đất đai là một trong những nhiệm vụ quan trọng của công tác quản lý nhà nước về đất đai” Việc kiểm kê đất đai và thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở địa phương được tiến hành thường xuyên hàng

năm hoặc đột xuất, công tác kiểm kê đất đai trên toàn quốc thực hiện theo chu kỳ năm

(05) năm một lần, công tác thống kê đất đai được tiến hành một năm một lần Bộ Tài

nguyên và Môi trường chỉ đạo việc khảo sát, đo đạc, lập và quản lý bản đồ hiện trạng

sử dụng đất, bản đồ quy hoạch sử dụng đất trong phạm vi cả nước và tổ chức thực hiện việc lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ quy hoạch sử dụng đất của cả nước Trong những năm vừa qua, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã tập trung đầu tư nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm để có thể áp dụng một cách hiệu quả công nghệ viễn thám trong công tác kiểm kê đất đai, cụ thể như sau:

- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Xây dựng qui trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng tư liệu viễn thám” Đơn vị chủ trì thực hiện là Trung tâm Viễn Thám Đề tài đã hoàn thành năm 2002

- Dự án sản xuất thử nghiệm “Sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện của tỉnh Cà Mau” Trung tâm Viễn Thám đã hoàn thành công trình này vào năm 2003

Trong đợt kiểm kê đất đai năm 2005, công nghệ viễn thám đã được ứng dụng

và phát huy được hiệu quả trong công tác kiểm kê đất đai Đến nay, Trung tâm Viễn thám đã cung cấp trên 1.300 trực ảnh tỷ lệ 1:10.000 theo đơn vị cấp xã cho 13 tỉnh, thành phố và tham gia thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và lập bảng biểu thống

kê đất đai của một số huyện

Năm 2008, trạm thu ảnh vệ tinh quốc gia – Trung tâm Viễn thám quốc gia được xây dựng và vận hành thử nghiệm và vận hành chính thức vào tháng 6 năm 2009 Như vậy, chúng ta đã tương đối chủ động về thu nhận ảnh vệ tinh độ phân giải cao (cụ thể

là ảnh SPOT5 độ phân giải 2,5m), làm cơ sở cho triển khai áp dụng công nghệ viễn thám trong tổng kiểm kê đất đai năm 2010 và những năm tiếp theo

Sơ đồ các bước nghiên cứu như ở hình dưới đây

Hình 1.1 Sơ đồ chung về các bước nghiên cứu

Lựa chọn ảnh vệ tinh SPOT 5 năm 2008

Xử lý ảnh:

- Nắn chỉnh hình học

- Tăng cường chất lượng ảnh

- Phân loại và giải đoán ảnh

1.3 Khái niệm thống kê, kiểm kê đất đai, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, nguyên tắc thành lập và nội dung của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.3.1 Khái niệm thống kê, kiểm kê đất đai và bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ thể hiện sự phân bố các loại đất tại một thời điểm xác định, được lập theo đơn vị hành chính

Thống kê đất đai là việc Nhà nước tổng hợp, đánh giá trên hồ sơ địa chính về hiện trạng sử dụng đất tại thời điểm thống kê và tình hình biến động đất đai giữa hai lần thống kê

Kiểm kê đất đai là việc Nhà nước tổng hợp, đánh giá trên hồ sơ địa chính và trên thực địa về hiện trạng sử dụng đất tại thời điểm kiểm kê và tình hình biến động

đất đai giữa hai lần kiểm kê

Việc thống kê, kiểm kê đất đai được thực hiện theo quy định sau đây:

Đơn vị thống kê, kiểm kê đất đai là xã, phường, thị trấn;

Việc thống kê đất đai được tiến hành một năm một lần;

Việc kiểm kê đất đai được tiến hành năm năm một lần

1.3.2 Nguyên tắc thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã được lập trên cơ sở bản đồ địa chính, bản

đồ địa chính cơ sở có đối soát với thực địa và số liệu kiểm kê đất đai; trường hợp chưa

có bản đồ địa chính thì sử dụng ảnh chụp từ máy bay hoặc ảnh vệ tinh có độ phân giải cao được nắn chỉnh thành sản phẩm ảnh trực giao hoặc bản đồ giải thửa có đối soát với thực địa và số liệu kiểm kê đất đai để lập bản đồ hiện trạng; trường hợp không có các loại bản đồ trên thì sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất kỳ trước có đối soát với thực

địa và số liệu kiểm kê đất đai

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của cấp huyện và cấp tỉnh được lập trên cơ sở tổng hợp từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các đơn vị hành chính trực thuộc; bản

đồ hiện trạng sử dụng đất của vùng địa lý tự nhiên - kinh tế được lập trên cơ sở tổng

hợp từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các tỉnh thuộc vùng địa lý tự nhiên - kinh tế

đó; bản đồ hiện trạng sử dụng đất của cả nước được lập trên cơ sở tổng hợp từ bản đồ

hiện trạng sử dụng đất của các vùng địa lý tự nhiên - kinh tế

Khoanh đất là đơn vị cơ bản của bản đồ hiện trạng sử dụng đất, được xác định trên thực địa và thể hiện trên bản đồ bằng một đường bao khép kín Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất tất cả các khoanh đất đều phải xác định được vị trí, hình thể, loại đất theo hiện trạng sử dụng của khoanh đất đó

Loại đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất được xác định theo mục đích sử dụng đất

Mục đích sử dụng đất được xác định tại thời điểm thành lập bản đồ Trường hợp khoanh đất đã có quyết định giao đất, cho thuê đất, chuyển mục đích sử dụng đất hoặc đã đăng ký chuyển mục đích sử dụng đất nhưng tại thời điểm thành lập bản đồ chưa sử dụng đất theo mục đích mới thì loại đất được xác định theo mục đích sử dụng

đất mà Nhà nước đã giao, đã cho thuê, đã cho phép chuyển mục đích sử dụng hoặc đã đăng ký chuyển mục đích sử dụng đất

Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất loại đất được biểu thị bằng các ký hiệu tương ứng trong "Ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng

đất" do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành

Mục đích sử dụng đất được phân loại và giải thích cách xác định theo Thông tư

số 08/2007/TT-BTNMT ngày 02 tháng 8 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng

đất

1.3.3 Nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất gồm: các yếu tố nội dung cơ sở địa lý trên bản đồ nền, các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất Nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất dạng số được chia thành 7 nhóm lớp:

Nhóm lớp cơ sở toán học gồm: khung bản đồ, lưới kilômét, lưới kinh vĩ tuyến, chú dẫn, trình bày ngoài khung và các nội dung có liên quan;

Nhóm lớp địa hình gồm: dáng đất, các điểm độ cao;

Nhóm lớp thủy hệ gồm: thủy hệ và các đối tượng có liên quan;

Nhóm lớp giao thông gồm: các yếu tố giao thông và các đối tượng có liên quan;

Nhóm lớp địa giới hành chính gồm: đường biên giới, địa giới hành chính các cấp;

Nhóm lớp ranh giới và các ký hiệu loại đất gồm: ranh giới các khoanh đất; ranh giới các khu đất khu dân cư nông thôn, khu công nghệ cao, khu kinh tế; ranh giới các nông trường, lâm trường, các đơn vị quốc phòng, an ninh; ranh giới các khu vực đã quy hoạch được cấp có thẩm quyền phê duyệt và đã triển khai cắm mốc trên thực địa; các ký hiệu loại đất;

Nhóm lớp các yếu tố kinh tế, xã hội

1.3.4 Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất được căn cứ vào:

- Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất;

- Tỷ lệ bản đồ nền;

- Đặc điểm của đơn vị hành chính;

- Diện tích, kích thước của các khoanh đất; mức độ đầy đủ, độ chính xác và tin cậy của các nguồn tài liệu hiện có;

- Điều kiện thời gian, trang thiết bị kỹ thuật công nghệ và trình độ của lực lượng cán bộ kỹ thuật

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã được thành lập bằng một trong các phương pháp sau:

- Phương pháp sử dụng bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa chính cơ sở;

- Phương pháp sử dụng ảnh chụp từ máy bay hoặc vệ tinh có độ phân giải cao

đã được nắn chỉnh thành sản phẩm ảnh trực giao;

- Phương pháp hiện chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ trước Phương pháp này chỉ được áp dụng khi: không có bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa chính cơ sở và

ảnh chụp từ máy bay, hoặc ảnh chụp từ vệ tinh; bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ

trước được thành lập trên bản đồ nền theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường khi

số lượng và diện tích các khoanh đất ngoài thực địa biến động không quá 25% so với bản

đồ hiện trạng sử dụng đất của chu kỳ trước

Chương 2 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THÔNG TIN CỦA ẢNH SPOT 5 THÀNH LẬP

BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 2.1 Đặc điểm của ảnh vệ tinh SPOT 5

2.1.1 Đặc điểm chung

SPOT (Systeme Protatoire d’Observation de la Terre) là chương trình viễn thám do các nước Pháp, Thụy Điển, Bỉ hợp tác Đến nay đã có 5 thế hệ vệ tinh SPOT được đưa lên quỹ đạo (SPOT-1 và SPOT-3 hiện nay đã ngừng hoạt động)

Đây là loại vệ tinh đầu tiên sử dụng kỹ thuật quét dọc tuyến chụp với hệ thống quét điện tử có khả năng cho ảnh lập thể dựa trên nguyên lý thám sát nghiêng SPOT được thiết kế, vận hành và khai thác với mục đích thương mại, nhằm cung cấp dữ

liệu giám sát tài nguyên và môi trường

SPOT 5 được phóng ngày 04-5-2002 bằng tàu Ariane 4: ảnh Pan độ phân giải 5m, hoặc 2.5m, ảnh đa phổ 10m Có thêm đầu thu HRS chụp ảnh lập thể dọc theo vết quỹ đạo và đầu thu Vegetation 2

Các thông số quỹ đạo của vệ tinh SPOT 5

• Độ cao quỹ đạo: 822.154 km (tại xích

đạo)

• Góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo: 980

• Số vòng quay trong 1 ngày: 14 +5/26

• Tốc độ bay: 6.66 km/giây

• Thời gian quay hết 1 vòng: 101 phút

• Dịch về phía Tây giữa các vết quỹ đạo

kế tiếp: 2832 km

• Chu kỳ lặp lại quỹ đạo: 26 ngày

• Số vòng quay trong 1 chu kỳ: 369

vòng

Hình 2.1 Mô hình hoạt động của vệ tinh

SPOT

Đặc điểm vệ tinh quỹ đạo cận cực

• Có khả năng chụp được toàn bộ bề mặt Trái đất

• Khả năng tiếp cận bị hạn chế: phụ thuộc chu kỳ quan sát lặp, phụ thuộc khả năng thay đổi hướng chụp, phụ thuộc vào vỹ tuyến

• Có khả năng quan sát Trái đất ở độ cao thấp (so với vệ tinh địa tĩnh)

Đặc điểm của quỹ đạo đồng bộ Mặt trời

• Mặt phẳng quỹ đạo tạo 1 góc không đổi so với hướng của Mặt trời;

• Luôn bay qua 1 điểm bất kỳ trên mặt đất ở cùng thời điểm (theo giờ địa phương), đối với vệ tinh SPOT thời gian cắt qua xích đạo là 10h30ph;

• Đảm bảo sự thay đổi về điều kiện chiếu sáng của Mặt trời là nhỏ nhất

Hình 2.2 Quỹ đạo đồng bộ Mặt trời

Khả năng chụp ảnh lặp lại

Với khả năng chụp xiên (±310 về 2 phía so với trục thẳng đứng, cắt ngang vết quỹ

đạo), đồng thời có thể chụp cắt ngang vết quỹ đạo, vệ tinh SPOT có thể chụp ảnh

bất kỳ điểm nào: trong phạm vi 1 hành lang rộng 950 km; trên Trái đất trong vòng ít hơn 5 ngày tại xích đạo, ít hơn 3 ngày tại các vỹ độ ôn đới (450)

Với 3 vệ tinh đang hoạt động hiện nay, SPOT có khả năng quan sát vùng cần quan tâm hầu như là hàng ngày

Những tiến bộ của vệ tinh SPOT 5

• Có 2 đầu thu HRG chụp ảnh ở các kênh HRVIR như SPOT4, nhưng có thể

xử lý ảnh Pan độ phân giải 2.5 m;

• Có thêm đầu thu HRS chụp ảnh lập thể gần như đồng thời (cách nhau 90 giây) phục vụ thành lập mô hình số độ cao DEM;

• Có thể thu đồng thời 5 ảnh (2 truyền xuống trực tiếp, 3 ghi lại trên boong);

• Bộ quan trắc sao và DORIS cho phép định vị với độ chính xác cao hơn (±50m);

• Cũng có đầu thu Vegetation 2;

• Thiết bị DORIS cho độ chính xác cao;

• Quét ảnh dọc theo vết quỹ đạo

• Chụp các cảnh ảnh lập thể cùng quỹ đạo, mỗi cảnh ảnh cách nhau khoàng 90 giây;

• Kích thước pixel: 10m theo hướng vuông góc vết quỹ đạo, 5m theo hướng dọc theo vết quỹ đạo;

• Khả năng thu chụp ảnh rất lớn, 36 tháng có thể chụp được hơn 12 triệu km2

Hình 2.3 Thiết bị chụp ảnh lập thể HRS của SPOT 5

Hoạt động của hệ thống SPOT

Với hệ thống 3 vệ tinh đang hoạt động hiện nay, SPOT có thể cung cấp:

• Các cảnh ảnh với độ rộng 60 km x 60 km

• 2 ảnh được chụp đồng thời từ SPOT 2

• 2 ảnh được chụp đồng thời từ SPOT 4

• 5 ảnh được chụp đồng thời từ SPOT 5

 Là hệ thống có khả năng chụp một số lượng dữ liệu ảnh rất lớn

Sản phẩm ảnh SPOT

SPOT 1,2,3,4

• Ảnh Panchromatic: P hoặc M

• Ảnh Multispectral: Xs (không có băng SWIR)

• Ảnh Multispectral: Xi (có băng SWIR)

Hình 2.4 Thông số ảnh SPOT 5 so với SPOT 1,2,3,4

2.1.2 Các thông số kỹ thuật bộ cảm biến của vệ tinh SPOT 5

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật bộ cảm biến của vệ tinh SPOT5

Kênh phổ và độ phân giải Dải phổ Dải ảnh

B2: 0.61 ÷ 0.68 µm

B3: 0.78 ÷ 0.89 µm B4: 1.58 ÷ 1.75 µm

Dữ liệu ảnh thương mại có thể cung cấp được cho khách hàng theo các đơn

đặt hàng thường được gọi là các sản phẩm ảnh Các sản phẩm ảnh có thể được xử lý

theo các mức (các bậc) khác nhau, phân loại tuỳ theo các nhà cung cấp ảnh Sau đây

là các sản phẩm ảnh của một số loại ảnh vệ tinh có độ phân giải cao và siêu cao phổ biến hiện nay

Mức 1A: Đã hiệu chỉnh bức xạ cho các sai số méo hình do sự chênh khác về

độ nhạy của các đầu thu

Mức 1B: Là sản phẩm ảnh bậc 1A được hiệu chỉnh hình học về ảnh hưởng của các sai số hệ thống (ảnh hưởng của độ cong và chuyển động xoay của Trái đất) Các méo hình trong của ảnh được hiệu bằng các phép đo chiều dài, đo góc, và đo diện tích bề mặt

Mức 2A: Là sản phẩm bậc 1A được hiệu chỉnh hình học trong phép chiếu bản đồ tiêu chuẩn (thường là UTM, WGS84) sử dụng mô hình cảm biến vật lý không có điểm khống chế mặt đất, có tăng cường chất lượng hình ảnh

Mức 2B: Là sản phẩm mức 1A được hiệu chỉnh trong phép chiếu bản đồ với các điểm khống chế lấy từ bản đồ hoặc đo thực địa, được hiệu chỉnh với độ cao trung bình khu vực

Mức 3: Là sản phẩm bậc 1A được hiệu chỉnh hình học trong phép chiếu bản

đồ với các điểm khống chế mặt đất và mô hình số độ cao, có tăng cường chất lượng

hình ảnh

Các file bổ trợ ảnh của ảnh SPOT 5

- Các file thông tin về cảnh ảnh

- Các ghi chú và toạ độ các góc cảnh ảnh

- Các file thông số mô hình vật lý bộ cảm biến

2.1.4 Đặc tính phổ của ảnh vệ tinh SPOT 5

Ảnh vệ tinh SPOT 5 có 2 kênh ảnh toàn sắc độ phân giải 5m, có thể tạo ảnh

độ phân giải 2.5m với đầu thu HRG nằm trong giải phố 0.48 ÷ 0.71µm Diện tích

phủ trùm của một cảnh ảnh là 60km x 60 km, 3 kênh đa phổ độ phân giải 10m và 01 kênh hồng ngoại sóng ngắn độ phân giải 20m Ngoài ra vệ tinh SPOT 5 còn có thể thu được cặp ảnh lập thể

2.2 Độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5 trong việc xác định hiện trạng sử dụng đất

2.2.1 Độ chính xác của ảnh vệ tinh SPOT 5

Tiêu chuẩn đánh giá ảnh theo mục đích sử dụng phải gắn độ phân giải và chất lượng ảnh dựa vào nội dung thông tin của ảnh Phân nhóm ảnh dựa vào các đặc trưng có thể được nhận dạng rõ ràng ở trên ảnh

Độ sáng tương đối của một đối tượng và nền ảnh của nó là cơ sở để phát hiện đối tượng trên một tấm ảnh, tức là các đặc trưng có độ tương phản cao thì dễ nhận

dạng hơn những đặc trưng có độ tương phản thấp Cũng như vậy, các đối tượng

dạng đường dễ nhận biết bằng mắt thường hơn các đối tượng dạng điểm Bởi vậy, việc xem xét quan hệ độ tương phản và mặt đất thực cần bao gồm cả các đặc trưng

có độ phân giải cao và các đặc trưng có độ phân giải thấp Người sử dụng cần phân biệt giữa các đặc trưng dạng đường và dạng vùng, để tránh tình trạng mập mờ, không rõ ràng

Bảng 2.2 Phân nhóm ảnh theo độ phân giải và khả năng ứng dụng (Poon và cộng sự,

“OrthoImage Resolution and Quality Standards”, 2006)

Độ phân giải ảnh từ 0.6 ÷÷÷÷ 1.0 m Độ phân giải ảnh từ 1.0 ÷÷÷÷ 2.5 m

Các đặc trưng nhỏ nhất có thể giải

đoán được

Ví dụ các đặc trưng

có thể đo và nhận dạng được

Các đặc trưng độ tương phản cao dạng vùng có kích

thước từ 3÷8m

Mái nhà, sân tennis, bãi đỗ xe

Các đặc trưng độ

tương phản thấp

dạng vùng có kích

thước từ 3÷6m

Đường giao nhau,

bãi đỗ xe, đường lái

xe vào nhà

Các đặc trưng độ tương phản thấp dạng vùng có kích

thước từ 3÷10m

Các cây độc lập, phần mở rộng của các tòa nhà thương mại

đường

Các đặc trưng độ tương phản cao dạng đường có độ

rộng 1÷4m

Mạng lưới đường nhỏ, mạng lưới

đường sắt

Các đặc trưng độ Đường xe đạp, Các đặc trưng độ Các vết xe tải,

rộng 2÷5m

đưòng mòn vùng

nông thôn, ngõ trong đô thị

Độ phân giải ảnh từ 2.5 ÷÷÷÷ 5.0 m Độ phân giải ảnh từ 5.0 ÷÷÷÷ 10 m

Mục đích lập bản đồ các vùng xa xôi,

quản lý thủy văn theo vùng

Mục đích quản lý nông nghiệp, rừng và

Các đặc trưng nhỏ nhất có thể giải

đoán được

Ví dụ các đặc trưng

có thể đo và nhận dạng được

Các đặc trưng độ tương phản cao dạng vùng có kích

thước từ 20÷50m

Sân bay, sân gôn, khối nhà, các nhà

độc lập hoặc tương đối lớn

thước từ 30÷60m

Các đám cây, vùng canh tác

Các đặc trưng độ tương phản cao dạng đường có độ

rộng 20÷40m

Mạng lưới quốc lộ,

đường cất cánh, hạ

cánh, mạng lưới thủy văn chính

Các đặc trưng độ tương phản thấp dạng đường có độ

rộng 30÷50m

Các vệt thảm cây trồng bị đổ do gió

Để áp dụng một loại ảnh vệ tinh nào trong thành lập bản đồ cũng cần phải

xác định quan hệ giữa độ phân giải mặt đất của ảnh với tỷ lệ bản đồ cần thành lập

Theo kinh nghiệm của các nhà đo ảnh nước ngoài thì mối quan hệ giữa khoảng cách lấy mẫu mặt đất – GSD (ground sample distance), hay kích thước pixel mặt đất và tỷ lệ bản đồ cần thành lập có thể biểu diễn bằng công thức như sau (Karsten Jacobsen, University of Hannover, Germany, Use of Very High Resolution Imagery, 2005):

Như vậy, thành lập bản đồ tỷ lệ 1:5.000 sẽ đòi hỏi ảnh phải có kích thước pixel là không quá 0.5m Yêu cầu này là quá chặt chẽ bởi việc nhận biết và đo vẽ

được các đối tượng ở trên ảnh vệ tinh còn phụ thuộc khá nhiều yếu tố khác nữa

Hơn nữa, so sánh với thực tế thành lập bản đồ từ ảnh hàng không bằng công nghệ đo vẽ số cho thấy yêu cầu về độ phân giải như trên là quá cao Trong thực tế

đo vẽ ảnh hàng không theo công nghệ số của Intergraph cho phép kích thước pixel

của ảnh nắn trực giao chỉ trong khoảng 0.2 ÷ 0.3 mm tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập là đủ

Một nghiên cứu của Samadzadegan cùng các cộng sự (“On the Geomatic Accuracy and Information Content of IKONOS High Resolution Imagery for Map-Revision”, 2003) đối với ảnh IKONOS cũng đã cho có thể đáp ứng được yêu cầu nội dung thông tin cho thành lập bản đồ tỷ lệ 1:5.000, dù kích thước pixel của ảnh IKONOS là 1m

Trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, khi có các tài liệu tham khảo khác như bản đồ địa chính, bản đồ địa hình ở tỷ lệ tương đương thì việc sử dụng

ảnh vệ tinh sẽ mang lại rất nhiều thuận lợi Thực tế cho thấy, với ảnh vệ tinh SPOT

5 loại super-mode, có kích thước pixel 2.5 m là hoàn toàn có thể sử dụng được cho thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1: 10.000

Ưu thế nổi trội của một số loại ảnh vệ tinh quang học trên là khả năng chụp

lặp lại một vị trí trên mặt đất nhanh và có các băng ảnh đa phổ Các ảnh vệ tinh quang học đều có băng ảnh cận hồng ngoại (NearInfrared), chụp ảnh trong dải sóng

mà mắt người không nhìn thấy được, nhưng lại giúp cho người sử dụng phân tách các đối tượng như thực vật, đất rất tốt Áp dụng kỹ thuật phân tích phổ trong viễn thám, các loại ảnh này hoàn toàn có thể phục vụ cho nghiên cứu, theo dõi biến động

đường bờ biển, trượt lở đất, hiện trạng lớp phủ bề mặt đất, rừng ngập mặn ven biển,

biến động sử dụng đất

Các yêu cầu độ chính xác dữ liệu liên quan

Để đảm bảo độ chính xác về mặt phẳng đối với bản đồ cần thành lập, hoặc

hiện chỉnh có tỷ lệ xác định, cần xác định độ chính xác của 2 quá trình: xây dựng và bình sai khối ảnh vệ tinh và độ chính xác của mô hình số độ cao (digital elevation model – DEM) cần sử dụng trong quá trình nắn ảnh

2 2

DEM D td

Trong đó: ▫ m D là sai số vị trí điểm trên ảnh nắn;

▫ m td là sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai khối ảnh;

▫ m DEM là sai số vị trí điểm trên ảnh nắn do sai số của DEM gây ra

Với kỹ thuật, công nghệ xử lý ảnh vệ tinh hiện nay, rất nhiều thực nghiệm của các nhà đo ảnh trên thế giới đã chứng minh rằng: sai số trung phương về vị trí

điểm của khối ảnh sau bình sai có thể đạt được trong khoảng ±1 pixel

Tuy nhiên, trong những trường hợp ảnh sử dụng có kích thước pixel thỏa mãn công thức (1) thì sai số này có thể lên tới 2 pixel vẫn có thể đáp ứng được yêu cầu độ chính xác của bản đồ cần thành lập (theo quy định hiện hành là không vượt

quá ±0.4mm tính theo tỷ lệ bản đồ) Tất nhiên, khi đó sẽ phải yêu cầu sử dụng một

mô hình số độ cao – DEM có độ chính xác cao hơn so với mô hình DEM sử dụng với trường hợp sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai khối ảnh trong khoảng

±1 pixel

Độ xê dịch vị trí điểm ảnh nắn do ảnh hưởng sai số của mô hình số độ cao

DEM có thể biểu diễn qua công thức:

(2)

m DEM = m h tanα (3) Trong đó: ▫ m h là sai số độ cao của mô hình số độ cao;

▫ α là góc xiên chụp ảnh của cảnh ảnh

Từ công thức (1), (2), (3), các kết quả tính toán về độ chính xác yêu cầu của các dữ liệu liên quan đối với từng loại ảnh và loại tỷ lệ bản đồ cần thành lập được thống kê trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Tổng hợp yêu cầu về độ chính xác các dữ liệu liên quan đối với thành lập trực ảnh tỷ lệ khác nhau sử dụng một số tư liệu ảnh vệ tinh thông dụng

Các yêu cầu dữ liệu liên quan

Yêu cầu về sai số mô hình số

độ cao tương ứng với góc xiên chụp

SSTP điểm khống chế

ảnh (m) α≤ 100 α≤ 200 α≤ 300 α≤ 400

1:2 000

2(0.5m)

(2.5m) mh ≤±1.0 (αmax = 270) SPOT5

2.2.2 Xác định hiện trạng sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh SPOT5

Theo quy định về thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất của Bộ Tài nguyên

và Môi trường, độ chính xác các yếu tố nội dung bản đồ được xác định như sau :

Độ chính xác chuyển vẽ các yếu tố nội dung cơ sở địa lý từ các bản đồ tài

liệu sang bản đồ nền phải bảo đảm các yêu cầu sau:

Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung bản đồ không vượt quá

Bảng 2.4 Diện tích khoanh đất hiển thị trên bản đồ

Tỷ lệ bản đồ Diện tích khoanh đất trên bản đồ

Độ chính xác chuyển vẽ các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất từ các tài

liệu dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất sang bản đồ nền phải bảo đảm các yêu cầu sau:

Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất không vượt quá ± 0,7 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền;

Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất không được vượt quá ± 0,5 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền

Như đã phân tích ở trên, về lý thuyết sai số trung phương về vị trí điểm của khối ảnh sau bình sai có thể đạt được trong khoảng ±1 pixel, còn trong thực tế thông thường đạt ±2 pixel Như vậy với ảnh SPOT5 độ phân giải 2,5m sai số sai số trung phương về vị trí điểm có thể lên tới ±5 m Căn cứ vào yêu cầu sai số chuyển vẽ vị

trí các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất không được vượt quá ± 0,5 mm, ảnh SPOT5 độ phân giải 2,5m sau khi bình sai thành bình đồ ảnh hoàn toàn đáp ứng yêu cầu cho xác định các yếu tố hiện trạng sử dụng đất ở tỷ lệ bản đồ 1:10.000

Với ảnh vệ tinh SPOT 5 độ phân giải 2,5m, chúng ta có thể nhận dạng các

đặc trưng dạng vùng có kích thước từ 8÷10mm2 (tùy độ tương phản) Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ từ 1/1.000 đến 1/10.000 biểu thị các khoanh đất có diện tích trên bản đồ ≥ 16 mm2 Như vậy từ ảnh SPOT 5, chúng ta có thể xác định được các khoanh đất có diện tích theo yêu cầu với tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất 1:10.000

Như vậy, với phương án công nghệ sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao kết hợp các tài liệu bản đồ địa chính được quản lý theo dõi tại địa phương thì hoàn toàn

đáp ứng được yêu cầu về nội dung để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp

xã phục vụ nhanh và kịp thời cho chương trình quốc gia về kiểm kê đất đai

2.3 Khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ kiểm kê đất đai

2.3.1 Khả năng xác định các loại hình sử dụng đất trên ảnh vệ tinh SPOT5

Các loại hình hiện trạng sử dụng đất được xác định trên ảnh vệ tinh theo các dấu hiệu điều vẽ trực tiếp và gián tiếp kết hợp với khảo sát thực địa ở những điểm cần thiết Quá trình nhận biết loại hình hiện trạng sử dụng đất từ ảnh viễn thám gọi

là điều vẽ ảnh (hay suy giải ảnh) Kết quả của điều vẽ ảnh quyết định đến chất lượng của nội dung của bản đồ

Trên thực tế tồn tại hai phương pháp suy giải ảnh - phương pháp số (bằng phần mềm và máy tính) và phương pháp tương tự (bằng mắt) Phương pháp số có

ưu việt là dựa trên cơ sở định lượng, đảm bảo tính khách quan cao và xử lý nhanh

Song trên thực tế khả năng tự động nhận dạng các loại hình sử dụng đất còn hạn chế

và trong nhiều trường hợp chưa đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác định loại Lý

do ở đây là một loại hình sử dụng đất có thể rất đa dạng về bản chất vật lý và ngược lại, có những loại hình sử dụng đất khác nhau lại gần nhau về bản chất vật lý và trong các loại hình sử dụng đất có nhiều loại luôn biến đổi trạng thái bề mặt, thí dụ theo thời vụ Điều đó gây khó khăn cho việc tự động nhận dạng các đối tượng Mặt khác để ứng dụng phương pháp số cần được trang bị các phần mềm mạnh và thiết bị cũng như đào tạo cán bộ chuyên sâu, đồng bộ

Phương pháp suy giải tương tự (bằng mắt) dựa vào hệ thống xử lý: mắt - bộ não và kiến thức, kinh nghiệm của người điều vẽ Tuy “hệ thống” này uyển chuyển, linh hoạt, nhưng kết quả hoàn toàn phụ thuộc vào người điều vẽ, nên không tránh

khỏi tính chủ quan và nhiều khi không đảm bảo được độ chính xác Phương án tối

ưu ở đây là con người suy giải ảnh vệ tinh với sự trợ giúp của phần mềm và máy

tính trợ giúp định hướng phân loại đối tượng cũng như so sánh với thư viện mẫu suy giải ảnh đã có

Theo Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT ngày 02 tháng 8 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất thì bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ thể hiện sự phân bố các loại đất theo quy định về chỉ tiêu kiểm kê theo mục đích sử dụng đất tại thời điểm kiểm kê đất đai và được lập theo đơn vị hành chính các cấp

và vùng địa lý tự nhiên - kinh tế Như vậy, để có được bản đồ hiện trạng sử dụng

đất đạt các yêu cầu đề ra thì với kết quả suy giải các đối tượng hiện trạng tốt là chưa

đủ, công tác này cần được kết hợp chặt chẽ với cán bộ địa chính địa phương nhằm

hiệu chỉnh, bổ sung về cả tính chất cũng như số lượng các khoanh vi đất theo mục

đích sử dụng thực tế (ví dụ như hồ sơ địa giới hành chính, bản đồ và các trích lục kèm

theo quyết định điều chỉnh địa giới hành chính; Bản đồ, trích lục kèm theo các quyết

định giao đất, thu hồi đất, cho thuê đất, chuyển mục đích sử dụng của các cơ quan có

thẩm quyền)

Trong các dấu hiệu điều vẽ ảnh vệ tinh, màu sắc của hình ảnh có ý nghĩa rất quan trọng Song cùng một đối tượng trong những điều kiện chụp ảnh (chiếu sáng)

và xử lí khác nhau có hình ảnh chênh nhau về sắc màu Vì vậy mô tả về màu sắc của hình ảnh các loại đất trên ảnh mẫu chỉ là tương đối và màu sắc trên ảnh mẫu không thể coi là chuẩn duy nhất để xác định đối tượng bằng cách đối chiếu mẫu với

ảnh cần điều vẽ, theo yêu cầu 1-1, nghĩa là tương ứng hoàn toàn, mà chỉ có tính chất định hướng về gam màu

Diện mạo hình ảnh là dấu hiệu điều cho phép dễ dàng định loại nhiều đối tượng, như đất làm muối ở miền Bắc, đất nuôi trồng thuỷ sản ven biển, đất ruộng lúa vùng đồng bằng, đất trồng cây công nghiệp lâu năm v.v Diện mạo được hình thành bởi hình dáng và cấu trúc đặc trưng của đối tượng Thí dụ diện mạo tuyến (đường sá, kênh mương, ), diện mạo ô thửa (đất ruộng lúa, đất có mặt nước nuôi trồng thuỷ sản, đất trồng cây theo các lô vuông vức ), diện mạo tuyến sọc (đất nuôi tôm theo các thửa hẹp, ruộng muối ), diện mạo dăm kết (các điểm dân cư nông thôn ) v.v Khái niệm diện mạo hình ảnh ở đây có những nét gần với khái niệm

về hình dáng, thí dụ diện mạo tuyến và có nét gần với khái niệm về cấu trúc hình

ảnh, thí dụ diện mạo tuyến sọc Song về bản chất, các khái niệm đó có sự khác nhau

rõ rệt Cần lưu ý là hình dáng hình ảnh thường chỉ dùng cho các đối tượng đơn như nhà (hình chữ nhật, hình vuông), bồn chứa xăng (hình tròn) v.v còn diện mạo dành cho đối tượng phức hợp gồm nhiều đối tượng đơn như đất khu dân cư, đất công nghiệp v.v Để điều vẽ các loại hình sử dụng đất trên ảnh vệ tinh, dấu hiệu diện mạo hình ảnh có ý nghĩa quan trọng

Cấu trúc hình ảnh được tạo thành bởi tập hợp các phần tử ảnh sắp xếp theo những qui tắc nhất định, phụ thuộc vào bản chất vật lí bề mặt đối tượng, liên quan

đến điều kiện tự nhiên cũng như trạng thái và cấu trúc đối tượng, thí dụ: cấu trúc hạt

mịn (bãi cát phẳng, đất ruộng lúa có lúa đã phát triển ), ô vệt (vùng đầm lầy), vệt sọc (đất trồng dứa trên các luống ở vùng trũng ) v.v

Ngoài các dấu hiệu điều vẽ trực tiếp trên ra, để xác định các loại đất trên ảnh

vệ tinh các dấu hiệu điều vẽ gián tiếp có ý nghĩa quan trọng không kém Trong nhiều trường hợp sự hiểu biết về qui luật, đặc điểm phân bố, điều kiện sinh thái, tập

quán canh tác v.v giúp cho người điều vẽ xác định dễ dàng các loại hình sử dụng

đất

Qua thực tế nghiên cứu cùng với kết quả khảo sát thực nghiệm của đề tài cho thấy ảnh đa phổ đem lại nhiều thông tin về các loại hình sử dụng đất hơn cả, tiếp theo là ảnh phổ màu rồi mới đến ảnh toàn sắc đen trắng Tuy nhiên, độ phân giải cao của ảnh toàn sắc được khai thác kết hợp với độ phân giải cao của ảnh đa phổ sẽ

đem lại hiệu quả cao nhất Như trên đã phân tích, ảnh SPOT5 phân giải 2.5 m có thể

thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất đến tỉ lệ 1/10.000 (cấp xã có quy mô diện tích lớn hơn hoặc bằng 3000ha) theo qui định của bộ Tài nguyên và Môi trường

Bảng 2.5 Bảng thống kê tổng hợp về khả năng sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT5 cho mục đích giải đoán các đối tượng nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã

Khả năng xác

định loại hình

hiện trạng sử dụng đất trên

tiếp +

điều tra

ngoại nghiệp

Bản đồ

địa

chính, các tài liệu hỗ trợ

1.1.1.3.1 Đất bằng trồng cây hàng năm khác BHK x x

1.1.1.3.2 Đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác NHK x x

1.3.1 Đất nuôi trồng thuỷ sản nước lợ, mặn TSL x x

1.3.2 Đất chuyên nuôi trồng thuỷ sản nước ngọt TSN x x

2.2.1.1 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp

2.2.4 Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK

2.2.4.4 Đất sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ SKX x x

4.1 Đất mặt nước ven biển nuôi trồng thủy sản MVT x x

4.2 Đất mặt nước ven biển có rừng ngập mặn MVR x x

4.3 Đất mặt nước ven biển có mục đích khác MVK x x

Như vậy, với yêu cầu về nội dung chuyên môn để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất đơn vị hành chính cấp xã là:

Tổng số loại đất theo mục đích sử dụng phải thể hiện trên bản đồ là : 63 loại

đất

Tổng số loại đất được chiết tách trực tiếp từ ảnh vệ tinh kết hợp khảo sát

ngoại nghiệp là: 33 loại đất chiếm khoảng 52% số lượng các loại đất cần thể

hiện trên bản đồ HTSSD cấp xã

Tổng số loại đất được chiết tách kết hợp với tài liệu bổ trợ từ địa phương (bản đồ địa chính; trích lục kèm theo các quyết định giao đất, thu hồi đất, cho thuê đất, chuyển mục đích sử dụng của các cơ quan có thẩm quyền; Sơ đồ, số liệu theo dõi biến

động sử dụng đất…) là: 30 loại đất

2.3.2 Các giải pháp hỗ trợ công tác giải đoán, xác định hiện trạng sử dụng đất với ảnh vệ tinh SPOT 5

Với công nghệ ảnh viễn thám, thông thường để giải đoán, xác định các đối tượng trên ảnh, chúng ta sử dụng bình đồ ảnh và bộ khóa giải đoán ảnh số Tuy nhiên với đặc tính đa phổ của ảnh vệ tinh SPOT 5, đề tài đã đưa ra một số sản phẩm

ảnh dẫn xuất cho phép hỗ trợ, tăng cường khả năng nhận dạng, xác định các loại

hình hiện trạng sử dụng đất

Áp dụng kỹ thuật trộn ảnh (fusion image) trong các phần mềm xử lý ảnh vệ tinh, qua đó chúng ta có thể đưa ra thêm một dạng sản phẩm ảnh trực giao là ảnh đa phổ, hoặc ảnh mầu tự nhiên, hoặc giả mầu tự nhiên nhưng có độ phân giải bằng độ phân giải ảnh toàn sắc (Panchromatic), giúp cho công tác phân biệt, nhận dạng và

đo vẽ đối tượng trên ảnh hiệu quả hơn rất nhiều Nhờ đó, việc xác định ranh giới

các yếu tố dạng vùng, dạng tuyến cũng chính xác hơn so với việc chỉ sử dụng ảnh

đen trắng (toàn sắc), ví dụ mép nước, mép đường, tường rào, hệ thống đường giao

thông, thủy văn, ranh giới giữa một số loại cây trồng

Sản phẩm ảnh đầu tiên là tổ hợp mầu tự nhiên (natural color Red – Green – Blue) Đối với ảnh vệ tinh SPOT đa phổ, băng ảnh Blue được tạo giả từ các băng

ảnh khác, nhằm tạo tổ hợp mầu tự nhiên RGB Các đối tượng trên mặt đất xuất hiện

với mầu sắc tương tự như mắt thường vẫn nhìn thấy, thực vật tươi tốt sẽ có mầu xanh lơ, khu vực quang đãng thì có mầu rất nhạt, thực vật không sinh trưởng tốt có mầu nâu hoặc vàng, các con đường có mầu xám, đường bờ nước có mầu trắng Khu

đất quang hoặc có cây thưa thớt khó nhận dạng hơn so với tổ hợp mầu giả Đây là

sản phẩm chính sử dụng để xác định các yếu tố hiện trạng sử dụng đất

Hình 2.5 Tổ hợp màu tự nhiên (natural color): Red, Green và Blue

Hình 2.6 Tổ hợp mầu NIR, SWIR và Blue Hình 2.7 Tổ hợp mầu NIR, SWIR và Red

Sản phẩm tổ hợp mầu giả (NIR,

SWIR và Blue) Mức độ tươi tốt của thực

vật thể hiện qua các mầu đỏ, nâu, cam và

vàng Đất có thể có mầu xanh lơ hoặc mầu

nâu Khu đô thị có mầu ghi trắng, mầu

lục-lam và màu xám; khu vực có mầu xanh lục-lam

sáng thể hiện vùng đất trống và khu vực có

mầu ngả về đỏ thể hiện nơi thực vật đang

sinh trưởng, cũng có thể là bãi cỏ mỏng

Nước sâu, nước trong sẽ có mầu rất tối,

nước nông hoặc có chứa phù sa sẽ xuất hiện

dưới dạng mầu xanh lam nhạt

Có thể sử dụng tổ hợp mầu này để xác định khu vực có bề mặt là nước Các loại thực vật ở các điều kiện khác nhau xuất hiện dưới dạng các mầu nâu, xanh

lơ và mầu cam Tổ hợp mầu này cũng có thể giúp phân biệt về độ ẩm, giúp cho phân tích đất và các điều kiện thực vật:

đất ẩm ướt sẽ có mầu sẫm hơn vì khả

năng hấp thụ hồng ngoại của nước

Thực vật tươi tốt sẽ thể hiện qua mầu

xanh lục sáng, đất thì có mầu hơi tím Tổ hợp

mầu này rất hữu ích cho việc quản lý rừng

cây lấy gỗ và nghiên cứu về sâu bệnh của

cây

Thực vật tươi tốt có mầu xanh lơ sáng Các vùng đất đô thị và đất trống có màu hồng nhạt, vùng mặt nước đục và

đất ngậm nước có màu xanh lam, nước

trong có màu đen thẫm Tổ hợp mầu này

có thể được sử dụng khi nghiên cứu về nông nghiệp

Tổ hợp mầu SWIR, Red và Blue

Hình 2.10 Tổ hợp mầu SWIR – Red - Blue

Tổ hợp mầu này có thể thể hiện cấu trúc bề mặt địa hình

Các sản phẩm ảnh tạo ra từ tỷ số các băng ảnh chỉ số Các băng ảnh chỉ số

được thành lập để hỗ trợ cho việc giải đoán các loại đất trên ảnh gồm:

Hình 2.11 Băng khác biệt về chỉ số thực vật

NDVI =

RED NIR

RED NIR

+

− Trong đĩ NIR là giá trị bức xạ của bước sĩng cận hồng ngoại

(near infrared), RED là giá trị bức xạ của bước sĩng nhìn thấy (visible).Chỉ số thực vật được dùng để xác định mật độ phân

bố của thảm thực vật, đánh giá trạng thái sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Hình 2.12 Băng khác biệt về chỉ số nước

NDWI =

SWIR NIR

SWIR NIR

+

− Được dùng để giải đốn loại hình sử dụng đất cĩ mặt nước

như: Đất cĩ mặt nước chuyên dùng, đất nuơi trồng thủy sản

…

Hình 2.13 Băng chỉ số thực vật được hiểu chỉnh từ đất (SAVI)

SAVI =

L RED NIR

RED NIR

+ +

−

(1+L)

Hình 2.14 Băng chỉ số đất đô thị UI

UI =

NIR SWIR

NIR SWIR

) (

) (

) (

BLUE NIR

RED SWIR

BLUE NIR

RED SWIR

+ +

+

+

− +

+1

Các sản phẩm ảnh tạo ra từ xử lý các tỷ số băng Việc tính chuyển tỷ số băng

có thể được áp dụng nhằm giảm ảnh hưởng của môi trường Các tỷ số (băng) cho thông tin duy nhất và độ nhạy phản xạ phổ, hoặc chênh khác về mầu giữa các vật liệu bề mặt mà chúng thường khó phát hiện trên ảnh tiêu chuẩn Tỷ số băng cũng rất hữu dụng cho nghiên cứu về đất và thực vật Sau đây là một số sản phẩm có thể tạo

ra từ ảnh vệ tinh: