Biến động diện tích trồng lúa ở long an

Trên thếgiới hiện nay khoa học công nghệlà nền tảng và là động lực thúc đẩy mạnh mẽquá trình công nghiệp hóa, hiện đại của một quốc gia. Trong đó viễn thám là một công nghệcó khảnăng ứng dụng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên như đất, nước, rừng, khoáng sản và giám sát bảo vệmôi trường góp phần quan trọng vào sựphát triển bền vững của đất nước. Công nghệmáy tính phát triển ngày càng mạnh mẽcùng với sựhỗtrợcủa các phần mềm xửlý chuyên dụng dữliệu viễn thám ra đời đã góp phần thúc đẩy các nghiên cứu ứng dụng viễn thám được thực hiện. Ởnước ta hiện nay, việc quản lý biến đổi tài nguyên, biến đổi mục đích sử dụng tài nguyên đang là nhu cầu cần thiết. Sựphát tiển của đất nước, nhu cầu của xã hội này càng cao đó là những nguyên nhân dẫn đến việc thay đổi mục đích sửdụng các tài nguyên không hợp lý. Trong đó tài nguyên đất sửdụng trồng lúa có ý nghĩa rất quan trọng đặc biệt với Việt Nam là nước có nền kinh tếNông Nhiệp. Tuy nhiên hiên nay diện tích đất sửdụng vào trồng lúa đang có những biến động theo chiều hướng sấu. Theo sốliệu Tổng Cục Thống Kêtrong giai đoạn 2000 2006, diện tích đất lúa cảnước đã giảm từ4,47 triệu ha xuống còn 4,13 triệu ha. Nhưvậy trung bình mỗi năm giảm tới 50 nghìn ha.Vì vậy việc quản lý và giám sát biến động diện tích đất trồng lúa là tất cần thiết . Đã có nhiều các phương pháp dùng đểtheo dõi sựbiến động vềdiện tích trồng lúa như: So sánh hai bản đồhiện trạng sửdụng đất ởhai thời điểm được yêu cầu, thống kê sốliệu hoặc sửdụng ảnh hàng không thành lập bản đồhiện trạng ...nhưng các phương pháp này thường tốn nhiều thời gian và tiền của, nên cần có một giải pháp mang lại hiệu quảcao hơn trong việc thống kê và đánh giá tình trạng biến động diện tích đất trồng lúa của vùng.

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trên thế giới hiện nay khoa học công nghệ là nền tảng và là động lực thúc đẩy mạnh mẽ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại của một quốc gia Trong đó viễn thám là một công nghệ có khả năng ứng dụng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên như đất, nước, rừng, khoáng sản và giám sát bảo vệ môi trường góp phần quan trọng vào sự phát triển bền vững của đất nước Công nghệ máy tính phát triển ngày càng mạnh mẽ cùng với sự hỗ trợ của các phần mềm xử lý chuyên dụng dữ liệu viễn thám

ra đời đã góp phần thúc đẩy các nghiên cứu ứng dụng viễn thám được thực hiện

Ở nước ta hiện nay, việc quản lý biến đổi tài nguyên, biến đổi mục đích sử dụng tài nguyên đang là nhu cầu cần thiết Sự phát tiển của đất nước, nhu cầu của xã hội này càng cao đó là những nguyên nhân dẫn đến việc thay đổi mục đích sử dụng các tài nguyên không hợp lý Trong đó tài nguyên đất sử dụng trồng lúa có ý nghĩa rất quan trọng đặc biệt với Việt Nam là nước có nền kinh tế Nông Nhiệp Tuy nhiên hiên nay diện tích đất sử dụng vào trồng lúa đang có những biến động theo chiều hướng sấu Theo số liệu Tổng Cục Thống Kê trong giai đoạn 2000 - 2006, diện tích

đất lúa cả nước đã giảm từ 4,47 triệu ha xuống còn 4,13 triệu ha Như vậy trung bình

mỗi năm giảm tới 50 nghìn ha.Vì vậy việc quản lý và giám sát biến động diện tích đất trồng lúa là tất cần thiết Đã có nhiều các phương pháp dùng để theo dõi sự biến động về diện tích trồng lúa như : So sánh hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở hai thời điểm được yêu cầu, thống kê số liệu hoặc sử dụng ảnh hàng không thành lập

bản đồ hiện trạng nhưng các phương pháp này thường tốn nhiều thời gian và tiền

của, nên cần có một giải pháp mang lại hiệu quả cao hơn trong việc thống kê và đánh giá tình trạng biến động diện tích đất trồng lúa của vùng

Các kết quả có được từ phân tích tư liệu Viễn thám cùng với sự tích hợp các thông tin kinh tế xã hội trong môi trường GIS giúp cho người sử dụng nhận định được nguyên nhân, xu thế của sự biến động

Như vậy, việc sử dụng ảnh Viễn thám đa thời gian để theo dõi sự thay đổi diện tích trồng lúa là một vấn đề có thể thực hiện được Đó là những lí do mà đề tài

“Ứng dụng viễn thám giám sát biến động diện tích đất trồng lúa ở Huyện Cần Đước Long An 2000-2006” được thực hiện

2 Mục tiêu thực hiện

- Trích lọc những thông tin về biến đổi diện tích đất trồng lúa bằng ảnh viễn

thám Landsat TM trong 2 năm 1995, 2004

- Phân tích biến động diện tích đất trồng lúa trong giai đoạn 1995-2004

- Thành lập bản đồ biến động diện tích đất trồng lúa

3 Giới hạn

Đề tài không đi vào tìm hiểu biến động diện tích đất trồng lúa của từng vụ trong năm như: Lúa hè thu, lúa mùa… mà chỉ nghiên cứu biến động diện tích đất

trồng lúa qua các năm

Có nhiều phương pháp phân loại ảnh, nhưng đề tài chỉ sử dụng phương pháp phân loại Đa số thiểu số( Maximum Likelihood )

4 Nội dung thực hiện

Để thực hiện mục tiêu và giới hạn của đề tài đặt ra, thì nội dung của đề tài chỉ trung nghiên cứu các vấn đề sau đây:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết:

+ Tìm hiểu về Viễn thám ( Nguyên lý thu nhận và xử lý ảnh viễn thám)

+ Cơ sở khoa học Sử dụng viễn thám để nghiên cứu biến động thực phủ + Đặc trưng cơ bản của ảnh vệ tinh Landsat

- Xử lý và giải đoán ảnh

- Thống kê và phân tích biến động

- Thành lập Bản Đồ Biến động diện tích trồng lúa huyện Cần Đước tỉnh Long An, trong giai đoạn 1995 – 2004

5 Phương pháp thực hiện

Có nhiều phương pháp thường được xử dụng trong nghiên cứu biến động như: ( kỹ thuật trừ ảnh, kỹ thuật hồi qui ảnh, kỹ thuật chia ảnh, kỹ thuật so sánh sau phân loại , kỹ thuật phân loại đa thời gian trực tiếp…) Trong đề tài này tác giả sử dụng kỹ thuật so sánh sau phân loại để theo dõi biến động Đây là một phương pháp

rõ ràng nhất trong phát hiện biến động, bằng cách so sánh kết quả phân loại của từng pixel tại hai hay nhiều thời điểm “ Weismiller et al (1977) báo cáo cho thấy kỹ thuật

so sánh ảnh sau phân loại nhận dạng biến động một cách tin cậy Với độ chính xác

phát hiện biến động là 67% Các phương pháp kỹ thuật sử dụng theo đề tài “Giám sát biến động rừng ngập mặn Cần Giờ sử dụng kỹ thuật Viễn Thám và Gis” (Trần

PHẦN NỘI DUNG THỰC HIỆN

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM

1 CÁC KHÁI NIỆM

1.1 Định nghĩa về Viễm Thám

Định nghĩa tổng quát: Viễn thám là kỹ thuật thu nhân thông tin về đối tượng,

về vùng hoặc về hiện hượng thông qua việc phân tích dữ liệu thu nhận bởi thiết bị

không tiếp xúc với đối tượng, vùng hoặc hiện tượng đang nghiên cứu (Viễn thám-Lê

Văn Trung, 2005)

Định nghĩa chi tiết: Viễn thám có thể được định nghĩa như là kỹ thuật thu thập dữ liệu bức xạ điện từ phản chiếu hoặc phát ra từ đối tượng trên mặt đất bằng cách sử dụng (Remote sensor) và từ đó rút ra thông tin về đối tượng thông qua quá

trình phân tích các bức xạ điện từ (Kỹ thuật Viễn thám, Trần Trọng Đức).

Như vậy Viễn thám có thể được định nghĩa là một môn khoa học nghệ thuật, nhờ nó mà các tính chất của đối tượng quan sát được xác định, đo đạc, thu thập và phân tích mà không cần có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng

Viễn thám sử dụng dụng các phản xạ, bức xạ điện từ để đo đạc xác định thông tin về đối tượng Sóng điện từ có thể được coi như nguồn năng lượng chính trong Viễn thám Viễn thám có thể được phân làm 3 loại cơ bản sau:

Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại phản xạ

Nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời với bước sóng ưu thế là 0.5 micromet Thông tin trên ảnh Viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường năng lượng bức xạ từ vật thể và bề mặt trái đất Và ảnh thu được bởi kỹ thuật này được gọi là ảnh quang học

Viễn thám hồng ngoại nhiệt

Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể phát ra Mỗi vật thể ở trong điều kiện bình thường đều tự phát ra một bức xạ và bước sóng ưu thế ở loại Viễn thám này là 10 micromet Ảnh thu nhận ở kỹ thuật Viễn thám này gọi là ảnh Viễn thám nhiệt

Viễn thám siêu cao tầng

Viễn thám siêu cao tầng có hai loại kỹ thuật thu nhận là chủ động và bị động Viễn thám chủ động vệ tinh cung cấp cho các vật thể một nguồn năng lượng riêng, rồi thu lại nguồn năng lượng phản xạ lại từ các vật thể Còn kỹ thuật viễn thám bị động thì thu nhận năng lượng bức xạ tự nhiên hoặc phản xạ từ một số đối

tượng và bước sóng ưu thế ở kỹ thuật Viễn thám này là trên 1mm (Viễn thám- Lê

Văn Trung, 2005)

a Khái niệm ảnh quang học

Ảnh quang học là ảnh được thu nhận dựa vào sự đo lường năng lượng sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải tần số từ ánh sáng khả kiến đến hồng ngoại phản

xạ, từ các vật thể trên bề mặt trái đất phản xạ hay bức xạ Nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho việc thu nhận ảnh quang học là bức xạ của mặt trời(Viễn thám-

Lê Văn Trung, 2005)

b Đặc điểm ảnh vệ tinh

Ảnh vệ tinh được đặc trưng bởi một số thông số cơ bản như sau:

Độ phân giải không gian, chính là diện tích nhỏ nhất trên mặt đất mà bộ

cảm có thể phân biệt được hay chính là góc không gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất Ảnh có độ phân giải không gian càng cao thì kích thước của

các pixel càng nhỏ

Tính chất phổ của ảnh vệ tinh Cùng một khu vực nghiên với các đối

tượng tương ứng, các pixel ảnh sẽ cho các giá trị riêng biệt theo từng bước sóng khác nhau Do đó mỗi loại ảnh vệ tinh khác nhau không chỉ phụ thuộc vào số bit

dùng để ghi nhận mà còn phụ thuộc vào phạm vi bước sóng thu nhận “ Độ phân giải phổ thể hiện bởi kích thước và số kênh phổ, bề rộng phổ hoặc sự phân chia vùng phổ mà ảnh vệ tinh có thể phân biệt tách biệt được các các bức xạ từ nhiều vùng phổ khác nhau”

Độ phân giải bức xạ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong

khả năng phân biệt sự thay đổi nhỏ nhất cuat cường độ phản xạ sóng từ các vật

thể”( Viễn thám - Lê Văn Trung, 2005) Số bit dùng để ghi nhận thông tin là một

trong những đặc trưng quan trọng của độ phân giải bức xạ, nó quyết định đến chất lượng ảnh khi được hiển thị

Độ phân giải thời gian Là khoảng thời gian tối thiểu để một đối tượng

có thể được ghi lại hai lần Hay “ Độ phân giải không gian là khả năng chụp lặp lại của vệ tinh cho phép cung cấp thông tin chính xác hơn và nhận được sự biến động của một khu vực nào đó” “Hầu hết các vệ tinh đều bay qua 1 điểm vào khoảng một thời gian cố định, phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian”

1.2 Định nghĩa về sử dụng đất

Sử dụng đất (Land use): Sử dụng đất là cách thức mà người ta sử dụng bề

mặt trái đất Sử dụng đất được phân loại như thành thị, nông thôn, đất nông nghiệp,

rừng…hoặc với mức phân loại cụ thể hơn cho những mục đích cụ thể (Way in which humans use the earth’s surface Uses are classified as urban, rural, agricultural, forested, etc., with more specific sub-classifications useful for specific purposes.)(www.thinkport.org/cff247fc-95fb-4f15-9d14-3194417d16de.asset)

Tóm lại sử dụng đất Là cách thức mà con người sử dụng bề mặt trái đất vào mục đích sản xuất, thay đổi hoặc duy trì hiện trạng Sử dụng đất được phân làm nhiều loại như: Đất nông nghiệp, đất xây dựng, đất nuôi trồng thủy sản…

1.3 Định nghĩa về biến động sử dụng đất

a Biến động

Có nhiều định nghĩa về biến động như sau:

Biến động về chất dẫn tới biến động về lượng và ngược lại biến động về lượng dẫn đến biến đổi về chất

Biến động về diện tích đối tượng, biến động về số lượng đối tượng

Biến động về tính chất đối tượng song không có biến động về diện tích Như vậy ở đề tài này chúng ta chỉ sử dụng khái niệm biến động thứ hai là Biến động về diện tích đối tuợng, biến động về số lượng đối tượng

b Biến động sử dụng đất

Biến động sử dụng đất là sự thay đổi tăng hay giảm về diện tích đối tượng nào đó trong một giai đoạn nhất định

1.4 Nguyên tắc sử dụng ảnh Viễn thám để theo dõi biến động

- Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động một khu vực, phải ở cùng một hệ tọa độ lưới chiếu

- Ảnh phải có độ phân giải như nhau

Ảnh có độ phân giải càng cao thì các tượng tượng phản xạ càng mạnh, thông tin về các đối tượng thực phủ càng chi tiết hơn và ngược lại Vì vậy ảnh có cùng độ phân giải các đối tượng thực phủ sẽ cho phản xạ gần như nhau Và khi đó chồng lớp đối tượng trên hai ảnh cho kết quả biến động chính xác hơn

- Ảnh phải được phân tích giải đoán ở các bước sóng như nhau

Theo nguyên lý Viễn thám, thông tin Viễn thám thu nhận được dựa vào sự đo lường năng lượng phản xạ, bức xạ sóng điện từ của vật thể trên những bước sóng xác định Các đối tượng sẽ cho những phản xạ khác nhau trên cùng một bước sóng

và một đối tượng sẽ cho phản xạ mạnh yếu khác nhau trên các bước sóng khác nhau

Nếu như giải đoán hai ảnh ở những bước sóng khác nhau kết quả phân loại có

độ chính xác là không như nhau và khi đó không thể cho kết quả biến động chính xác

- Khu vực nghiên cứu của ảnh phải như nhau

Hai ảnh phải được chụp trên cùng một khu vực hoặc được cắt theo ranh giới hành chính của khu vực nghiên cứu

2 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA VIỄN THÁM

a Nguyên lý cơ bản trong Viễn thám

Nguyên lý hoạt động cơ bản của Viễn thám dựa vào Sóng điện từ được phản

xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đối tượng

- Mỗi một đối tượng thực phủ khác nhau sẽ cho các phản xạ hoặc bức xạ khác nhau trong cùng một kênh phổ

- Cùng một đối tượng thực phủ nhưng ở các bước sóng khác nhau sẽ cho các phản xạ khác nhau

- Nguồn năng lượng phản xạ hay bức xạ của các vật thể sau khi được thu nhận bởi bộ cảm biến và sau đó được chuyển hóa thành dữ liệu ảnh số

b Nguyên lý thu chụp và xử lý ảnh Viễn thám

Nguyên lý cơ bản của của viễn thám là đo lường giá trị năng lượng hấp thụ

và phản xạ của các đối tượng trong các dải phổ với cường độ nhất định Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, nguồn năng lượng của sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ các vật thể phát ra được thu nhận bởi các bộ cảm biến gắn trên các vật mang.( Hình I.1)

Bộ cảm biến chỉ thu được năng lượng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể theo từng bước sóng xác định Năng lượng sóng điện từ sau khi được thu bởi bộ cảm biến sẽ được chuyển biến thành các tín hiệu số và truyền về các trạm thu trên mặt đất Thông tin về đối tượng có thể nhận biết được thông qua xử lý trên máy tính hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh của đối tượng dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia Sau khi được xử lý, ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về đối tượng tương ứng

với năng lượng bức xạ ứng với bước sóng do bộ cảm biến đã thu nhận được trong dải phổ xác định

Bức xạ điện từ là một quá trình truyền dẫn năng lương điện từ trên cơ sở các

dao động của điện trường và từ trường trong không gian.(Xem hình I.2)

Quá trình lan truyền của sóng điện từ qua môi trường vật chất sẽ tạo ra phản

xạ, hấp thụ tán xạ và bức xạ sóng điện từ dưới nhiều hình thức khác nhau tùy thuộc

vào từng bước sóng (Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005)

Trong Viễn thám thường sử dụng bốn tính chất của bức xạ điện từ đó là bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phẳng phân cực để thu nhận thông tin từ đối

tượng Sóng điện từ lan truyền tới bề mặt vật thể, năng lượng sóng điện từ sẽ tương tác với vật thể dưới dạng hấp thụ như hình dưới.(Hình I.3)

Năng lượng phản xạ từ các vật thể thường có hai dạng là phản chiếu và phản

xạ khuếch tán Phản chiếu là “khi toàn bộ năng lượng điện từ phản xạ trực tiếp từ

bề mặt vật thể theo hướng nào đó” và phản xạ khuếch tán là “khi bề mặt vật thể gồ ghề làm cho năng lượng sóng điện từ khuếch tán theo nhiều phương, hiện tượng khuếch tán năng lượng sẽ xảy ra”( Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005) (Hình I.4)

Năng lượng sóng điện tù khi qua môi trường khí quyển sẽ bị các phân tử khí hấp thụ ở nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào bước sóng cụ thể Ngoài ra có những vùng phổ không bị ảnh hưởng mạnh bởi môi trường khí quyển được gọi là

cửa sổ khí quyển được sử dụng cho việc thu nhận ảnh Viễn thám Các bước sóng ngắn hơn 0,3 µm hầu hết bị hấp thụ bởi tầng ozone, vùng ánh sáng khả kiến ít bị hấp thụ bởi khí quyển Bức xạ nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại bước sóng 10µm trong vùng cửa sổ khí quyển và sóng vô tuyến cao tần lớn hơn 1mm cũng ít bị hấp thụ bởi khí quyển Do đó thông tin ảnh Viễn thám thu nhận được thường dựa vào sự đô lường năng lượng phản xạ sóng điện từ trong vùng khả kiến và hồng

ngoại nhiệt( ảnh quang học), vùng sóng siêu cao tầng (Rada), (Kỹ thuật Viễn thám –

Trần trọng Đức) Xem hình quang phổ và các dải sóng sử dụng trong Viễn thám dưới đây.(Hình I.5)

Trong Viễn thám người ta thường chú ý đến khả năng lan truyền sóng điện từ trong khí quyển Vì các hiện tượng và cơ chế tương tác giữa sóng điện từ và khí quyển sẽ có những tác động mạnh đến thông tin được bộ cảm thu nhận Khí quyển có sự tương tác khác nhau với bức xạ điện từ có bước sóng khác nhau Trong quá trình lan truyền nguồn năng lượng mặt trời xuống mặt đất và quá trình lan truyền sóng điện từ luôn bị hấp thu, tán xạ, khác xạ bởi Oxy(O2), Nito(N2), Cacbonic (CO2), Ozon (O3) và hơi nước( H2O)có trong khí quyển trước khi đến bộ cảm biến Để thấy được cơ chế tương tác giữa khí quyển và sóng điện từ ta xem bảng dưới đây.(Bảng I.1)

Dải phổ điện

từ

Tia cực Tím 0,3 – 0,4 µm Hấp thụ mạnh bởi khí quyển ở tầng cao, không

thể thu nhận năng lượng do dải sóng này cung cấp

Khả kiến 0,4 – 0,76 µm Rất ít bị hấp thụ bởi O2, H2O, năng lượng phản

xạ cực đại với bước sóng 0,5 µm trong khí quyển Năng lượng do dải sóng này cung cấp giữ vai trò quan trọng trong viễn thám

Hồng ngoại

nhiệt

3 – 22 µ m Một số vùng bị hấp thụ mạnh bởi hơi nước, dải

sóng này giữ vai trò quan trọng trong phát hiện cháy rừng, hoạt động của núi lửa (3 – 5 µ m) Bức xạ nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại bước sóng 10 µm

Vô tuyến Rada 1 mm – 30 cm Khí quyển không hấp thụ năng lượng bước

sóng lớn hơn 2cm, cho phép thu nhận năng lượng cả ngày lẫn đêm, không ảnh hưởng bởi mây, sương mù hay mưa

(Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005)

Bảng I.1

Một vật thể hấp thụ năng lượng sóng điện từ nhiều hay ít phụ thuộc vào bước sóng và loại vật thể Do đó tính chất vật thể có thể xác định thông qua năng lượng bức xạ từ vật thể hay phản xạ của đối tượng đối với năng lượng bức xạ của mặt trời, năng lượng sóng điện từ do vật thể phản xạ hay bức xạ, được thu nhận bởi các đầu

thu đặt trên vật mang, ta có thể nhận biết được đối tượng thông qua đặc trưng phản

xạ phổ của đối tượng Dưới đây là đường cong phản xạ phổ điển hình của một số đối tượng chính.(Hình I.6)

(Nguồn: Tập bài giảng Viễn thám nâng cao của Th.S Phạm Bách Việt)

Hình I.6

Nước hấp thụ năng lượng ánh sáng khả kiến có bước sóng dài và hồng ngoại nhiều hơn so với ánh sáng khả kiến có bước sóng ngắn Nước trong thường có màu Blue hay Blue-Green do phản xạ mạnh trong vùng có bước sóng nhắn hơn, ở vùng ánh sáng đỏ và hồng ngoại nước có tạp chất trên bề mặt( phù sa) sẽ cho phản xạ tốt nhưng cũng dễ nhầm với những vùng cạn nhưng nước trong Ngoài ra chất diệp lục trong tảo lại hấp thu mạnh năng lượng của bước sóng màu Blue so với sóng màu Green nên những vùng có tảo sẽ xanh hơn Trong vùng phổ khả kiến ở bước sóng từ (0.45-0.67 µm ) chất Chlorophyll có trong thực vật hấp thụ nguồn năng lượng Blue

và Red và phản xạ mạnh năng lượng màu Green Do vậy ở vùng sóng này ta thấy thực vật có màu Green Nếu như thực vật ngừng phát triển không có sự sản sinh ra Chlorophyll, thì cũng ở bước sóng này nhưng thực vật ít hấp thu năng lượng sóng Blue – Red mà ngược lại, lại phản chiếu năng lượng Red cao lúc này ta thấy thực vật

có màu vàng (Yellow) Do cấu trúc của lá cây có hàm lượng Chlorophyll, lượng nước nhiều hay ít Mỗi một loại cây sẽ cho những phản xạ khác nhau ở trên cùng một bước sóng Theo đường cong phản xạ thì thực vật phản chiếu cao ở bước sóng (0.7 – 1.3 µm ) phản chiếu thấp ở các bước sóng (1.4; 1.9; 2.7 µm) do nước có trong

lá cây hấp thụ mạnh những bước sóng này.( - Kỹ thuật Viễn thám – Trần Trọng Đức) Theo đường cong phản xạ thì đất khô trơ trọi ít có sự biến đổi, đất phản xạ mạnh ở

bước sóng từ (1.2 – 1.8 µm) Các yếu tố ảnh hưởng tới phản xạ của đất đó là ( độ ảm

trông đất, cấu trúc đất, độ nhấp nhô của bề mặt và thành phần hữu vơ trong đất) Đất phản xạ mạnh khi đất khô bằng phẳng… và phản xạ yếu khi đất ẩm, có sự hiện diện của Iron oxide

Tóm lại, với đặc điểm phản xạ, bức xạ của các đối tượng ở trên cùng một bước sóng ở những bước sóng khác nhau, vệ tinh viễn thám sẽ thu nhận được các thông tin khác nhau về đối tượng Dựa vào các đặc điểm phản xạ, bức xạ của đối tượng và đặc điểm loại ảnh vệ tinh mà có phương pháp xử lý và trích thông tin của ảnh Phản xạ phổ ứng với từng loại lớp phủ thực vật khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể, điều này cho phép viễn thám xác định các đối tượng thông qua đo lường, nhận biết phản xạ của các đối tượng

3 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA ẢNH LANDSAT

3.1 Đặc điểm của ảnh LandSat

Vệ tinh LandSat được quản lý bởi công ty Earth Observation Satellie của

Mỹ, đây là vệ tinh đầu tiên được thiết kế đặc biệt để quan sát bề mặt trái đất có tên ERTS-1 và sau được đổi thành LandSat Hệ thống vệ tinh LandSat 1 cho tới 3 là hệ thống vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn chung quanh trái đất Có góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 900 và ở độ cao 919 km, chu kỳ quỹ đạo là 103’

và chu kỳ lặp là 18 ngày Vệ tinh LandSat 4 và 5 là hệ thống vệ tinh quỹ

đạo gần cực, có góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,20

Vệ tinh Landsat được thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185 km và có thời điểm bay qua xích đạo là 9:39 sáng đối với ảnh Landsat 1, 2, 3 và 10:30 sáng đối với Landsat 4, 5

Landsat 4, 5 hoạt động ở độ cao thấp hơn Landsat 1, 2, 3 nên chỉ có 233 quỹ đạo và

16 ngày là che phủ hết trái đất Vào năm 1993, vệ tinh Landsat 6 đã được phóng lên quỹ đạo với bộ cảm ETM, sau đó là vệ tinh Landsat 7 được phóng vào năm 1999

Theo Đặc san “Viễn thám và Địa tin học”, số 3(10-2007) của Trung tâm Viễn thám

Bộ cảm ETM+ có những tính năng vượt trội như độ chính xác của việc hiệu chỉnh bức xạ dữ liệu Landsat 7 đã được cải tiến đáng kể (độ chính xác hiệu chỉnh bức xạ

dữ liệu đạt khoảng ±5%) Cùng với một thiết bị hiệu chỉnh chuyên biệt thiết kế dành riêng cho các kênh nhiệt (kênh 6L, 6H) được tích hợp trên bộ cảm biến ETM+, giá trị nhiệt bề mặt đất LST (Land Surface Temperature) thu nhận được ngày càng có độ

tin cậy cao Ảnh vệ tinh Landsat được thu từ ba bộ cảm biến là MSS, TM và ETM+,

được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý tài nguyên thiên nhiên

và giám sát môi trường, thành lập các bản đồ, phân tích biến động như biến động thực phủ, biến động sử dụng đất hay biến động đường bờ…

Đặc điểm tổng quát của các vệ tinh LandSat.(Bảng I.2)

Vệ tinh Độ cao qui

ước

Độ nghiêng quỹ đạo

Chu kỳ quỹ đạo (phút)

Chu kỳ lặp ( Ngày)

Hệ thống tạo ảnh

Đặc điểm về bộ cảm biến của vệ tinh LandSat

Vệ tinh LandSat được trang bị bộ cảm MSS(Multispectral Scanner), TM (Thematic Mapper) và ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) Dưới đây là một số đặc trưng chính của các bộ cảm.(Xem Bảng I.3) Và (Hình I.7)

Kênh Bước sóng

(µm)

giải không gian

Độ phân gải bức xạ(bits)

MSS(LandSat1-5)

Kênh 4 Kênh 5 Kênh 6 Kênh 7

0.5-0.6 0.6-0.7 0.7-0.8

10.4–12.5

Lục

Đỏ Hồng ngoại Hồng ngoại gần

80m 80m 80m 80m

0.45-0.52 0.52 - 0.60 0.63 - 0.69 0.76 - 0.90 1.55 - 1.75 10.40 - 12.50

2.089 - 2.35

Xanh Lục

Dỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại TB Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại TB

30m 30m 30m 30m 30m 120m 30m

0.45-0.52 0.52 - 0.61 0.63 - 0.69 0.75- 0.90 1.55 - 1.75 10.40 - 12.50 2.089 - 2.35

0.52-0.90

Xanh Lục

Dỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại TB Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại TB Lục đến hồng ngoại gần

30m 30m 30m 30m 30m 60m 30m 15m

3.2 Ứng dụng của ảnh Landsat

Ảnh vệ tinh LandSat thu được từ hai bộ cảm biến MSS và TM được sử dụng

khá hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: “Quản lý tài nguyên thiên nhiên

và giám sát môi trường, Thành lập Bản Đồ và phân tích biến động” ( Viễn thám, Lê Văn Trung) ( Thành lập Bản đồ sử dụng đất đai, biến động đường bờ, biến đổi bề

mặt thực phủ…

Dưới đây là bảng thống kê khả năng ứng dụng tương ứng cho từng kênh ảnh (Bảng I.4)

1 Lập bản đồ ven bờ biến, nghiên cứu các hệ sinh thái nước, theo dõi

Chất lắng đọng trong nước, thành lập bản đồ dải ngần san hô và độ sâu mực nước

5 Theo dõi áp lực hơi nước ở thực vật, Đo lường độ ẩm đất và thực

vật, phân biệt giữa tuyết và mây

6 Thành lập bản đồ nhiệt độ bề mặt, phân biệt độ ẩm đất và sự dày

đặc của cây và phân biệt giữa mây với bề mặt đất

7 Nhận biết khu vực có nhiệt độ bề mặt cao, và có thể dùng để theo

dõi độ ẩm của thảm thực vật

8 Nghiên cứu sự thay đổi của đô thị

(Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005 ) http://www.ga.gov.au/image_cache/GA7833.pdf )

Bảng I.4

CHƯƠNG II: HIỆN TRẠNG VỀ NGHIÊN CỨU

Cho đến thời điểm hiện nay, ảnh vệ tinh có nhiều loại và đã có nhiều thế hệ Song được sử dụng phổ biến hơn cả vẫn là các ảnh vệ tinh tài nguyên chụp ở dải phổ nhìn thấy và cận hồng ngoại; Như hệ thống ảnh Landsat của Mỹ, ảnh SPOT của Pháp, ảnh KFA-1000, MK-4 và KATE-200 của Nga Các loại ảnh này có thể được dùng trong các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau.,Trong đó ảnh vệ Tinh LandSat với những đặc trưng về, độ phân giải không gian, độ phân giải thời gian và số lương kênh phổ đã được sử dụng để giám sát tài nguyên, thành lập các bản đồ hiện trạng

và đặc biệt dùng để thành lập các bản đồ biến động rừng, biến động bờ biển, biến động lớp phủ Sau đây là một số nghiên cứu ứng dụng ảnh LandSat trong việc theo

dõi biến động trong và ngoài nước

1 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Đề tài “ Giám sát biến động rừng ngập mặn Cần Giờ sử dụng kỹ thuật Viễn

thám và Gis” của tác giả Trần Trọng Đức và Phạm Bách Việt đã sử dụng hai loại

ảnh là Landsat ETM+ và Aster nghiên cứu biến động rừng ngập mặn Đề tài cho thấy sự thay đổi tăng giảm diện tích rừng và các đối tượng khác trong thời kỳ 1993 –

2003 Trong đó, tác giả đã thành lập bản đồ khu vực rừng ngập mặn Cần Giờ bằng phương pháp phân loại gần đúng nhất với 14 loại thực phủ, và thành lập bản đồ biến động với bốn nhóm đối tượng chính

Đề tài: “Tìm hiểu sự thay đổi lớp thảm thực vật và các vấn đề quản lý tại xã Mậu Đức huyện Con Cuông tỉnh Nghệ An” của nhóm tác giả (Trần nguyên Bằng, võ

hữu Công, Nông hữu Dương…) Đề tài sử dụng ảnh Landsat TM thu chụp ở các thời điểm 1989 – 1993 – 1998 – 2003 Kết quả cho thấy diện tích của từng loại rừng ở mỗi thời điểm và sự thay đổi của từng loại rừng qua các thời kỳ

Trong nghiên cứu “Sự thay đổi lớp thực phủ khu vực đô thị thông qua sự phát triển của các lớp phủ không thấm nước tại TP HCM”(Urban land cover change

through development of imperviousness in Ho Chi Minh city, Vietnam), của hai tác

giả Trần Thị Vân và Hà Dương Xuân Bảo đã sử dụng các loại ảnh: Hai ảnh Landsat

TM có độ phân giải không gian 30m x 30 m thu nhận 16-1-1989 và ảnh Landsat ETM + thu ngày 5-1-2002, ảnh Aster độ phân giải không gian 15 x 15 m được thu nhận 25-12-2006 Nghiên cứu đã khẳng định sự phát triển nhanh chóng của đô thị

từ 1989 đến 2006 Đặc biệt là sự phát triển đô thị dọc theo các đường giao thông chính ở vùng ngoại ô là vùng sản xuất nông nghiệp Trong vòng 17 năm, đất xây dựng đã tăng lên 2 lần, và đồng nghĩa với sự tăng lên của đất đô thị là một diện tích tương ứng biến mất của đất nông nghiệp, điều này có nghĩa là bề mặt không thấm nước được mở rộng nhanh chóng thay thế cho các lớp phủ thực vật…

Đề tài “Ứng dụng Viễn thám giám sát biến động rừng khu vực Cần Giờ TP.HCM” của tác giả Phan Nguyên Việt Tác giả sử dụng hai ảnh LandSat TM thu

chụp ngày 16/01/1989 với 7 kênh phổ và ETM+ thu chụp ngày 11/12/2001 với 9 kênh ảnh Đề tài sử dụng phương pháp phân loại Maximum Likelihood Kết quả đề tài ,đã cho thấy sự biến đổi diện tích các đối tượng thực phủ ở hai thời điểm, Thành lập được bản đồ ngập mặn khu vực cần giờ với độ chính xác cực đại của kết quả biến động đạt đến giá trị min của độ chính xác toàn cục 2 năm 1989 và 2001 là 80.90%

2 CÁC NGHIÊN CỨU NƯỚC NGOÀI

Nhóm tác giả, M.E Bauer, F Yuan, K.E Sawaya đã sử dụng ảnh Landsat

TM và ETM+ ở các năm 1986, 1991 và 1998 nghiên cứu sự thay đổi của thực phủ ở vùng Minnesota khu vực nghiên cứu là một vùng rộng 7700 km2, bao gồm nhiều loại thực phủ đa dạng với hơn 900 hồ và bị đan xen bởi các con sông Mississippi, Minnesota và St Croix, các khu đô thị mật độ cao và thấp, một vài khu ngoại thành bao gồm đất nông nghiệp, đồng cỏ, đất ướt, rừng… Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã cho thấy sự biến đổi của các đối tượng thưc phủ và thành lập bản đồ biến động cho 8 loại thực phủ Đề tài còn so sánh với kết quả của “The Natural Resources Inventory” và nhận định rằng hai cách giám sát đều có kết quả tương tự

nhau, phương pháp giám sát bằng ảnh Landsat nhanh chóng và rõ ràng hơn Tác giả

đã khẳng định khả năng của ảnh Viễn thám trong việc cung cấp các thông tin về sự thay đổi của lớp thực phủ hoặc sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất

( http://land.umn.edu/documents/MultiTemp )

Ademola K Braimoh (Center for Development Research, University of Bonn, Bonn, Germany) và Paul L.G Vlek đã sử dụng ảnh Landsat TM thu nhận vào các

năm 1984, 1992 và 1999 để thành lập bản đồ thực phủ khu vực đô thị ở Ghana Ảnh

vệ tinh đa thời gian đã được sử dụng để nghiên cứu sự đô thị hóa của khu vực này Nhóm nghiên cứu đã quan sát được, năm 1984, đất trồng trọt chiếm hơn 57%, nhưng chỉ còn khoảng 51% vào năm 1992, là kết quả của việc chuyển đổi sang đất xây dựng Tuy nhiên, đất trồng trọt lại tăng lên 58% trong năm 1999 Sự gia tăng này là kết quả của việc mở rộng sản xuất nông nghiệp trong khu đô thị nhằm cung cấp lương thực cần thiết cho người dân khu vực này Đất xây dựng tăng từ 16% năm 1994 đến 35% năm 1999 Các tác giả đã khẳng định, các phân tích, nghiên cứu

về đô thị hóa là một vấn đề đáng quan tâm Khi phát triển kinh tế thị trường, kèm theo sự đô thị hóa, gia tăng nhanh chóng việc xây dựng trong khu đô thị là việc đáng báo động Cơ sở hạ tầng không đủ cho sự gia tăng dân số, đô thị mất dần màu xanh, suy giảm đất nông nghiệp Vì vậy, phát triển khả năng trong việc sử dụng viễn thám

và hệ thống thông tin địa lý để giám sát sự đô thị hóa và hoạch định các chiến lược

là điều cần thiết ( document )

http://www.ams.allenpress.com/perlserv/?request=get-Évolution de l'espace urbain de Yaoundé, au Cameroun, entre 1973 et 1988 par télédétection”(Đánh giá không gian đô thị tại Yaounde, Cameroun, từ 1973 đến

1988 bằng kỹ thuật viễn thám) - (Remy Sietchiping - School of Anthropology Geography and Environmental Studies University of Melbourne Victoria 3010, Australie ), trong nghiên cứu này, các tác giả khẳng định ảnh viễn thám đa thời gian

có thể được sử dụng để giám sát sự phát triển của đô thị một cách nhanh chóng, chính xác và ít tốn kém Ảnh Landsat MSS và TM năm 1976 và 1987 được sử dụng,

qua nghiên cứu, khu vực đô thị vùng Yaoundé tăng 8,1%, phù hợp với mức độ tăng trưởng kinh tế ở khu vực này Trong nghiên cứu này, tác giả chỉ nhằm đánh giá mức

độ bành trướng của đô thị, nên chỉ phân loại bốn lớp thực phủ như khu vực mật độ

đô thị tập trung cao, khu vực mật độ đô thị thấp, khu vực phủ thực vật, các loại đất

khác.( http://www.teledetection.net/upload )

Trung quốc người ta thành lập bản đồi sử dụng đất qua các thời kỳ với việc

sử dụng Bản đồ Nông Nghiệp tỷ lệ 1: 100000 và ảnh Vệ tinh LandSat Sau khi phân tích ảnh vệ tinh, phân tầng, họ đã ứng dụng phương pháp ASF đo diện tích bằng máy định vị GPS và máy quoay Camera, trên mỗi mảnh diện tích 4km x 4km Từ diện tích các mảnh kết hợp với điều cho thực địa, các phép toán thống kê được áp dụng để suy ra diện tích các loại cây trồng cho từng tỉnh và từng huyện Với độ chính xác là 97%, kết quả của nghiên cứu đã cung cấp số liệu về diện tích và sự thay đổi mục đích sử dụng đất qua từng năm

Từ những nghiên cứu trên ta thấy khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh LandSat trong các nghiên cứu cho thấy sự thay đổi về bề mặt thực phủ hay sự thay đổi về mục đích sử dụng đất trong các thời kỳ khác nhau, đạt hiệu quả rất cao Với đề tài

“Ứng dụng Viễn thám để theo dõi biến động diện tích trồng lúa huyện Cần Đước trong thời kỳ 1995 – 2004” là hoàn toàn có thể thực hiện được

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Vị trí địa lý

Huyện Cần Đước nằm ở phía Đông Nam thuộc vùng hạ của tỉnh Long An, là một huyện ven biển, được bao bọc bởi sông Rạch Cát và sông Vàm Cỏ Phía Đông giáp huyện Cần Giuộc, phiá Tây giáp huyện Tân Trụ và Châu Thành, phía Bắc giáp huyện Bến Lức, phía Nam giáp huyện Gò Công Đông tỉnh Tiền Giang Diện tích tự nhiên của huyện là 219,57 km2 chiếm 4,85% diện tích tự nhiên toàn tỉnh Huyện Cần Đước có 17 xã- thị trấn, bao gồm: thị trấn Cần Đước, xã Long Trạch, Long Khê, Long Định, Phước Vân, Long Cang, Long Sơn, Long Hoà, Tân Trạch, Phước Tuy, Phước Ân, Tân Chánh, Mỹ Lệ, Tân Lân, Phước Đông, Long Hựu Tây, Long Hựu Đông Trong đó, thị trấn Cần Đước là trung tâm kinh tế, văn hoá, xã hội của huyện, cách thị xã Tân An 30 km theo đường chim bay, cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 31 km

Bản đồ hành chính Huyện Cần Đước_Long An

Hình III.1

1.2 Đặc điểm tự nhiên

1.2.1 Địa hình

Cần Đước là khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng, có xu thế thấp dần từ phía Bắc - Đông Bắc xuống Nam – Tây Nam, trong đó khu vực phía Bắc và Đông Bắc tương đối cao Ngoài ra Cần Đước là huyện có hệ thống giao thông bộ khá tốt Quốc lộ 50 nối liền Chợ Lớn đến thị xã Gò Công, đường tỉnh 826 nối Bình Chánh qua Rạch Kiến về Tân Lân gặp QL50, các huyện lộ 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24 sỏi

đỏ khang trang, các bến phà Kinh Nước Mặn, Bà Nhờ, Xã Bảy, Long Sơn được nâng cấp, cầu qua sông đa số bằng bêtông cốt thép, xe cộ đi lại hai mùa mưa nắng đều thuận tiện

1.2.2 Đất đai

Tài nguyên đất của Cần Đước cũng mang những đặc trưng cơ bản của tỉnh Long An Với 6 nhóm đất chính: đất phù sa cổ, đất phù sa ngọt, đất phù sa nhiễm mặn, đất phèn và đất than bùn Phần lớn đất đai ở được tạo thành ở dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ nên đất có dạng cấu tạo bới rời, tính chất cơ lý rất kém, các vùng thấp, trũng tích tụ độc tố làm đất trở nên chua phèn, bất lợi trong tổ chức sản xuất nông nghiệp Nhưng Cần Đước lại là một trong những huyện có diện tích đất phù sa lớn rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp đặc biệt là trồng lúa

1.2.3 Khí hậu

Cần Đước nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình 26,70C, độ ẩm trung bình năm là 82% Một năm chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa nắng từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau

Nắng: Số giờ nắng 7,2 h/ngày, bình quân năm 1.800-2.000 h

Gió: Hướng Đông Nam từ tháng 11 đến tháng 4 Hướng Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 10 Tốc độ gió bình quân 1,8 m/giây, max 30 m/giây

1.2.4 Sông ngòi

Cần Đước có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt nối liền nhau,Có hai

hệ thống sông lớn chảy qua địa bàn huyện Cần Đước là Sông Vàm Cỏ Đông và Vàm

Cỏ Tây Và còn là nơi giao nhau của hai hệ thống sông này Hệ thống sông Vàm Cỏ cùng với mạng lưới kênh rạch trên địa bàn cũng góp phần bồi tụ phù sa, và tiêu nước cho vùng

1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội

Cần Đước có diện tích tự nhiên là: 205,503 km2 Dân số trong huyện là 160.000 người, mật độ bình quân 775 người/km2 Phát triển kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp, là một trong những huyện trọng điểm lúa gạo của cả tỉnh, giống lúa Nàng Thơm được nhiều nơi trong cả nước trồng Nhưng thơm ngon nhất là Nàng Thơm Chợ Đào (xã Mỹ Lệ) Cơm gạo Nàng thơm ăn với cá bống kèo kho tộ là đặc sản địa phương Ngoài ra, Cần Đước còn có các nghề thủ công như dệt chiếu ở Long Cang Long Định, chạm bạc ở Phước Vân, chạm gỗ ở Tân Lân, đóng ghe ở Long Hựu, Tân Chánh Cho đến ngày nay những nghề thủ công trên vẫn được bảo tồn còn

có bước sáng tạo, làm ra nhiều sản phẩm thủ công xuất khẩu, mới đây, một nhóm thợ đóng ghe Cần Đước được mời sang Hàn Quốc làm chuyên gia đóng tàu gỗ nhỏ Trong thời kỳ xây dựng và phát triển Cần Đước đang chuyển đổi cơ cấu kinh tế sang công nghiệp

Hiện nay nhiều khu công nghiệp mới được các doanh nghiệp trong ngoài nước đầu tư, cơ cấu vật nuôi cây trồng cũng được chuyển dịch thành công bước đầu, thu nhập người dân dần được nâng cao Từ đó thúc đẩy quá trình đô thị hóa ở đây tăng nhanh

1.4 Hiện trạng diện tích lúa

a Diện tích trồng lúa

Qua các số liệu thống kê tình hình sử dụng đất nông nghiệp huyện Cần Đước cho thấy Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 21802.69 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp chiếm 16611.37 ha chiếm khoảng 76.18% tổng diện tích tự nhiên vùng

Đất trồng lúa là 12322.45 chiếm khoảng 74.18% đất nông nghiệp và chiếm 56.51 % tổng diện tích vùng

b Tập quán canh tác cây lúa tại địa bàn nghiên cứu

Thông qua quá trình thực địa thực tế, tìm hiểu tập quán canh tác và thời vụ của người dân trên địa bàn nghiên cứu cho thấy Việc canh tác cây lúa ở đây chủ yếu vẫn dựa vào tự nhiên là chính, một năm sản xuất hai vụ lúa vụ thư nhất bắt đầu từ tháng 4 cho đến đầu tháng 7 âm lịch, vụ thứ hai bắt đầu từ tháng 9 cho tới đầu tháng

12 âm lịch Diện tích trồng lúa sau khi thu hoạch xong do thời tiết khô hạn không có nước nên để không chờ đến khi mưa xuống mới canh tác tiếp vụ tiếp theo, không dùng vào mục đích sản xuất nào khác Do đặc thù điều kiện đất đai, khí hậu nơi đây phù hợp để cho sản phẩm gạo Nàng Thơm chợ Đào thơm ngon nổi tiếng Đặc thù của giống lúa gạo Nàng Thơm là một năm chỉ trồng được một vụ duy nhất từ tháng

9 cho tới đầu tháng 12 âm lịch

2 XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM

2.1 Qui trình thực hiện

2.2 Tư liệu sử dụng

2.2.1 Bản đồ

Bản đồ Địa hình tỷ lệ 1: 50000 lưới chiếu UTM, WGS 84, zone 48 N, được

sử dụng làm bản đồ nền để nắn chỉnh hình học cho hai ảnh LandSat 1995 và LandSat 2004

Bản đồ sử dụng đất đất năm 2004 tỷ lệ 1: 25000 làm tài liệu tham khảo để đánh giá sau phân loại

Dữ liệu ảnh LandSat khu cực Cần Đước 1995 chỉ có 3 kênh ảnh là kênh

(4_3_2 ), Phản xạ của các đối tượng thực phủ ở kênh 3 và kênh 2 tương đồng lớn Bên cạnh đó ảnh còn bị hiện tượng nhiễu do lớp mây mờ che phủ từ đó làm giảm đi khả năng phản xạ của đối tượng Vì thế khi tổ hợp ba kênh ảnh (4-3-2) khả năng phản xạ của đối tượng là không lớn, cộng với hiện tượng ảnh bị nhiễu do mây cho nên kết quả phân tích giải đoán ảnh sẽ không cao

Ảnh LandSat thứ hai được thu chụp vào tháng 12 năm 2004, Dữ liệu ảnh Landsat 2004 có các kênh ảnh.( Bảng III.6)

Kênh ảnh

Dữ liệu

Kênh ảnh LandSat tương ứng

Bước sóng Độ phân giải

không gian

Bảng III.2

Dữ liệu ảnh LandSat khu vực nghiên cứu Cần Đước 2004, Đây là ảnh có chất lượng tốt với 6 kênh ảnh là kênh ( 1-2-3-4-5-7 ) khi tổ hợp các kênh ảnh thích hợp các đối tượng cho rất cao, rất thận lợi cho phân tích giải đoán ảnh Nhưng ở đây mục đích của đề tài này theo dõi sự biến động diện tích trồng lúa thời kỳ 1995-

2004 Thông qua việc phân tích giải đoán trên hai ảnh Landsat Cần Đước 1995 và Landsat Cần Đước 2004 Nguyên tắc của phân tích dữ liệu ảnh để theo dõi biến

động thì hai ảnh phải được phân tích ở bước sóng như nhau Nên ảnh Landsat Cần

Đước 2004 cũng sử dụng ba kênh ảnh (4-3-2) như ảnh Cần Đước 1995 để giải

đoán

Khi kết hợp 3 kênh ảnh trên để giải đoán các đối tượng cho phản xa không cao, mặt khác ảnh còn có hiện tượng vệt dòng ảnh Đây là hiện tượng ảnh để lộ ra nhiều dòng nhiễu do sự đáp ứng không đồng bộ giữa các bộ tách sóng trong cùng mảng tuyến tính Những vệt dòng ảnh đã làm thay đổi bản chất phản xạ của các đối tượng được thu trong bộ tách sóng đó Do đó, đối với ảnh này sẽ khó khăn hơn trong

việc nhận diện đối tượng một cách chi tiết và đạt được độ chính xác cao trong giải đoán.(Viễn thám, Lê Văn Trung, 2005)

Mặt khác để phân tích biến động ở một khu vực thì ảnh dùng để phân tích giải đoán phải được chụp trên một khu vưc và cùng thời điểm khác năm Ở đây do

dữ liệu được chụp ở hai thời điểm khác nhau Landsat Cần Đước 1995 được chụp ngày 17 tháng 11 năm 1995 còn ảnh Landsat Cần Đước 2004 được chụp vào tháng

giũa tháng 12 năm 2004 Hai ảnh được chụp cách nhau khoảng thời gian không nhiều nhưng do tập quán canh tác nông nghiệp ở đây đã làm cho tính chất một số

đối tượng Điển hình ở đây là đất trồng lúa trên ảnh Landsat Cần Đước 1995 được chụp trong thời điểm lúa đang dược thu hoạch còn Landsat Cần Đước 2004 được

chụp sau khi lúa đã thu hoạch xong chỉ còn đất trống Vì vậy phản xạ của đối tượng trên hai ảnh là khác nhau cho nên kết quả cho thấy sự biến đổi diện tích trồng lúa trong khu vực nghiên cứu có độ chính xác không cao

2.3 Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu

2.3.1 Ảnh trước khi cắt.(Xem hình III.2)

Hình III.2

2.3.2 Ảnh sau khi cắt theo ranh giới khu vực nghiên cứu.(Hình III.3)

Hình III.3 2.4 Nắn chỉnh ảnh

Để có thể phân tích được sự thay đổi của các đối tượng thực nói chung và diện tích trồng lúa nói riêng Thông qua phân tích giải đoán ảnh Viễn thám và để kết quả giải đoán ảnh được chính xác thì dữ liệu ảnh ở hai thời kỳ phải ở cùng một hệ tọa độ Do dữ liệu khu vực nghiên cứu là ảnh Viễn thám khu vực Cần Đước 1995 và Cần Đước 2004, Chưa ở cùng một hệ tọa độ Vì vậy ta phải tiến hành nắn chỉnh tọa

độ cho hai ảnh, về cùng một hệ tọa độ

Dùng dữ liệu nền của Huyện Cần Đước làm chuẩn, lần lượt nắn các ảnh

Landsat Cần Đước 1995 và Landsat Cần Đước 2004 về cùng tọa độ, lưới chiếu UTM, WGS 84, zone 48, N của dữ liệu nền “Kỹ thuật chuyển đổi tọa độ được áp dụng rất hiệu quả trong hiệu chỉnh hình học nhằm xác định mối tương quan giữa hệ tọa độ ảnh về hệ tọa độ bản đồ”.( Viễn thám- Lê Văn Trung , 2005) Nắn chỉnh ảnh

về bản đồ là “ quá trình chuyển đổi tọa độ dữ liệu ảnh từ vệ tinh về bản đồ”

Khi tiến hành nắn chỉnh có ba vấn đề cần được xác định đó là: Chọn hàm chuyển đổi, xác định các tham số chuyển đổi và chọn số lượng điểm khống chế

Chọn hàm chuyển đổi, hàm chuyển đổi thường là hàm đa thức và tùy thuộc

vào sự biến dạng của ảnh mà chọn hàm phù hợp Đối với các ảnh vệ tinh hiện nay thì thường dùng đa thức bậc 3 để nắn chỉnh là đủ Cũng có những trường hợp chỉ cần dùng đa thức bậc 1 để nắn chỉnh là được Dữ liệu sử dụng trong đề tài này là hai

ảnh Landsat Cần Đước 1995 và Landsat Cần Đước 2004, được nắn chỉnh theo

bản đồ nền Do hai ảnh này biến dạng không lớn (hay sai lệch tọa độ) so với bản đồ

nền là không lớn nên chọn hàm chuyển đổi là hàm bậc 1 để nắn chỉnh “Hàm bậc 1

có 6 tham số, chuyển đổi từ tọa độ ảnh ( I, j) đến tọa độ bản đồ (x, y)”.( Sách Viễn

thám- Lê Văn Trung)

Xác định tham số chuyển đổi Sử dụng các điểm khống chế để xác định

các tham số là một biện pháp rất có hiệu quả hiện nay Các điểm khống chế được chọn phải là những điểm xuất hiện rõ trên ảnh và trên bản đồ nền với tỷ lệ thích hợp Kết quả của việc chọn những điểm khống chế là một bảng tọa độ điểm liên quan Sai

số còn tồn tại trong quá trình chuyển đổi càng lớn thì chất lượng kết quả chuyển đổi càng giảm Mà nguyên nhân dẫn đến sai số liên quan đến số điểm khống chế và sự phân bố của chúng Nhưng sai số chỉ thể hiện cho vùng được bao bởi các điểm khống chế Vì vậy việc chọn số lượng điểm và sự phân của các điểm đó trên ảnh cũng giữ một vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác chuyển đổi

Chọn điểm khống chế Chọn điểm khống chế có ý nghĩa rất quân trọng

“Số lượng điểm và sự phân bố của các điểm khống chế sẽ ảnh hưởng đến độ chính

xác hiệu chỉnh hình học Số điểm phải nhiều hơn số ẩn và được phân bố đều trên

ảnh” (Viễn thám- Lê Văn Trung) Các điểm khống chế cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Các điểm khống chế phải rõ trên ảnh và trên bản đồ thường là (các điểm giao lộ, giao của sông ngòi kênh rạch, điểm khống chế tọa độ…)

- Các điểm khống chế phải được phân bố đều trên ảnh (thường phân bố trên 4 góc ảnh)

- Số điểm phải nhiều hơn số ẩn

Hình III.4 2.4.1 Điểm nắn chỉnh

Để kết quả nắn chỉnh của hai ảnh có độ chính xác tương đương nhau thì các điểm nắn chỉnh của hai ảnh với dữ liệu nền phải ở cùng một vị trí

a Các vị trí nắn chỉnh trên Ảnh LandSat Cần Đước 1995 và bảng thống kê các điểm điểm nắm chỉnh.(Hình III.12), (Bảng III.7)

Hình III.5

Bảng III.3

b Ảnh LandSat Cần Đước 2004.(Hình III.6)

Hình III.6

Bảng III.4

c Điểm nắn chỉnh hai ảnh LandSat 1995-2004.(Xem Hình III.7)

Hình III.7

Nắn chỉnh ảnh về cùng hệ tọa độ là bước đầu tiên trong kỹ thuật xử lý ảnh Viễn thám, và nó có vai trò quyết định phần nào tới kết quả phân loại ảnh sau này Khu vực nghiên cứu có vị trí địa lý hẹp từ tây sang đông và chạy dài từ bắc xuống nam, do đó việc chọn các điểm nắn chỉnh sao cho đều trên toàn khu vực là rất khó khăn Kết quả nắn chỉnh thường xuyên bị vặn méo, sai lệnh và cho độ chính xác không cao Dưới đây là một trong những kết quả nắn chỉnh mà tác giả cho là có thể chấp nhận được

2.4.2 Kết quả nắn chỉnh

Với chín điểm nắn chỉnh như trên Kết quả của nắn chỉnh đưa hai ảnh LandSat về cùng tọa độ nền như sau.(Xem hình III.8)

Hình III.8 2.5 Phân tích dữ liệu ảnh

2.5.1 Phân tích phản xạ trên từng kênh phổ

Ảnh sử dụng trong đề tài này là hai ảnh LandSat TM có độ phân giải 30 x 30

m, trong thực tế có một số đối tượng có kích thước chỉ bằng hoặc nhỏ hơn Do đó các đối tượng này trên ảnh phản xạ có sự pha trộn không đồng nhất Vì vậy khảo sát phản xạ của các đối tượng trên các kênh ảnh nắm rõ phản xạ của từng đối tượng, thuận lợi cho quá trình giải đoán phân loại ảnh