ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực đồng bằng sông cửu long năm 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI --- NGUYỄN HỬU NHẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

-

NGUYỄN HỬU NHẢ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NĂM 2014

LUẬN VĂN KỸ SƯ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

-

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NĂM 2014

LUẬN VĂN KỸ SƯ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Mã ngành: 52850103

Ts Nguyễn Thị Hồng Điệp Nguyễn Hửu Nhả

MSSV: 4105065 Lớp Quản Lý Đất Đai K37

Cần Thơ – 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

-oOo -

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN Xác nhận của Bộ môn Tài nguyên đất đai về đề tài: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NĂM 2014” Do sinh viên: Nguyễn Hửu Nhả MSSV: 4115065 Lớp Quản lý đất đai K37, Bộ môn Tài nguyên đất đai – Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ thực hiện Từ ngày 01/08/2014 đến ngày 01/12/2014 Ý kiến bộ môn :

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

-   -

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lý Đất Đai với đề tài “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NĂM 2014” Do sinh viên: Nguyễn Hửu Nhả MSSV: 4115065 Lớp Quản lý đất đai K37 – Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ thực hiện từ ngày 01/08/2014 đến 01/12/2014 Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua!

Cần Thơ, Ngày…… Tháng…… Năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

Nguyễn Thị Hồng Điệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

-o0o -

CHỨNG NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG Hội đồng chấm báo cáo Luận văn tốt nghiệp chứng nhận chấp thuận báo cáo với đề tài “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NĂM 2014” Do sinh viên: Nguyễn Hửu Nhả MSSV: 4115065 Lớp Quản lý đất đai K37, Bộ môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi trường và Tài Nguyên thiên nhiên – Trường Đại học Cần Thơ thực hiện Từ ngày 01/12/2014 đến 01/12/2014 và bảo vệ trước hội đồng…………

……… Ngày……Tháng……Năm 2014 Báo cáo Luận văn tốt nghiệp đã được hội đồng đánh giá mức:………

Ý kiến hội đồng

Cần Thơ, ngày……tháng…….năm 2014

Chủ tịch hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Nguyễn Hửu Nhả

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Hửu Nhả

Ngày sinh: 10/04/1992

Nơi sinh: Bình Minh, Vĩnh Long

Họ tên cha: Nguyễn Hữu Phước

LỜI CẢM TẠ

Qua ba năm học tại khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ với những kiến thức mới , những lĩnh vực khoa học đầy mới mẻ, ngoài nổ lực của bản thân cố gắng tìm tòi, học hỏi, nếu không có sự chỉ dạy tận tình của quý Thầy Cô, chắc chắn khó mà thành công được

Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô, trong bộ môn Tài Nguyên Đất Đai đã tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn chỉnh luận văn

Thời gian làm luận văn tại Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai đã giúp em có điều kiện cũng

cố thêm những kiến thức đã học, đồng thời áp dụng những kiến thức đó vào thực tiễn Đây chính là kết quả của một quá trình rèn luyện, học tập của em tại Trường Đại học Cần Thơ

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến:

Quý thầy cô thuộc Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai, Trường Đại học Cần Thơ, những người đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt thời gian học và rèn luyện tại trường

Cô Nguyễn Thị Hồng Điệp người trực tiếp hướng dẫn chính cho em hoàn thành đề tài luận văn này

Cô cố vấn học tập Phan Kiều Diễm đã giúp đỡ em tận tình trong suốt ba năm học Cám ơn tất cả các bạn lớp Quản lý đất đai K37 đã động viên và cùng tôi trãi qua thời gian sinh viên

Sự giúp đỡ trên là niềm phấn khích rất lớn để em hoàn thành luận văn này Em xin kính chúc quý Thầy, Cô bộ môn Tài Nguyên Đất Đai – Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại học Cần Thơ được nhiều sức khỏe và công tác tốt Sau cùng con xin gởi lòng thành kính sâu sắc đến Ba, Mẹ đã có công sinh thành, nuôi dạy và luôn quan tâm, động viên con trong suốt quá trình học tập để con có được kết quả như ngày hôm nay

Nguyễn Hửu Nhả

TÓM LƯỢC

Đất đai là môi trường sống của con người và cả sinh vật, là địa bàn phân bố dân cư, xây dựng các công trình kinh tế, văn hoá, an ninh quốc phòng Ngày nay, do sự tăng dân số, sự phát triển của các đô thị, sự tăng trưởng kinh tế xã hội và một số vấn đề khác đã và đang tác động rất lớn tới đất đai, đặc biệt đối với vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long là một vùng có hệ sinh thái đa dạng và phong phú nhiều đặc thù khác biệt, với lợi thế của thiên nhiên đã trở thành một trong những trung tâm sản xuất và cung ứng sản phẩm lớn

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của con người nhiều công nghệ với kỹ thuật cao đặc biệt công nghệ viễn thám được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt thành lập bản

đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ cho việc quản lý, theo dõi tài nguyên thiên nhiên nhất là tài nguyên đất

Việc thành lập bản đồ hiện trạng thảm thực vật bằng phương pháp truyền thống tồn tại

từ rất lâu nhưng mang rất nhiều hạn chế trong thực hiện, đòi hỏi đầu tư lớn về thời gian và sức lực trong công tác thu thập, tổng hợp thống kê số liệu từ các cấp địa phương Đặc biệt là do thời gian tổng hợp và xây dựng bản đồ hiện trạng thảm thực vật cho lãnh thổ phải kéo dài, dẫn đến thông tin trên bản đồ bị lạc hậu và không còn chính xác Do đó, đòi hỏi phải có một phương pháp khác khắc phục được nhược điểm trên của phương pháp truyền thống trong điều tra nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật, đáp ứng yêu cầu cấp bách của thực tiễn sản xuất và nghiên cứu khoa học

Kết quả nghiên cứu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long đã giải đoán được 9 đối tượng gồm lúa, thổ canh thổ cư, rừng, cây ăn trái - thổ cư, vuông tôm, đất đô thị, lúa tôm, tôm rừng và sông - rạch với độ chính xác đạt 75% (kappa=0,7)

Qua đó cũng đã thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất Thành Phố Cần Thơ Kết quả đã giải đoán được 8 đối tượng gồm đất đô thị, cây lâu năm, lúa, thổ canh thổ

cư, thuỷ sản, rừng, sông và mây với độ chính xác là 68,5% (kappa = 0,6) đối với ảnh

đa phổ 30 m và 62,8% (kappa = 0,5) đối với ảnh đa phổ 15 m bằng phương pháp phân loại Maximum likelihood, đây là phương pháp phân loại phổ biến nhất

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN i

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ii

CHỨNG NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG iii

LỜI CAM ĐOAN iv

LÝ LỊCH CÁ NHÂN v

LỜI CẢM TẠ vi

TÓM LƯỢC vii

MỤC LỤC viii

DANH SÁCH BẢNG x

DANH SÁCH HÌNH xi

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Định nghĩa đất đai 2

1.2 Khái quát về hiện trạng sử dụng đất 2

1.3 Tổng quan về viễn thám (Remote sensing) 3

1.3.1 Khái niệm 3

1.3.2 Nguyên lý hoạt động 4

1.3.3 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám 5

1.3.4 Đánh giá độ chính xác trong phương pháp phân loại viễn thám 7

1.3.5 Một số ứng dụng của viễn thám 10

1.4 Một số nghiên cứu có liên quan trong và ngoài nước 11

1.4.1 Những nghiên cứu tại Việt Nam 11

1.4.2 Những nghiên cứu trên thế giới 12

1.5 Giới thiệu về vệ tinh LANDSAT 13

1.6 Giới thiệu khái quát về phần mềm ENVI 15

1.7 Đặc điểm vùng ngiên cứu 17

1.7.1 Vị trí địa lý 17

1.7.2 Địa hình địa mạo 17

1.7.3 Khí hậu thuỷ văn 18

1.7.4 Tài nguyên đất 19

1.7.5 Hiện trạng sử dụng đất tại Đồng Bằng Sông Cửu Long 19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 21

2.1 Phương tiện 21

2.1.2 Trang thiết bị và các phần mềm 21

2.1.3 Thu thập ảnh và các tư liệu có liên quan 21

2.2 Phương pháp thực hiện 21

2.2.1 Các bước phân tích xử lý ảnh 21

2.2.2 Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất 23

2.2.3 Tổng hợp và viết bài 23

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 25

3.1 Kết quả xử lý ảnh 25

3.1.1 Mô tả dữ liệu ảnh 25

3.1.2 Kết quả ghép ảnh 26

3.1.3 Tạo mặt nạ 26

3.1.4 Thành lập bảng chìa khoá giải đoán 27

3.1.5 Phân tích sự khác biệt giữa các mẫu phân loại 29

3.1.6 Phân loại có kiểm soát 30

3.1.7 Đánh giá độ chính xác và độ tin cậy 31

3.2 Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Đồng Bằng Sông Cửu Long 33

3.3 So sánh kết quả giải đoán và số liệu thực tế 36

3.4 Hoàn chỉnh và in ấn bản đồ hiện trạng sử dụng đất ĐBSCL năm 2014 37

3.5 Phân loại ảnh đa phổ 15 m và ảnh đa phổ 30 m khu vực Thành Phố Cần Thơ 39

3.5.1 Kết quả tích hợp ảnh đa phổ độ phân giải 15m 39

3.5.2 Kết quả phân loại có kiểm soát 40

3.5.3 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Thành Phố Cần Thơ 42

3.5.4 So sánh số liệu hiện trạng giải đoán với số liệu hiện trạng thống kê 44

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 46

4.1 Kết luận 46

4.2 Kiến nghị 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHỤ CHƯƠNG 49

DANH SÁCH BẢNG

1.4 Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 8 được sử dụng trong nghiên cứu 15

DANH SÁCH HÌNH

2.1 Quy trình xử lý ảnh viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 24 3.1 Ảnh vệ tinh Landsat 8 khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 25

3.3 Ảnh khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long được mở cùng với mặt nạ 27 3.4 Kết quả phân loại có kiểm soát các đối tượng năm 2014 30

3.6 Biểu đồ diện tích phân bố các đối tượng sử dụng đất ĐBSCL năm 2014 33

3.8 Biểu đồ so sánh diện tích sử dụng đất theo thống kê và giải đoán 36 3.9 Biểu đồ so sánh tổng diện tích sử dụng đất ĐBSCL năm 2014 37

3.12 Ảnh sau khi cắt từ ảnh tích hợp 15 m của ĐBSCL 40 3.13 Ảnh phân giải trung bình 30 m khu vực Thành Phố Cần Thơ 40 3.14 Kết quả phân loại có kiểm soát ảnh phân giải cao 15 41 3.15 Kết quả phân loại có kiểm soát ảnh phân giải trung bình 30 m 41 3.16 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất TPCT năm 2014 (ảnh đa phổ 30 m) 43 3.17 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất TPCT năm 2014 (ảnh đa phổ 15 m) 43 3.18 Biểu đồ so sánh diện tích các đối tượng sử dụng đất 44

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

ENVI Enviroment for Visualizing Images Phần mềm giải đoán ảnh

GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý

LDCM Landsat Data Continuity Mission Vệ tinh Landsat 8

MLC Maximum Likelihood Classifier

OLI Operational Land Imager Ảnh vệ tinh Landsat 8

TIRS The Mal Infrared Sensor Nhiệt cảm biến hồng ngoại

UTM Universal Transverse Mercator Hệ tọa độ Mercator

WGS 84 World Geodetic System

MỞ ĐẦU

Đồng Bằng Sông Cửu Long là vựa lúa lớn của cả nước, góp phần lớn cho an ninh lương thực và xuất khẩu Trong những năm gần đây, quá trình đô thị hoá và phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ, quá trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng, chuyển mục đích sử dụng đất ở Đồng Bằng Sông Cửu Long đã tác động mạnh mẽ đến tình hình sử dụng đất đai Trước thực trạng này công tác lập quy hoạch, khảo sát sử dụng đất đai ngày càng trở nên cấp thiết, nhằm sử dụng đất đai được hợp

lý và hiệu quả, vừa bảo vệ được quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp, đảm bảo vấn đề an ninh lương thực quốc gia vừa đảm bảo được qũy đất phục vụ cho phát triển cơ sở hạ tầng, chuyên dùng đáp ứng nhu cầu của người dân

Ngày nay, với sự thăng tiến của khoa học công nghệ, thông tin truyền thông, khoa học

vũ trụ đã giúp ích rất nhiều trong nghiên cứu ứng dụng viễn thám Với sự phát triển kinh tế, cơ sở hạ tầng như thế để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất đòi hỏi phải

có nguồn kinh phí lớn, nguồn nhân lực đông đảo khi điều tra thực tế Do đó, ứng dụng ảnh viễn thám xác định hiện trạng sử dụng đất thực tế hiện nay là rất cần thiết Vì ảnh viễn thám có độ chính xác khá tốt và giải quyết được những khó khăn đã nêu ở trên Với yêu cầu đặt ra cùng với khả năng ưu việt của công nghệ viễn thám đặc biệt là ảnh Landsat 8 có độ phân giải là 30m và kỹ thuật xử lý ảnh số của các phần mềm chuyên

dùng, đề tài “Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long năm 2014” được thực hiện với mục tiêu

 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long năm 2014 sử dụng ảnh đa phổ Landsat 8 có độ phân giải là 30m

 Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Thành Phố Cần Thơ bằng ảnh đa phổ độ phân giải 30 m và 15 m

 Thống kê diện tích của từng loại đất thông qua bản đồ hiện trạng xây dựng được và

số liệu thực tế (niên giám thống kê) năm 2012

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Định nghĩa đất đai

Về mặt thuật ngữ khoa học được hiểu theo nghĩa rộng thì đất đai là “diện tích cụ thể trên bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu thành của môi trường sinh thái ngay trên và bên dưới bề mặt đó, bao gồm: khí hậu bề mặt, thổ nhưỡng, dạng hình, mặt nước (hồ, sông, suối, đầm lầy ), các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nước ngầm và khoáng sản trong lòng đất, tập đoàn động vật và thực vật, trạng thái định cư của con người, những kết quả của con người trong quá khứ và hiện tại để lại (đường xá, nhà cửa, kênh )” (UN, 1994) trích dẫn từ (Lê Quang Trí, 2010)

Theo Lê Quang Trí (2010), thì đất đai thường được định nghĩa như là: “một thực thể tự nhiên dưới dạng đặc tính không gian và địa hình” cái này thường được kết hợp với một giá trị kinh tế được diễn tả dưới dạng giá đất/ha khi chuyển quyền sử dụng Rộng hơn, quan điểm tổng thể hay tổng hợp cũng bao gồm luôn cả nguồn tài nguyên sinh vật môi trường và kinh tế xã hội của thực thể tự nhiên

Theo Brinkman và Smyth (1976), về mặt địa lý mà nói đất đai “là một vùng đất chuyên biệt trên bề mặt trái đất có những đặc tính mang tính ổn định, hay có chu kỳ dự đoán được trong khu vực sinh khí quyển theo chiều tăng từ trên xuống dưới, trong đó bao gồm: không khí, đất và lớp địa chất, nước, quần thể động vật và thực vật và kết quả của những hoạt động bởi con người trong việc sử dụng đất đai ở quá khứ, hiện tại

và trong tương lai” (Lê Quang Trí, 2010)

Theo Hồ Thị Lam Trà và Hoàng Văn Hùng (2006), đất đai là một tài nguyên thiên nhiên, là tài sản vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt là thành phần quan trọng của môi trường sống, là địa bàn phân bố dân cư xây dựng cơ sở kinh tế, văn hóa, an ninh và quốc phòng

Tóm lại đất đai là một tài sản đặc biệt và đất chỉ là một trong những thuộc tính của đất đai bên cạnh các thuộc tính khác như: khí hậu, thời tiết, tập đoàn động thực vật, các hoạt động của con người (cải tạo đất trong quá trình canh tác: trồng trọt, chăn nuôi; xây dựng nhà cửa, đường xá trên đất…)

1.2 Khái quát về hiện trạng sử dụng đất

Hiện trạng sử dụng đất là trạng thái lớp phủ bề mặt trái đất ở một thời điểm nào đó mà việc phân chia quỹ đất phụ thuộc vào mục đích sử dụng của con người Theo điều 13 của Luật đất đai 2003, nếu căn cứ vào mục đích sử dụng chính thì đất được phân chia thành 3 nhóm đất chính sau đây:

 Nhóm đất nông nghiệp bao gồm các loại đất:

 Đất trồng cây hằng năm gồm đất lúa, đất đồng cỏ dùng vào chăn nuôi, đất trồng cây hằng năm khác

 Đất trồng cây lâu năm

 Đất nông nghiệp khác theo quy định của chính phủ

 Nhóm đất phi nông nghiệp bao gồm các loại đất:

 Đất ở gồm đất ở tại nông thôn, đất ở tại đô thị

 Đất xây dựng trụ sở cơ quan, xây dựng công trình sự nghiệp

 Đất sử dụng vào mục đích an ninh, quốc phòng

 Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp gồm đất xây dựng khu công nghiệp, đất làm mặt bằng xây dựng cơ sở sản xuất, kinh doanh, đất sử dụng cho hoạt động khoáng sản, đất sản xuất vật liệu xây dựng, làm đồ gốm

 Đất sử dụng vào mục đích công cộng gồm đất giao thông, thuỷ lợi, đất xây dựng các công trình văn hoá, y tế, giáo dục và đào tạo, thể dục thể thao, phục vụ lợi ích công cộng, đất có di tích lịch sử - văn hoá, danh lam thắng cảnh, đất xây dựng các công trình công cộng khác theo quy định của Chính phủ

 Đất do các cơ sở tôn giáo sử dụng

 Đất có công trình là đình, đền, miếu, am, từ đường, nhà thờ họ

 Đất là nghĩa trang, nghĩa địa

 Đất sông ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng

 Đất phi nông nghiệp khác theo quy định của Chính phủ

 Nhóm đất chưa sử dụng: Bao gồm các loại đất chưa xác định mục đích sử dụng

1.3 Tổng quan về viễn thám (Remote sensing)

1.3.1 Khái niệm

Theo Schowengerdt, Robert A (2007), Viễn thám được định nghĩa như là phép đo lường các thuộc tính của đối tượng trên bề mặt trái đất sử dụng dữ liệu thu được từ máy bay

và vệ tinh

Theo Lê Văn Trung (2010), Viễn thám được định nghĩa như là một khoa học nghiên cứu

các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng (vật thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng

 Sự tương tác với đối tượng (C) - một khi năng lượng gặp đối tượng sau khi xuyên qua khí quyển, nó tương tác với đối tượng Phụ thuộc vào đặc tính của đối tượng và sóng điện từ mà năng lượng phản xạ hay bức xạ của đối tượng có sự khác nhau

(Nguồn: Lê Văn Trung, 2010)

Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của viễn thám

 Việc ghi năng lượng của bộ cảm biến (D) - sau khi năng lượng bị tán xạ hoặc phát

xạ từ đối tượng, một bộ cảm biến để thu nhận và ghi lại sóng điện từ

 Sự truyền tải, nhận và xử lý (E) - năng lượng được ghi nhận bởi bộ cảm biến phải được truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý Năng lượng được truyền đi thường ở dạng điện Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lượng này để tạo ra ảnh dưới dạng hardcopy hoặc là số

 Sự giải đoán và phân tích (F) - ảnh được xử lý ở trạm thu nhận sẽ được giải đoán

trực quan hoặc được phân loại bằng máy để tách thông tin về đối tượng

 Ứng dụng (G) - đây là thành phần cuối cùng trong qui trình xử lý của công nghệ viễn thám Thông tin sau khi được tách ra từ ảnh có thể được ứng dụng để hiểu tốt hơn

về đối tượng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ trợ cho việc giải quyết một vấn

đề cụ thể (Trần Thống Nhất, Nguyễn Kim Lợi, 2009)

1.3.3 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám

Xử lý ảnh kỹ thuật số

Theo Võ Quang Minh(1999), ảnh thu được có các đặc điểm sau:

Ảnh được ghi trên băng từ máy tính chúng được đọc và xử lý tạo nên hình ảnh

Các ảnh bao gồm các phần tử nhỏ bé có cùng diện tích (được gọi là pixel)

Các pixel được sắp xếp theo hàng, cột, vị trí bất kỳ nào của một phần tử ảnh hay pixel đều được xác định tọa độ XY

Mỗi pixel có một giá trị số tương ứng với các giá trị phản xạ phổ

Giá trị DN ghi lại cường độ năng lượng điện từ rơi vào một phần tử phân giải ở trên mặt đất mà diện tích có thể bằng 1 pixel

Tăng cường chất lượng ảnh

 Mục đích: Giúp nâng cao chất lượng thông tin

 Nội dung: Tăng cường độ tương phản; tạo ảnh hỗn hợp; lọc nhiễu sự xuất hiện tản mạn trên ảnh

Phân loại ảnh

Có 2 cách phân loại ảnh:

 Phân loại có kiểm soát (Superviced Classification)

 Là xác định một vùng nhỏ, là vị trí kiểm tra (training site) hay một điểm kiểm tra

Vị trí kiểm tra thể hiện cho một tiêu chuẩn địa hình hay một lớp địa hình Các giá trị phổ của mỗi pixel ở trong vị trí kiểm tra được dùng để xác định cho các không gian quy định lớp đó, Sau khi các cụm của các vị trí kiểm tra được xác định thì dựa vào các chỉ tiêu đó Sau khi các cụm của các vị trí kiểm tra được xác định thì dựa vào các chỉ tiêu đó máy tính phân loại toàn bộ các pixel còn lại trong hình ảnh

 Đặc điểm của phân loại kiểm soát là các lớp đối tượng được xác định một cách rõ ràng dựa vào các tính chất của đối tượng xác định trên các vị trí kiểm tra Tuy nhiên trong thực tế có nhiều đối tượng khác nhau nhưng lại thể hiện phổ giống nhau Hay có nhiều dấu hiệu phổ khác nhau song nhưng lại thuộc về một đối tượng thay đổi tín hiệu phổ từng pixel Vì vậy cần phải có sự phân loại bằng việc kết hợp nhiều dấu hiệu phổ thể hiện một lớp đối tượng

 Phân loại không kiểm soát (Unsuperviced Classification)

 Giá trị pixel trên mỗi hình ảnh đa số có thể phân chia được 256 cấp (từ 0 đến 255)

 Dựa vào các pixel (sử dụng histogram) ta có thể tự động hóa phân chia hình ảnh ra nhiều lớp đối tượng Mỗi lớp đối tượng tương ứng với khoảng giá trị độ sáng nhất định

 Sự phân loại này chỉ cho thấy sự khác biệt về giá trị độ sáng giữa các nhóm pixel trên ảnh chứ không xác định chính xác bản chất hay tên gọi của chúng

 Do đó sự phân loại không kiểm tra chỉ cho kết quả thuyết ban đầu

 Phân tích sự thay đổi của một loạt ảnh theo thời gian:

 Các ảnh có sự thay đổi cung cấp thông tin về sự biến đổi theo mùa hoặc các thay đổi khác Các thông tin này được tách ra bằng sự so sánh 2 hay nhiều ảnh của một vùng hay việc thu thập ảnh theo thời gian Bước đầu tiên phải xác định tọa độ hình ảnh tại một thời điểm trên cơ sở các điểm kiểm tra mặt đất.Tiếp theo sự xác định khối lượng đó là trừ số lượng các pixel của ảnh được nhận trước hoặc sau thời điểm

đó Các giá trị sau khi trừ có thể dương, âm hoặc bằng 0 (bằng 0 là không có sự thay đổi)

 Tiếp theo là đánh dấu các giá trị nhỏ đó như một hình ảnh với độ xám trung gian thể hiện bằng 0 Màu đen và màu trắng là sự thay đổi âm cực đại hoặc dương cực đại Phương pháp kéo dãn độ tương phản được sử dụng để nhấn mạnh sự khác biệt đó Phương pháp này rất có ích cho việc nghiên cứu các quá trình biến đổi, trên cơ sở phân tích các tư liệu viễn thám như: Sự biến đổi nhiệt, sự biến đổi mùa màng, biến đổi lượng phù sa của các dòng sông, sự thay đổi các mạng lưới sông suối, biến đổi diện tích các đơn vị sử dụng đất

1.3.4 Đánh giá độ chính xác trong phương pháp phân loại viễn thám

Việc phân loại chỉ được coi là hoàn chỉnh một khi sự đánh giá về độ chính xác là đạt yêu cầu Nguyên tắc đánh giá là so sánh tài liệu thực tế và kết quả phân loại Phương pháp phổ biến trong đánh giá theo phương pháp Crossing giữa kết quả phân loại và bản đồ thực tế Việc đánh giá kết quả phân loại đảm bảo tính trung thực và của giá trị phân loại (Nguyễn Ngọc Thạch, 2005)

Phương pháp đánh giá độ chính xác là việc kiểm tra hiện trạng ngoài thực địa với kết quả phân loại ảnh Với kết quả phân loại tiến hành chọn ngẫu nhiên vị trí các điểm kiểm tra của các nhóm đối tượng được phân loại, xác định các tuyến kiểm tra sao cho trên cùng một tuyến đường có thể kiểm tra được nhiều điểm nhất Tại mỗi điểm kiểm tra tọa độ GPS được ghi nhận cùng hiện trạng

Bảng 1.1: Ma trận sai số của phân loại

SJ+: tổng theo hàng

n: tổng số pixel trong bộ dữ liệu

Loại thực hiện là hiện trạng nhóm đối tượng tại vị trí kiểm tra ngoài thực tế; loại được giải đoán là kết quả giải đoán ảnh tại vị trí đó ứng với nhóm đối tượng nào

Bảng 1.2: Ví dụ về ma trận sai số của phân loại

Dữ liệu

phân loại

Các lớp phân loại đã được biết bằng thực địa

Nước Cát Rừng Đô thị Ngô Cỏ Tổng theo

Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2005), lấy mẫu kiểm tra sai số trong phân loại cần được quan tâm đến công việc sau:

 Vùng lấy mẫu là vùng đại diện, lớp phủ đồng nhất khác với vùng lấy mẫu Vùng lấy mẫu thường nằm trong phần lấy vùng mẫu trong phân loại có kiểm soát và được khoanh vẽ chi tiết hơn Phụ cảnh của lấy mẫu kiểm tra sau đó có thể dùng để đánh giá

độ chính xác của phân loại Tuy nhiên vì là vùng đồng nhất vùng kiểm tra có thể không cho chỉ tiêu đúng và đánh giá phân loại ở mức từng pixel của việc biến động lớp phủ đất Một cách đầy đủ để đánh giá mức độ chính xác phân loại ở dạng pixel là

so sánh phân loại ở từng pixel với nguồn kiểm tra Trong trường hợp này chỉ có thể kiểm tra với mục đích nghiên cứu, còn thể hiện toàn cảnh của một ảnh số sẽ tốn kém

và rất công phu

 Lấy mẫu ngẫu nhiên sẽ khắc phục được vấn đề khó khăn trên, nhưng bản thân nó cũng có hạn chế Trước hết là thu thập mẫu kiểm tra ngoài thực địa cho việc đối sánh với mẫu ngẫu nhiên là vấn đề khó khăn và tốn kém Ví dụ, chọn vùng kiểm tra cho mẫu ngẫu nhiên có thể là vùng hoặc điểm không thể tới bằng thực địa Điều thứ 2 là giá trị của các điểm lấy mẫu ngẫu nhiên phụ thuộc vào khả năng tham chiếu cùng kiểm tra với ảnh Một cách khắc phục hạn chế này là lấy mẫu kiểm tra những pixel nằm không xa ranh giới của trường nhìn Một điều xem xét chắc chắn là việc chọn vùng hoặc điểm kiểm tra ngẫu nhiên đại diện cho tập dữ liệu trong phân tích Cần xem xét

cả đơn vị lấy mẫu trong việc đánh giá độ giá độ chính xác của phân loại Phụ thuộc vào ứng dụng đơn vị lấy mẫu có thể là một pixel, chùm pixel hay một đa giác

 Kích thước của mẫu cũng cần phải thận trọng trong phân loại Đòi hỏi nên có khoảng 50 mẫu của mỗi loại thực vật hay đất sử dụng được đưa vào bảng ma trận sai

số Nếu phân loại một ảnh số có diện tích khoảng hơn 1 triệu ha và có số lượng đất sử dụng hoặc loại thực vật lớn hơn 12 thì số lượng mẫu kiểm tra sẽ là 75 – 100 mẫu cho một loại đất sử dụng Đối với loại đất sử dụng quan trọng thì số mẫu kiểm tra cần phải được tăng cường

1.3.5 Một số ứng dụng của viễn thám

Theo trung tâm viễn thám quốc gia (2010) Hiện tại các ảnh vệ tinh ở nước ta ứng dụng để thành lập bản đồ chuyên đề gồm các loại ảnh được thể hiện trong bảng 1.3

Bảng 1.3: Các loại ảnh vệ tinh và độ phân giải

 Điều tra quản lý tài nguyên thiên nhiên

Hiện trạng sử dụng đất đai, quy hoạch sử dụng đất đai, hiện trạng đất lâm nghiệp, hiện trạng rừng, hiện trạng lớp phủ thực vật, hiện trạng hệ thống thuỷ văn và đường bờ, hiện trạng đất ngập nước, hiện trạng rừng ngập mặn, hiện trang đất nuôi trồng thuỷ sản, hiện trạng các khu công nghiệp, các vùng đô thị, bản đồ biến động sử dụng đất đai, bản đồ biến động về rừng…

 Giám sát và bảo vệ môi trường

Bản đồ đa dạng sinh học, bản đồ tổng hợp đới bờ, bản đồ biến động đường bờ biển và bãi bồi ven biển, bản đồ xói mòn, sạt lở, bản đồ lũ lụt, bản đồ nhạy cảm môi trường, bản đồ đánh giá tác động môi trường, bản đồ diễn biến ô nhiễm môi trường, bản đồ giám sát cát lấn, sa mạc hoá, bản đồ vùng đất ngập nước và bảo tồn sinh học…

 Lĩnh vực nông nghiệp

Bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ giám sát diện tích đất nông nghiệp, bản đồ giám sát sinh trưởng của lúa nước và dự báo tăng năng suất mùa vụ, bản đồ thuỷ văn và hệ thống đê điều, kênh mương tưới tiêu…

 Lĩnh vực tài nguyên nước

Bản đồ thuỷ văn, bản đồ lưu vực sông, bản đồ hiện trạng các công trình khai thác nguồn tài nguyên nước trên lưu vực sông, bản đồ nước mặt…

Ngoài ra còn nhiều lĩnh vực khác nữa như đo đạc bản đồ, địa chất khoáng sản, khi tượng thuỷ văn, biến đổi khí hậu, an ninh quốc phòng

Thông qua công tác khảo sát, theo dõi biến thống kê công việc sản xuất để thành lập các loại bản đồ chuyên đề nêu trên bằng tư liệu ảnh vệ tinh cho ta thấy việc xây dựng định mức kinh tế kỹ thuật cho từng loại bản đồ trên rất phức tạp Hơn nữa các loại bản

đồ chuyên đề rất đa dạng và phong phú, nên ta không thể xây dựng một cách đầy đủ, chi tiết cho từng loại bản đồ chuyên đề Chúng ta cần tổng hợp, phân loại nhóm chuyên đề theo tính chất công việc trong quá trình thành lập bản đồ để từ đó làm cơ sở cho việc thiết lập định mức kinh tế kỹ thuật cho công tác Thành lập bản đồ chuyên đề bằng ảnh vệ tinh tỷ lệ 1/25.000, 1/50.000, 1.100.000, 1.250.000

1.4 Một số nghiên cứu có liên quan trong và ngoài nước

Biến động các loại hình sử dụng đất là một trong những động lực làm thay đổi môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững Những biến động này là kết quả của sự tác động từ các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, sự khai thác, sử dụng của con người

1.4.1 Những nghiên cứu tại Việt Nam

 Trong đề tài “Thành lập bản đồ thảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh viễn thám” tại khu vực Tủa Chùa - Lai Châu, tác giả đã dùng phương pháp phân loại có kiểm định đối với dữ liệu ảnh Landsat năm 2006 để phân ra 7 lớp thực phủ khác nhau với chỉ số Kappa ~ 0,7 (Hoàng Xuân Thành, 2006)

 Trong nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế”, tác giả đã đã sử dụng phương pháp phân loại gần đúng nhất với dữ liệu ảnh Landsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy mẫu thực địa để phân ra 13 loại lớp phủ với độ chính xác tương đối cao (Nguyễn Huy Anh, Đinh Thanh Kiên, 2012)

 Trong đề tài “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây trồng, lập bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2008 - 2010”, tác giả đã phân loại lớp phủ dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp tháng theo phương pháp phân loại có kiểm định sử dụng thuật toán phân loại gần đúng nhất Đề tài đã phân loại được 9 loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9 Để đánh giá độ chính xác, tác giả đã sử dụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo sát, điều tra thực địa với bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm gần nhất (Vũ Hữu Long và ctv, 2011)

Việc ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên và môi trường ở nước ta trong thời gian qua tuy đã thu được một số kết quả song còn ít, tản mạn và trên thực tế chưa đáp ứng được nhu cầu Các ứng dụng công nghệ viễn thám chủ yếu mới tập trung vào lĩnh vực hiệu chỉnh bản đồ địa hình, thành lập một số bản đồ chuyên đề, bước đầu

đề cập đến ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ quản lý đất đai và một số khía cạnh của môi trường Thực tế đó đòi hỏi phải đẩy mạnh ứng dụng rộng rãi công nghệ viễn thám phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường

1.4.2 Những nghiên cứu trên thế giới

 Trong đề tài “Định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất dựa vào cơ sở viễn thám”, tác giả đã đưa ra những cơ sở khoa học về lựa chọn phương pháp được sử dụng để đưa ra các kết quả mang tính định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất dựa vào cơ sở viễn thám Theo đó, tùy vào trường hợp mà ta sử dụng các phương pháp theo thuyết xác định hay dựa vào kinh nghiệm Một điểm đáng chú ý mà tác giả có đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu thu thập phải có cùng đặc điểm (về không gian, về

độ phân giải phổ, ), dữ liệu phải đạt được những tiêu chuẩn nhất định về bóng mây hay sương mù, dữ liệu thu thập phải cùng khu vực nghiên cứu (Bjorn Prenzel, 2003)

 Trong nghiên cứu “Phát hiện sự thay đổi sử dụng đất/lớp phủ và phân tích sự mở rộng của đô thị”, tác giả đã đánh giá sự biến động loại hình sử dụng đất/bề mặt đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở vùng Đông Nam Ấn Độ Bên cạnh sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám để giải đoán, đề tài còn kết hợp sử dụng chuỗi Markov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổi trong tương lai (M Harika và ctv, 2012)

 Trong nghiên cứu “Giám sát thay đổi sử dụng đất bằng ảnh viễn thám Landsat đa thời gian”, nhóm tác giả đã sử dụng ảnh Landsat đa thời gian đề đánh giá biến động đất đô thị trong quá khứ (giai đoạn 1980-2000) để đưa ra những dự đoán cho tương lai (năm 2020) (Tayyebi và ctv, 2008)

1.5 Giới thiệu về vệ tinh LANDSAT

(Nguồn: http://landsat.usgs.gov/landsat8.php)

Hình 1.2: Vệ tinh Landsat 8

Vệ tinh Landsat 8 đã chính thức đi vào hoạt động vào 11/02/2013 và chuyển những bức hình đầu tiên về trái đất Một số ưu điểm mới của thế hệ Landsat 8 là độ phân giải bức xạ tăng lên 12 bit so với 8 bit như các thế hệ trước, 8 bit dữ liệu nghĩa là ảnh chỉ

mô tả được 256 mức độ xám của bề mặt ảnh chụp, 12 bit dữ liệu sẽ tăng lên đến 4.096 mức độ Như vậy, ảnh có thể miêu tả chính xác hơn bề mặt quan sát

Số băng phổ đã tăng từ 7 (Landsat ETM+) lên 11 băng, giúp quan trắc nhiều thông số hơn

Băng 1 (ultra-blue) phù hợp cho các nghiên cứu về vùng bờ và aerosol Băng 9 dùng

để đánh giá hệ mây ti (ứng dụng trong khí tượng học) Băng 8 toàn sắc (panchromatic)

có độ phân giải 15 m Băng nhiệt 10 và 11 giúp tính toán chính xác hơn nhiệt độ bề mặt, có độ phân giải không gian 100 m Hai băng này sau đó sẽ được tính chuyển về

30 m khi phân phối cho người sử dụng Độ rộng đường quét của ảnh: 170 km (hướng Bắc-Nam) và 183 km (hướng Đông - Tây)

LDCM là vệ tinh Landsat thứ 8 và sẽ kéo dài trên 40 năm quan sát Trái đất, cung cấp những thông tin quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quản lý năng lượng và nước, theo dõi rừng, sức khỏe con người và môi trường, quy hoạch đô thị, khắc phục thảm họa và lĩnh vực nông nghiệp Dữ liệu thu nhận được sẽ được phân phối miễn phí đến người sử

dụng

Theo ông Jim Irons, nhà khoa học thuộc dự án LDCM: “LDCM sẽ là vệ tinh Landsat tốt nhất về chất lượng và số lượng dữ liệu thu nhận được Cả OLI và TIRs đều sử dụng những công nghệ tiên tiến mà sẽ mang lại những quan sát nhạy cảm hơn với những biến đổi cảnh quan và thay đổi trên bề mặt Trái đất theo thời gian”

 Hệ thống trắc địa trên thế giới (WGS) 84 mốc

 Điểm ảnh giá trị 16 bit

Các vệ tinh Landsat 8 OLI/TIRS trước WRS - 2 tập dữ liệu chứa gần 10.000 cảnh được mua lại bởi các hoạt động đất Imager (OLI) và nhiệt cảm biến hồng ngoại (TIRS) cảm biến sau khi khởi động ngày 11 tháng 02 năm 2013 và hoạt động chính thức ngày

10 tháng 4 năm 2013 , khi vệ tinh đạt được quỹ đạo hoạt động (WRS -2) Những hình ảnh đầu tiên là dữ liệu TIRS duy nhất Những dữ liệu này cũng có thể nhìn thấy và có thể được tải về trên trang Web GloVis hoặc EarthExplorer

Các vệ tinh Landsat 8 sản phẩm tiêu chuẩn được cung cấp bởi Trung tâm EROS USGS bao gồm lượng tử hóa và hiệu chỉnh thu nhỏ số kỹ thuật số (DN) đại diện cho dữ liệu hình ảnh đa phổ được mua lại bởi cả hai hoạt động đất Imager (OLI) và nhiệt cảm biến hồng ngoại (TIRS)

Các sản phẩm 16 bit định dạng số nguyên không dấu và có thể được thay đổi tỷ lệ các Top Of Atmosphere (TOA) phản xạ và sử dụng hệ số rescaling phóng xạ được cung cấp trong các tập tin siêu dữ liệu sản phẩm (tập tin MTL) Các tập tin MTL cũng chứa các hằng số nhiệt cần thiết để chuyển đổi dữ liệu TIRS để ở nhiệt độ độ sáng của vệ tinh Thông tin chi tiết có thể được tìm thấy trong các tài liệu mô tả LDCM Cal/Val thuật toán và sổ tay Landsat 8 khoa học của người dùng có sẵn từ các trang web Landsat

Giá trị Esun không được cung cấp cho Landsat 8 dữ liệu vì chúng không cần thiết cho việc chuyển đổi dữ liệu để phản xạ Landsat 8 của hoạt động mô tả hình tượng đất (OLI) đã thông qua hai Viện độc lập quốc gia về Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST) theo dõi và phương pháp phản xạ hiệu chuẩn Các tập tin siêu dữ liệu ảnh vệ tinh 8 cung cấp hệ số cần thiết để chuyển đổi ánh sáng phản xạ từ các số lượng tử kỹ thuật

số và hiệu chuẩn (DNS) của sản phẩm

Landsat 8 kích thước tập tin lớn hơn Landsat 7 dữ liệu, do bổ sung thêm các băng và cải tiến sản phẩm dữ liệu 16-bit

Landsat 8 cung cấp một sản phẩm ở dạng file nén tar.gz

Landsat 8 có dung lượng từ 1 GB đến 2 GB

Landsat 7 có dung lượng từ 250 MB đến 450 MB

(Nguồn: http://landsat.usgs.gov/band_designations_landsat_satellites.php)

Bảng 1.4: Đặc điểm ảnh viễn thám Landsat 8 được sử dụng trong nghiên cứu

(Nguồn: http://landsat.usgs.gov/band_designations_landsat_satellites.php)

1.6 Giới thiệu khái quát về phần mềm ENVI

Theo Nguyễn Quốc Tuấn (2008) ENVI (Enviroment for Visualizing Images) là một

phần mềm xử lý tư liệu viễn thám của Research System Inc, Mỹ

ENVI là một trong những phần mềm hàng đầu trong việc xử lý, thu nhận thông tin từ

dữ liệu ảnh một cách nhanh chóng, dễ dàng và chính xác

Cùng với sự gia tăng về độ chính xác của dữ liệu ảnh thì vai trò của quá trình thu nhận

và xử lý ảnh cũng tăng lên Các phần mềm xử lý ảnh sẽ giúp việc thu nhận, chiết xuất

ra các thông tin cần thiết một cách dễ dàng, nhanh chóng và chính xác

Phần mềm ENVI cung cấp các công cụ hữu dụng và cao cấp để đọc Khám phá, thao tác, phân tích và chia sẻ các thông tin thu nhận từ dữ liệu ảnh

ENVI được phát triển bởi các chuyên gia hàng đầu về hiển thị và xử lý ảnh Đồng thời, ENVI cũng được xây dựng trên nền tảng mở nên cho phép người dùng dễ dàng mở rộng và tuỳ biến các ứng dụng

 Đọc dữ liệu

ENVI hỗ trợ đọc dữ liệu của ảnh viễn thám và ảnh hàng không bao gồm các ảnh toàn sắc, đa phổ, radar, ảnh lidar ENVI cho phép người dùng đọc trên 70 định dạng dữ liệu khác nhau Ngoài ra, ENVI còn cung cấp các công cụ hỗ trợ đọc dữ liệ trực tiếp

dữ liệu ảnh từ các server của OGC (Open Geospatial Consortium) và JPIP (JPG 2000 Interactive Protocol)

 Thao tác với dữ liệu

Với ENVI người dùng có thể:

 Trực chuẩn hoá ảnh

 Đăng kí hai hay nhiều ảnh

 Hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển

 Chồng xếp dữ liệu vector

 Xác định vùng giao

 Tạo mô hình số độ cao

 Thay đổi cỡ ảnh, quay, chuyển định dạng

 Khám phá dữ liệu

ENVI cung cấp cho người dùng một giao diện thông minh để khám phá và hiển thị dữ liệu Người dùng có thể sử dụng ENVI để khám phá nguồn dữ liệu đồ sộ và thông tin miêu tả (metadata) của nó, tạo hiệu ứng 3D, tạo hình ảnh chuyển động

hỗ trợ chuyển đổi và xuất dữ liệu Dữ liệu có thể được xuất ra ở dạng vector hoặc raster chung nào đó, để trao đổi giữa nhiều người dùng khác nhau

1.7 Đặc điểm vùng ngiên cứu

1.7.1 Vị trí địa lý

Đồng Bằng Sông Cửu Long nằm ở vùng cực Nam của nước Việt Nam, nằm trong vùng từ 8030’- 110

vĩ độ Bắc và từ 104030’- 1070

kinh độ Đông (Lê Sâm, 1996), gồm

13 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, An Giang, Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu và Kiên Giang

ĐBSCL có diện tích tự nhiên gần 4 triệu ha, trong đó đất nông nghiệp 2,6 triệu ha; đất lâm nghiệp 253.000 ha; bãi bồi, ven sông, ven biển, đầm lầy 160.000 ha Đây là vùng đồng bằng lớn nhất nước ta và là đồng bằng lớn của Đông Nam Á và Châu Á ĐBSCL

có ưu thế phát triển một nền nông nghiệp theo hướng sinh thái đa dạng, phong phú về lương thực, cây ăn trái, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và cả nghề rừng (Trần Thanh Cảnh, 2000)

Nguồn: http://www.vietan-enviro.com

Hình 1.3: Bản đồ vị trí Đồng Bằng Sông Cửu Long

1.7.2 Địa hình địa mạo

Theo Viện Khoa Học Khí Tượng Thuỷ Văn và Môi Trường (2010), Đồng Bằng Sông Cửu Long là vùng đồng bằng khá bằng phẳng và hơi thấp, cao độ phổ biến từ 0,3 - 2,0

m, trừ một số đồi nứi ở phía Tây Bắc thuộc tỉnh An Giang, Kiên Giang, toàn bộ đất đai còn lại có cao độ dưới 5 m

Ngoài ra còn có những gò đất ven sông và cồn cát ven biển tương đối cao, hai vùng trũng nhất là Đồng Tháp Mười và Tứ Giác Long Xuyên

Tổng thể về độ cao, địa hình ĐBSCL được chia làm 3 cấp:

Cấp có cao trình từ 3 m trở lên: ven sông Hậu, sông Tiền, ven vùng đồi núi, kênh đào Cấp có cao trình từ 1,5 m - 3 m: khu vực giữa sông Tiền và sông Hậu

Cấp có cao trình dưới 1,5 m: phổ biến ở hữu ngạn sông Hậu và tả ngạn sông Tiền Đồng Bằng Sông Cửu Long hình thành các vùng trũng rộng lớn bị ngập sâu trong mùa mưa lũ, kém thoát nước và là những rốn phèn (vùng Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Tây sông Hậu)

1.7.3 Khí hậu thuỷ văn

ĐBSCL có khí hậu cận xích đạo, ít xảy ra thiên tai, nhiệt độ trung bình 280C, chế độ nắng cao, số giờ nắng trung bình cả năm 2.226 - 2.709 giờ Một năm chia làm hai mùa: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa nắng từ tháng 12 đến tháng 4

Nguồn nước được lấy từ 2 nguồn chính là sông Mêkông và nước mưa Lượng mưa trung bình hằng năm dao động từ 2.400 mm ở vùng phía Tây ĐBSCL đến 1.300 mm ở vùng trung tâm và 1.600 mm ở vùng phía Đông Sông Mê Kông chảy qua vùng ĐBSCL hàng năm đem lại lượng nước bình quân khoảng 460 tỷ m3

và vận chuyển khoảng 150 - 200 triệu tấn phù sa

Vùng ĐBSCL hàng năm bị ngập lũ gần 50% diện tích từ 3 - 4 tháng đã tạo nên một đặc điểm nổi bật của vùng, một mặt làm hạn chế lớn đố với canh tác, trồng trọt và gây nhiều khó khăn cho đời sống dân cư, nhưng mặt khác cũng tạo nên những điều kiện thuận lợi cho việc đánh bắt, nuôi trồng thuỷ sản và bổ sung độ phì nhiêu cho đất trồng trọt (Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam, 2006)

Nhìn chung, chế độ thuỷ văn của ĐBSCL có 3 đặc điểm nổi bật:

Nước ngọt và lũ lụt vào mùa mưa chuyển tải phù sa, phù du, ấu trùng

Nước mặn vào mùa khô ở vùng ven biển gây trở ngại cho các khu vực trồng lúa và hoa màu

Nước chua phèn vào mùa mưa ở vùng đất phèn

Đồng Bằng Sông Cửu Long có trữ lượng nước ngầm không lớn Sản phẩm khai thác được đánh giá ở mức 1 triệu m3

/ngày đêm, chủ yếu phục vụ cấp nước sinh hoạt

1.7.4 Tài nguyên đất

Theo Viện chiến lược phát triển - Trung Tâm nghiên cứu kinh tế Miền Nam (2011), tổng diện tích ĐBSCL khoảng 4 triệu ha, trong đó khoảng 2 triệu ha được sử dụng để phát triển đất nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản chiếm 65% Trong đó quỹ đất nông nghiệp, đất trồng cây hằng năm chiếm trên 50%, trong đó chủ yếu đất lúa trên 90%

Đất chuyên canh tác các loại cây màu và cây trồng ngắn ngày khoảng 150.000 ha, đất cây lâu năm chiếm trên 320.000 ha, khoảng 8,2% diên tích tự nhiên

Vùng bãi triều có diện tích khoảng 480.000 ha, trong đó gần 300.000 ha có khả năng nuôi trồng thuỷ sản nước mặn, nước lợ Theo điều tra của Tổng cục Thống kê năm

1995 có 0,508 triệu ha đất lâm nghiệp, trong đó đất có rừng 211.800 ha và đất không rừng 296.400 ha Tỷ lệ che phủ rừng chỉ còn 5%

Các nhóm đất chính ở ĐBSCL gồm:

 Đất phèn (1,6 triệu ha)

Đặc trưng bởi độ axit cao, nồng độ độc tố nhôm tiềm tàng và thiếu lân Nhóm đất này cũng bao gồm cả các loại đất phèn nhiễm mặn và trung bình Các loại đất phèn tập trung tại Đồng Tháp Mười và Tứ Giác Long Xuyên còn các loại đất phèn mặn tập trung tại vùng trung tâm bán đảo Cà Mau

 Đất phù sa sông (1,2 triệu ha)

Tập trung ở vùng trung tâm ĐBSCL như Thành Phố Cần Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long Chúng có độ phì nhiêu tự nhiên cao và không có các yếu tố hạn chế nghiêm trọng nào Nhiều loại cây trồng có thể canh tác được trên nền đất này như: lúa, màu, cây ăn trái

 Đất nhiễm mặn (0,75 triêụ ha)

Chịu ảnh hưởng của nước mặn trong mùa khô Các vùng đất này khó có thể được cung cấp nước ngọt Hiện nay lúa được trồng vào mùa mưa và ở một số khu vực người ta nuôi tôm trong mùa khô (Sóc Trăng, Bạc Liêu )

 Các loại đất khác (0,35 triệu ha)

Gồm đất than bùn (chủ yếu ở vùng rừng U Minh Thượng và U Minh Hạ), đất xám trên phù sa cổ (cực Bắc của ĐBSCL) và đất đồi núi (phía Tây-Bắc ĐBSCL)

1.7.5 Hiện trạng sử dụng đất tại Đồng Bằng Sông Cửu Long

Theo thông tin từ Tổng cục Thống kê, cơ cấu sử dụng đất tại thời điểm 01-01-2012 của vùng như sau : đất nông nghiệp 64,1%, đất lâm nghiệp 7,5%, đất chuyên dùng 6,3%, đất ở 3,0% Trong những năm gần đây, đất nông nghiệp đang có xu thế giảm dần do quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá Nhiều khu công nghiệp, khu đô thị, khu

du lịch - thể thao đang chiếm dần vị trí của các đồng lúa Nông dân nhiều nơi trong khu vực không còn đất sản xuất trong khi những vùng quy hoạch thì đang bị bỏ hoang, hay tốc độ triển khai rất chậm, dẫn đến tình trạng lãng phí đáng được báo động

Theo số liệu thống kê của Tổng cục Thống kê Việt Nam tính đến 01/01/2012 thì hiện trạng sử dụng đất của các tỉnh khu vực ĐBSCL được trình bày theo bảng 1.5:

Đất sản xuất nông nghiệp

Đất lâm nghiệp

Đất chuyên dùng Đất ở