Trường đại học tài nguyên và môi trường hà nộiĐỒ ỨNG DỤNG GIS VÀ VI ĐỒ HIỆN TRẠ HẠ Chuyờn ngành: K Mó ngành: D502503 NGƯỜI HƯ Trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội Khoa TRắC Đị
Trang 1Trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội
ĐỒ
ỨNG DỤNG GIS VÀ VI
ĐỒ HIỆN TRẠ
HẠ
Chuyờn ngành: K
Mó ngành: D502503
NGƯỜI HƯ
Trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội
Khoa TRắC ĐịA – BảN Đồ
PHẠM QUỐC KHÁNH
Ồ ÁN TỐT NGHIỆP
NG GIS VÀ VIỄN THÁM THÀNH LẬ ẠNG LỚP PHỦ KHU VỰC THÀNH PH LONG, TỈNH QUẢNG NINH
Chuyờn ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ
Mó ngành: D502503
ƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN TIẾN THÀNH
HÀ NỘI, 2016
Trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội
ẬP BẢN
C THÀNH PHỐ
N THÀNH
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Được sự cho phép của Khoa Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ cùng với sự ủng
hộ hướng dẫn nhiệt tình của Ts Nguyễn Tiến Thành, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng GIS và Viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh”
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài, cùng với sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của thầy giáo Ts Nguyễn Tiến Thành,
cùng anh chị khoá trên và bạn bè trong khoa Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Nhân dịp này, tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn, xin cảm ơn các anh chị cùng bạn bè đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành đề tài này
Tôi xin nhận và chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp, bổ sung cho
đề tài được hoàn thiện và tiến bộ hơn
Trang 3MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết 1
2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 2
3 Đối tượng nghiên cứu 2
4 Giới hạn của đề tài 2
5 Phương pháp nghiên cứu 2
6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
CHƯƠNG I: CƠ SỞ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ 4
1.1 Tổng quan về bản đồ hiện trạng lớp phủ 4
1.1.1 Lớp phủ mặt đất : 4
1.1.2 Bản đồ hiện trạng lớp phủ 5
1.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng lớp phủ 5
1.2.1 Mục đích của bản đồ hiện trạng lớp phủ 5
1.2.2 Yêu cầu của bản đồ hiện trạng lớp phủ 6
1.3 Cở sở toán học và độ chính xác của bản đồ hiện trạng lớp phủ 6
1.3.1 Hệ quy chiếu 6
1.3.2 Tỷ lệ bản đồ 6
1.3.3 Độ chính xác của bản đồ hiện trạng lớp phủ 6
1.4 Nội dung và nguyên tắc biểu thị các yếu tố nội dung của bản đồ hiện trạng lớp phủ 7
1.4.1 Nội dung 7
1.4.2 Nguyên tắc của các yếu tố nội dung của bản đồ hiện trạng lớp phủ 10
1.5 Các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ 11
Trang 4CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH
LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ 13
2.1 Cơ sở khoa học của việc thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ mặt đất bằng viễn thám và GIS 13
2.2 Tổng quan về viễn thám 14
2.2.1 Khái niệm về viễn thám 14
2.2.2 Đặc điểm của ảnh viễn thám 14
2.2.3 Phân loại ảnh viễn thám 16
2.2.4 Lịch sử phát triển khoa học viễn thám 17
2.2.5 Phương pháp xử lý dữ liệu viễn thám 19
2.3 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý ( GIS) 22
2.3.1 Định nghĩa về GIS 22
2.3.2 Chức năng của GIS 22
2.4 Phần mềm giải đoán ảnh viễn thám ENVI 23
2.4.1 Tổng quan về phần mềm ENVI 23
2.4.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm ENVI 24
2.5 Quy trình công nghệ xây dựng bản đồ hiện trạng lớp phủ bằng viễn thám và GIS 27
2.6 Đặc trưng kĩ thuật của bộ cảm ảnh vệ tinh Landsat 8 29
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ KHU VỰC THÀNH PHỐ HẠ LONG – TỈNH QUẢNG NINH 31
3.1 Khái quát điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 31
3.1.1 Vị trí địa lý 31
3.1.2 Điều kiện tự nhiên 31
3.1.3 Lịch sử 35
Trang 53.1.4 Hành chính 37
3.1.5 Kinh tế 38
3.1.6 Giao thông vận tải 39
3.1.7 Văn hóa xã hội 41
3.2 Tư liệu sử dụng 43
3.3 Xử lý ảnh viễn thám khu vực thành phố Hạ Long 49
3.3.1 Mở ảnh Landsat8 đã tải về 49
3.3.2 Gộp các kênh ảnh 49
3.3.3 Cắt ảnh địa giới hành chính 50
3.3.4 Phân loại ảnh 50
3.3.5 Kỹ thuật hậu phân loại ảnh 53
3.4 Thành lập bản đồ trên phần mềm ArcGIS 56
3.4.2 Tạo thước tỷ lệ và hướng bản đồ: 57
3.4.3 Tạo bảng chú giải 57
3.4.4 Đặt tiêu đề và hoàn thiện biên tập bản đồ 58
3.5 Thống kê số liệu 59
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC
Trang 6DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Quy trình xử lý ảnh số 21
Hình 2: Thanh công cụ của phần mềm ENVI 4.7 24
Hình 3: Quy trình thành lập bản đồ 28
Hình 4: Vệ tinh thế hệ thứ 8 - Landsat 8 29
Hình 5: Hiển thị ảnh sau khi cắt 50
Hình 6: Ảnh sau khi đã chọn mẫu 51
Hình 7: Kết quả tính toán sau khi tiến hành kiểm tra 52
Hình 8: Hình ảnh sau khi đã số hóa bằng phương pháp Maximum Likelihood 53 Hình 9: Kiểm tra sai số ma trận 54
Hình 10: Hình ảnh sau khi đã lọc nhiễu 55
Hình 11: Hình ảnh sau khi đã chuyển sang vector 56
Hình 12: Tạo hệ thống lưới chiếu 57
Hình 13: Hình ảnh sau khi đã thêm chú giải, hướng bản đồ và thước tỷ lệ 58
Hình 14: Thêm tiêu đề và hoàn thiện bản đồ 59
Hình 15: Bảng thống kê diện tích 59
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Bảng biểu thị diện tích khoanh đất với tỷ lệ bản đồ 10
Bảng 2: Đặc trưng Bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 8 (LDCM) 30
Bảng 3: Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Hạ Long 37
Bảng 4: Bảng tham chiếu chuyển đổi hệ màu giữa ảnh Landsat 5,7 và Landsat 8 44
Bảng 5: Bảng chỉ dẫn các phương pháp tổ hợp màu 48
Trang 8DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT
ENVI - The Environment for Visualyzing Images
GIS - Geographic Information System
NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration
FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations
DEM - Digital Elevation Model
DTM - Digital Terrain Model
TIN - Triangulated Irregular Network
TN&MT - Tài nguyên và Môi trường
MOS - Marine Observation Satellite
LDCM - Landsat Data Continuity Mission
NASA - National Aeronautics and Space Administration
OLI - Operational Land Imager
TIRS - Thermal Infrared Sensor