...Hoàng Thị Hằng.pdf

...Hoàng Thị Hằng.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh t...

TRƯỜNG ĐẠI H

KHOA TR

SINH VIÊN

NGHIÊN CỨ

THỰC TIỄN SỬ DỤ

BIẾN ĐỘNG L

I HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N

KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: HOÀNG THỊ HẰNG

ỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤ ỤNG CHỈ SỐ THỰC VẬT TRONG NGHIÊN C

NG LỚP PHỦ THỰC VẬT THỦ ĐÔ HÀ N

Hà Nội – 2015

NG HÀ NỘI

ỤNG

T TRONG NGHIÊN CỨU

Ô HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI H

KHOA TR

SINH VIÊN

NGHIÊN CỨ

THỰC TIỄN SỬ DỤ

BIẾN ĐỘNG L

Chuyên ngành: Tr

Mã ngành:

I HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N

KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: HOÀNG THỊ HẰNG

HOÀNG THỊ HẰNG

ỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤ ỤNG CHỈ SỐ THỰC VẬT TRONG NGHIÊN C

NG LỚP PHỦ THỰC VẬT THỦ ĐÔ HÀ

Chuyên ngành: Trắc Địa - Bản Đồ

Mã ngành: D520503

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Ts Ph

Hà Nội - 2015

NG HÀ NỘI

ỤNG

T TRONG NGHIÊN CỨU

NỘI

Phạm Minh Hải

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 6

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 7

LỜI CẢM ƠN 8

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 4

1.1 Khái niệm cơ bản về viễn thám 4

1.1.1 Định nghĩa 4

1.1.2 Nguyên lý cơ bản của viễn thám 4

1.1.3 Phân loại viễn thám 5

1.1.4 Độ phân giải của viễn thám 7

1.2 Lý thuyết phản xạ phổ 10

1.2.1 Bức xạ điện từ 10

1.2.2 Đặc tính của phản xạ phổ 11

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ 14

1.3 Giải đoán ảnh viễn thám 16

1.3.1 Giải đoán ảnh bằng mắt 16

1.3.2 Giải đoán ảnh bằng phương pháp số 17

1.4 Ứng dụng công nghệ viễn thám 18

1.4.1 Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám để thành lập bản đồ 18

1.4.2 Ứng dụng trong điều tra và quản lý tài nguyên 19

1.4.3 Ứng dụng trong địa chất và môi trường 19

1.4.4 Ứng dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu địa chất 20

1.5 Một số vệ tinh viễn thám 20

1.5.1 Vệ tinh Landsat 20

1.5.2 Vệ tinh COSMOS 22

1.5.3 Vệ tinh IKONOS 22

1.5.4 Vệ tinh SPOT 23

CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG CHỈ SỐ THỰC VẬT TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT 25

2.1 Tổng quan nghiên cứu chỉ số thực vật trên Thế giới và Việt Nam 25

2.1.1 Trên thế giới 25

2.1.2 Ở Việt Nam 26

2.2 Cơ sở khoa học sử dụng chỉ số thực vật trong viễn thám 29

2.2.1 Khái niệm, mục đích sử dụng chỉ số thực vật 29

2.2.2 Một số loại chỉ số thực vật phổ biến 33

2.3.3 Các ứng dụng chỉ số thực vật 35

2.3.4 Giới thiệu ứng dụng chỉ số thực vật nghiên cứu, đánh giá biến động lớp phủ thực vật 36

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM ỨNG DỤNG CHỈ SỐ THỰC VẬT TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT THỦ ĐÔ HÀ NỘI 40

3.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 40

3.1.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 40

3.1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 40

3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 42

3.2 Dữ liệu đầu vào 43

3.3 Tiến hành thực nghiệm 44

3.3.1 Sơ đồ quy trình 44

3.3.2 Đăng ký ảnh 45

3.3.3 Tính chỉ số thực vật NDVI 47

3.3.4 Tạo lát cắt giá trị Density Slice 48

3.3.5 Cắt ảnh theo ranh giới hành chính 49

3.2.6 Tính diện tích 51

3.3.7 Đánh giá biến động trên Gis 54

3.4 Phân tích biến động lớp phủ thực vật qua các thời kỳ 54

1 Biến động lớp phủ thực vật Quận Long Biên giai đoạn 1984 - 2015 59

2 Biến động lớp phủ thực vật huyện Từ Liêm giai đoạn 1984 - 2015 61

3 Biến động lớp phủ thực vật quận Hoàng Mai giai đoạn 1984 - 2015 62

4 Biến động lớp phủ thực vật quận Thanh Xuân giai đoạn 1984- 2015 63

6 Biến động lớp phủ thực vật Quận Tây Hồ giai đoạn 1984-2015 65

3 5 Nguyên nhân biến động lớp phủ thực vật và một số biện pháp cải thiện 66

3.5.1 Nguyên nhân biến động lớp phủ thực vật 66

3.5.2 Một số giải pháp 67

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1.Nguyên lý thu nhận dữ liệu viễn thám 5

Hình 1.2.Viễn thám chủ động và viễn thám bị động 5

Hình 1.3.Vệ tinh địa tĩnh (trái) và Vệ tinh quỹ đạo gần cực (phải) 6

Hinh 1.4.Mô tả độ phân giải không gian của ảnh 8

Hình 1.5.Một số hình ảnh về độ phân giải không gian ảnh viễn thám 8

Hình 1.6.Thay đổi theo mùa ở Bắc Madagascar 10

Hình 1.7.Biến động sử dụng đất ở khu vực thủy điện Sơn La 10

Hình 1.8.Bức xạ sóng điện từ 10

Hình 1.9 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật 12

Hình 1.10.Khả năng phản xạ phổ của đất phụ thuộc độ ẩm 13

Hình 1.11.Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước 14

Hình 1.12.Cửa sổ khí quyển 15

Hình 1.13.Vệ tinh Landsat 7 21

Hình 1.14.Vệ tinh Cosmos 22

Hình 1.15.Vệ tinh IKONOS 23

Hình 1.16.Vệ Tinh SPOT 24

Hình 2.1.Giá trị NDVI bốn vùng Maasai Mau giai đoạn 1999-2009 26

Hình 2.2.Biểu đồ thể hiện chỉ số thực vật năm 1994, 2003, 2014 27

Hình 2.3.Bản đồ chỉ số thực vật vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng 31

Hình 2.4.Chỉ số NDVI vùng đồng bằng sông Cửu Long 31

Hình 2.5.Bản đồ chỉ số khô hạn nước Mỹ năm 2012 32

Hình 3.1.Ảnh Landsat Hà Nội các năm 1984, 1994, 2003, 2015 43

Hình 3.2.Sơ đồ quy trình tiến hành thực nghiệm 44

Hình 3.3.Bảng kết quả điểm chọn điểm khống chế 46

Hình 3.4.Kết quả tính NDVI các năm 1984, 1994,2003,2015 47

Hình 3.5.Hộp thoại Density Slice 48

Hình 3.6.NDVI Hà Nội các năm 1984, 1994, 2003, 2015 49

Hình 3.7.Bản đồ ranh giới hành chính Hà Nội 50

Hình 3.8.Giá trị NDVI các quận, huyện vừa cắt 51

Hình 3.9 Hộp thoại Command Prompt 54

Hình 3.10 Bản đồ biến động lớp phủ thực vật các quận thuộc Hà Nội 58

giai đoạn 1984-2015 58

Hình 3.11 Biểu đồ và bản đồ thể hiện biến động lớp phủ thực vật 60

quận Long Biên giai đoạn 1994-2015 60

Hình 3.12 Biểu đồ và bản đồ thể hiện biến động lớp phủ thực vật huyện Từ Liêm 61 giai đoạn 1984-2015 61

Hình 3.13 Biểu đồ và bản đồ thể hiện biến động lớp phủ thực vật 62

quận Hoàng Mai giai đoạn 1984-2015 62

Hình 3.14 Biểu đồ và bản đồ thể hiện biến động lớp phủ thực vật 63

quận Thanh Xuân giai đoạn 1984-1994 63

Hình 3.15 Biểu đồ và bản đồ biến động lớp phủ thực vật huyện Thanh Trì 64

giai đoạn 1984-2015 64

Hình 3.16 Biểu đồ và bản đồ thể hiện biến động lớp phủ thực vật 65

quận Tây Hồ giai đoạn 1984-2015 65

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Các thế hệ vệ tinh Landsat 21

Bảng 2.1.Giá trị trung bình và phương sai cho các nhóm lớp phủ bề mặt 28

Bảng 2.2 Tổ hợp kênh của một số ảnh viễn thám để tính chỉ số NDVI 33

Bảng 2.3 Kết quả khảo sát hai chỉ số thực vật trên khu vực nghiên cứu 38

Bảng 3.1 Độ phân giải dữ liệu 43

Bảng 3.3 Diện tích vùng có thực vật thủ đô Hà Nội giai đoạn 1984-2015 55

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

IFOV Instaneous File of View

NDVI Normalized Difference Vegetation Index

TVDI Temperature Vegetation Dryness Index

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt bài khóa luận của mình,tôi xin gửi lời cảm ơn Bộ môn Trắc địa Ảnh- Bản đồ, Ban chủ nhiệm Khoa Trắc Địa, Ban giám hiệu Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ nhiều mặt trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành khóa luận này

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy TS.Phạm Minh Hải đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp

Do thời gian nghiên cứu không nhiều, trình độ kiến thức cũng như kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên khóa luận vẫn còn nhiều thiếu sót Tôi rất mong nhận dược góp ý của các thầy cô giúp cho bài luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nằm ở vị trí trung tâm của đồng bằng sông Hồng, Hà Nội có nhiều lợi thế về điều kiện tự nhiên, tài nguyên như: có vị trí địa lý - chính trị quan trọng, là đầu não chính trị - hành chính Quốc gia, trung tâm lớn về văn hóa, khoa học, giáo dục, kinh

tế và giao dịch quốc tế; là đầu mối giao thương bằng đường bộ, đường sắt, đường hàng không và đường sông tỏa đi các vùng khác trong cả nước và đi quốc tế

Tuy nhiên trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, gia tăng dân số ngày càng cao đòi hỏi các nhà quản lý phải có những kế hoạch, chiến lược phát triển, quy hoạch đô thị nhằm phục vụ phát triển kinh tế, phục vụ đời sống cho nhân dân Các công trình nhà ở, công trình công cộng, các khu vui chơi, giải trí được đầu tư và phát triển khá mạnh Hệ thống giao thông, thủy lợi ngày càng mở rộng, điều này đã làm thay đổi nhanh chóng lớp phủ thực vật, ảnh hưởng mạnh mẽ đến đa dạng sinh học trên toàn lãnh thổ Việt Nam nói chung và thủ đô Hà Nội nói riêng Tình trạng lớp phủ thực vật ngày càng suy giảm, thiên tai, bão lũ, hạn hán liên tiếp xảy ra, khí hậu bị biến đổi, môi trường sống, tài nguyên bị hủy hoại, nguồn lương thực bị đe dọa Trước thực trạng đó, nhiệm vụ đặt ra đối với các cơ quan chức năng, các nhà quản lý là cần phát triển vững nguồn tài nguyên này

Thời gian gần đây ở Việt Nam đã có những nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ viễn thám cho việc thành lập bản đồ lớp phủ bề mặt.Trong đó có việc sử dụng chỉ số thực vật vì nó đóng vai trò như một người miêu tả các loại thực vật.Nó được sử dụng trong nghiên cứu thảm thực vật từ ảnh đa phổ.Chỉ số thực vật cho phép người khai thác thông tin đánh giá mức độ phát triển của thực vật ở các giai đoạn khác nhau, phân loại các trạng thái thực vật khác nhau

Nhận thức được tầm quan trọng của lớp phủ thực vật đối với thiên nhiên, đối với cuộc sống của con người đồng thời mon

g muốn áp dụng được phương pháp nghiên cứu mới đánh giá, quản lý nguồn tài nguyên thiên thiên tốt hơn

Do vậy,tôiđã thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu cơ sở khoa học và ứng dụng thực tiễn sử dụng chỉ số thực vật trong nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật thủ đô Hà Nội”

2 Mục tiêu của đề tài

học

vật của khu vực thực nghiệm

3 Nội dung nghiên cứu

học trên thế giới và ở Việt Nam

thực vật

động lớp phủ thực vật của khu vực thành phố Hà Nội

4.Phương pháp nghiên cứu

cứu

ENVI

phân tích đưa ra đánh giá tổng hơp và lựa chọn phương pháp tối ưu nhất

5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Về mặt khoa học: các kết quả nghiên cứu của đề tài đưa thêm nhận định để khẳng định kỹ thuật viễn thám là giải pháp hữu hiệu trong nghiên cứu lớp phủ thực vật

- Về thực tiễn: Các phương pháp sử dụng chỉ số thực vật được ứng dụng rộng rãi trong các các nghiên cứu Đưa ra các biện pháp bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, tài nguyên môi trường

5 Cấu trúc luận văn

biến động lớp phủ thực vật

phủ thực vật thành phố Hà Nội