Ứng dụng viễn thám đánh giá biến động lớp phủ bề mặt và ảnh hưởng đến tài nguyên đất khu nam cần thơ

Nhiệm vụ: Đánh giá tình trạng biến động của lớp phủ bề mặt và xem xét tác động đến tài nguyên đất Nam Cần Thơ trong giai đoạn 2005-2015 trên cơ sở xử lý ảnh viễn thám, từ đó đưa ra dự

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

NGUYỄN VĂN TỊNH

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ BỀ

KHU NAM CẦN THƠ APPLICATION OF REMOTE SENSING TO ASSESS LAND COVER CHANGE AND ITS EFFECT TO LAND RESOURCES

SOUTH CAN THO CITY

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2018

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch hội đồng: PGS.TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN

2 Cán bộ nhận xét 1:TS.LÂM ĐẠO NGUYÊN

3 Cán bộ nhận xét 2: TS.PHẠM THỊ MAI THY

4 Ủy viên hội đồng: TS HÀ DƯƠNG XUÂN BẢO

5 Thư ký hội đồng: TS ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG

VÀ TÀI NGUYÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN TỊNH MSHV: 1570473

Ngày sinh: 01/01/1989 Nơi sinh: Tây Ninh

Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên và Môi Trường Mã số: 60850101

I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ

BỀ MẶT VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÀI NGUYÊN ĐẤT KHU NAM CẦN THƠ

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nhiệm vụ: Đánh giá tình trạng biến động của lớp phủ bề mặt và xem xét tác

động đến tài nguyên đất Nam Cần Thơ trong giai đoạn 2005-2015 trên cơ sở xử lý ảnh viễn thám, từ đó đưa ra dự báo biến động đất đai trong tương lai và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả

sử dụng tài nguyên đất cho Nam Cần Thơ

2 Nội dung nghiên cứu:

(1) Tổng quan các tài liệu, cơ sở dữ liệu liên quan, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc ứng dụng viễn thám đánh giá biến động lớp phủ mặt đất (2) Phân tích đánh giá hiện trạng lớp phủ bề mặt tại khu vực nghiên cứu giai đoạn 2005-2015 từ ảnh vệ tinh LANDSAT,khảo sát sự phát triển theo không gian và thời gian kết hợp định lượng giá trị

(3) Phân tích đánh giá biến động lớp phủ bề mặt giai đoạn 2005-2015

(4) Dự báo biến động lớp phủ bề mặt trên cơ sở chuỗi Markov và mô hình Mạng

tự động (Cellular automata) để thành lập bản đồ dự báo định lượng theo không gian

(5) Phân tích nguyên nhân biến động và đề xuất giải pháp bảo vệ và sử dụng hiệu quả tài nguyên đất cho Nam thành phố Cần Thơ

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Lê Văn Trung - TS Trần Thị Vân

TP.HCM, ngày….tháng 01 năm 2018

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS Lê Văn Trung - TS Trần Thị Vân PGS.TS Lê Văn Khoa

TRƯỞNG KHOA

LỜI CẢM ƠN

oOo

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của rất nhiều người Tôi xin gửi lời cảm ơn đến:

Đầu tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Văn Trung và

TS Trần Thị Vân, đã tận tình hướng dẫn để tôi hoàn thành tốt bài luận văn này Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn Thầy, Cô và các Bạn đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa, cảm ơn sự tận tình dạy dỗ của thầy cô Khoa Môi trường và Tài nguyên đã truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản, những chuyên môn cần thiết trong ngành

Học viên,

Nguyễn Văn Tịnh

TÓM TẮT

Đánh giá biến động lớp phủ bề mặt đất là xem xét quá trình biến động trên

bề mặt đất dựa trên ảnh viễn thám phân tích sự biến đổi qua từng thời điểm Trong luận văn sử dụng tư liệu viễn thám ảnh Lansat5, Lansat 8 để phân loại và đánh giá biến động lớp phủ trong vòng 10 từ năm 2005 đến 2015.Kết quả của phân loại biến động lớp phủ của 2 năm cho thấy, diện tích đất không thấm năm 2015 14.62% tăng hơn 6.19% so với năm 2005 tập trung ở các quận trung tâm của Nam Cần Thơ Thứ

2 loại hình sử dụng đất cây lâu năm năm 2015 51.12% tăng 12.25% so với năm

2005 diện tích loại hình này tăng chủ yếu ở quận Cái Răng và Bình Thủy Dựa vào chuỗi Markov và Cellullar Automata dự báo kết quả biến động năm 2025 diện tích đất không thấm tiếp tục tăng lên 3.81% so với năm 2015 và theo đó diện tích của loại hình trồng cây lâu năm giảm đi 2.77% so với năm 2015 do sự chuyển mục đích loại hình sử dụng đất Từ kết quả nghiên cứu, luận văn đã trình bày các giải pháp để

sử dụng đất cách hiệu quả hơn mang tính phát triển bền vững Nam Cần Thơ

ABSTRACT

Assessing Land Cover change is to look at the land surface movement based on the remote sensing image to analyze the change over time In the thesis, Lansat5 and Lansat8 are used to classify and assess changes in coating in the period from 2005

to 2015 The results of the classification of the mantle fluctuations for 2 years show that the area of non-permeable soils in 2015 is 14.62%, an increase of 6.19% compared to 2005, concentrated in the central districts South Can Tho Second, the type of land used for perennial crops in 2015 is 51.12%, an increase of 12.25% compared to 2005; this area increased mainly in Cai Rang and Binh Thuy districts Based on the Markov chain and Cellullar Automata to forecasts a change in 2025 indicates that the area of non-permeable soils continues to increase to 3.81% compared to 2015, whereby the area of perennial crops fell to 2.77% in 2015 due to the change of purpose of land use From the research results, the thesis presented the solutions for more sustainable land use for South Can Tho

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và có nguồn gốc rõ ràng Các thông tin, số liệu thống kê, hình ảnh và các thông tin thu thập đều được trích xuất rõ ràng trong phần tài liệu tham khảo Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Học viên,

Nguyễn Văn Tịnh

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CA: Cellular Automata

CORINE: Coordination of Information on the enviroment

ĐBSCL : Đồng bằng sông cửu long

FAOLCC: Food and Agriculture Organization Land Cover Classification

MLC : Maximum Likelihood Classification

NDVI: Normalized Difference Vegetation Index

TP HCM: Thành phố Hồ Chí Minh

UBND : Ủy ban nhân dân

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Khóa giải đoán 5 loại thực phủ khác nhau trên mặt đất 49

Bảng 3.2: Vị trí quan sát lớp phủ 3 50

Bảng 3.3 :Vị trí quan sát lớp phủ 6 51

Bảng 3.4: Bảng độ chính xác phân loại ảnh năm 2005 54

Bảng 3.5: Độ chính xác phân loại ảnh năm 2015 55

Bảng 3.6 : Thống kê lớp phủ năm 2005 và 2015 58

Bảng 3.7: Cơ cấu phần trăm (%) lớp phủ theo quận/huyện năm 2005 và 2015 61

Bảng 3.8 : Thống kê biến động lớp phủ năm 2005 và 2015 62

Bảng 3.9: Tổng hợp quy hoạch sử dụng đất dự án khu đô thị nam Cần Thơ 63

Bảng 3.10 : Tổng hợp quy hoạch sử dụng đất dự án khu đô thị hai bên đường Võ Văn Kiệt 64

Bảng 3.11 : Ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 2005-2015 66

Bảng 3.12 : Thống kê lớp phủ năm 2015 và 2025 69

Bảng 3.13: Thống kê diện tích lớp phủ theo quận/huyện năm 2015 và 2025 70

Bảng 3.14 : Ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 2015-2025 72

Bảng 3.15 : Thống kê so sánh lớp phủ năm 2025 và 2035 74

Bảng 3.16: Thống kê diện tích lớp phủ theo quận/huyện năm 2025 và 2035 75

Bảng 3.15: So sánh kết quả dự báo với số liệu phân loại 2015 77

Bảng 1: Vị trí quan sát lớp thực vật 1 89

Bảng 2: Vị trí quan sát lớp thực vật 2 90

Bảng 3: Vị trí quan sát lớp thực vật 3 91

Bảng 4:Vị trí quan sát lớp thực vật 4 92

Bảng 5:Vị trí quan sát lớp thực vật 5 93

Bảng 6 :Vị trí quan sát lớp thực vật 6 94

Bảng 7:Vị trí quan sát lớp thực vật 7 95

Bảng 8:Vị trí quan sát lớp thực vật 8 96

Bảng 9:Vị trí quan sát lớp thực vật 9 97

Bảng 10:Vị trí quan sát lớp thực vật 10 98

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Vị trí thành phố Cần Thơ trong tổng thể Việt nam 18

Hình 1.2: Vị trí khu nam thành phố Cần Thơ 19

Hình 2.1 : Thu nhận dữ liệu ảnh viễn thám 26

Hình 2.2: Bức xạ sóng điện từ 27

Hình 2 3: Dãy tần số sử dụng trong ảnh viễn thám 27

Hình 2.4: Phổ phản xạ của thực vật , đất và nước 28

Hình 2.5: Đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính 29

Hình 2.6 : Nguyên tắc hoạt động quy luật dịch chuyển đơn giản 38

Hình 2.7 : Sơ đồ mô phỏng các cell xung quanh trong mạng tự động 2 chiều 38

Hình 2.8: Quy trình các bước đánh giá biến động lớp phủ bề mặt 39

Hình 2.9 : Tổng quát hóa mô hình chuỗi Markov 40

Hình 2.10 : Quy trình thực hiện nghiên cứu 44

Hình 3.1: Sai số nắn chỉnh hình học ảnh theo bản đồ năm 2005 46

Hình 3.2: Sai số nắn chỉnh hình học ảnh theo ảnh năm 2015 47

Hình 3.3: Kết quả cắt theo khu vực nghiên cứu năm 2005 47

Hình 3.4: Kết quả cắt theo khu vực nghiên cứu 2015 47

Hình 3.5: Ảnh thực địa đô thị 1 51

Hình 3.6.: Ảnh thực địa đất ruộng lúa 1 52

Hình 3.7: Kết quả phân loại lớp phủ năm 2005 53

Hình 3.8: Ảnh phân loại lớp phủ năm 2015 53

Hình 3.9 : Ảnh lọc nhiễu và loại bỏ đối tường nằm ngoài khu vực nghiên cứu năm 2005 55

Hình 3.10: Bản đồ phân bố lớp phủ năm 2005 56

Hình 3.11: Bản đồ phân bố lớp phủ năm 2015 57

Hình 3.12 : Biểu đồ cơ cấu phần trăm của lớp phủ năm 2005 và 2015 58

Hình 3.13: Biểu đồ cơ cấu phần trăm lớp phủ theo quận/huyện năm 2005 61

Hình 3.14: Biểu đồ cơ cấu phần trăm lớp phủ theo quận huyện năm 2015 62

Hình 3.15: Quy trình dự báo biến động lớp phủ khu vực nghiên cứu 65

Hình 3.16 : Bản đồ dự báo biến động lớp phủ đến năm 2025 68

Hình 3.17 : Biểu đồ thống kê lớp phủ năm 2015 và 2025 69

Hình 3.18 : Biều đồ phân bố lớp phủ bề mặt quận, huyện năm 2025 70

Hình 3.19 : Biều đồ phân bố lớp phủ theo quận/huyện năm 2015 71

Hình 3.20 : Bản đồ phân bố lớp phủ mặt đất 2035 73

Hình 3.21 : Biểu đồ thống kế so sánh lớp phủ năm 2035 74

Hình 3.22 : Biều đồ phân bố lớp phủ theo quận/huyện năm 2025 75

Hình 3.23 : Biều đồ phân bố lớp phủ theo quận/huyện năm 2035 76

Hình 1: Ảnh thực địa sông 1 89

Hình 2: Ảnh thực địa sông 2 90

Hình 3: Ảnh thực địa đô thị 1 91

Hình 4: Ảnh thực địa đô thị 2 92

Hình 5: Ảnh thực địa cây lâu năm 93

Hình 6: Ảnh thực địa đất ruộng lúa 1 94

Hình 7: Ảnh thực địa đất ruộng lúa 2 95

Hình 8: Ảnh thực địa cây ngắn ngày 96

Hình 9 : Ảnh thực địa đất bỏ hoang 1 97

Hình 10: Ảnh thực địa đất bỏ hoang 2 98

Hình: Quá trình polygon hóa điểm quan sát thực địa 99

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iii

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ iv

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3

Chương 1: 5

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI LỚP PHỦ MẶT ĐẤT 5

1.1.1 Khái niệm 5

1.1.2 Phân loại lớp phủ mặt đất 6

1.2 KHÁI NIỆM BIẾN ĐỘNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY RA BIẾN ĐỘNG 8

1.2.1 Khái niệm biến động lớp phủ bề mặt 8

1.2.2 Các nguyên nhân gây biến động 8

1.2.3 Phương pháp đánh giá biến động lớp phủ bề mặt 11

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VIỄN THÁM VỀ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ 13

1.3 1 Nghiên cứu trên thế giới 13

1.3.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 15

1.4 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 18

1.4.1 Vị trí địa lý 18

1.4.2 Đặc điểm địa hình 20

1.4.3 Khí hậu 20

1.4.4 Thủy văn 21

1.4.5 Đặc điểm Kinh tế xã hội 22

1.4.6 Vai trò quan trọng của Thành Phố cần Thơ 23

Chương 2: 24

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VIỄN THÁM 25

2.1.1 Cơ sở vật lý và nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám 25

2.1.2 Cơ sở ứng dụng viễn thám đánh giá biến động lớp phủ bề mặt 29

2.1.3 Khả năng khai thác thông tin ảnh viễn thám nghiên cứu biến động lớp phủ bề mặt 33

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT THỐNG KÊ 34

2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUỖI MARKOV VÀ MẠNG TỰ ĐỘNG 36

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

Chương 3: 45

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

3.1 TIỀN XỬ LÝ ẢNH VÀ PHÂN LOẠI THỰC PHỦ 45

3.1.1 Tiền xử lý ảnh 45

3.1.2 Hệ thống phân loại và mẫu huấn luyện 48

3.1.3 Quá trình lấy mẫu thực địa 50

3.1.4 Kết quả phân loại có kiểm định và hậu phân loại các lớp `phủ 52

3.2 HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ BỀ MẶT ĐẤT NĂM 2005 VÀ 2015 58

3.2.1 Hiện trạng lớp phủ toàn khu Nam Cần Thơ 58

3.2.2 Hiện trạng lớp phủ theo từng Quận / huyện năm 2005 và 2015 60

3.3 BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ NĂM 2005 VÀ 2015 62

3.4 NGUYÊN NHÂN GÂY BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ BỀ MẶT KHU NAM CẦN THƠ 63

3.5 DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ ĐẾN NĂM 2025, 2035 64

3.5.1 Quy trình xây dựng dự báo biến động lớp phủ 64

3.5.2 Xây dựng ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 2005-2015 và kết quả dự báo năm 2025 66

3.5.2 Xây dựng ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 2015-2025 và kết

quả dự báo năm 2035 71

3.6 KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH DỰ BÁO MARKOV – CA 77

3.7 XU HƯỚNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ BIỆN PHÁP SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN ĐẤT HIỆU QUẢ 78

3.7.1 Đánh giá quá trình sử dụng đất theo không gian 78

3.7.2 Đề xuất biện pháp sử dụng đất cách hiệu quả 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

PHỤ LỤC 87

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất là một dạng tài nguyên vật liệu của con người Đất có hai nghĩa: Đất đai là nơi ở, xây dựng cơ sở hạ tầng của con người và thổ nhưỡng là mặt bằng để sản xuất nông lâm nghiệp Đất thổ nhưỡng là vật thể thiên nhiên có cấu tạo độc lập lâu đời, hình thành do kết quả của nhiều yếu tố: đá gốc, động thực vật, khí hậu, địa hình và thời gian Tài nguyên đất là một tài nguyên vô cùng quý giá đối với một quốc gia Ngày nay do sự gia tăng dân số và phát triển các khu đô thị, sự tăng trưởng kinh tế xã hội làm giảm diện tích đất nông nghiệp để xây dựng các khu dân cư, khu công nghiệp, các công trình công cộng khác

Cần Thơ là một thành phố trực thuộc trung ương, thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long Đây là đô thị loại 1 của Việt Nam thuộc vùng kinh tế trọng điểm của vùng Đồng bằng sông Cửu Long và là vùng kinh tế trọng điểm thứ tư của Việt Nam Với quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa nhanh như hiện nay, diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp và chia cắt, các khu công nghiệp, khu đô thị mới từng bước hình thành Sự biến động này có những thuận lợi song cũng có những khó khăn hết sức phức tạp vì nó tác động đến tất cả các lĩnh vực kinh tế - văn hoá, xã hội, tập quán của nhân dân Ảnh hưởng do quá trình đô thị hoá mang lại như sự giảm dần của các hoạt động nông nghiệp và sự phát triển của các hoạt động phi nông nghiệp khác, sự gia tăng các vấn đề xã hội, môi trường và cả những vấn đề về cơ sở hạ tầng chưa kịp đáp ứng, các đòi hỏi mới

sẽ xuất hiện Do đó, cần phải có sự định hướng, theo dõi, đánh giá, kiểm kê, quản lý sự biến động lớp phủ bề mặt đất

Để giải quyết được vấn đề theo dõi sự biến động của lớp phủ mặt đất, nhằm

sử dụng tài nguyên đất một cách hiệu quả hơn là quy hoạch xây dựng bản đồ sử dụng đất để phát triển thành phố một cách hoàn thiện hơn, công nghệ viễn thám

là một giải pháp tiềm năng giúp con người giảm tải chi phí và sức lao động,

mang lại độ chính xác cao trên một vùng rộng lớn Cùng với các phép xử lý ảnh

có cơ sở vật lý, phương pháp viễn thám cho kết quả có tính khách quan cao Đồng thời kết hợp với các phương pháp toán học trong mô phỏng, kỹ thuật viễn thám có nhiều tiềm năng trong phân tích không gian đánh giá hiện trạng, biến

động và dự báo Vì vậy học viên chọn đề tài “Ứng dụng viễn thám đánh giá biến động lớp phủ bề mặt và ảnh hưởng đến tài nguyên đất khu Nam Cần Thơ ”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá tình trạng biến động của lớp phủ bề mặt và xem xét tác động đến tài nguyên đất tại khu nam thành phố Cần Thơ trong giai đoạn 2005-2015 trên cơ sở xử

lý ảnh viễn thám, từ đó đưa ra dự báo biến động đất đai trong tương lai và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên đất cho thành phố

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: là lớp phủ bề mặt, được trích xuất trực tiếp từ

ảnh vệ tinh tài nguyên LANDSAT qua các thời kỳ khảo sát Đồng thời yếu tố biến động các kiểu lớp phủ trong tương lai cũng được xem báo thông qua mô hình dự báo Markov – Mạng tự động (CA – Cellular Automata)

Kết quả của luận văn không chỉ cho ra số liệu dự báo đơn thuần, với mô hình kết hợp Markov – CA, phương pháp còn cho ra kết quả dự báo về mặt phân bố không gian và cho biết được vị trí phân bố đối tượng trong tương lai Kết quả này có thể tích hợp với nhiều lớp dữ liệu khác để xây dựng thành dữ liệu tổng hợp cho các định hướng phát triển về mặt không gian

 Phạm vi nghiên cứu: Khu Nam Cần Thơ gồm có 4 quận và 1 huyện : Ninh

Kiều, Cái Răng, Bình Thủy, Ô Môn, huyện Phong Điền Thành phố Cần Thơ

là trung tâm động lực của vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đang thay đổi từng ngày Theo quy hoạch Trung ương, nhiều công trình đầu tư cho

vùng ĐBSCL sẽ được đặt tại Cần Thơ, đây là nguồn lực rất quan trọng để đẩy nhanh tiến độ xây dựng cơ sở hạ tầng thành phố Cần Thơ trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

 Thời gian nghiên cứu: Khảo sát trong giai đoạn 2005-2015

4 Nội dung nghiên cứu

(1) Tổng quan các tài liệu, cơ sở dữ liệu liên quan, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc ứng dụng viễn thám đánh giá biến động lớp phủ mặt đất

(2) Phân tích đánh giá hiện trạng lớp phủ bề mặt tại khu vực nghiên cứu giai đoạn 2005-2015 từ ảnh vệ tinh LANDSAT, khảo sát sự phát triển theo không gian và thời gian kết hợp định lượng giá trị

(3) Phân tích đánh giá biến động lớp phủ bề mặt giai đoạn 2005-2015 (4) Dự báo biến động lớp phủ bề mặt trên cơ sở chuỗi Markov và mô hình Mạng tự động CA để thành lập bản đồ dự báo định lượng theo không gian

(5) Phân tích nguyên nhân biến động và đề xuất giải pháp bảo vệ và sử dụng hiệu quả tài nguyên đất khu Nam thành phố Cần Thơ

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa khoa học

Sự tích hợp các phương pháp trong phân loại ảnh vệ tinh đa phổ, đa thời gian trong nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật tác động đến tài nguyên đất đã nâng cao vai trò của tư liệu ảnh vệ tinh Landsat từ công nghệ viễn thám

Các dự báo mang tính định lượng về biến động lớp phủ mặt đất tác động đến tài nguyên đất sử dụng đất trong nghiên cứu này đã khẳng định vai trò quan trọng của việc tích hợp của mô hình Markov - CA

Ý nghĩa thực tiễn

Việc sử dụng tài nguyên đất ở khu vực ĐBSCL được cho là lãng phí tài nguyên đất do chưa có những quy hoạch đúng về sử dụng đất cho phát triển kinh tế

xã hội vùng.Với luận văn làm rõ được sự biến động sử dụng đất , giúp cho việc điều chỉnh quy hoạch sử dụng từng vùng

- Hiện trạng sử dụng đất Nam Cần Thơ năm 2005-2015 và đánh giá biến động sử đất trong từng giai đoạn góp phần công tác điều tra và quản lý tài nguyên đất đai tại khu vực

- Kết quả của đề tài cung cấp thêm tài liệu về đánh giá biến động của lớp phủ thực vật đến tài nguyên đất và góp phần định hướng, cơ cấu sử dụng đất cho việc quy hoạch sử dụng đất Nam Cần Thơ theo hướng sử dụng bền vững

Chương 1:

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI LỚP PHỦ MẶT ĐẤT

1.1.1 Khái niệm

Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn trên mặt đất hoặc thông qua ảnh vệ tinh viễn thám, bao gồm thảm thực vật và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá…) bao phủ bề mặt đất Nước, băng, đá lộ hay cát dãy cát cũng được coi là lớp phủ mặt đất (The FAO AFRICOVER Progarmme, 1998) Lớp phủ mặt đất che phủ bề mặt phản ảnh hiện trạng tài nguyên thực vật và các nguồn tài nguyên sinh vật khác cùng tồn tại trong đó Đặc điểm tự nhiên của một vùng có thể được thể hiện qua chính lớp thảm thực vật và chính lớp thảm thực vật phản ánh trở lại một phần nào đó tính chất, đặc điểm tự nhiên của vùng đó do các mối quan hệ và tương tác của các yếu tố tự nhiên với lớp thảm thực vật

Mỗi một khu vực khác nhau trên trái đất đều có loại hình lớp phủ đặc trưng và mỗi một đối tượng đều chịu sự tác động của tự nhiên và con người với mức độ mạnh, yếu khác nhau Sự tác động này đã làm cho lớp phủ mặt đất luôn biến đổi Sự biến đổi của lớp phủ mặt đất ngược lại có những ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của con người, như diện tích rừng suy giảm đã gây ra lũ lụt, sự gia tăng các khu công nhiệp, đô thị và các hoạt động nông nghiệp như tăng vụ lúa, nuôi trồng thủy sản không hợp lý là một trong những nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Như vậy có thể nói lớp phủ mặt đất có quan hệ mật thiết với các hoạt động kinh tế, xã hội, tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống của con người Do đó trái đất có thể phát triển bền vững là mục tiêu lớn đặt lên hàng đầu của mỗi quốc gia và mỗi châu lục

Trong những năm qua, trên thế giới đã xảy ra nhiều hiện tượng làm ảnh hưởng lớn đến tài nguyên thiên nhiên và môi trường như:

- Sa mạc hóa diễn ra với tốc độ nhanh hơn

- Diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp

- Đất ngập nước đang bị mất dần

- Quá trình đô thị hóa diễn ra với tốc độ cao

- Thiên tai như hạn hán, lũ lụt, động đất, sóng thần thường xuyên xảy ra tại nhiều khu vực trên thế giới

Chính các thay đổi lớp phủ bề mặt Trái đất đã góp phần vào các biến đổi trong hệ thống khí hậu toàn cầu, và hệ quả là các quá trình trên đã diễn ra với tốc độ ngày càng gia tăng đe dọa đến con người

Các thông tin về lớp phủ mặt đất được thu thập bằng hai phương pháp cơ bản

là khảo sát thực địa và phân tích tư liệu viễn thám Khảo sát thực địa là phương pháp thu thập thông tin truyền thống thường tốn kém và mất nhiều thời gian Phân tích tư liệu viễn thám là phương pháp hiện đại, cho phép chiết tách các thông tin lớp phủ mặt đất một cách nhanh chóng, hiệu quả và ít tốn kém

1.1.2 Phân loại lớp phủ mặt đất

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng các lớp thông tin lớp phủ mặt đất và đảm bảo tính thống nhât về nội dung thông tin, người ta xây dựng các hệ phân loại lớp phủ mặt đất

Nhìn chung các hệ phân loại lớp phủ mặt đất đã có đều dựa trên nguyên tắc sau:

- Hệ phân loại dễ hiểu, dễ hình dung phân chia đối tượng bề mặt thành các nhóm chính theo trạng thái vật chất của đối tượng như mặt nước, đất, thực vật, và bề mặt nhân tạo

- Phù hợp với khả năng cung cấp thông tin tư liệu viễn thám bao gồm các loại ảnh vệ tinh như Spot, Lansat, ảnh hàng không…

- Các đối tượng trong hệ phân loại đáp ứng được yêu cầu phân tách được đối tượng trên các tư liệu thu thập ở các thời gian khác nhau

- Hệ thống phân loại áp dụng cho nhiều vùng rộng lớn

- Hệ thống phân loại chia các đối tượng theo các cấp bậc nên phù hợp với việc phân tích đối tượng trên các tư liệu có độ phân giải khác nhau, đáp ứng yêu cầu thành lập bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau

Với mỗi hệ phân loại đều có những điểm riêng phù hợp với điều kiện tự nhiên, mức độ khai thác lớp phủ bề mặt của từng khu vực

Hệ phân loại FAOLCC (Food and Agriculture Organization Land Cover Classification) vừa tổng hợp để phù hợp với mọi điều kiện trên trái đất, nhưng vừa chi tiết đến tính chất của từng đối tượng mà chỉ có thể bổ sung thông tin nhờ khảo sát

Hệ phân loại CORINE (Coordination of Information on the enviroment) dựa vào phần nào nguyên tắc của FAOLCC và điều chỉnh phù hợp với đặc điểm của Mỹ

và Châu Âu

Hệ phân loại lớp phủ mặt đất FAOLCC chia ra theo 3 cấp chính

- Cấp 1: phân ra thành 2 loại đặc điểm có hay không có lớp phủ thực vật của

Hệ phân loại lớp phủ mặt đất CORINE chia ra theo 3 cấp:

- Cấp 1: phân ra thành 5 loại theo trạng thái bề mặt tổng thể của trái đất là lớp phủ nhân tạo, đất nông nghiệp, rừng và các vùng bán tự nhiên, đất ẩm ướt, mặt nước phù hợp với bản đồ tỷ lệ nhỏ phủ trùm toàn cầu

- Cấp 2: Phân ra thành 15 loại theo đặc điểm che phủ của thực vật

- Cấp 3: Phân ra thành 44 loại chi tiết hơn tùy theo đặc điểm của đôi tượng cũng như khu vực nghiên cứu

1.2 KHÁI NIỆM BIẾN ĐỘNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY RA BIẾN ĐỘNG

1.2.1 Khái niệm biến động lớp phủ bề mặt

Biến động được hiểu là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái (diện tích, hình thái) này sang trạng thái khác của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường

tự nhiên cũng như xã hội (Vũ Ngọc Thủy ,2010)

Phát hiện biến động là quá trình nhận dạng sự biến đổi, sự khác biệt về trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại những thời điểm khác nhau Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất là rất quan trọng Hiện nay có nhiều phương pháp nghiên cứu biến động, nhưng hầu hết các kết quả nghiên cứu biến động đều được thể hiện trên bản đồ biến động và các bảng tổng hợp kết quả Các phương pháp nghiên cứu khác nhau sẽ cho các bản đồ khác nhau

Để nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất có nhiều phương pháp khác nhau với nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: từ các số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiểm kê, hay từ các cuộc điều tra Các phương pháp này thường tốn nhiều thời gian, kinh phí và không thể hiện được sự thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác của lớp phủ mặt đất, và vị trí không gian của sự thay đổi đó Phương pháp sử dụng

tư liệu viễn thám đã khắc phục được những nhược điểm đó

Việc sử dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất là giám sát thay đổi lớp phủ mặt đất đưa đến sự thay đổi về giá trị bức xạ và những thay đổi về giá trị bức xạ do thay đổi lớp phủ mặt đất phải lớn hơn sự thay đổi về bức xạ gây ra bởi các yếu tố khác Những yếu tố khác này bao gồm sự thay đổi về điều kiện khí quyển, độ ẩm mặt đất, góc chiếu của mặt trời Tuy nhiên, có thể giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố này bằng việc lựa chọn dữ liệu thích hợp

1.2.2 Các nguyên nhân gây biến động

Biến động của lớp phủ bề mặt đất bao giờ cũng bao gồm nhiều yếu tố tương tác lẫn nhau như: sự kết hợp của mục đích sử dụng đất theo thời gian, không gian cụ thể tùy vào mục đích, môi trường và điều kiện của con người Các quá trình tự nhiên diễn ra trên bề mặt đất như: xói mòn, hạn hán… cũng quan trọng như các tác động của con người (phụ thuộc vào chính sách, điều kiện kinh tế…)

Các nguyên nhân chính dẫn đến sự biến động lớp phủ bề mặt đất như sau:

- Sự thay đổi đa dạng của tự nhiên: “Sự thay đổi của môi trường tự nhiên tương tác với những hoạt động của con người dẫn đến sự thay đổi lớp phủ mặt đất Điều kiện sinh thái khác nhau do biến đổi khí hậu đòi hỏi những thay đổi tài nguyên đât, đặc biệt là trong điều kiện khan hiếm tài nguyên , như khô để phù hợp điều kiện khí hậu ẩm ướt” (Nguyễn Mỹ Tươi, 2011) Thông qua những thay đổi riêng lẻ về tự nhiên và kinh tế xã hội, điều kiện tự nhiên cũng có thể dẫn đến phát triển không bền vững Ví dụ như điều kiện ẩm ướt bất thường có thể dẫn đến nguy cơ hạn hán Khi thời tiết trở nên khô hơn cũng là nguyên nhân gây ra suy thoái đất Biến động lớp phủ bề mặt đất , chẳng hạn như việc mở rộng đất trồng trọt ở vùng đất khô hạn cũng

có thể làm tổn thương mối quan hệ giữa con người và môi trường khí hậu, từ đó có thể dẫn đến suy thoái về đất

- Vấn đề con người: “Việc tăng hay giảm dân số trong bất kỳ khu vực đều có ảnh hưởng đến lớp phủ mặt đất tại đó” (Nguyễn Mỹ Tươi, 2011) Sự thay đổi không chỉ đơn thuần là tỷ lệ sinh tử và nó còn bao gồm cả sự thay đổi về cấu trúc gia đình tính sẳn sàn lao động, di cư, đô thị hóa, sự tan vỡ gia đình để tạo nhiều gia đình hạt nhân Di cư là yếu tố quan trọng nhất gây ra sự biến đổi nhanh chóng lớp phủ bề mặt đất Sự phát triển các đô thị, phân bố dân cư nông thôn- thành thị là những yếu tố quan trọn gây ra sự thay đổi lớp phủ tại khu vực đó

- Vấn đề chính sách, thể chế: “Biến động lớp phủ bị ảnh hưởng trực tiếp của các chính sách kinh tế, các thể chế pháp lý, truyền thống Tiếp cận đất đai, lao động, vốn được xây dựng trên chính sách của địa phương, quốc gia và các tổ chức, bao gồm: quyền sở hữu, chính sách môi trường, hệ thống quản lý tài nguyên, mạng xã hội liên quan, ” ( Nguyễn Mỹ Tươi ,2011) Kiểm soát thể chế về sử dụng đất đai ngày càng chuyển dịch từ phương đến cấp khu vực và toàn cầu như là một kết quả của sự liên kết lẫn nhau ngày càng tăng của thị trường, sự gia tăng các công ước quốc tế về môi trường Việc xác định chính sách và thực thi thể chế kém làm suy yếu chiến lược thích hợp của địa phương có thể dẫn đến việc thay đổi theo chiều hướng tích cực, mất cân đối trong việc sử dụng đất Điều quan trọng là các tổ chức

có ảnh hưởng đến những quyết định về quản lý và sử dụng đất đai cần được xây dựng xung quanh việc tham gia của các nhà nước quản lý đất đai địa phương và quan tâm đến môi trường

- Vấn đề kinh tế và công nghệ: “Nhân tố kinh tế và các chính sách ảnh hưởng đến quyết định mục đích sử dụng mặt đất để làm gì thông qua sự thay đổi giá cả, thuế, trợ cấp đầu vào sử dụng đất và các sản phẩm, thay đổi chi phí sản xuất, vận chuyển và sự thay đổi nguồn vốn đầu tư, tiếp cận tín dụng thương mại, công nghệ” (Nguyễn Mỹ Tươi ,2011) Sự phân bố không đồng đều tài sản các hộ gia đình, quốc gia, khu vực cũng ảnh hưởng đến sử dụng đất, ví dụ như việc áp dụng cơ giới hóa nông nghiệp quy mô lớn để đem lại lợi nhuận cao hơn, đồng thời áp dụng công nghệ mới và cách quản lý đất đai một cách khoa học hơn Việc người nông dân ngày càng được tiếp xúc tốt hơn với tín dụng, thương mại, công nghệ,… đã khuyến khích sự chuyển đổi mục đích sử dụng đất nhưu từ rừng sang đất trồng trọt Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào công nghệ mới ảnh hưởng như thế nào đến thị trường lao động và di cư, cây trồng bản địa làm thế nào để có lợi nhuận khi đem sang khu vực khác, tùy thuộc vào cường độ và lao động của công nghệ mới

- Vấn đề văn hóa: “Các ký ức lịch sử, niềm tin và nhận thức của con người quản lý dất đai thường ảnh hưởng đến các quyết định đôi khi rất sâu sắc” (Nguyễn

Mỹ Tươi ,2011) Những quyết định hay kết quả khó có thể lường trước được trong việc quyết định sử dụng đất phụ thuộc vào kiến thức, thông tin, kỹ năng của người quản lý đất “ Phông ” văn hóa của nhà quản lý đất sẽ giúp giải thích quản lý tài nguyên, các chiến lược thích ứng, phù hợp với chính sách và khả năng phục hồi về mặt xã hội khi có sự biến động

- Vấn đề toàn cầu hóa : “Quá trình toàn cầu hóa có thể góp phần tích cực hay tiêu cực vào sự biến động đất bằng cách dỡ bỏ rào cản ranh giới để tạo ra thay đổi, làm suy yếu kết nối quốc gia, làm tăng sự phụ thuộc lẫn nhau giữa con người

và giữa các quốc gia” (Nguyễn Mỹ Tươi, 2011) Mặc dù những tác động môi trường của các chính sách kinh tế vĩ mô và tự do thương mại hóa đặc biệt quan trọng ở những nước có hệ sinh thái dễ bị tổn thương các hình thức khác của toàn cầu hóa

cũng có thể cải thiện môi trường thông qua các phương tiện truyền thông gây ra áp lực quốc tế về suy giảm tài nguyên, môi trường, cung cấp các cơ hội giáo dục và việc làm tốt hơn Các tổ chức quốc tế xây sự đông thuận và thúc đẩy tài trợ các chương trình góp phần quản lý đất bền vững

1.2.3 Phương pháp đánh giá biến động lớp phủ bề mặt

Có nhiều phương pháp đánh giá biến động khác nhau và mỗi loại những ưu nhược điểm khác nhau, có thể liệt kê sau đây:

“Phương pháp so sánh sau phân loại: là từ kết quả phân loại ảnh bởi sử dụng

các phần mềm xử lý ảnh chuyên dụng của hai thời điểm khác nhau, thành lập bản

đồ lớp phủ mặt đất tại hai thời điểm đó” (Nguyễn Mỹ Tươi ,2011) Sau đó, chồng ghép bản đồ lớp phủ để tính toán, thành lập bản đồ biến động sử dụng công nghệ viễn thám Đây là phương pháp đơn giản , dễ thực hiện, dễ hiểu và được sử dụng rộng rãi Sau khi ảnh tại hai thời điểm sẽ được phân loại riêng lẻ, thành lập hai bản

đồ lớp phủ Hai bản đồ này được so sánh bằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận biến động

Ưu điểm của phương pháp này là cho biết sự thay đổi hình thái lớp phủ từ đối tượng này sang đối tượng khác, hơn nữa chúng ta có thể sử dụng các bản đồ lớp phủ đã được thành lập trong quá trình thành lập bản đồ biến động Nhược điểm của phương pháp này là phải phân loại độc lập từng ảnh, nên độ chính xác phụ thuộc vào phương pháp phân loại, thông thường thì độ chính xác không cao vì sai sót trong quá trình phân loại vẫn được giữ kết quả bản đồ biến động

“Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian: Phương pháp này thực chất là chồng xếp các ảnh đa thời gian của một khu vực, tạo thành ảnh biến động sử dụng phần mềm xử lý ảnh” ( Nguyễn Mỹ Tươi ,2011) Sau đó tiến hành phân loại trên ảnh biến động và thành lập bản đồ biến động.Ưu điểm của phương pháp này là không phân loại ảnh của tưng thời điểm Nhược điểm của phương pháp này là phân loại ảnh biến động không đơn giản, đặc biệt là đối với các vùng mẫu biến động và cách lựa chọn mẫu Ảnh có được nếu rơi vào các mùa khác nhau thì khó xác định biến động và ảnh hưởng của khí quyển vào các mùa khác nhau cũng khó loại trừ

Do đó, độ chính xác của phương pháp là không cao Bản đồ biến động được thành lập theo phương pháp này chỉ cho ta biết vùng biến động, không cung cấp thông tin

về xu hướng biến động

“Phương pháp phân tích vector thay đổi theo phổ”(Nguyễn Mỹ Tươi, 2011) :

Khi có sự biến động tại một thời điểm nào đó, sự thay đổi đó được thể hiện bằng sự khác biệt về giá trị phổ giữa hai thời điểm Giả sử xác định được giá trị của phổ trên

2 kênh X,Y tại hai thời điểm 1 và 2 Vector 1-2 chính là vector thay đổi phổ được biểu thị bởi giá trị tuyệt đối ( khoảng cách từ 1 đến 2) góc thay đổi Ө Thông tin về

sự thay đổi sẽ được thể hiện bằng màu sắc pixel tương ứng các mã quy định Trên ảnh đa phổ, sự thay đổi này bao gồm cả hướng và giá trị của vector thay đổi phổ Sự thay đổi có hay không được quyết định bởi việc quy định ngưỡng của vector thay đổi phổ Giá trị ngưỡng được xác định từ kết quả thực nghiệm dựa vào các mẫu biến động và không biến động Phương pháp phân tích biến động vector thay đổi được ứng dụng hiệu quả trong nghiên cứu biến động rừng, nhất là đối với rừng ngập mặn Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là việc xác định ngưỡng của sự biến động

“Phương pháp số học” (Nguyễn Mỹ Tươi,2011) :Đây là phương pháp nghiên cứu đơn giản Để xác định biến động giữa hai thời điểm sử dụng tỉ số giữa các ảnh trên cùng một kênh hoặc sự khác nhau trên cùng một kênh của các thời điểm ảnh

Sử dụng các phép biến đổi số học để thành lập bản đồ biến động, các phép tính được sử dụng ở đây là phép trừ và phép chia Nếu ảnh thay đổi là kết quả của phép trừ thì khi đó giá trị độ xám của các pixel trên ảnh là dãy số âm và dương Các kết quả âm và dương biểu thị mức độ biến đổi của các vùng, giá trị 0 biểu thị sự không biến động Với giá trị độ xám từ 0 đến 255 thì giá trị pixel thay đổi trong khoảng từ -255 đến +255 Thông thường để tránh kết quả giá trị âm thì thường cộng thêm một hằng số không đổi

Ảnh thay đổi được tạo ra bằng cách tổ hợp giá trị độ xám theo luật phân bố chuẩn Gauss Vị trí nào của Pixel thay đổi được biểu diển bên phần biên của đường phân bố Tương tự như trên nếu ảnh được tạo ra từ phép chia thì giá trị pixel được

tạo ra trên ảnh mới là một tỷ số chứng tỏ sự thay đổi ở đó, nếu giá trị tỷ số là 1 thì không có sự thay đổi Giá trị giới hạn thay đổi (đối với ảnh tạo bởi phép trừ) và ảnh

tỷ số kênh sẽ quyết định ngưỡng ranh giới giữa sự thay đổi và không thay đổi và được biểu thị bằng biểu đồ độ xám của ảnh biến động Thông thường độ lệch chuẩn được lựa chọn và kiểm tra theo kinh nghiệm Nhưng ngược lại, hầu hết các nhà phân tích đều sử dụng phương pháp thử nghiệm nhiều hơn là phương pháp kinh nghiệm Giá trị ngưỡng thay đổi sẽ được xác định khi gặp giá trị thay đổi trên thực

tế Vì vậy, để xác định được ta cần phải hiểu rõ về khu vực nghiên cứu, thậm chí phải lựa chọn một số vùng biến động và ghi lại để hiển thị trên vùng nghiên cứu Tuy nhiên, phương pháp này có kết hợp với các phương pháp nghiên cứu biến động

và thành lập bản đồ biến động có hiệu quả

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VIỄN THÁM VỀ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ 1.3 1 Nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay trên thế giới đặc biệt là nước đang phát triển, việc đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng rừng và diễn biến tài nguyên thiên nhiên được tiến hành thường xuyên trên cơ sở sử dụng phương pháp truyền thống trên bản

đồ giấy dựa vào các số liệu thống kê ngoài thực địa Gần đây công việc này đã được hiện đại hóa, đã ứng dụng công nghệ thông tin trong đánh giá biến động Việc sử dụng tư liệu viễn thám (ảnh hàng không và ảnh vệ tinh) nghiên cứu đô thị đã được bắt đầu từ năm 1940 Một số công trình nghiên cứu ứng dụng ảnh hàng không trong việc trong nghiên cứu đô thị tiêu biểu như:

Năm 1971, ở Beclin đã sử dụng các ảnh hàng không chụp liên tiếp nhau để kiểm soát sự thay đổi đô thị (Dueker và Harton 1971, Hathaout 1978)

Năm 1985, Gupta D M và Menshi M K đã tiến hành nghiên cứu sự thay đổi

đô thị thông qua thành lập các bản đồ sử dụng đất của Dethi tại ba thời điểm 1959,

1969, 1978 bằng các thông tin viễn thám đa thời gian

Năm 1987, Manfred Ehlers và NNK cũng nghiên cứu biến đổi sử dụng đất giai đoạn 1975-1986 thông qua giải đoán ảnh hàng không năm 1975 và xử lý ảnh số ảnh

vệ tinh SPOT năm 1986 (Đinh Bảo Hoa, 2007)…

Bjorn Prenzel (2003) với đề tài “ Remote sensing-based quantification of cover and land-use change of planning ” tác giả đưa ra những cơ sở khoa học về lựa chọn phương pháp 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

land-Fan et al (2008) khám phá thay đổi lớp phủ đất theo hành lang của Pearl River Delta (Trung Quốc) 1998-2003 sử dụng TM và ETM + hình ảnh và các phương pháp sau phân loại Họ cũng sử dụng chuỗi Markov và các mô hình di động máy tự động để dự đoán mở rộng đô thị trong năm 2008 và 2013 và kết luận rằng

mô hình chuỗi Markov là một cách hiệu quả để giám sát và dự đoán sự thay đổi sử dụng đất và mở rộng đô thị

Kaveh và Ebrahimi (2013) sử dụng mô hình Markov CA trong việc phát hiện

và mô phỏng sự biến đổi lớp phủ mặt đất trên 65 km sông Aghbolagh

Kết hợp GIS và chuỗi Markov với đề tài “ The Assesment and Predicting of Land Use Changes to Urban Area Using Multi- Temporal Satellite Imagery and GIS: A Case Study on Zanjan, IRAN ( 1984-2011)” ( Mohsen Ahadnejad Reveshty, 2011) đã có kết quả phân loại độ che phủ đất cho 3 thời điểm khác nhau về biến động sử dụng đất bên cạnh kết hợp chuỗi Markov để dự báo tác động của con người

về biến động sử dụng đất đến năm 2020 trong khu vực Zanjan Kết quả của nghiên cứu này tiết lộ rằng khoản 44% tổng diện tích bị thay đổi sử dụng đất, ví dụ như thay đổi đất nông nghiệp, vườn cây ăn quả và đất trống để định cư, xây dựng công nghiệp khu vực và đường cao tốc Mô hình cây trồng cũng thay đổi, chẳng hạn như đất vườn sang đất nông nghiệp và ngược lại Những thay đổi được đề cập đã xảy ra trong vòng 27 năm qua tại thành phố Zanjan và khu vực xung quanh

Michael Iacono (2012) thông qua đề tài “A Markov Chain Model of Land

Use Change in the Twin Cities, 1958-2005” trong nghiên cứu tác giả ứng dụng một

mô hình chuỗi Markov ươc tính cho khu vực đô thị Hoa Kỳ (Twin Cities) Sử dụng một tập hợp các dữ liệu trong giai đoạn lớn từ giữa năm 1958 đến 2005, để dự đoán tình hình sự dụng đất hiện tại và sau đó sử dụng để dự báo trong tương lai

Selcuk Reis,2008 “Analyzing Land Use/ Land Cover chang Using Remote Sensing and GIS in Rize, North – East Turkey” tác giả thành lập bản đồ biến động

sử dụng đất / lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, Đông Bắc Thổ Nhĩ Kỳ với 7 loại lớp phủ.Với đề tài “Assessing Applycation Of Markov Chain Analysis Inpredicting

Land Cover Change: A Case Study Of Nakuru Municipality” (K W Mubea và CS,

2010,) trong nghiên cứu này, sự kết hợp của vệ tinh viễn thám, hệ thống thông tin

địa lý (GIS), và chuỗi Markov đã được sử dụng trong phân tích và dự đoán thay đổi

sử dụng đất Kết quả cho thấy tình hình phát triển đô thị không đồng đều, diện tích đất rừng bị mất mát đáng kể và quá trình thay đổi sử dụng đất không ổn định Nghiên cứu cho thấy rằng việc tích hợp của viễn thám và GIS có thể là phương pháp hiệu quả để phân tích các mô hình không gian- thời gian của sự thay đổi sử dụng đất Hội nhập sâu hơn của hai kỹ thuật này vơi mô hình Markov đã hổ trợ hiệu quả trong việc mô tả, phân tích và dự đoán quá trình biến đổi sử dụng đất Kết quả

dự đoán về sử dụng đất cho năm 2015 là sự gia tăng đáng kể của đất đô thị và nông nghiệp

1.3.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

Viễn thám đã bắt đầu chính thức hình thành ở Việt Nam vào đầu những năm

80 thế kỷ trước, thông qua Chương trình Intercosmos của các nước xã hội chủ nghĩa trước đây, trong khuôn khổ hoạt động của Ủy ban nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam Cuối năm 1980 Tổ Viễn thám trực thuộc Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước được thành lập với 4 cán bộ điều động từ các đơn vị khác về Công việc chuyên môn đầu tiên là nghiên cứu sử dụng ảnh hàng không đa phổ để hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ

lệ 1: 25.000 khu vực Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

Ngày 19/12/1988 tại Hà Nội, hội đồng khoa học cấp nhà nước đã tổ chức nghiệm thu dự án “ Xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường” Trong thời gian thực hiện dự án đã triển khai tại 33 tỉnh và 10 bộ ngành và kết quả khoa học của dự án là cơ sở dữ liệu số thống nhất cho hệ thống thông tin địa lý về tài nguyên môi trường phủ trên toàn lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam, lần đầu tiên xuất hiện trên máy tính tại nước ta Cơ

sở dữ liệu gồm các thông tin về tài nguyên thiên nhiên và môi trường trên cơ sở biểu đồ nền 1/100.000 và 1/50.000, có phân theo nhóm như : tài nguyên rừng, đất, nước, biển , khoáng sản,…Bước đầu dã kết hợp GIS và viễn thám để thử nghiệm

một số mô hình giám sát sự biến động của các nguồn tài nguyên thiên nhiên và dự đoán xu thế biến đổi của chúng Dự án này tạo tiền đề cho hợp tác quốc tế và công nghệ GIS và xây dựng được mối quan hệ hợp tác chuyên môn với các trung tâm hàng đầu thế giới về GIS

Việc ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám vào trong lĩnh vực điều tra quy hoạch rừng đã đạt được những thành tựu đáng kể như xây dựng và bản đồ lập địa và xác định vùng thích nghi cây trồng cho công trình quy hoạch vùng nguyên liệu nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai Đã xác định cấp xung yếu phòng hộ đầu nguồn và xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ phục vụ công trình 327 cho các tỉnh Ninh Thuận, Bình Phước, Kiên Giang, Bà Rịa Vũng Tàu, theo dõi đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại thời kỳ 1998-2002 và công nghệ này đã được ứng dụng để theo dõi diễn biến thảm thực vật rừng tại nhiều vườn quốc gia như vườn quốc gia Tam Đảo, vườn quốc gia Côn Đảo

Tại Kiên Giang, tác giả Nguyễn Đình Phương đã kết hợp với sở khoa học công nghệ và môi trường nghiên cứu lớp phủ bề mặt tại kiên Giang giai đoạn 1979-

1992 bằng kỹ thuật Viễn thám và GIS Kết quả đã cho thấy nhiều biến động không những về diện tích và phân bố đất thổ cư, đất lúa và cả rừng tràm U Minh Thượng- khu vực đang được chính quyền địa phương tập trung nổ lực trong việc bảo vệ và phát triển Các biến động 2 thời kỳ cho thấy nhiều diễn tích rừn tràm giàu (1979) đã được chuyển thành rừng tràm trung bình, đất lúa, đất thổ cư Dựa trên những biến độn xác định từ tư liệu Viễn Thám và GIS, tác giả đã đánh giá những mặt tích cực như tiêu cực của quá trình phát triển và kiến nghị với UBND tỉnh Kiên Giang một số biện pháp nhằm đảm bảo sự phát triển kinh tế trong sự bền vững của môi trường Việc kết hợp viễn thám và GIS trong đánh giá biến động cũng đã được thực hiện bước đầu mang lại nhiều kết quả Như 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” (Hoàng Xuân Thành, 2006), 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

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” (Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011), 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

Trong đề tài “ Ứng dụng Mô hình MarKov và Cellular Mô hình MarKov và Cellular Automata trong nghiên cứu dự báo biến đổi lớp phủ bề mặt” (Trần Anh Tuấn, 2011), tác giả đã nghiên cứu đánh giá sự biến đổi của đất đô thị thành phố Hà Nội bên cạnh đó ứng dụng mô hình phân tích chuỗi Markov kết hợp với thuật toán mạng tự động để dự báo biến đổi lớp phủ mặt đất khu vực nghiên cứu từ năm 2014 tới năm 2021

Đề tài “ Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động và dự báo đất đô thị tại phường Hiệp Bình Phước, quận Thủ Đức” (Vũ Minh Tuấn và CS, 2011) đã sử dụng công nghệ viễn thám và GIS để phân tích biến động đất đô thị tại phường Hiệp Bình Phước quận Thủ Đức, TPHCM và sử dụng chuỗi Markov để dự báo tốc

độ phát triển đất đô thị đến năm 2026 Kết quả nghiên cứu cho thấy đất đô thị trên địa bàn phát triển mạnh mẽ cần được quy hoạch cụ thể vì sẽ ảnh hưởng đến quy hoạch phát triển đô thị quận Thủ Đức nói riêng và TP.HCM nói chung, nghiên cứu còn phát hiện khu vực Hiệp Bình Phước có nền tương đối yếu và nguy cơ sạc lở bờ sông rất lớn có thể gây nguy hiểm đến đời sống của người dân Tuy nhiên hầu hết các khu vực biến động không đúng với quy hoạch chung của TP.HCM cho thấy sử dụng chuổi Markov tron dự báo tốc độ phát triển đô thị không đạt độ chính xác cao nhất Kết quả dự báo chỉ đúng khi không có sự thay đổi về chính sách pháp luật về đất đô thị trong năm dự báo

Trong nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguyễn Huy

Anh,Đinh Thanh Kiên, 2012), tác giả 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

Dựa vào các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về các đề tài liên quan đến sử dụng ảnh vệ tinh, phân tích đánh giá thay đổi bề mặt đất thông qua công nghệ viễn thám và GIS.Việc sử dụng công nghệ như hiện nay giúp rất nhiều trong các nghiên cứu khoa học và thực tiễn nhằm giám sát sự biến đổi lớp phủ và sự thay đổi các nguồn tài nguyên , đồng thời có thể đưa các dự báo xu thế biến đổi của chúng Các nghiên cứu cũng cho thấy sử dụng công nghệ viễn thám và gis là phương pháp phân tích không gian- thời gian một các hiệu quả nhất trong đánh giá biến động sử dụng đất

1.4 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.4.1 Vị trí địa lý

Thành phố Cần Thơ nằm trong vùng trung – hạ lưu và ở vị trí trung tâm châu thổ đồng bằng sông Cửu Long, trải dài trên 55km dọc bờ Tây sông Hậu, tổng diện tích tự nhiên 1.401,61 km2 , chiếm 3,49% diện tích toàn vùng Phía Bắc giáp tỉnh

An Giang; phía Đông giáp tỉnh Đồng Tháp và tỉnh Vĩnh Long; phía Tây giáp tỉnh Kiên Giang; phía Nam giáp tỉnh Hậu Giang( hình 1.1 và hình 1.2)

Hình 1.1: Vị trí thành phố Cần Thơ trong tổng thể Việt nam

( Nguồn : Cổng thông tin điện tử thành phố Cần Thơ)

Hình 1.2: Vị trí khu nam thành phố Cần Thơ (đường ranh màu đỏ)

(Nguồn : Sở tài nguyên và môi trường thành phố Cần Thơ) Thành phố Cần Thơ có tọa độ địa lý 105013’38” - 105050’35” kinh độ Đông và 9055’08” - 10019’38” vĩ độ Bắc Đơn vị hành chính của thành phố Cần Thơ gồm

5 quận (Ninh Kiều, Cái Răng, Bình Thủy, Ô Môn, Thốt Nốt) và 4 huyện (Phong Điền, Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh, Thới Lai) với 85 đơn vị hành chính cấp xã, phường, thị trấn (5 thị trấn, 36 xã, 44 phường) Ngày 19 tháng 4 năm 2009, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 492/QĐ-TTg Thành lập Vùng kinh tế trọng điểm vùng đồng bằng sông Cửu Long gồm 4 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương là: thành phố Cần Thơ, tỉnh An Giang, tỉnh Kiên Giang và tỉnh Cà Mau nhằm phát huy tiềm năng, vị trí địa lý và các lợi thế so sánh của vùng và từng bước phát triển vùng kinh

tế trọng điểm vùng đồng bằng sông Cửu Long thành một trong những vùng phát triển lớn về sản xuất lúa gạo, nuôi trồng, đánh bắt và chế biến thủy sản, có đóng góp lớn vào xuất khẩu nông thủy sản của cả nước Trong đó, thành phố Cần Thơ là một

cực phát triển, đóng vai trò động lực thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long

1.4.2 Đặc điểm địa hình

Địa mạo, địa hình, địa chất của thành phố bao gồm 3 dạng: đê tự nhiên ven sông Hậu, đồng lũ nữa mở và đồng bằng châu thổ Cao trình phổ biến từ +0,8-1,0m, thấp dần từ Đông Bắc sang Tây Nam Địa bàn được hình thành chủ yếu từ quá trình bồi lắng trầm tích biển và phù sa của sông Cửu Long

Thành phố Cần Thơ nằm toàn bộ trên đất có nguồn gốc phù sa sông Mê Kông bồi lắng hàng thiên niên kỷ nay và hiện vẫn còn tiếp tục được bồi lắng thường xuyên qua nguồn nước có phù sa của dòng sông Hậu

- Địa hình nhìn chung tương đối bằng phẳng, phù hợp cho sản xuất nông, ngư nghiệp

- Cao độ trung bình khoảng 1,00 – 2,00m dốc từ đất giồng ven sông Hậu, sông Cần Thơ thấp dần về phía nội đồng (từ Đông Bắc sang Tây Nam) Do nằm cạnh sông lớn, nên Cần Thơ có mạng lưới sông, kênh, rạch khá dày Bên cạnh đó, thành phố còn có các cồn và cù lao trên sông Hậu như Cồn Ấu, Cồn Khương, Cồn Sơn, Cù lao Tân Lập

- Địa mạo bao gồm 3 dạng chính:

o Ven sông Hậu hình thành dải đất cao (đê tự nhiên) và các cù lao ven sông Hậu

o Vùng tứ giác Long Xuyên, thấp trũng, chịu ảnh hưởng lũ trực tiếp hàng năm

o Đồng bằng châu thổ chịu ảnh hưởng triều cùng lũ cuối vụ

- Địa chất: địa bàn được hình thành chủ yếu qua quá trình bồi lắng trầm tích biển và phù sa của sông Cửu Long, trên bề mặt ở độ sâu 50m có hai loại trầm tích: Holocen (phù sa mới) và Pleistocene (phù sa cổ)(Nguồn : Cổng thông tin điện tử Thành phố Cần Thơ)

1.4.3 Khí hậu

Cần Thơ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới - gió mùa Khí hậu điều hoà dễ chịu, ít bão, quanh năm nóng ẩm, không có mùa lạnh Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau

Nhiệt độ trung bình năm khoảng 28ºC, số giờ nắng trung bình cả năm : 2.249,2h

Lượng mưa trung bình năm: 1600 mm

Độ ẩm trung bình năm: 82% - 87% (thay đổi theo các năm)(Nguồn: Cổng thông tin điện tử Thành Phố Cần Thơ) Gió có 2 hướng chính: Hướng Đông Bắc: từ tháng 12 đến tháng 4 (mùa khô ) Hướng Tây Nam: từ tháng 5 đến tháng 10 (mùa mưa), Tốc độ gió bình quân 1,8 m/s Ít bão nhưng thường có giông, lốc vào mùa mưa

Thuận lợi: Chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có lợi thế về nền nhiệt

độ, chế độ bức xạ nhiệt, chế độ nắng cao và ổn định theo hai mùa trong năm Các lợi thế này rất thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển của sinh vật, có thể tạo ra 1 hệ thống nông nghiệp nhiệt đới có năng suất cao, với nhiều chủng loại cây con, tạo nên

sự đa dạng trong sản xuất và trong chuyển dịch cơ cấu sản xuất

Hạn chế: Mùa mưa thường đi kèm với ngập lũ ảnh hưởng tới khoảng 50% diện tích toàn thành phố ; mùa khô thường đi kèm với việc thiếu nước tưới, gây khó khăn cho sản xuất và sinh hoạt, nhất là khu vực bị ảnh hưởng của mặn, phèn làm tăng thêm tính thời vụ cũng như nhu cầu dùng nước không đều giữa các mùa của sản xuất nông nghiệp

1.4.4 Thủy văn

Cần Thơ nằm ở khu vực bồi tụ phù sa nhiều năm của sông Cửu Long, có địa hình đặc trưng cho dạng địa hình đồng bằng Nơi đây có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt Trong đó, sông Hậu là con sông lớn nhất với tổng chiều dài chảy qua thành phố là 65 km, đoạn qua Cần Thơ, sông có chiều rộng khoảng 1,6km Tổng lượng nước sông Hậu đổ ra biển khoảng 200 tỉ m3 /năm (chiếm 41% tổng lượng nước của sông Cửu Long), lưu lượng nước bình quân tại Cần Thơ là 14.800

m3 /giây Tổng lượng phù sa của sông Hậu là 35 triệu m3 /năm (chiếm gần 1/2 tổng lượng phù sa sông Cửu Long)

Sông Cần Thơ bắt nguồn từ khu vực nội đồng tây sông Hậu, có chiều dài khoảng 16 km, chiều rộng từ 280-350m, đi qua các quận Ô môn, huyện Phong Điền, quận Cái Răng, quận Ninh Kiều và đổ ra sông Hậu tại bến Ninh Kiều Sông Cần Thơ có nước ngọt quanh năm, vừa có tác dụng tưới nước trong mùa cạn, vừa có tác dụng tiêu úng trong mùa lũ và có ý nghĩa lớn về giao thông

Sông Cái Lớn dài 20 km, chiều rộng cửa sông 600 - 700 m, độ sâu 10 - 12 m nên có khả năng tiêu, thoát nước rất tốt

Bên cạnh đó, thành phố Cần Thơ còn có hệ thống kênh rạch dày đặc, với hơn

158 sông, rạch lớn nhỏ là phụ lưu của 2 sông lớn là Sông Hậu và sông Cần Thơ đi qua thành phố nối thành mạng đường thủy Các sông rạch lớn khác là rạch Bình Thủy, Trà Nóc, Ô Môn, Thốt Nốt, kênh Tham Rôn và nhiều kênh lớn khác tại các huyện ngoại thành là Thốt Nốt, Vĩnh Thạnh, Cờ Đỏ và Phong Điền, cho nước ngọt suốt hai mùa mưa nắng, tạo điều kiện cho nhà nông làm thủy lợi và cải tạo đất

1.4.5 Đặc điểm Kinh tế xã hội

Kinh tế - xã hội thành phố Cần Thơ năm 2016 diễn ra trong bối cảnh kinh tế toàn cầu tăng trưởng chậm Tăng trưởng của một số nền kinh tế lớn giảm, giá cả hàng hóa thế giới ở mức thấp, thương mại toàn cầu chưa có dấu hiệu phục hồi, bên cạnh đó thị trường xuất khẩu gặp nhiều thách thức do chính sách bảo hộ mặt hàng sản xuất trong nước của các nước trong khu vực và trên thế giới

Trong nước, kinh tế vĩ mô diễn biến theo hướng tích cực, các chính sách, giải pháp của Chính phủ tập trung tháo gỡ khó khăn cho sản xuất kinh doanh đã mang lại hiệu quả rõ rệt Lạm phát được kiểm soát; mặt bằng lãi suất tương đối ổn định; tái cơ cấu nền kinh tế đạt được kết quả bước đầu Tuy nhiên, tổng cầu của nền kinh

tế tăng chậm, hoạt động sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp còn khó khăn, tồn kho hàng hóa vẫn ở mức cao Sức hấp thụ vốn của nền kinh tế còn yếu Thời tiết diễn biến bất thường nhất là tình hình lũ lụt, hạn hán và xâm nhập mặn trong nước

nói chung và vùng Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng làm ảnh hưởng đến đời sống xã hội và ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp

Tổng sản phẩm trên địa bàn (GDP- giá so sánh 2010) ước đạt 69.514,7 tỷ đồng, tăng 12,05% so với năm 2013 , đạt kế hoạch đề ra Cơ cấu kinh tế tiếp tục chuyển dịch đúng hướng tăng dần tỷ trọng Khu vực II, III chiếm 92,73%; giảm dần

tỷ trọng tỷ trọng Khu vực I chiếm 7,27% trong cơ cấu kinh tế thành phố, đặc biệt chất lượng được nâng lên khi cả ba khu vực đều tăng trưởng so với cùng kỳ

Nhờ duy trì được tốc độ tăng trưởng kinh tế đã làm tăng thu nhập, cải thiện và nâng cao mức sống của người dân thành phố Ước thực hiện GDP bình quân đầu người đạt 70,2 triệu đồng, tăng 7,1 triệu đồng so với năm 2013 , đạt kế hoạch đề ra; quy USD là 3.298 USD, tăng 294 USD so năm 2013

1.4.6 Vai trò quan trọng của Thành Phố cần Thơ

Cần Thơ có vị thế quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế của toàn vùng ĐBSCL, nhất là đối với các tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Kiên Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau

Với thiết kế chức năng cho Thành Phố Cần Thơ không phải chỉ cho tỉnh Cần Thơ, mà cho toàn vùng ĐBSCL, rộng hơn là cho cả nước Nội dung quy hoạch phát triển trước mắt cũng như lâu dài phải bao hàm sự nối kết giữa Cần Thơ và các tỉnh lân cận, đồng thời nối kết với TP.HCM để có thể mượn thế phát triển của TP.HCM thúc đẩy nhanh sự phát triển của Cần Thơ và toàn vùng ĐBSCL

Cần Thơ là đô thị hạt nhân của ĐBSCL nhưng trong tương lai, sự phát triển kinh tế của cả miền Nam sẽ đưa đến sự kết nối chặt chẽ giữa các tỉnh, thành thuộc vùng Đông Nam bộ với các vùng ĐBSCL, tạo ra một vùng động lực kinh tế của đất nước, có hình elip với hai tâm là TP.HCM và TP Cần Thơ

Cần Thơ đi lên như trung tâm sản xuất, chế biến nông sản thực phẩm và cung ứng hàng tiêu dùng, thiết bị, công cụ phục vụ sản xuất nông ngư nghiệp cho toàn vùng ĐBSCL, đồng thời cũng là trung tâm khoa học kỹ thuật, giáo dục và đào tạo, y

tế của vùng này

Ngành sinh học và hóa sinh phục vụ cho nông nghiệp nói chung, cho sản xuất chế biến nông sản nói riêng phải là hai ngành mũi nhọn của TP Cần Thơ, có vậy

mới tạo được sức mạnh khác biệt đảm bảo cho sự phát triển bền vững không chỉ cho Cần Thơ, mà còn cho các tỉnh vùng ĐBSCL

Cần Thơ còn là một trung tâm thương mại dịch vụ lớn, là một thành phố trung chuyển cho toàn vùng nên phải có hệ thống giao thông thủy, bộ và hàng không đủ mạnh Phải xem giao thông liên kết là yếu tố ưu tiên hàng đầu, thể hiện sức mạnh cũng như động lực của toàn vùng

Chương 2:

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VIỄN THÁM

2.1.1 Cơ sở vật lý và nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám

Viễn thám –Remote Sensing được định nghĩa như 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 ( Lê văn Trung,2010)

Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám dựa trên bản chất vật lí trong tự nhiên là các vật thể (đối tượng) trong những điều kiện khác nhau thì khả năng phản

xạ hoặc bức xạ của sóng điện từ sẽ có những đặc trưng riêng Từ đó, nguồn tư liệu viễn thám được hình thành như là kết quả thu nhận năng lượng phản xạ hoặc bức xạ các sóng điện từ của các đối tượng bằng các thiết bị gọi là bộ viễn cảm hay bộ cảm (remote sensor) hoặc bằng các máy chụp ảnh

Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng Ảnh viễn thám cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích về từng lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ

và vật thể thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ cảm biến Bộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét Phương tiện mang các bộ cảm biến được gọi là vật mang (máy bay, khinh khí cầu, tàu con thoi hoặc vệ tinh…)

Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được bộ cảm biến đặt trên vật mang thu nhận Thông tin về năng lượng phản xạ của các vật thể được ảnh viễn thám thu nhận và xử lí tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh

dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thông tin liên quan đến các vật thể và hiện thượng khác nhau trên mặt đất sẽ được ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông lâm nghiệp, địa chất, khí tượng, môi trường…

Hình 2.1 : Thu nhận dữ liệu ảnh viễn thám (nguồn: Lê Văn Trung, 2010)

Bức xạ điện từ là quá trình truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao động của điện trường và từ trường trong không gian

Bức xạ điện từ vừa có cả tính chất sóng cũng như tính chất hạt.Tính chất sóng được xác định bởi bước sóng λ, tần số v và tốc độ lan truyền C, mối liên quan giữa chúng thể hiện theo công thức:

λ=C/v (C=299,793km/s trong môi trường chân không) (1)

Tính chất hạt được mô tả theo tính chất của photon hay quang lượng tử và năng lượng E được thể hiện như sau:

E=h.v (h là hằng số Plank) (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 các hình thức khác nhau tuỳ thuộc vào bước sóng