Mục tiêu của đề tài
Thành phố Thái Bình, tỉnh lỵ của tỉnh Thái Bình, có địa hình bằng phẳng với độ cao trung bình từ 1 đến 2m so với mực nước biển Vị trí địa lý thuận lợi của thành phố giúp tăng cường giao lưu phát triển kinh tế và văn hóa với các huyện trong tỉnh, các tỉnh lân cận, và quốc tế, đặc biệt là khu vực tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh Nhờ đó, tốc độ phát triển kinh tế và đô thị hóa của Thái Bình diễn ra nhanh chóng Để hỗ trợ sự phát triển này, việc nghiên cứu biến động hiện trạng sử dụng tài nguyên đất là cần thiết cho công tác quản lý và quy hoạch Mục tiêu của đề tài là ứng dụng công nghệ Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý để nghiên cứu biến động sử dụng đất, phục vụ cho việc quản lý và quy hoạch thành phố Thái Bình.
Phạm vi của đề tài
Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu ứng dụng trong khu vực Thành phố Thái Bình
Nội dung của đề tài
- Tìm hiểu về công nghệ Viễn Thám: khái niệm, xử lý ảnh Viễn thám, nắn chỉnh hình học ảnh Viễn thám
- Tìm hiểu về Hệ thông tin địa lý (GIS): cấu trúc, chức năng và ứng dụng của hệ thông tin địa lý
Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phương pháp hiệu quả để xây dựng cơ sở dữ liệu về biến động hiện trạng sử dụng đất tại Thành phố Thái Bình Việc tích hợp các công nghệ này giúp theo dõi và phân tích sự thay đổi trong cách sử dụng đất, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho công tác quản lý và quy hoạch đô thị Sự phát triển của cơ sở dữ liệu này sẽ hỗ trợ các nhà chức trách trong việc đưa ra các quyết định chính xác và kịp thời liên quan đến phát triển bền vững của thành phố.
Kết quả của đề tài
- Bản đồ biến động hiện trạng sử dụng đất thành phố Thái Bình thời kỳ 2000
- 2005 được thành lập từ tư liệu ảnh Landsat.
Cấu trúc của luận văn
Luận văn được trình bày trong 81 trang bao gồm: Mở đầu, 3 chương, kết luận, với 26 hình và 7 bảng biểu
TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT
Khái niệm, mục đích, yêu cầu
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là tài liệu thể hiện sự phân bố các loại đất dựa trên các chỉ tiêu kiểm kê theo mục đích sử dụng tại thời điểm kiểm kê Bản đồ này được lập theo các đơn vị hành chính, vùng địa lý tự nhiên - kinh tế, và phạm vi toàn quốc.
Nội dung bản đồ hiện trạng sử dụng đất cần phải phản ánh một cách đầy đủ và trung thực tình hình sử dụng đất tại thời điểm lập bản đồ.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất dạng số là sản phẩm được số hóa từ các bản đồ hiện trạng sử dụng đất có sẵn hoặc được tạo ra thông qua công nghệ số.
Thống kê và kiểm kê quỹ đất hàng năm và 5 năm là cần thiết, đảm bảo ghi nhận đầy đủ quỹ đất đã giao và chưa giao, với thông tin chính xác về vị trí, diện tích và loại đất theo quy định của luật đất đai hiện hành Việc này cần được thể hiện trên các loại bản đồ với tỷ lệ phù hợp tại các cấp hành chính.
Là tài liệu cơ bản phục vụ các yêu cầu của công tác quản lý nhà nước về đất đai
Tài liệu này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cơ sở thống nhất cho các ngành trong việc xây dựng quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất, đồng thời định hướng phát triển cho từng lĩnh vực, đặc biệt là những ngành tiêu tốn nhiều đất như nông nghiệp và lâm nghiệp.
Lập tài liệu cơ bản để phục vụ cho công tác quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất, đồng thời kiểm tra việc thực hiện quy hoạch sử dụng đất hàng năm đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt.
Bài viết này thể hiện hiện thực về hiện trạng sử dụng đất đai tại một đơn vị hành chính vào thời điểm yêu cầu, đảm bảo độ chính xác cao về vị trí, hình dạng, kích thước và loại hình sử dụng đất của từng khoanh đất Đồng thời, nó đáp ứng đồng bộ và hiệu quả các yêu cầu cấp bách trong công tác kiểm kê đất đai và quy hoạch sử dụng đất.
1.1.4 Nguyên t ắ c xây d ự ng b ả n đồ HTSD Đ
Bản đồ HTSDĐ cấp xã được xây dựng dựa trên bản đồ địa chính và các số liệu kiểm kê đất đai, với việc đối soát thực địa Nếu không có bản đồ địa chính, có thể sử dụng ảnh chụp từ máy bay hoặc ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, được chỉnh sửa thành sản phẩm ảnh trực giao hoặc bản đồ giải thửa Trong trường hợp không có các loại bản đồ này, sẽ sử dụng bản đồ HTSDĐ trước đó đã được đối soát với thực địa và số liệu kiểm kê đất đai.
Bản đồ HTSDĐ của cấp huyện và cấp tỉnh được thành lập trên cơ sở tổng hợp từ bản đồ HTSDĐ của các đơn vị hành chính trực thuộc
Bản đồ HTSDĐ của một vùng địa lý tự nhiên - kinh tế được xây dựng dựa trên việc tổng hợp thông tin từ các bản đồ HTSDĐ của các tỉnh trong cùng vùng đó.
Bản đồ HTSDĐ của cả nước được lập trên cơ sở tổng hợp từ bản đồ HTSDĐ của các vùng địa lý tự nhiên – kinh tế.
Cơ sở toán học và độ chính xác của bản đồ HTSDĐ
Bản đồ HTSDĐ được xây dựng dựa trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam, theo Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/2/2007, quy định về việc sử dụng hệ thống tham số chuyển đổi giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam-2000.
E-líp-xô-ít quy chiếu WGS-84 với kích thước:
Tỷ lệ của bản đồ nền được xác định dựa trên kích thước, diện tích và hình dạng của đơn vị hành chính, cùng với đặc điểm và kích thước của các yếu tố nội dung sử dụng đất cần thể hiện trên bản đồ hiện trạng Đồng thời, tỷ lệ này cũng tương ứng với tỷ lệ của bản đồ hiện trạng sử dụng đất được quy định trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1 trình bày tỷ lệ bản đồ nền được sử dụng để lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, với thông tin về đơn vị thành lập bản đồ, tỷ lệ bản đồ và quy mô diện tích tự nhiên (ha).
Từ 120 đến 500 Trên 500 đến 3.000 Trên 3.000
Khi diện tích tự nhiên của đơn vị hành chính gần bằng hoặc vượt qua giá trị quy mô diện tích trong cột 3 của Bảng 1.1, có thể lựa chọn tỷ lệ bản đồ lớn hơn hoặc nhỏ hơn một bậc so với quy định trong Bảng 1.1.
1.2.2 C ơ s ở toán h ọ c và độ chính xác c ủ a b ả n đồ HTSD Đ Độ chính xác chuyển vẽ các yếu tố nội dung cơ sở địa lý từ các bản đồ tài liệu sang bản đồ nền phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung bản đồ không vượt quá ± 0,3 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền;
- Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung bản đồ không được vượt quá ±
0,2 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền
Bản đồ HTSDĐ cần tuân thủ các quy định về sai số cho phép liên quan đến ranh giới sử dụng đất, loại hình sử dụng đất, và các cấp hành chính Cụ thể, sai số trung bình vị trí mặt phẳng của các địa vật chủ yếu so với điểm thuộc lưới đo vẽ gần nhất không vượt quá 0.5 mm², trong khi đối với địa vật thứ yếu, sai số này là 0.7 mm² Hơn nữa, sai số tương hỗ giữa các địa vật chủ yếu không được lớn hơn 0.4 mm² trên bản đồ.
Các khoanh đất có diện tích từ 4 mm² trở lên trên bản đồ cần được thể hiện đúng tỷ lệ bằng đường bao khép kín và phải có đầy đủ các ký hiệu theo quy định về "Ký hiệu bản đồ HTSDĐ và bản đồ quy hoạch sử dụng đất".
Ranh giới hành chính và các loại hình sử dụng đất cần phải phản ánh chính xác hình dạng thực địa Đối với các yếu tố hình tuyến như đường giao thông và thuỷ văn, độ lệch không được vượt quá 0.2 mm theo tỷ lệ bản đồ so với thực địa Ngoài ra, nếu độ cong của đường viền các yếu tố nội dung lớn hơn 0.5 mm trên bản đồ, thì cần phải thể hiện đúng hình dạng thực tế.
Cách thể hiện các ký hiệu, bố cục phải đảm bảo tuân theo quy phạm thành lập bản đồ HTSDĐ
1.2.3 N ộ i dung và nguyên t ắ c bi ể u th ị các y ế u t ố n ộ i dung c ủ a b ả n đồ HTSD Đ
1.2.3.1 Các yếu tộ nội dung cơ sở địa lý
Biểu thị lưới kilômét hoặc lưới kinh, vĩ tuyến:
- Bản đồ nền tỷ lệ 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000 và 1/10.000 chỉ biểu thị lưới kilômét, với kích thước ô lưới kilômét là 10 cm x 10 cm;
- Bản đồ nền tỷ lệ 1/25.000 biểu thị lưới kilômét, với kích thước ô lưới kilômét là 8 cm x 8 cm;
Bản đồ nền với tỷ lệ 1/50.000, 1/100.000, 1/250.000 và 1/1.000.000 chỉ thể hiện lưới kinh độ và vĩ độ Cụ thể, kích thước ô lưới của bản đồ tỷ lệ 1/50.000 là 5 km x 5 km, trong khi kích thước ô lưới của bản đồ tỷ lệ 1/100.000 là 10 km x 10 km.
10 / Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ lệ 1/250.000 là 20 / x 20 / Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ lệ 1/1.000.000 là 1 0 x 1 0 ;
Dáng đất được thể hiện qua các đường bình độ và điểm ghi chú độ cao, trong khi khu vực miền núi có độ dốc lớn chỉ cần biểu thị đường bình độ của bản đồ địa hình cùng với tỷ lệ và các điểm độ cao đặc trưng.
Biểu thị thủy hệ bao gồm đường bờ sông, hồ và đường bờ biển Đường bờ biển được thể hiện theo các quy định hiện hành tại thời điểm lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
Hệ thống giao thông bao gồm đường sắt, đường bộ và các công trình liên quan cần được biểu thị rõ ràng Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất, yêu cầu biểu thị đường bộ cần được thực hiện cho tất cả các cấp.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã cần thể hiện rõ các đường trục chính trong khu dân cư và khu đô thị Đối với các xã ở khu vực giao thông kém phát triển hoặc miền núi, cần phải bao gồm cả các đường mòn để phản ánh chính xác tình hình giao thông.
- Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện đường bộ biểu thị tới đường liên xã, khu vực miền núi phải biểu thị cả đường đất nhỏ;
- Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh biểu thị đến đường liên huyện;
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng địa lý tự nhiên - kinh tế và cả nước cần thể hiện rõ các tỉnh lộ, đồng thời đối với khu vực miền núi, cần bao gồm cả các đường liên huyện.
Đường biên giới và địa giới hành chính được xác định theo hồ sơ và bản đồ điều chỉnh của cơ quan nhà nước có thẩm quyền Bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng tự nhiên - kinh tế chỉ thể hiện đến địa giới hành chính cấp huyện, trong khi bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc chỉ thể hiện đến địa giới hành chính cấp tỉnh Khi các đường địa giới hành chính các cấp trùng nhau, chỉ cần biểu thị đường địa giới hành chính cấp cao nhất.
Các phương pháp thành lập bản đồ HTSDĐ
Việc thành lập bản đồ HTSDĐ có nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào mục đích, yêu cầu và các yếu tố như tỷ lệ bản đồ nền, đặc điểm đơn vị hành chính, kích thước của các khoanh đất, cũng như độ chính xác và tin cậy của nguồn tài liệu Các điều kiện về thời gian, trang thiết bị kỹ thuật và trình độ của cán bộ kỹ thuật cũng ảnh hưởng đến lựa chọn phương pháp Có năm phương pháp chính để xây dựng bản đồ HTSDĐ cấp xã.
1.3.1 Ph ươ ng pháp đ o v ẽ tr ự c ti ế p ngoài th ự c đị a
Phương pháp này được sử dụng để tạo ra bản đồ hệ thống sử dụng đất (HTSDĐ) tỷ lệ lớn tại những khu vực chưa có bản đồ hoặc có bản đồ cũ không đạt yêu cầu Ưu điểm của phương pháp là cho kết quả chính xác và chất lượng cao, đảm bảo rằng các giá trị trên bản đồ hoàn toàn phù hợp với các giá trị đo đạc thực địa.
Nhược điẻm: tốn thời gian cũng như kinh phí Đặc biệt khó khăn ở khu vực có địa hình, địa vật phức tạp
1.3.2 Ph ươ ng pháp hi ệ n ch ỉ nh b ả n đồ HTSD Đ k ỳ tr ướ c
Phương pháp này được áp dụng khi không có bản đồ địa chính cơ sở và ảnh chụp từ máy bay hoặc vệ tinh Bản đồ HTSDĐ của chu kỳ trước phải được lập trên nền bản đồ theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường, với điều kiện số lượng và diện tích các khoanh đất ngoài thực địa không thay đổi quá 25% so với bản đồ HTSDĐ trước đó.
1.3.3 Ph ươ ng pháp s ử d ụ ng b ả n đồ chuyên ngành
Các nguồn tài liệu bao gồm:
- Số liệu thống kê diện tích đất đai
- Các tài liệu liên quan
Phương pháp này khai thác hiệu quả tài liệu chuyên ngành, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư, thời gian và công sức, đặc biệt là tại những khu vực chưa có sẵn tài liệu bản đồ HTSDĐ từ các kỳ trước.
1.3.4 Ph ươ ng pháp s ử d ụ ng b ả n đồ đị a chính ho ặ c b ả n đổ đị a chính c ơ s ở Đây là phương pháp đơn giản nhất Nếu địa phương đã đo đạc, thành lập bản đồ địa chính thì công tác xây dựng bản đồ HTSDĐ sẽ đơn giản hơn rất nhiều, tiết kiệm được kinh phí đầu tư, thời gian, công sức Khi đó chúng ta chỉ phải đi đo vẽ bổ sung những biến động đất đai trên thực địa bằng các phương pháp như: sử dụng công nghệ GPS hoặc đo vẽ bằng các thiết bị mắy móc khác (máy toàn đạc điện tử, thước dây…)
Tuy nhiên điều kiện tiên quyết của phương pháp này là địa phương phải có bản đồ điạ chính được cập nhật thường xuyên
1.3.5 Ph ươ ng pháp s ử d ụ ng ả nh ch ụ p t ừ máy bay ho ặ c v ệ tinh có độ phân gi ả i cao đ ã đượ c n ắ n ch ỉ nh thành s ả n ph ẩ m ả nh tr ự c giao
Hiện nay, Việt Nam đã đủ điều kiện sử dụng ảnh máy bay và vệ tinh với công nghệ truyền thống và hiện đại để lập bản đồ chuyên đề, bao gồm bản đồ HTSDĐ Ảnh hàng không và vệ tinh phản ánh trung thực hiện trạng mặt đất, phù hợp với yêu cầu của bản đồ HTSDĐ Phương pháp ảnh vệ tinh có độ phân giải cao như SPOT 5 và IKONOS kết hợp với điều vẽ thực địa được sử dụng rộng rãi, cho phép thể hiện chi tiết nội dung bản đồ Đặc biệt, ở những vùng địa hình phức tạp như trung du và miền núi, việc tận dụng các tư liệu ảnh hiện có để lập bản đồ là phương pháp ưu tiên, mang lại hiệu quả cao hơn và giảm chi phí cũng như thời gian so với đo vẽ trực tiếp Tuy nhiên, công nghệ ảnh đòi hỏi kinh phí đầu tư tương đối cao.
Lựa chọn phương pháp thành lâp bản đồ HTSDĐ
Việc chọn phương pháp lập bản đồ HTSDĐ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mục đích, yêu cầu, điều kiện địa phương, chất lượng tài liệu thu thập, trang thiết bị, trình độ cán bộ chuyên môn, cấp đơn vị hành chính và tỷ lệ bản đồ Ảnh vệ tinh cung cấp những đặc điểm nổi bật mà các nguồn tài liệu khác không thể có.
Việc sử dụng ảnh vệ tinh cho phép thu thập thông tin về tình hình sử dụng đất trên diện rộng một cách nhanh chóng, bao gồm cả những khu vực khó tiếp cận Thông tin từ ảnh vệ tinh có tính đồng nhất về thời gian ghi nhận, giúp cho việc phân tích và so sánh trở nên dễ dàng hơn Việt Nam có diện tích đồi núi chiếm 2/3 tổng diện tích tự nhiên, điều này càng làm tăng giá trị của việc ứng dụng công nghệ này trong quản lý tài nguyên đất.
Hiện nay, độ phân giải của ảnh vệ tinh đã được nâng cao đáng kể, với các mức độ phân giải từ 30m đến dưới 1m Điều này cho phép việc sử dụng ảnh vệ tinh để trực tiếp thành lập bản đồ một cách độc lập, mà không cần phải tuần tự từ tỷ lệ lớn xuống tỷ lệ nhỏ.
Cung cấp thông tin đa thời gian thông qua việc chụp lặp ở nhiều chu kỳ khác nhau từ 3 ngày, 7 ngày, 11 ngày, đến 1 tháng, 4 tháng, và 1 năm, đảm bảo tính tức thời Điều này rất thuận lợi cho việc theo dõi biến động sử dụng đất.
Ảnh vệ tinh phản ánh trung thực bề mặt trái đất, thể hiện mối quan hệ và tác động lẫn nhau giữa các thành phần tự nhiên Điều này cho phép xác định tình trạng sử dụng đất một cách khách quan và nhận diện nhiều loại hình sử dụng đất thông qua các dấu hiệu nhận biết gián tiếp.
- Là mô hình của bề mặt trái đất có dạng thông tin tương tự và ở dạng số, và chúng đều có bản chất rất gần với bản đồ
Tư liệu ảnh vệ tinh là nguồn tài liệu quý giá cho việc xây dựng bản đồ lớp phủ, đặc biệt là bản đồ hiện trạng sử dụng đất Nó cho phép lập bản đồ hiện trạng một cách độc lập ở bất kỳ cấp nào mà không cần phụ thuộc vào hệ thống bản đồ cấp dưới Vì vậy, việc áp dụng phương pháp lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ ảnh vệ tinh là hoàn toàn khả thi.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG
Ứng dụng của hệ thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được thiết kế để quản lý dữ liệu địa lý, mang lại nhiều ứng dụng quan trọng trong phát triển đô thị và bảo vệ môi trường tự nhiên GIS hỗ trợ quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lập kế hoạch lộ trình, phân tích nhân khẩu, tạo bản đồ, giám sát vùng biển, cũng như trong các hoạt động cứu hỏa và phòng chống bệnh tật Trong nhiều lĩnh vực này, GIS đóng vai trò quan trọng như một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch và quản lý hoạt động hiệu quả.
Theo các chuyên gia GIS dày dạn kinh nghiệm, nhiều ứng dụng đã được phát triển trong các tổ chức quan tâm đến môi trường Ở mức độ cơ bản, người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, chẳng hạn như xác định vị trí và các thuộc tính liên quan.
Lưu trữ và khai thác Xử lý sơ bộ dữ liệu
Hiển thị và tương tác
Tìm kiếm và phân tích
Tài liệu và bản đồ giấy
Dữ liệu có cấu trúc
Cây rừng đóng vai trò quan trọng trong việc ứng dụng GIS để mô hình hóa các quá trình như xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí và nước, cũng như phản ứng của lưu vực sông dưới ảnh hưởng của mưa lớn Khi dữ liệu thu thập liên quan đến đối tượng vùng và ứng dụng các chức năng phân tích phức tạp, mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) thường được ưu tiên sử dụng.
Trong lĩnh vực GIS, hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc ứng phó nhanh chóng với thiên tai như lũ quét, xác định tâm bão, dự đoán luồng chảy và mức độ ngập lụt Những ứng dụng này yêu cầu phân tích phức tạp, do đó, mô hình dữ liệu không gian dạng ảnh (raster) được ưu tiên sử dụng để đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời.
Các ứng dụng nổi bật trong nông nghiệp bao gồm giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, dự báo hàng hóa, nghiên cứu đất trồng, lập kế hoạch tưới tiêu và kiểm tra nguồn nước.
GIS đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính, không chỉ để xác định vị trí các chi nhánh ngân hàng mới mà còn được sử dụng ngày càng nhiều như một công cụ đánh giá rủi ro và bảo hiểm Công nghệ này giúp xác định chính xác các khu vực có mức độ rủi ro cao hoặc thấp Để thực hiện điều này, GIS cần dữ liệu cơ sở đa dạng, bao gồm thông tin về vi phạm pháp luật, địa chất, thời tiết và giá trị tài sản.
Ngoài các ứng dụng đánh giá và quản lý, GIS còn có vai trò quan trọng trong lĩnh vực y tế Chẳng hạn, GIS giúp xác định lộ trình nhanh nhất từ xe cấp cứu đến bệnh nhân cần trợ giúp, dựa trên dữ liệu giao thông hiện có Hơn nữa, nó còn được sử dụng như một công cụ nghiên cứu dịch bệnh, cho phép phân tích nguyên nhân bùng phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng.
Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của GIS, do đây là tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất cả các cơ quan chính quyền địa phương đều có thể hưởng lợi từ GIS, đặc biệt trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho hồ sơ giấy tờ hiện tại Ngoài ra, GIS còn hỗ trợ trong việc bảo trì nhà cửa và đường giao thông, cũng như trong các trung tâm điều khiển và quản lý tình huống khẩn cấp.
Phần lớn siêu thị ở vùng ngoại ô được xác định vị trí thông qua công nghệ GIS, giúp lưu trữ dữ liệu kinh tế-xã hội của khách hàng Việc lựa chọn địa điểm xây dựng siêu thị được tính toán dựa trên thời gian di chuyển và mô hình hóa ảnh hưởng từ các siêu thị cạnh tranh Ngoài ra, GIS còn hỗ trợ trong quản lý tài sản và tối ưu hóa lộ trình phân phối hàng hóa.
GIS đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực vận tải, đặc biệt trong việc lập kế hoạch và duy trì cơ sở hạ tầng giao thông Gần đây, sự quan tâm đã chuyển sang ứng dụng định vị trong vận tải hàng hải và hải đồ điện tử, lĩnh vực này cần sự hỗ trợ mạnh mẽ từ GIS.
2.1.3.9 Các dịch vụ điện, nước, gas, điện thoại
Các công ty trong lĩnh vực GIS là những người sử dụng công nghệ này một cách linh hoạt nhất, với GIS đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu, góp phần vào chiến lược công nghệ thông tin của họ Dữ liệu vector thường được áp dụng trong lĩnh vực này, với các ứng dụng lớn nhất như Automated Mapping và Facility Management (AM-FM) AM-FM giúp quản lý các đặc điểm và vị trí của cáp, van, và yêu cầu các bản đồ số có độ chính xác cao.
Công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và sử dụng thông tin địa lý, hỗ trợ các tổ chức trong việc lập kế hoạch và bảo trì mạng lưới vận chuyển, cung cấp dịch vụ nhân lực, cũng như đảm bảo an toàn công cộng và ứng phó khẩn cấp, đồng thời bảo vệ môi trường.
2.1.3.10 Sử dụng GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất
Trong nghiên cứu biến động sử dụng đất, GIS đóng vai trò quan trọng trong việc tập hợp và phân tích cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu được xây dựng nhằm mục đích tổng hợp và hệ thống hoá nguồn dữ liệu, phục vụ cho việc theo dõi, đánh giá và dự báo biến động trong việc sử dụng đất.
Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong GIS bao gồm các tệp chứa dữ liệu không gian và thuộc tính của các đối tượng Điểm mạnh của GIS nằm ở khả năng phân tích không gian và mối quan hệ giữa các thông tin địa lý.
Tổng quan về Viễn thám
2.2.1 Gi ớ i thi ệ u chung v ề vi ễ n thám
Viễn thám, hay còn gọi là Remote Sensing, là một kỹ thuật thu thập thông tin về các đối tượng từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
Thuật ngữ Viễn Thám (remote sensing): điều tra từ xa, xuất hiện từ năm
1960 do một nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra
Thông tin thu nhận được từ việc giải mã hoặc đo đạc các biến đổi mà các đối tượng tác động đến môi trường xung quanh, bao gồm trường điện từ, trường âm thanh và trường hấp dẫn.
Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh và rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực
Viễn thám sử dụng các kỹ thuật hiện đại để xác định đối tượng thông qua hình ảnh chụp từ khoảng cách từ vài chục mét đến vài nghìn km, mà không cần tiếp cận trực tiếp.
Kỹ thuật viễn thám là một lĩnh vực đa ngành, kết hợp nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các quy trình khác nhau.
- Tiền xử lý thông tin
- Phân tích và xử lý thông tin
- Đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp
Viễn thám là một lĩnh vực khoa học công nghệ cho phép xác định, đo đạc và phân tích các tính chất của vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp Công nghệ này giúp nhận biết đối tượng và các điều kiện môi trường thông qua các đặc trưng phản xạ hoặc bức xạ điện từ.
Bức xạ điện từ truyền năng lượng qua các dao động của trường điện từ trong không gian hoặc vật chất, và có bốn tính chất cơ bản: tần số (hay bước sóng), hướng lan truyền, biên độ và mặt phân cực Những thuộc tính này liên quan đến các thông tin khác nhau của đối tượng, ví dụ, tần số hay bước sóng liên quan đến màu sắc, trong khi hình dạng của vật thể ảnh hưởng đến sự phân cực Do đó, bốn đặc tính này giúp nhận biết các thông tin cơ bản của đối tượng.
Tất cả các vật thể tương tác với sóng điện từ thông qua phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ Những đặc trưng này, được gọi là đặc trưng phổ, đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật viễn thám, giúp nhận biết và phân loại các đối tượng một cách hiệu quả.
Xử lý ảnh số là quá trình điều khiển và phân tích thông tin ảnh dưới dạng số bằng máy tính, đóng vai trò quan trọng trong viễn thám tương tự như phân tích ảnh bằng mắt Bắt đầu từ những năm 1960, lĩnh vực này đã có những nghiên cứu ban đầu với số lượng hạn chế.
Kể từ khi vệ tinh LANDSAT được phóng lên vào năm 1972, xử lý ảnh số đã phát triển mạnh mẽ, không chỉ áp dụng cho tư liệu vệ tinh mà còn cho dữ liệu từ máy bay, với yêu cầu nguồn tư liệu phải ở dạng số và thường được tạo ra từ phương pháp chụp quét Trước đây, việc áp dụng phương pháp xử lý số bị hạn chế do chi phí cao của máy tính và phần mềm Tuy nhiên, với sự giảm giá của máy tính và sự phát triển đa dạng của phần mềm, kỹ thuật xử lý ảnh số hiện nay ngày càng được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong việc kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) Công nghệ tin học cho phép thực hiện nhiều phép tính từ đơn giản đến phức tạp với tốc độ cao, và bài viết này sẽ tập trung vào các kỹ thuật biến đổi và khai thác thông tin từ tư liệu viễn thám dạng số.
2.2.2.1 Các khuôn dạng ảnh số
Trong viễn thám, các khuôn dạng ảnh được phân loại thành ba loại chính dựa trên cách bố trí thông tin của từng pixel trong các kênh phổ khác nhau.
- BIL : thông tin của từng kênh phân bố theo từng hàng pixel xen kẽ
- BSQ: thông tin của từng kênh bố trí lần lượt theo từng hàng
- BIP : thông tin của các kênh bố trí xen kẽ theo lần lượt từng pixel
Yêu cầu của các phần mềm xử lý ảnh số là phải đọc và xử lý được các khuôn dạng dữ liệu số
2.2.2.2 Các kỹ thuật xử lý ảnh số
Có nhiều kỹ thuật khác nhau, song có thể tập trung thành 4 nhóm chính:
- Các kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh (image enhancement)
- Các kỹ thuật tách chiết thông tin (information extraction)
- Các kỹ thuật phân loại ảnh ( image classification)
- Các kỹ thuật chỉnh sửa, khôi phục hình ảnh (image restoration)
Bài viết này sẽ tập trung vào các nguyên lý cơ bản của kỹ thuật biến đổi và chỉnh sửa ảnh, mà không đi sâu vào khía cạnh toán học phức tạp.
Kỹ thuật khôi phục hình ảnh nhằm phát hiện và phục hồi các phần hình ảnh bị tối do quá trình quét, thu nhận và truyền hình ảnh, với nguyên nhân chủ yếu là do nhiễu và bỏ sót thông tin Mục tiêu của kỹ thuật này là tái tạo lại hình ảnh gần giống như hình ảnh ban đầu, tương tự như một phương pháp sửa chữa bên ngoài Quá trình khôi phục hình ảnh được thực hiện tương đối đơn giản.
Khôi phục sự mất thông tin theo quy luật:
Band phổ của LANDSAT có 6 detector, mỗi detector cung cấp thông tin cho một hàng trong quá trình quét Khi một trong 6 detector bị mất thông tin, hàng tương ứng sẽ xuất hiện màu đen do giá trị bằng 0 Để khắc phục tình trạng này, giá trị DN trung bình của toàn cảnh được tính toán và gán cho hàng bị thiếu, bằng cách lấy giá trị trung bình giữa hàng trên và hàng dưới Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra ảnh nhân tạo, không phải ảnh gốc.
Trong trường hợp này, hàng thứ 6 có giá trị DN cao gấp 2 lần giá trị trung bình, dẫn đến việc các hàng này có màu trắng Phương pháp được sử dụng là xây dựng đồ thị phân bố độ sáng (Histogram) cho 6 hàng trên ảnh, từ đó tính giá trị trung bình ở giữa để gán cho hàng bị thiếu Ngoài ra, có thể so sánh giá trị trung bình với giá trị ở giữa để xác định giá trị phù hợp cho hàng thiếu.
Trong nhiều trường hợp, thông tin ở phần đầu hoặc cuối của một số hàng tiếp theo bị mất, dẫn đến hiện tượng bị đen Để khắc phục tình trạng này, cần áp dụng các phương pháp tương tự như đã đề cập trước đó Một trong những giải pháp quan trọng là điều chỉnh ảnh hưởng của khí quyển.
Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý xây dựng CSDL biến động hiện trạng sử dụng đất
Tích hợp viễn thám và GIS tạo ra công nghệ hiệu quả trong việc xử lý ảnh và quản lý thông tin, giúp chuyển đổi dữ liệu cần thiết cho việc cập nhật GIS Dữ liệu có sẵn trong GIS cũng cung cấp thông tin hỗ trợ quan trọng cho phân loại và xử lý ảnh viễn thám Giải pháp này kết hợp ưu điểm của cả hai công nghệ, nâng cao hiệu quả trong thu thập, lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu địa lý, từ đó cải thiện việc xây dựng và cập nhật dữ liệu không gian.
Ảnh vệ tinh đã trở thành công cụ quan trọng trong việc cập nhật dữ liệu không gian và xây dựng bản đồ chuyên đề sử dụng đất đai trên toàn cầu Với nhiều thể loại và độ phân giải khác nhau, ảnh vệ tinh cho phép tạo ra bản đồ với tỷ lệ lên tới 1:10.000 và nhỏ hơn Hiện nay, sự phát triển và thương mại hóa ảnh vệ tinh độ phân giải cao (