Ứng dụng ảnh phân giải cao SPOT để nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 đưa dự báo tốc độ phát triển năm 2015 Nguyễn Tân Duy Trường Đại học Khoa học Tư nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số: 60 44 02 14 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Lâm Năm bảo vệ: 2013 Abstract: Khảo sát khả sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho việc theo dõi biến động số loại hình sử dụng đất Đề xuất quy trình cơng nghệ thành lập đồ biến động sử dụng đất, có kết hợp sử dụng hệ thơng tin địa lý để lập đồ đánh giá biến động Sử dụng mơ hình dự báo MARKOV để dự báo loại hình sử dụng đất Tiến hành thực nghiệm khu vực huyện Thường Tín, thành phố Hà Nội Keywords: Biến động sử dụng đất; Bản đồ viễn thám; Công nghệ viễn thám Content MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đất đai từ lâu luôn đóng vai trò quan trọng sinh tồn phát triển người Nó tư liệu sản suất đặc biệt cho phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng Nhưng đất đai phát huy tiềm vốn có tác động tích cực người cách thường xun Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa nước ta, chuyển dịch kinh tế từ Nông nghiệp – Công nghiệp – Dịch vụ sang Công nghiệp – Dịch vụ - Nông nghiệp gây sức ép lớn đất đai Sức ép dân số, tốc độ cơng nghiệp hóa, đại hóa kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày tăng quỹ đất lại có hạn Đất đai thực trở thành “Tấc đất tấc vàng” Trong trình sử dụng đất, thường nảy sinh nhu cầu sử dụng đất vào mục đích khác người Do ln có biến động đất đai sử dụng đất Để phục vụ cho cơng tác quản lý Nhà nước cần làm rõ biến động sử dụng đất Chính cần phải có phương pháp quản lý hợp lý tình hình sử dụng đất thị Hiện nay, nhiều vệ tinh nhân tạo phóng lên quỹ đạo với mục đích khác để theo dõi diễn biến tượng bề mặt trái đất, có mục đích theo dõi lớp phủ bề mặt trái đất Đây phương pháp với công nghệ giúp làm nhanh hiệu so với công nghệ trước Ngày tiến hành thành lập đồ biến động sử dụng đất đô thị cách nhanh trước nhờ vào việc sử dụng ảnh vệ tinh với độ phân giải cao thay trước phải thực công tác thực địa phức tạp làm tăng thời gian hồn thành cơng việc Với đồ biến động thực phương pháp viễn thám đạt độ xác cao, ta tiến hành dự đốn loại hình sử dụng đất năm để nhà quy hoạch hoạch định loại hình sử dụng đất cách phù hợp Có nhiều cách để dự báo tình hình sử dụng đất dựa hàm toán học, chuỗi MARKOV hàm dự báo phổ biến mơ hình dự báo chọn để sử dụng luận văn Huyện Thường Tín huyện nằm phạm vi mở rộng thành phố Hà Nội (từ ngày tháng năm 2008) Trong năm qua, yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội trình phát triển thị hóa nên tình hình sử dụng đất huyện có nhiều biến đổi Xuất phát từ thực tế đó, em chọn đề tài: “Ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT để nghiên cứu biến động sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín – thành phố Hà Nội giai đoạn 2000 – 2011 đưa dự báo tốc độ phát triển loại hình sử dung đất năm 2015” Mục tiêu đề tài - Khảo sát khả sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho việc theo dõi biến động số loại hình sử dụng đất - Đề xuất quy trình cơng nghệ thành lập đồ biến động sử dụng đất, có kết hợp sử dụng hệ thông tin địa lý để lập đồ đánh giá biến động - Sử dụng mô hình dự báo MARKOV để dự báo loại hình sử dụng đất - Tiến hành thực nghiệm khu vực huyện Thường Tín, thành phố Hà Nội Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sở khoa học công nghệ viễn thám Bao gồm khái niệm công nghệ viễn thám như: Khái niệm hệ thống ghi nhận thông tin viễn thám, xạ điện từ, đặc tính phản xạ phổ đối tượng tự nhiên số đặc tính kỹ thuật ảnh viễn thám - Nghiên cứu khả thông tin ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT cho mục đích nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín Dựa ảnh SPOT độ phân giải cao để nghiên cứu khu vực cần thành lập đồ từ tiến hành xác định phân loại đối tượng nghiên cứu, biến động xác định thông qua việc thay đổi dụng đất vào mục đích cụ thể qua năm - Nghiên cứu phương pháp phân loại phần mềm phân loại ảnh để thành lập đồ trạng sử dụng đất Phân loại phương pháp giải đoán phương pháp khoanh định vật thể xác định trạng thái chúng nhờ phân biệt đặc tính yếu tố ảnh (độ sáng, kiến trúc, kiễu mẫu, hình dạng, kích thước, vị trí, màu) mối quan hệ đối tượng với đối tượng khác Kết giải đoán phụ thuộc vào kinh nghiệm người giải đoán, nhiên bị hạn chế khả phân biệt phổ mắt người hạn chế Sau thực cơng tác giải đốn ảnh, ta tiến hành thực địa kiểm chứng kết phân loại với mẫu giải đoán - Tiến hành nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 - 2011 hệ thông tin địa lý (GIS) đưa dự báo năm mơ hình dự báo MARKOV Dữ liệu GIS trạng sử dụng đất qua năm phân tích phương pháp chồng ghép liệu, phương pháp thông dụng GIS Kết thu từ việc chồng ghép tình hình biến động số loại hình sử dụng đất qua năm chọn Theo kết tính tốn từ đồ biến động sử dụng đất, ta sử dụng mơ hình dự báo MARKOV để tính tốn loại hình sử dụng đất năm Phương pháp nghiên cứu - Để giải mục đích đề tài luận văn, ta tiến hành thu thập tài liệu, thông tin, nghiên cứu sở lý thuyết cơng nghệ viễn thám, đặc tính kỹ thuật ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT, nghiên cứu khả thông tin ảnh viễn thám độ phân giải cao SPOT cho mục đích theo dõi biến động đất khu vực nghiên cứu - Lựa chọn phương pháp phân loại phần mềm phân loại để giải đoán lập đồ trạng sử dụng đất huyện Thường Tín Qua việc theo dõi sử dụng đất khu vực khoảng thời gian kết hợp với việc phân loại mẫu từ rút nhận xét, so sánh tình hình biến động giai đoạn 2000 – 2011 Việc xác định loại hình sử dụng đất qua ảnh SPOT bao gồm dấu hiệu gián tiếp quy luật, đặc điểm, phân bố mối quan hệ đối tượng Việc xác định yếu tố sử dụng đất ảnh đưa trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu Quá trình điều tra thực địa chủ yếu nhằm mục đích giải đốn xác điểm lấy mẫu xác minh điểm chưa rõ ràng ảnh - Trên sở giải đoán phân loại, ta tiến hành ứng dụng hệ thông tin địa lý nghiên cứu phân tích biến động loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu Kết đề tài đồ biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 - Từ phân tích đánh giá sơ ngun nhân biến động dự báo biến động năm 2015 phương pháp dự báo chuỗi MARKOV Luận văn có kết cấu gồm chương, cụ thể sau: Chương 1: Tổng quan sở công nghệ viễn thám Chương 2: Khả giải đoán ảnh vệ tinh SPOT việc nghiên cứu trạng sử dụng đất huyện Thường Tín Chương 3: Nghiên cứu quy trình cơng nghệ sử dụng ảnh vệ tinh SPOT thành lập đồ biến động loại hình sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 dự báo biến động tới năm 2015 References Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quy định thành lập đồ trạng sử dụng đất Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Ký hiệu đồ trạng sử dụng đất đồ quy hoạch sử dụng đất Luật đất đai (2003), NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội Nguyễn Khắc Thời (2011), Giáo trình viễn thám, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (1997), Viễn thám nghiên cứu tài nguyên môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Ngọc Thạch, Viễn thám hệ thông tin địa lý ứng dụng, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội Nguyễn Văn Thanh (2003), Bài giảng ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ trạng sử dụng đất, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Hải (2003), Thiết kế biến tập đồ, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội 10 Vũ Minh Tuấn, Lê Văn Trung, Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá biến động dự báo đất thị phường Hiệp Bình Phước quận Thủ Đức, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa chính, Đại học Nơng Lâm TPHCM; Trung tâm địa tin học, Đại học Quốc gia TPHCM 11 Nguyễn Đình Minh (2009), Phân loại sử dụng đất lớp phủ đất đô thị Hà Nội liệu ảnh Terra ASTER, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội 12 Nhữ Thị Xuân, Đinh Thị Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thúy Hằng (2004), Đánh giá biến động sử dụng đất huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội giai đoạn 1994 – 2003 sở phương pháp viễn thám kết hợp GIS, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội 13 Dương Tiến Đức, Trương Thị Hòa Bình, Nguyễn Hữu Huynh (2005), Ứng dụng cơng nghệ viễn thám Hệ thông tin Địa lý để đánh giá biến động lớp phủ thực vật vườn quốc gia U Minh Thượng, Tạp chí Nơng Nghiệp Phát triển nông thôn 14 Nguyễn Thị Diệu, Trương Phước Minh, Ứng dụng viễn thám GIS việc thành lập đồ trạng sử dụng đất thành phồ Đà Nẵng, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng 15 Nguyễn Quang Tuấn (2009), Ứng dụng GIS viễn thám thành lập đồ trạng thảm thực vật huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh, Hội thảo ứng dụng GIS viễn thám nghiên cứu tài nguyên môi trường – Đại học khoa học Huế ... tinh độ phân giải cao SPOT để nghiên cứu biến động sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín – thành phố Hà Nội giai đoạn 2000 – 2011 đưa dự báo tốc độ phát triển loại hình sử dung đất năm 2015 Mục... khu vực nghiên cứu Kết đề tài đồ biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 - Từ phân tích đánh giá sơ nguyên nhân biến động dự báo biến động năm 2015 phương pháp dự báo chuỗi... hình biến động số loại hình sử dụng đất qua năm chọn Theo kết tính tốn từ đồ biến động sử dụng đất, ta sử dụng mơ hình dự báo MARKOV để tính tốn loại hình sử dụng đất năm Phương pháp nghiên cứu