ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT TRỒNG LÚA GIAI ĐOẠN 2010 – 2015 TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ
KHOA SINH HỌC ỨNG
DỤNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG ĐẤT TRỒNG LÚA GIAI ĐOẠN 2010 – 2015 TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG

SINH VIÊN THỰC HIỆN
LÊ VĂN TIÊN
MSSV: 13D850103103
LỚP: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI - KHÓA 8

2017
i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ
KHOA SINH HỌC ỨNG
DỤNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
MÃ NGÀNH 52850103

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN
ĐỘNG ĐẤT TRỒNG LÚA GIAI ĐOẠN 2010 – 2015 TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
NGUYỄN QUỐC HẬU

SINH VIÊN THỰC HIỆN
LÊ VĂN TIÊN
MSSV: 13D850103103
LỚP: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI K8

ii


2017

iii


XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG
BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Luận văn: “Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến động đất trồng lúa giai đoạn 2010
– 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang”
Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN TIÊN
Lớp: ĐH QLĐĐ K8
Luận văn đã được hoàn thành theo yêu cầu của cá bộ hướng dẫn và hội đồng bảo vệ
luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Quản Lí Đất Đai, Khoa Sinh học ứng dụng
– Đại học Tây Đô.
Cần Thơ, ngày.....tháng.. . .năm 2017
Xác nhận của Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

NGUYỄN QUỐC HẬU

Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

LÊ VĂN TIÊN

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quãng thời gian 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Tây
Đô em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, quý Thầy Cô, đặc biệt là quý Thầy Cô
thuộc khoa Sinh Học Ứng Dụng đã quan tâm, chỉ dạy tận tình, tạo môi trường tốt nhất
để em đạt kết quả tốt trong học tập. Cùng với sự nổ lực, cố gắn của bản thân và sự
hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cơ đã giúp em hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp
này. Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến:
- Thầy Mai Linh Cảnh đã quan tâm, hỗ trợ tích cực cũng như giải đáp mọi thắc trong
suốt quá trình em theo học tại trường.
- Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Nguyễn Quốc Hậu, giảng
viên khoa Nông Nghệp trường Cao Đẳng Cộng Đồng Vĩnh Long đã tận tình hướng dẫn,
chỉ bảo em để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
- Con xin cảm ơn gia đình đã có cơng ni dưỡng và tạo mọi điều kiện tốt nhất để con
có thể học tập đến ngày hơm nay.
Cuối lời Cuối lời em xin gửi lời chúc sức khỏe đến tồn thể q Thầy, Cơ trường
Đại Học Tây Đô, chúc quý Thầy Cô thành công trong công tác giảng dạy và truyền đạt
những kiến thức bổ ích cho thế hệ tiếp sau chúng em.
Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

LÊ VĂN TIÊN

v


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến động đất trồng lúa
giai đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được tiến hành trong thời gian
từ ngày 1/3/2017 đến ngày 13/7/2017. Phương pháp nghiên cứu của đề tài là ứng dụng
ảnh viễn thám, cụ thể là ảnh viễn thám MODIS (MOD09Q1) và công nghệ GIS với
mục tiêu là thành lập được bảng đồ hiện trạng sử dụng đất trồng lúa giai đoạn 2010 –
2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang và từ đó đánh giá được khả năng ứng dụng của ảnh
MODIS trong theo dõi, đánh giá biến động diện tích đất trồng lúa trong giai đoạn 2010
– 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang. Từ kết quả tính tốn chỉ số NDVI của khu vực
vùng nghiên cứu, thiết lập chuỗi ảnh đa phổ với 65 kênh (đối với năm 2010 và năm
2015) và 46 kênh (đối với năm 2012, 2013, 2014) đã được giải đoán các đối tượng cây
trồng. Trên cơ sở đó tiến hành thành lập bảng đồ hiện trạng sử dụng đất lúa bằng
phương pháp chuyển đổi dữ liệu từ ENVI sang MapInfo, sử dụng các chức năng tích
hợp trên phần mềm MapInfo để tính tốn diện tích đất trồng lúa giai đoạn 2010 –
2015. Từ kết quả giải đốn ảnh viễn thám, diện tích đất lúa giai đoạn 2010 – 2015 biến
động chủ yếu theo chiều hướng giảm cụ thể như sau: Tổng diện tích đất lúa năm 2010
so với năm 2015 giảm 4,18% trong đó địa phương có diện tích giảm nhiều nhất là
huyện Phụng Hiệp, tổng diện tích đất lúa năm 2015 so với năm 2010 giảm 6,03%, bên
cạnh các địa phương có diện tích đất lúa giảm thì huyện Long Mỹ có diện tích đất lúa
năm 2015 tăng 9,61% so với diện tích năm 2010. Từ các ứng dụng như: Thành lập bản
đồ hiện trạng sử dụng đất trồng lúa, tính diện tích đất trồng lúa trên địa bàn tỉnh, cug
cấp dữ liệu thuộc tính của từng đối tượng, việc ứng dụng cơng nghệ GIS kết hợp với
công nghệ viễn thám đã đem lại hiệu quả cao trong theo dĩa cũng như đánh giá biến
động hiện trạng sử dụng đất trồng lúa trên địa bàn tỉnh Hậu Giang.

DANH SÁCH BẢNG
Bảng

Nội dung

Trang

2.1
2.2

Các thông số kỹ thuật của vệ tinh MOISD

9

Đặc điểm của một số kênh phổ ảnh MODIS

9

2.3

Đặc điểm ảnh MOD09Q1

10

4.1

Khóa giải đốn ảnh MODIS khu vực tỉnh Hậu Giang

40

4.2

Ma trận sai số phân loại ảnh

49

4.3

Các giá trị tính tổng cột và dịng theo kết quả Bảng 4.2

51

4.4

Diện tích đất trồng lúa sau khi tính tốn trên bảng đồ hiện trạng đã
thành lập

53

4.5

So sánh diện tích đất trồng lúa sau khi giải đoán ảnh so với số liệu
kiểm kê của sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hậu Giang năm
2015.

55

DANH SÁCH HÌNH
Hình

Nội dung

Trang

2.1

Các thành phần của GIS

12

2.2

Giao diện của phần mềm ENVI 4.8

13

2.3

Giao diện phần mềm Mapinfo 10.5

14

2.4

Sự phát triển của lúa vụ Đông xuân - Hè Thu và sự biến động chỉ số
NDVI (Nguồn: Trần Thị Hiền, 2010)

17

2.5

Tương quan giữa sự phát triển của lúa ở vụ Đông xuân và Hè Thu và sự
biến động của chỉ số NDVI (Nguồn: Trần Thị Hiền, 2010)

17

2.6

Bản đồ hành chính tỉnh Hậu Giang

19

3.1

Sơ đồ quá trình xử lý ành Modis

21

3.2

Sơ đồ các bước thực hiện đề tài

23

4.1

Ảnh MODIS09Q1 thu thập được

25

4.2

Các bước trong quá trình cắt sơ bộ vùng nghiên cứu

26

4.3

Ảnh trước khi cắt sơ bộ (a) và ảnh sau khi cắt sơ bộ (b)

26

4.4

Các bước trong quá trình cắt ảnh theo địa giới hành chính

27

4.5

Ảnh trước khi cắt theo địa giới hành chính (a) và ảnh sau khi cắt theo địa
giới hành chính (b)

28

4.6

Các bước trong q trình hiệu chỉnh hình học

39

4.7

Trước và sau khi hiệu chỉnh hình học

30

4.8

Các bước tiến hành lọc ảnh

30

4.9

Mối quan hệ giữa chỉ số thực vật NDVI với sự hiện diện của thực vật

32

4.10

Các bước tiến hành quá trình ghép chuỗi ảnh NDVI

33

4.11

Ảnh Hậu Giang tổ hợp dựa trên các kênh phổ 6, 14 và 47

34

4.12

Các bước thực hiện quá trình che chuỗi ành NDVI

35

4.13

Bản đồ phân loại khơng kiểm sốt năm 2010

36

4.14

Giá trị NDVI của 6 đối tượng được phân loại khơng kiểm sốt năm 2010

37

4.15

Các giai đoạn phát triển của cây lúa (giai đoạn trước xạ, giai đoạn phát
triển, giai đoạn lúa chín và giai đoạn sau khi thu hoạch)

37

4.16

Bản đồ phân loại khơng kiểm sốt năm 2015

38

4.17

Giá trị NDVI của 6 đối tượng được phân loại khơng kiểm sốt

39

4.18

Các bước tiến hành khoanh ROI

41

4.19

Vị trí các điểm khảo sát

42

4.20

Các bước thực hiện để lấy giá trị NDVI

44

4.21

Biểu đồ biến động NDVI khu vực thực vật phát triển tốt quanh năm

45


Hình

Nội dung

Trang

4.22

Biểu đồ biến động NDVI khu vực thực vật phát triển tốt quanh năm và
có chu kỳ theo năm

45

4.23

Biểu đồ biến động NDVI khu vực thực vật phát triển kém

46

4.24

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ
trong 1 năm

47

4.25

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ
trong 2 năm liên tiếp

47

4.26

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ thu
đông sớm trong 1 năm

47

4.27

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ thu
đông sớm trong 2 năm liên tiếp

48

4.28

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ thu
đông muộn trong 1 năm

48

4.29

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của khu vực trồng lúa 3 vụ thu
đông muộn trong 2 năm liên tiếp

48

4.30

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa năm 2010 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang

52

4.31

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa năm 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang

53

4.32

Biểu đồ diện tích đất trồng lúa năm 2010 và 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu
Giang

54

4.33

Biểu đồ so sánh diện tích đất lúa năm 2010 giữa kết quả giải đoán ảnh
MODIS so với số liệu kiểm kê của Sở TN&MT

56

4.34

Biểu đồ so sánh diện tích đất lúa năm 2015 giữa kết quả giải đốn ảnh
MODIS so với số liệu kiểm kê của Sở TN&MT

56

4.35

Biểu đồ tương quan giữa số liệu điều tra với diện tích giải đốn ảnh
MODIS

57


DANH SÁCH CÁC TỪ VẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng anh

Tiếng việt

GIS

Geographic Information System

Hệ thống thông tin địa lý

ENVI

The Environment for Visualizing

Môi trường thể hiện ảnh

ĐBSCL
NDVI

Đồng bằng sông Cửu Long
The Normalized Difference
Vegetation Index

Chỉ số khác biệt thực vật

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

ĐX

Đông Xuân

HT

Hè Thu

TĐm

Thu Đông muộn

MODIS

Moderate-resolution Imaging
Spectroradiometer

Hệ thống quét ảnh đa phổ độ

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

UTM

Universal Transverse Mercator

Hệ tọa độ chuyển đổi tổng hợp

WGS-84

World Geodetic Systerm 84

Hệ tọa độ thế giới xây dựng năm 1984

ROI

Region Of Interest

Vùng đại diện


MỤC LỤC
NỘI DUNG

TRANG

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. i
TÓM TẮT..................................................................................................................... ii
DANH SÁCH BẢNG................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH.................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC TỪ VẾT TẮT.............................................................................. vi
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU............................................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu của đề tài............................................................................................... 1
1.3 Nội dung của đề tài............................................................................................... 2
1.4 Ý nghĩa của đề tài................................................................................................. 2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................ 3
2.1 Cơ sở khoa học về sử dụng đất............................................................................. 3
2.1.1 Khái niệm và vai trò của đất đai..................................................................... 3
2.1.2 Khái niệm và phân loại đất nông nghiệp........................................................ 4
2.2 Biến động hiện trạng sử dụng đất......................................................................... 6
2.2.1 Định nghĩa sử dụng đất.................................................................................. 6
2.2.2 Biến động sử dụng đất, các trường hợp và nguyên nhân của biến động đất
đai................................................................................................................... 6
2.2.3 Khái quát về bản đồ biến động sử dụng đất.................................................... 6
2.3 Tổng quan về viễn thám và GIS........................................................................... 7
2.3.1 Khái niệm viễn thám...................................................................................... 7

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của viễn thám............................................................... 8
2.3.3 Nguyên tắc sử dụng ảnh viễn thám theo dõi biến động.................................. 8
2.3.4 Đặc điểm ảnh viễn thám MODIS................................................................... 8
2.4 Tổng quan về GIS............................................................................................... 10
2.4.1 Khái niệm về GIS......................................................................................... 10
2.5 Giới thiệu phần mềm xử lý ảnh ENVI................................................................ 12
2.6 Giới thiệu phần mềm Mapinfo............................................................................ 13
2.7 Tổng quan một số đề tài nghiên cứu viễn thám và công nghệ GIS.....................15
2.8 Tồng quan về khu vực nghiên cứu...................................................................... 17
2.8.1 Vị trí địa lí.................................................................................................... 18
2.8.2 Điều kiện tự nhiên........................................................................................ 18


2.8.3 Kinh tế - xã hội............................................................................................. 19
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN................................................. 21
3.1 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 21
3.2 Phương tiện nghiên cứu...................................................................................... 22
3.2.1 Tài liệu – số liệu.......................................................................................... 22
3.2.2 Phần mềm, thiết bị....................................................................................... 22
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 25
4.1 Kết quả thu thập ảnh viễn thám và số liệu.......................................................... 25
4.2 Kết quả xử lý ảnh............................................................................................... 25
4.2.1 Cắt, che ảnh.................................................................................................. 25
4.2.2 Hiệu chỉnh hình học..................................................................................... 28
4.2.3 Biến đổi ảnh................................................................................................. 30
4.2.4 Phân loại khơng kiểm sốt............................................................................ 35
4.2.5 Phân loại có kiểm sốt.................................................................................. 40
4.2.6 Kết quả khảo sát thực tế............................................................................... 42
4.2.7 Kết quả phân loại có kiểm sốt..................................................................... 43
4.2.8 Kiểm tra độ tin cậy của bản đồ hiện trạng sử dụng đất được giải đoán........49

4.3 Thành lập bảng đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Hậu Giang dựa trên dữ liệu ảnh
giải đốn............................................................................................................. 52
4.4 Tình hình biến động diện tích đất trồng lúa trên địa bàn tỉnh Hậu Giang giai đoạn
2010 – 2015........................................................................................................ 53
4.4.1 Tình hình biến động diện tích đất trồng lúa giai đoạn 2010 - 2015..............53
4.4.2 So sánh kết quả giải đoán ảnh với số liệu thu thập từ cơ quan Nhà Nước....55
4.5 Khả năng ứng dụng của ảnh MODIS09Q1 và công nghệ GIS trong đánh giá biến
động diện tích đất trồng lúa................................................................................ 57
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 59
5.1 Kết luận.............................................................................................................. 59
5.2 Kiến nghị............................................................................................................ 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 60
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 62


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Đối với công tác quản lý đất đai thì cơng nghệ viễn thám và GIS là một trong
những công cụ đắc lực hỗ trợ rất lớn cho các cán bộ địa chính trong việc nắm bắt tình
hình sử dụng đất của khu vực mình quản lý.
Trong giai đoạn hiện nay quá trình sử dụng đất ln có những biến động phức tạp
và khó kiểm sốt, gây khó khăn trong thống kê, kiểm kê hiện trạng sử dụng đất. Đặc
biệt đất trồng lúa là một trong những loại đất có sự biến động nhiều nhất về hiện trạng
sử dụng, theo kết quả thực hiện kế hoạch sử dụng đất 5 năm kỳ đầu giai đoạn 2011 –
2015 của Đồng Bằng Sơng Cửu Long diện tích đất trồng lúa của ĐBSCL thay đổi qua
các năm cụ thể: Năm 2010 tổng diện tích là 4.120,18 (nghìn ha), giai đoạn cuối năm
2014, đầu năm 2015 diện tích giảm cịn 3.951,00 (nghìn ha), năm 2015 diện tích là
4.030,75 (nghìn ha) do nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng chủ yếu là chuyển mục
đích sử dụng đất, làm cho diện tích đất trồng lúa ngày càng bị suy giảm đặc biệt là khu
vực ĐBSCL. Trong thời đại công nghệ thông tin phát triển như hiện nay thì việc áp

dụng những tiến bộ trong lĩnh vực này đem lại hiệu quả rất cao trong việc theo dõi sự
biến động của hiện trạng sử dụng đất. Công nghệ viễn thám và GIS giúp cho cán bộ
chun mơn có thể dễ dàng nắm bắt được tình hình biến động sử dụng đất trong khu
vực mình quản lý, vừa cho kết quả chính xác, vừ tiết kiệm được thời gian, chi phí.
Hiện nay vấn đề sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với công nghệ tin học đặc biệt là
công nghệ viễn thám và GIS trong công tác thành lập bản đồ đã hạn chế được rất nhiều
những khó khăn về kinh phí cũng như thời gian thành lập bản đồ. Mặt khác, do tính
chất đa thời gian của viễn thám mà thông tin được tách chiết, từ tư liệu viễn thám có
khả năng phản ánh khách quan và đảm bảo tính thời sự, rất thuận lợi cho việc nghiên
cứu biến động.
Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến
động đất trồng lúa giai đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang cần được
nghiên cứu.
1.2 Mục tiêu của đề tài
Đề tài thực hiện nhằm mục đích: Theo dõi và đánh giá được hiện trạng đất trồng
lúa trên địa bàn tỉnh Hậu Giang trong giai đoạn 2010 – 2015. Thành lập bản đồ hiện
trạng sử dụng đất trồng lúa qua các năm từ đó so sánh với số liệu kiểm kê qua năm
2010 và năm 2015 xem độ chính xác khoảng bao nhiêu phần trăm, trên cơ sở đó cho
thấy được khả năng áp dụng cơng nghệ viễn thám và GIS trong theo dõi sự thay đổi
hiện trạng đất trồng lúa trong giai đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang.
Các mục tiêu cụ thể gồm:
13


- Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất trồng lúa giai đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn
tỉnh Hậu Giang;
- Đánh giá sự biến động về diện tích trồng lúa trên địa bàn tỉnh Hậu Giang trong giai
đoạn 2010 – 2015;
- Đánh giá khả năng ứng dụng của ảnh viễn thám MODIS và công nghệ GIS trong việc
theo dõi biến động diện tích đất trồng lúa giai đoạn 2010 – 2015 của tỉnh Hậu Giang.

1.3 Nội dung của đề tài
Tiến hành các bước trong quy trình xử lý ảnh viễn thám MODIS thu thập được từ
phần mềm ENVI 4.8 và kết hợp với phần mềm MapInfo để thành lập bảng đồ hiện
trạng sử dụng đất trồng lúa của tỉnh Hậu Giang trong giai đoạn 2010 – 2015.
Đánh giá tình hình biến động diện tích đất trồng lúa của tỉnh Hậu Giang giai đoạn
2010 – 2015 dựa trên dữ liệu ảnh giải đốn và diện tích tính được từ bản đồ hiện trạng
sử dụng đất trồng lúa trên địa bàn tỉnh Hậu Giang năm 2010 và năm 2015.
So sánh kết quả diện tích tính được từ việc giải đốn ảnh viễn thám với số liệu
kiểm kê đất đai từ Sở TN&MT đánh giá được khả năng ứng dụng của ảnh viễn thám
MODIS và công nghệ GIS trong thực tiễn.
1.4 Ý nghĩa của đề tài
Đề tài “Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến động đất trồng lúa giai
đoạn 2010 – 2015 trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” nhằm đánh giá được tình hình biến
động diện tích đất trồng lúa của tỉnh Hậu Giang trong giai đoạn 2010 – 2015, đồng
thời đề tài còn cho thấy khả năng ứng dụng của viễn thám và công nghệ GIS trong
công tác đánh giá hiện trạng sử dụng đất thông qua ảnh MODIS và bản đồ hiện trạng
sử dụng đất.


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cơ sở khoa học về sử dụng đất
2.1.1 Khái niệm và vai trò của đất đai
* Khái niệm đất đai
Đất đai về mặt thuật ngữ khoa học được hiểu theo nghĩa rộng như sau: "đất đai là
một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu thành của mơi trường
sinh thái ngay trên vỏ dưới bề mặt đó bao gồm: khí hậu, bề mặt, thổ nhưỡng, dáng địa
hình, mặt nước (hồ, sông, suối, đầm lầy). Các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nước
ngầm và khống sản trong lịng đất, tập đồn thực vật và động vật, trạng thái định cư
của con người, những kết quả của con người trong quá khứ và hiện tại để lại (san nền,
hồ chứa nước hay hệ thống tiêu thoát nước, đường xá, nhà cửa)".

Về quan điểm sinh thái và môi trường của (Lê Văn Khoa, 2000) đất là một vật
thể sống, một vật mang của các hệ sinh thái tồn tại trên trái đất, con người tác động
vào đất cũng chính là tác động vào hệ sinh thái mà đất mang trên mình nó. Đất đai là
tài ngun khơng tái tạo, là vật mang của hệ sinh thái. Đất là thành phần của môi trường
thiên nhiên, của sinh quyển và có mối quan hệ mật thiết với các tài nguyên thiên nhiên
khác (như nước, thực vật...).
Đất đai được định nghĩa là một khu vực cụ thể của bề mặt trái đất bao gồm tất cả
các thuộc tính ngay ở trên và dưới bề mặt bao gồm khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình, hệ
thống thủy văn bề mặt, lớp trầm tích gần bề mặt, nước ngầm, quần thể động thực vật
và mọi hoạt động của con người trong quá khứ và hiện tại, hệ thống thủy lợi, đường
giao thơng, các tịa nhà. (FAO 1995b).
* Vai trị của đất
Đất đai đóng vai trò quyết định đến sự tồn tại và phát triển của loài người, là cơ
sở tự nhiên, là tiền đề cho mọi q trình sản xuất. Vai trị cơ bản của đất đai trong việc
hỗ trợ con người và các hệ sinh thái trên cạn khác được FAO (1995a) tổng hợp bao
gồm:
- Đất là nơi lưu trữ tài sản cho cá nhân, gia đình và xã hội, cung cấp khơng gian cho con
người để ở, xây dựng và vui chơi giải trí;
- Đất là nơi sản xuất, cung cấp thức ăn, gỗ, củi và các vật liệu sinh học khác;
- Đất là môi trường sống của mọi sinh vật: Con người, động thực vật và vi sinh vật;
- Đất là yếu tố quyết định sự cân bằng năng lượng và chu trình thủy văn tồn cầu, vừa là
nguồn phát vừa là bể chứa để giảm thiểu khí nhà kính;
- Đất là nơi lưu giữ và vận chuyển nguồn tài nguyên nước mặt, nước ngầm, lưu trữ các
nguồn tài nguyên và khoáng sản cho con người;


- Đất là bộ đệm, bộ lọc và bến đổi hóa học các chất ơ nhiễm.


Đất đai là một yếu tố cơ bản của sản xuất, vừa là đối tượng lao động vừa là tư

liệu lao động. Đất đai là đối tượng lao động vì đó là nơi để con người thực hiện các
hoạt động của mình để tác động vào cây trồng, vật ni để tạo ra sản phẩm. Đất đai
còn là tư liệu lao động trong q trình sản xuất thơng qua việc con người đã biết lợi
dụng một cách ý thức các đặc tính tự nhiên của đất như lý học, hóa học, sinh vật học
và các tính chất khác để tạo tác động và giúp cây trồng tạo nên sản phẩm.
2.1.2 Khái niệm và phân loại đất nông nghiệp
* Khái niệm nhóm đất nơng nghiệp
Nhóm đất nơng nghiệp (ký hiệu là NNP) là đất sử dụng vào mục đích sản xuất,
nghiên cứu, thí nghiệm về nơng nghiệp, lâm nghiệp, ni trồng thuỷ sản, làm muối và
mục đích bảo vệ, phát triển rừng. Đất nông nghiệp bao gồm đất sản xuất nông nghiệp,
đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác.
* Phân loại đất nông nghiệp
a) Đất sản xuất nông nghiệp (SXN) bao gồm đất trồng cây hằng năm và đất trồng cây lâu
năm.
- Đất trồng cây hằng năm (CHN): Là đất sử dụng vào mục đích trồng các loại cây có
thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng cho đến khi thu hoạch không quá một năm, kể
cả đất đất sửdụng theo chế độ canh tác không thường xuyên theo chu kỳ. Đất trồng cây
hằng năm bao gồm đất trồng lúa và đất trồng cây hằng năm khác.
+ Đất trồng lúa (LUA) là ruộng và nương rẫy trồng lúa từ một vụ trở lên hoặc
trồng lúa kết hợp với các mục đích sử dụng đất khác được pháp luật cho phép nhưng
trồng lúa là chính. Đất trồng lúa bao gồm đất chuyên trồng lúa nước, đất trồng lúa
nước còn lại và đất trồng lúa nương.
• Đất chuyên trồng lúa nước (LUC): Là ruộng trồng lúa nước (bao gồm cả ruộng bậc
thang), hàng năm cấy trồng từ hai vụ trở lên, kể cả có luân canh, xen canh với cây
hàng năm khác hoặc có khó khăn đột xuất mà chỉ trồng cấy được một vụ hoặc khơng
sử dụng trong thơi gian khơng q một năm.
• Đất trồng lúa nước còn lại (LUK): Là ruộng trồng lúa nước (bao gồm cả ruộng bậc
thang), hàng năm cấy trồng từ một vụ trở lên, kể cả trường hợp trong năm có thuận lợi
mà chỉ trồng thêm một vụ lúa hoặc trông thêm cây hàng năm khác hoặc do khó khăn
đột xuất mà khơng sử dụng trong thời gian khơng q một năm.

• Đất trồng lúa nương (LUN): Là đất chuyên trồng lúa trên sườn đồi, núi dốc từ một vụ
trở lên, kể cả trường hợp trồng lúa không thường xuyên theo chu kỳ và trường hợp có
luân canh, xen canh với cây hàng năm khác.


+ Đất trồng cây hàng năm khác (HNK): Là đất trồng các cây hàng năm (trừ đất
trồng lúa), gồm chủ yếu để trồng rau, màu, cây thuốc, mía, đai, gai, cói, sả, dâu tằm,
đất


trồng cỏ tự nhiên có cải tạo để chăn ni gia súc. Đất trồng cây hàng năm khác bao
gồm đất bằng trồng cây hàng năm khác và đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác.
• Đất bằng trồng cây hàng năm khác (BHK): Là đất bằng phẳng ở đồng bằng, thung lũng,
cao nguyênđể trồng cây hàng năm khác.
• Đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác (NHK): Là đất trồng cây hàng năm khác trên
sườn đồi, núi dốc kề cả trường hợp trồng cây hàng năm khác không thường xuyên
nhưng theo chu kỳ.
- Đất trồng cây lâu năm (CLN): Là đất trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng từ khi
gieo trồng tới khi thu hoạch là trên một năm, kể cả những loại cây có thời gian sinh
trưởng như cây hàng năm nhưng cho thu hoạch nhiều năm như thanh long, chuối,
nho… Các loại cây lâu năm bao gồm:
+ Cây công nghiệp lâu năm: Gồm các cây lâu năm có sản phẩm thu hoạch khơng
phải là gỗ, được dùng để làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp hoặc phải qua chế
biến mới sử dụng được như chè, ca cao, cà phê, dừa, điều…;
+ Cây ăn quả lâu năm: Các cây lâu năm có sản phẩm thu hoạch là quả để ăn tươi
hoặc kết hợp với chế biến;
+ Vườn tạp là vườn trồng xen lẫn nhiều loại cây lâu năm hoặc cây lâu năm xen
lẫn cây hàng năm mà không được công nhận là đất ở;
+ Các loại cây lâu năm khác không phải đất trồng cây công nghiệp lâu năm và
cây ăn quả lâu năm, chủ yếu là cây lấy gỗ, lấy bóng mát, tạo cảnh quan trong các đô

thị, khu dân cư nông thôn.
b) Đất lâm nghiệp (LNP): Là đất đang có rừng (gồm rừng tự nhiên và rừng trồng) đạt tiêu
chuẩn rừng theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng và đất mới được
trồng rừng hoặc trồng kết hợp với khoanh nuôi tự nhiên. Đất lâm nghiệp bao gồm đất
rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng.
- Đất rừng sản xuất (RSX): Là đất sử dụng vào mục đích sản xuất lâm nghiệp theo quy
định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng.
- Đất rừng phòng hộ (RPH): Là đất để sử dụng vào mục đích phịng hộ đầu nguồn, bảo
vệ đất, bảo vệ nguồn nước, bảo vệ mơi trường sinh thái, chắn gió, chắn cát, chắn sóng
ven biển theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng.
- Đất rừng đặc dụng (RDD): Là đất để sử dụng vào mục đích nghiên cứu, thí nghiệm
khoa học, bảo tồn thiên nhiên và đa dạng sinh học, vườn quốc gia, bảo vệ di tích lịch
sử, văn hóa, danh lam thắng cảnh, bảo vệ môi trường sinh thái theo quy định của pháp
luật về bảo vệ và phát triển rừng.
c) Đất nuôi trồng thủy sản (NTS): Là đất được sử dụng chuyên vào mục đích ni, trồng
thủy sản nước lợ, nước mặn và nước ngọt.


d) Đất làm muối (LMU): Là ruộng muối để sử dụng vào mục đích sản xuất muối
e) Đất nơng nghiệp khác (NKH): Gồm đất sử dụng để xây dựng nhà kính và các loại nhà
khác phục vụ mục đích trồng trọt, kể cả các hình thức trồng trọt khơng trực tiếp trên
đất; xây dựng chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các loại động vật khác được
pháp luật cho phép; đất trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản cho muc đích học
tập, nghiên cứu thí nghiệm; đất ươm tạo cây giống và đất trồng hoa, cây cảnh.
2.2 Biến động hiện trạng sử dụng đất
2.2.1 Định nghĩa sử dụng đất.
Sử dụng đất (Land use): Sử dụng đất là cách thức mà người ta sử dụng bề mặt
trái đất. Sử dụng đất được phân loại như thành thị, nông thôn, đất nông nghiệp, rừng…
hoặc với mức phân loại cụ thể hơn cho những mục đích cụ thể. (Phùng Văn Tiến,
2009).

2.2.2 Biến động sử dụng đất, các trường hợp và nguyên nhân của biến động đất đai.
* Biến động sử dụng đất
Biến động sử dụng đất là sự tăng hay giảm về diện tích đối tượng nào đó trong một
giai đoạn nhất định. (Phùng Văn Tiến, 2009).
* Các trường hợp biến động đất đai
- Được nhà nước giao đất, cho thuê đất.
- Được nhà nước thu hồi đất, mất đất do thiên tai
- Trường hợp đất bồi, đất cồn
- Thay đổi mục đích sử dụng đất, thời hạn sử dụng, hình thể sử dụng.
- Chuyển đổi, chuyển nhượng, cho thuê, thừa kế, thế chấp hoặc chia tách quyền sử dụng
đất.
* Nguyên nhân của biến động đất đai
Do nhà nước: nhà nước thu hồi đất, giao đất, cho thuê đất đối với các tổ chức, hộ
gia đình, cá nhân trong nước và ngoài nước theo quy hoạch và kế hoạch phát triển kinh
tế xã hội của đất nước.
Do người sử dụng đất: Nhu cần chuyển nhượng, chuyển đổi, cho thuê, thừa kế,
thể chấp theo quy định của pháp luật về các quyền của người sử dụng đất
Do tự nhiên gãy, do thiên tai (bão, lũ lụt, xói mịn, sụp lở…) hay do đắt hồi
2.2.3 Khái quát về bản đồ biến động sử dụng đất


Theo khoản 5 điều 3 Luật đất đai 2013 thì bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản
đồ thể hiện sự phân bố các loại đất tại một thời điểm xác định, được lập theo từng đơn
vị hành chính.


Để nghiên cứu biến động sử dụng đất người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp
từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: Số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiểm kê
hoặc từ các cuộc điều tra. Các phương pháp này có độ chính xác khơng cao, tốn nhiều
thời gian và kinh phí, đồng thời chúng khơng thế hiện được sự thay đổi sử dụng đất từ

loại đất này sang loại đất khác và vị trí khơng gian của sự thay đổi đó. Thành lập bản
đồ biến động sử dụng đất từ tư liệu viễn thám đa thời gian sẽ khắc phục được những
nhược điểm trên.
Bản đồ biến động sử dụng đất ngoài các yếu tố nội dung cơ bản của các Bản đổ
chuyên đề như: bản đồ địa hình, địa vật, giao thơng, thủy văn... phải thể hiện được sự
biến động về sử dụng đất theo thời gian. Các thơng tin về tình hình sử dụng đất, biến
động sử dụng đất kết hợp với các thông tin có liên quan là yếu tố quan trọng phục vụ
cơng tác quy hoạch, kế hoạch và quản lý đất đai để đảm bảo sử dụng đất bền vững,
hiệu quả, thân thiện môi trường và quan trọng nhất là đảm bảo an ninh lương thực. Ưu
điểm của bản đồ biến động sử dụng đất là thể hiện được rõ sự biến động theo khơng
gian và theo thời gian. Diện tích biển động được thế hiện rõ ràng trên bản đồ, đồng
thời cho chúng ta biết có biến động hay khơng biến động, hay biến động từ loại đất
nào sang loại đất nào. Nó có thể được kết hợp với nhiều nguồn dữ liệu tham chiếu
khác để phục vụ có hiệu quả cho rất nhiều mục đích khác nhau như quản lý tài nguyên,
môi trường, thống kê, kiểm kê đất đai. Về cơ bản, bản đồ biến động sử dụng đất được
thành lập trên cơ sở hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm nghiên cứu vì
vậy độ chính xác của bản đồ này phụ thuộc vào độ chính xác của các bản đồ hiện trạng
sử dụng đất tại hai thời điểm nghiên cứu.
2.3 Tổng quan về viễn thám và GIS
2.3.1 Khái niệm viễn thám
Viễn thám là một khoa học thu nhận thông tin của bề mặt trái đất mà không tiếp
xúc trực tiếp với bề mặt ấy. Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu
nhận năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng
những thơng tin nói trên (Phạm Văn Thơng, 2010).
Theo Lê Quang Trí (1999) cho rằng: Viễn thám được định nghĩa là sự thu thập và
phân tích thơng tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích thơng tin này được thực
hiện từ một khoảng cách khơng gian khơng có sự tiếp xúc đến các vật thể.
Theo Lê Quang Trung và cộng tác viên (2000), đã định nghĩa về viễn thám và
các chuyên ngành về viễn thám như sau: Viễn thám (Remote sensing): có nhiều định
nghĩa về viễn thám của nhiều tác giả khác nhau , nhìn chung viễn thám là sự thu thập

và phân tích các thơng tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích này được thực
hiện từ một khoảng cách khơng gian khơng có sự tiếp xúc trực tiếp đến các vật thể.
Máy bay hay vệ tinh là những vật mang chủ yếu phục vụ cho sự quan trắc trong viễn
thám.


2.3.2 Nguyên lý hoạt động của viễn thám
Nguyên lý cơ bản của viễn thám đó là đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các đối
tượng tự nhiên tương ứng với từng giải phổ khác nhau. Kết quả của việc giải đốn các
lớp thơng tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặc trưng
phản xạ phổ với bản chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên. Những thông tin về
đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyên môn
chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu, đồng
thời đây cũng là cơ sở để phân tích nghiên cứu các tính chất của đối tượng, tiến tới
phân loại chúng.
2.3.3 Nguyên tắc sử dụng ảnh viễn thám theo dõi biến động
- Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động một khu vực, phải ở cùng một hệ tọa độ lưới
chiếu.
- Ảnh phải có độ phân giải như nhau.
- Ảnh có độ phân giải càng cao thì các tượng tượng phản xạ càng mạnh, thông tin về các
đối tượng thực phủ càng chi tiết hơn và ngược lại. Vì vậy ảnh có cùng độ phân giải các
đối tượng thực phủ sẽ cho phản xạ gần như nhau, và khi đó chồng lớp đối tượng trên
hai ảnh cho kết quả biến động chính xác hơn.
- Ảnh phải được phân tích giải đốn ở các bước sóng như nhau.
- Khu vực nghiên cứu của ảnh phải như nhauHai ảnh phải được chụp trên cùng một khu
vực hoặc được cắt theo ranh giới hành chính của khu vực nghiên cứu.
2.3.4 Đặc điểm ảnh viễn thám MODIS
* Khái quát ảnh vệ tinh MODIS
MODIS là bộ cảm viễn thám chủ yếu của vệ tinh Terra được phóng lên quỹ đạo
vào ngày 18/12/1999 và vệ tinh Aqua được phóng vào ngày 4/5/2002. Trong khoảng

thời gian một ngày đêm, các bộ cảm của vệ tinh sẽ quét gần hết Trái đất trừ một số dải
hẹp ở vùng xích đạo, các dải này sẽ được phủ hết vào ngày hơm sau (Viện khí tượng
thủy văn và mơi trường, 2012).
MODIS được thiết kế để thu thập 50 bước sóng của ánh sáng nhưng các vệ tinh
hiện đang trong quỹ đạo chỉ thu được 36 bước sóng, bao gồm các bước sóng từ 0.4μm
đến 14.4μm. Độ phân giải của dữ liệu khoảng từ 250 đến 1000 m tùy thuộc vào bước
sóng được ghi lại. (Ruizhi Ren, 2009).
Ảnh MODIS cung cấp dữ liệu về đất liền, biển và khí quyển một cách đồng thời.
Tùy vào mục đích nghiên cứu mà sử dụng các kênh phổ khác nhau. Vệ tinh Terra và
Aqua mang bộ cảm MODIS ban ngày đi từ Bắc xuống Nam, qua xích đạo khoảng 10h30’


và 13h30’ giờ địa phương, thời gian bay hết một vịng quanh Trái đất xấp xỉ 1h40’. Về
ban đêm thì chiều bay của vệ tinh ngược lại. Như vậy vệ tinh TERRA và AQUA sẽ bay


qua lãnh thổ Việt Nam một ngày bốn lần vào khoảng 10h30’, 13h30’, 22h30’ và
1h30’, do đó ở Việt Nam sẽ thu được ảnh MODIS bốn lần trong một ngày. (Viện Khí
tượng thủy văn và Mơi trường, 2012).
Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của vệ tinh MOISD
Độ cao quỹ đạo
Quỹ đạo
Thời gian qua xích đạo
Tốc độ quét
Độ phủ
Kích thước
Trọng lượng
Độ phân giải bức xạ
Độ phân giải không gian

705 km
Đổng bộ mặt trời
10:30 a.m hoặc 1:30 p.m
20.3 rpm
2330 km
1,0 x 1,6 x 1,0 m
228,7 kg
12 bits
250 m (kênh 1-2)
500 m (kênh 3-7)
1000 m (kênh 8-36)
1 – 2 ngày

Chu kỳ lặp

(Nguồn: )

Bảng 2.2: Đặc điểm của một số kênh phổ ảnh MODIS
Kênh
1
2
3
4
5
6
7

Bước sóng (nm)

Độ phân giải khơng Lưu trữ (bit)

gian (m)

620 – 670
841 – 876
459 – 479
545 – 565
1230 – 1250
1628 – 1652
2105 - 2155

250
250
500
500
500
500
500

12
12
12
12
12
12
12

(Nguồn: )

* Ứng dụng của ảnh vệ tinh MODIS
Với đặc tính chụp phủ vùng rộng lớn, độ phân giải thời gian cao cộng với nhiều

kênh thiết kế chuyên để tính hiệu chỉnh ảnh hƣởng khí quyển đã làm tăng khả năng sử
dụng ảnh MODIS trong nghiên cứu những vùng nhiệt đới nhiều mây (Trần Hùng, 2007).
Mặc dù độ phân giải không gian của ảnh vệ tinh MODIS không cao nhưng với
tầm phủ rộng, thời gian quan trắc liên tục và đặc biệt là miễn phí, liệu ảnh vệ tinh
MODIS là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị cao đối với các nhà khoa học trong việc
thực hiện những nghiên cứu của mình. Bên cạnh đó, dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS có độ
phân giải phổ khá cao với 36 kênh phổ làm tăng tính ứng dụng của MODIS trong
hầu hết các