nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và gis xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác qui hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM VIỄN THÁM QUỐC GIA
________________________________________________________

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHKT ĐỀ TÀI CẤP BỘ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
VÀ GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN
THIÊN NHIÊN PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUI HOẠCH
BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CẤP TỈNH
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. NGUYỄN QUỐC KHÁNH

7024
11/11/2008

HÀ NỘI – 10/2008


bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám quốc gia
108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội
---------------***---------------

báo cáo tổng kết khoa học v kỹ thuật
đề ti cấp bộ:

NGHIÊN CứU ứNG DụNG CÔNG NGHệ VIễN THáM Và GIS XÂY DựNG Bộ
BảN Đồ HIệN TRạNG TàI NGUYÊN THIÊN NHIÊN PHụC Vụ CÔNG TáC
QUY HOạCH BảO Vệ MÔI TRƯờNG CấP TỉNH.
Số đăng ký:
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2008

Hà Nội, ngày

chủ nhiệm đề ti

tháng

năm 2008

cơ quan chủ trì đề ti
giám đốc
trung tâm viễn thám quốc gia

TS. Nguyễn Quốc Khánh

Hà Nội, ngày

tháng

TS. Lê Minh

năm 2008

hội đồng đánh giá chính thức
chủ tịch hội đồng

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2008

cơ quan quản lý đề ti
TL. bộ trởng
bộ tài nguyên và môi trờng
vụ trởng vụ khoa học và công nghệ

TS. Lê Kim Sơn

H nội, 10 - 2008


DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN
TT

Họ và tên

A

Chủ nhiệm đề tài
Nguyễn Quốc Khánh

B
1

Nguyễn Thị Thanh Bình

2

Vũ Thị Minh Trâm

3

Lê Phú Cường

4

Nguyễn Thị Bích Hường

5

Nguyễn Trường Sơn

6

Dương Thị Lan Anh

7

Nguyễn Thị Thanh Hương

8

Trần Tuyết Mai

9

Nguyễn Thị Xuân

10

Đặng Trọng Hải

Học hàm, học vị,
chuyên môn
TS. Trắc địa ảnh

Đơn vị công tác
Trung tâm Viễn thám
Quốc gia

Cán bộ tham gia nghiên cứu
Trung tâm Viễn thám
CN. Địa lý
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
ThS. Địa lý
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
ThS. Môi trường
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
CN. Địa lý
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
KS. Trắc địa
Quốc gia

Trung tâm Viễn thám
KS. Địa chính
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
KS. Bản đồ
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
CN. Địa chính
Quốc gia
Trung tâm Viễn thám
ThS. Địa lý
Quốc gia
ThS. Quản lý đất
Trung tâm Viễn thám
đai
Quốc gia

Thực
hiện
I.1;
II.3-5;
III.3
Kết luận;
Kiến nghị
II.4; III.7;
II.2
III.6
III.4
III.5
III.1

I.2
I.3
III.2
II.1


TĨM TẮT ĐỀ TÀI
Cơng tác điều tra, khảo sát và thành lập bản đồ tài nguyên thiên nhiên đã được
tiến hành ở Việt Nam từ nhiều năm nay và có những thành công đáng kể, đặc biệt là
phương pháp luận để thành lập bộ bản đồ đồng bộ có tính chỉnh hợp cao theo quan
điểm hệ thống bằng phương pháp viễn thám kết hợp với các phương pháp cổ truyền.
Tuy nhiên, do điều kiện về công nghệ và tư liệu nên các bản đồ được thành lập trước
đây vẫn còn có những hạn chế, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu đồng bộ và tính
hiện thời cao. Nhưng ngay từ đầu những năm 90, các chuyên gia đã khẳng định:
"Triển vọng của việc sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp với các thành tựu mới về tin
học và tự động hóa để thành lập bản đồ chuyên đề, cũng như để nghiên cứu thiên
nhiên, nói chung, cho mục đích khai thác lãnh thổ, mà nội dung chính là sử dụng hợp
lí tài nguyên và bảo vệ thiên nhiên, cịn rất lớn"[7]. Chính vì vậy để kế thừa và phát
huy những kinh nghiệm quý báu của thế hệ các nhà bản đồ viễn thám đi trước, đề tài
“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh” đã được
thực hiện với mục đích nghiên cứu, khai thác, sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp
với công nghệ GIS từ đó đưa ra quy trình cơng nghệ để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh.
Hiện nay công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh là nhu cầu cấp thiết,
một trong những khâu quan trọng của công tác này là đánh giá hiện trạng tài nguyên
thiên nhiên mà phương tiện của nó là bản đồ. Do vậy việc nghiên cứu ứng dụng ảnh
viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên đảm bảo tính hiện thời, đồng bộ phục vụ quy hoạch bảo vệ môi
trường cấp tỉnh là yêu cầu khách quan và cấp thiết được đặt ra.

Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công
nghệ viễn thám ngày càng hiện đại và mang nhiều ứng dụng hơn. Việc thu nhận và xử
lý tư liệu viễn thám đã được thực hiện tại Trung tâm Viễn thám Quốc gia từ cuối năm
2007, cung cấp cho người sử dụng nguồn tư liệu chủ động và phong phú hơn, đây là
những tư liệu ảnh vệ tinh mới nhất dạng số, có độ phân giải cao nên có thể áp dụng các
cơng nghệ xứ lý ảnh như tăng cường độ phân giải, chiết xuất các thông tin chuyên
đề...giúp cho việc xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên thực hiện một
cách nhanh chóng, chính xác.
2


Kết quả thu được sau quá trình thực hiện đề tài bao gồm:
1. Kết quả nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam cũng như trên thế giới.
2. Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
các hệ sinh thái, hiện trạng mạng lưới thuỷ văn, hiện trạng lớp phủ mặt đất, hiện trạng
phân bố các vùng đất ngập nước, hiện trạng lớp phủ rừng, hiện trạng phân bố các vùng
nuôi trồng thuỷ sản, hiện trạng tài nguyên du lịch.
3. Kết quả nghiên cứu, xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập bộ bản đồ hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS.
4. Kết quả sản xuất thử nghiệm ở khu vực Thành phố Hải Phòng bao gồm: Các
bình đồ ảnh, các sản phẩm trung gian như bộ khóa ảnh, thư viện kí hiệu và xây dựng
CSDL chun đề từ đó kết xuất ra bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên tỉ lệ
1:100 000 bao gồm các bản đồ sau: bản đồ các hệ sinh thái, bản đồ hiện trạng mạng
lưới thuỷ văn, bản đồ hiện trạng lớp phủ mặt đất, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản
đồ hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước, bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng, bản đồ
hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản, bản đồ hiện trạng tài nguyên du lịch.
Kết quả thực hiện đề tài đã khẳng định, hiện nay việc lựa chọn công nghệ viễn
thám và GIS là giải pháp tối ưu trong công tác xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh. Công cụ viễn thám

cho phép thu nhận thông tin về tiềm năng, hiện trạng các đối tượng trên địa bàn rộng,
trong một thời gian ngắn. Công cụ GIS hỗ trợ đắc lực trong việc chiết tách, tổng hợp
và lưu trữ thơng tin chính xác, nhanh chóng, hiệu quả. Sự kết hợp hai công nghệ là giải
pháp tốt nhất, đáp ứng yêu cầu thông tin đồng bộ, hiện thời của bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh.
Để hồn thành nhiệm vụ của đề tài, chúng tơi đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ
Trung tâm Viễn thám Quốc gia – Bộ Tài nguyên và Môi trường, từ các cơ quan, các ngành
liên quan, và đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của các chuyên gia, các đồng nghiệp trong
cũng như ngồi ngành. Chúng tơi xin chân thành cảm ơn!

3


MỤC LỤC
Mở đầu

9

Chương I. Tổng quan về hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên

14

I.1. Tổng quan về quy hoạch môi trường

14

I.2. Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên trên thế giới

21

I.3. Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên ở Việt Nam

28

Chương II. Cơ sở khoa học và quy trình cơng nghệ ứng dụng viễn thám
và GIS thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
II.1. Các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng

41
41

II.2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên

42

II.3. Nghiên cứu mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên

66

II.4. Xây dựng hệ phân loại của bộ bản đồ hiện trạng tài ngun thiên nhiên
(khu vực thử nghiệm)

76

II.5. Quy trình cơng nghệ thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên

nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS

93

Chương III. Thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên
thiên nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phòng

108

III.1. Các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Thành phố Hải Phịng

108

III.2. Hiện trạng thơng tin tư liệu

122

III.3. Xử lý ảnh viễn thám

124

III.4. Thành lập bản đồ nền

129

III.5. Điều vẽ ảnh viễn thám

130

III.6. Thiết kế cơ sở dữ liệu

132

III.7. Thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, tỉ lệ 1:100000
khu vực thử nghiệm

141

Kết luận

153

Kiến nghị

154

Tài liệu tham khảo

155

4


Phụ lục:
Phụ lục 1: Bảng mã loại các yếu tố nội dung

157

Phụ lục 2: Bộ khoá ảnh vệ tinh SPOT 5

176

Phụ lục 3: Bảng hướng dẫn số hoá và biên tập

191

Phụ lục 4: Khung cấu trúc CSDL

224

Phụ lục 5: Thư viện kí hiệu trong mơi trường ArcGIS

249

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005

146

Biểu đồ 2: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2008

146

Biểu đồ 3: Biến động một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phịng năm 20052008

5

147

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam
Bảng 2. Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải trung
bình

33
44

Bảng 3. Độ phân giải khơng gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao

45

Bảng 4. Các thông số ảnh SPOT

46

Bảng 5: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải siêu cao

47

Bảng 6. Các đặc điểm của ảnh vệ tinh

53

Bảng 7. Một số ứng dụng của ảnh vệ tinh trong nghiên cứu môi trường biển

56

Bảng 8. Tổ hợp các kênh của một số ảnh viễn thám để tính chỉ số thực vật NDVI

68

Bảng 9. Phân loại các đối tượng theo chỉ số thực vật NDVI

69

Bảng 10. Hệ phân loại các hệ sinh thái

77

Bảng 11. Hệ phân loại hiện trạng mạng lưới thuỷ văn

81

Bảng 12. Hệ phân loại lớp phủ mặt đất

82

Bảng 13. Hệ phân loại hiện trạng sử dụng đất

85

Bảng 14. Hệ phân loại hiện trạng lớp phủ rừng

87

Bảng 15. Hệ phân loại hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước

89

Bảng 16. Hệ phân loại hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản

91

Bảng 17. Hệ phân loại hiện trạng tài nguyên du lịch

93

Bảng 18. Tỷ lệ của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên

94

Bảng 19. Độ dài các sông qua khu vực Hải Phịng

113

Bảng 20. Lưu lượng bình qn các sơng

114

Bảng 21. Thống kê diện tích các loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 144
2008
Bảng 22. Thống kê cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 145
2005-2008

6


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Quy trình quy hoạch mơi trường

19

Hình 2. Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

48

Hình 3. Sơ đồ tích hợp GIS và Viễn thám

64

Hình 4. Các khoảng và đường cong đặc trưng cho độ phản xạ của thảm thực vật

67

Hình 5. Sơ đồ quy trình thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên 107
trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS
Hình 6. Sơ đồ vị trí nghiên cứu chỉ số thực vật NDVI

126

Hình 7. Ảnh vệ tinh SPOT khu vực Hải phịng

126

Hình 8. Ảnh đơn kênh chỉ số thực vật NDVI khu vực Hải phịng

127

Hình 9. Kết quả ảnh phân loại chỉ số thực vật NDVI khu vực Hải Phịng

128

Hình 10. Sơ đồ cấu trúc cơ sở dữ liệu các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên 134
nhiên

CÁC TỪ VIẾT TẮT
GIS

Geographic Information System

NOAA

National Oceanic and Atmospheric Administration

MODIS

Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer

MERIS

MEdium Resolution Imaging Spectrometer

GLI

Global Imager (onboard the ADEOS-II)

MIPS

Multipurpose Image Processing System

LAI

Leaf Area Index

FPAR

Fraction of Photosynthetically Active Radiation

ENRMS

Environment and Natural Resources Monitoring System

SPOT

Satellite Pour l'Observation de la Terre

Envisat

Environmental Satellite

HRVIR

High-Resolution Visible Infra-Red

CSDL

Cơ sở dữ liệu

7

HTSDĐ

Hiện trạng sử dụng đất

QHMT

Quy hoạch Môi trường

NDVI

Chỉ số thực vật

BVMT

Bảo vệ môi trường

NEPA

Luật về Bảo vệ môi trường của Mỹ

NEA

Đạo luật môi trường của Mỹ

EIA

Đánh giá tác động môi trường

LHQ

Liên hợp quốc

ADB

Ngân hàng phát triển châu Á

KTXH

Kinh tế xã hội

GDP

Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm

RADAR

Radio Detection And Ranging

H5N1

Dịch cúm A

TNMT

Tài nguyên môi trường

MT

Môi trường

VNGS

Trạm thu ảnh vệ tinh mặt đất

NDC

Trung tâm dữ liệu viễn thám Quốc gia

DUS

Hệ thống ứng dụng dữ liệu viễn thám

NCKH

Nghiên cứu khoa học

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

ĐNN

Đất ngập nước

NCMT

Nhạy cảm môi trường

8


MỞ ĐẦU
Công tác kiểm kê, đánh giá hiện trạng là cơng việc cần thiết đầu tiên trong quy
trình xây dựng kế hoạch, quy hoạch phát triển bất cứ một lĩnh vực nào. Trong lĩnh vực
môi trường cũng vậy, quy hoạch môi trường (QHMT) là xác định chức năng môi
trường cho các phạm vi lãnh thổ khác nhau, hài hòa với sự phát triển kinh tế, nhằm
bảo vệ môi trường không bị suy thối, ơ nhiễm và ngày càng cải thiện hơn theo đời
sống kinh tế - xã hội. Trên quy mô lớn, quy hoạch sẽ xác định khu rừng nào cần bảo
vệ, phát triển để đảm nhiệm chức năng phòng hộ; Vùng nào không thể phát triển công
nghiệp, không thể đắp đập, ngăn sông, khai thác lâm sản; Vùng nào nên canh tác nông
nghiệp, nuôi trồng thủy sản, hay phát triển du lịch sinh thái là hợp lý... Ở quy mô nhỏ,
như trong phạm vi một đô thị, nhiệm vụ quy hoạch môi trường vẫn không thể thiếu, rất
cần xác định khơng gian cho cây xanh, cho hồ điều hịa sinh thái, cho các nhà máy xử
lý ơ nhiễm…Mục đích chính của QHMT khu vực là điều hịa giữa phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Nội dung điều hòa của QHMT là đảm bảo một cách chắc
chắn sự phát triển kinh tế - xã hội không vượt quá khả năng chịu đựng của môi trường
tự nhiên và đảm bảo sự phát triển kinh tế và xã hội phù hợp tốt nhất với hệ thống tự
nhiên. Vậy muốn xác định được sức chịu tải của môi trường tự nhiên và ngưỡng cần
phải dừng lại để phát triển ổn định của nền kinh tế - xã hội, trước hết phải nắm bắt
được quy luật phân bố, hiện trạng, tỷ trọng hợp lý của các thành phần, các yếu tố, đối
tượng cấu thành nên mơi trường đó. Những thơng tin này thực sự cần thiết và hữu ích
khi đảm bảo tính hiện thời và có độ tin cậy cao, nhất là tại thời điểm môi trường ô
nhiễm và suy thoái nhanh trên diện rộng do sự phát triển kinh tế tự do, tự phát, đặc biệt
tại các nước đang phát triển như nước ta hiện nay.
Hiện nay, chúng ta đã phải hứng chịu những hậu quả của việc khơng tính đến
yếu tố mơi trường trong q trình phát triển kinh tế - xã hội như: Xói lở ở cửa sơng Lị
(Hải Hậu-Nam Định) do việc quai đê, lấn biển, khoanh vùng ni tơm, trồng cói ở cửa
sơng Hồng tại huyện Xuân Thủy (Nam Định) đã ngăn các dòng chảy cửa sơng dẫn đến
thay đổi dịng chảy ven bờ. Tại rừng tràm U Minh, việc đào hệ thống các kênh rạch để

đi lại, ngăn lửa đã làm cho nước rút khỏi rừng nhanh chóng, làm khơ rừng U Minh
Thượng, mất cân bằng sinh thái rừng và hậu quả là những trận cháy rừng dữ dội liên
tục xảy ra trong mấy năm gần đây…Cịn nhiều các tai biến mơi trường khác đã xảy ra,
gây nên những thiệt hại nghiêm trọng về tinh thần cũng như của cải vật chất như động
9


đất ở Điện Biên (Lai Châu); ô nhiễm môi trường nước, khơng khí, gây nên các bệnh
hiểm nghèo; lũ qt, lụt lội do suy giảm diện tích rừng đầu nguồn…Giải quyết những
vấn đề bức xúc này thì việc cần làm ngay là xây dựng quy hoạch môi trường tổng thể
từ cấp trung ương đến địa phương một cách nghiêm túc để thế hệ mai sau khơng phải
hứng chịu những gì chúng ta đã gây ra ngày hôm nay.
Trong khả năng của ngành bản đồ viễn thám, việc cung cấp thông tin hiện trạng
phân bố các đối tượng nhanh, có độ tin cậy cao đã và đang ngày càng được cải thiện,
nhờ sự phát triển của các ngành khoa học công nghệ hiện đại như viễn thám và tin học.
Nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng tư liệu viễn thám đã xây dựng phương pháp
luận chặt chẽ, hoàn chỉnh, nhưng do điều kiện kinh tế của nước ta trước đây nên những
ứng dụng của công nghệ tin học chưa được nghiên cứu kỹ càng và đáp ứng nhu cầu
thực tế. Trong điều kiện hiện nay, khi công nghệ tin học đã ứng dụng phổ biến thì việc
nghiên cứu sử dụng kết hợp các công nghệ tiên tiến để nâng cao chất lượng và hiệu
quả của phương pháp nghiên cứu đối tượng bằng bản đồ là việc làm cần thiết, hữu ích
cho nhiều lĩnh vực trong đó có cơng tác quy hoạch môi trường.
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp
tỉnh” do Trung tâm Viễn thám Quốc gia, Bộ Tài ngun và Mơi trường chủ trì và Tiến
sĩ Nguyễn Quốc Khánh chủ nhiệm, thực hiện trong thời gian 2 năm nhằm đáp ứng nhu
cầu cấp bách trên.
Thực tế, việc xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ
công tác quy hoạch bảo vệ mơi trường rất phức tạp, địi hỏi phải có sự liên kết chặt chẽ
của các chuyên gia nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong phạm vi đề tài đề cập chủ yếu đến

khả năng khai thác thông tin về hiện trạng một số nhóm đối tượng tài nguyên thiên
nhiên mà sử dụng tư liệu viễn thám sẽ hiệu quả hơn phương pháp truyền thống khác.
Việc kết hợp ứng dụng công nghệ viễn thám với công nghệ hệ thống thông tin địa lý
đã rút ngắn thời gian thi công so với công nghệ truyền thống trước đây và tăng độ
chính xác, tính logíc, hiện thời của thơng tin bản đồ. Khả năng lưu trữ và cập nhật
thông tin của công nghệ này sẽ đảm bảo cho tính kế thừa, và thuận lợi cho việc bổ
sung, hồn thiện thêm thơng tin của bộ bản đồ.

10


Với định hướng như vậy, đề tài xác định thử nghiệm trong phạm vi cấp tỉnh và
tập trung khai thác thơng tin, xây dựng quy trình cơng nghệ để thành lập một số bản đồ
cần thiết trong bộ bản đồ tài nguyên thiên nhiên như diễn giải dưới đây:
1. Mục tiêu của đề tài :
- Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trong việc
đánh giá hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi
trường cấp tỉnh;
- Đề xuất ra quy trình cơng nghệ sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với
công nghệ GIS để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công
tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh;
2. Nội dung nghiên cứu ứng dụng và triển khai thực nghiệm
2.1. Nghiên cứu hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam.
2.2. Nghiên cứu hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản
đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên trên thế giới.
2.3. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên.
2.4. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ sinh
thái, hiện trạng lớp phủ mặt đất, hiện trạng mạng lưới thuỷ văn, hiện trạng lớp

phủ rừng, hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản, hiện trạng phân bố
các vùng đất ngập nước, hiện trạng tài nguyên du lịch.
2.5. Nghiên cứu mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên.
2.6. Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS.
2.7. Hợp tác với Thái Lan: tham quan, học hỏi kinh nghiệm ứng dụng công
nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường tại Thái Lan.
2.8. Triển khai thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phòng:

11


2.8.1. Nghiên cứu đánh giá, thu thập tài liệu, tư liệu ảnh vệ tinh phục vụ thành
lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch cấp
tỉnh khu vực thử nghiệm
2.8.2. Lập mẫu khoá ảnh viễn thám các đối tượng chuyên đề phục vụ thành lập
các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên khu vực thử nghiệm
2.8.3. Xử lý ảnh, phân loại các đối tượng trên ảnh viễn thám phục vụ thành lập
các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
2.8.4. Thành lập bình đồ ảnh viễn thám Landsat TM, ảnh SPOT5.
2.8.5. Biên tập, hiện chỉnh, thành lập bản đồ nền
2.8.6. Điều vẽ ảnh nội, ngoại nghiệp theo các chuyên đề
2.8.7. Chuyển vẽ, số hoá, biên tập
2.8.8. Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề khu vực thử nghiệm
2.8.9. Biên tập các lớp thông tin trong CSDL, thành lập bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch cấp tỉnh, tỉ lệ 1:100 000
3. Sản phẩm của đề tài:

3.1. Báo cáo về nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ
GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài ngun thiên nhiên
3.2. Quy trình cơng nghệ thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS
3.3. Thành lập bình đồ ảnh viễn thám
3.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề
3.5. Thành lập các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên thử nghiệm trong
phạm vi Thành phố Hải Phòng, bao gồm các bản đồ sau:
+ Bản đồ các hệ sinh thái
+ Bản đồ hiện trạng mạng lưới thuỷ văn
+ Bản đồ hiện trạng lớp phủ mặt đất
+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
+ Bản đồ hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước
+ Bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng
+ Bản đồ hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản
+ Bản đồ hiện trạng tài nguyên du lịch
3.6. Báo cáo tổng kết đề tài
12


4. Bố cục của đề tài:
Chương I. Tổng quan về hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng
bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
Trình bày tổng quan về quy hoạch môi trường và khảo sát hiện trạng ứng dụng
viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam và
trên thế giới.
Chương II. Cơ sở khoa học và quy trình cơng nghệ ứng dụng viễn thám và
GIS thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
Trình bày về các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng, cơ sở khoa học
ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên

nhiên, nghiên cứu mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên, xây dựng hệ phân loại của bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên (khu vực thử nghiệm) và xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập
bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS.
Chương III. Thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phịng
Trình bày về các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng thông tin tư
liệu, quá trình xử lý ảnh viễn thám, thành lập bản đồ nền, điều vẽ ảnh viễn thám, xây
dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề và thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên,
tỉ lệ 1:100000 khu vực Thành phố Hải Phòng gồm các bản đồ sau:
+ Bản đồ các hệ sinh thái
+ Bản đồ hiện trạng mạng lưới thuỷ văn
+ Bản đồ hiện trạng lớp phủ mặt đất
+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
+ Bản đồ hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước
+ Bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng
+ Bản đồ hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản
+ Bản đồ hiện trạng tài nguyên du lịch.
Kết luận và kiến nghị

13


Chương I. Tổng quan về hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
I.1. Tổng quan về quy hoạch môi trường
Theo điều 1 và 2 của Luật bảo vệ Môi trường ban hành ngày 10-1-1994: Môi
trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với
nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển
của con người và thiên nhiên. Thành phần môi trường là các yếu tố tạo thành mơi

trường: khơng khí, nước, đất, âm thanh, ánh sáng, lịng đất, núi, rừng, sơng, hồ, biển,
sinh vật, các hệ sinh thái, các khu dân cư, khu sản xuất, khu bảo tồn thiên nhiên, cảnh
quan thiên nhiên, danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử và các hình thái vật chất khác.
Định nghĩa trên cho thấy "Mơi trường" chính là mơi trường sống xung quanh ta, và
chính ta là một cá thể tạo nên mơi trường. Mọi hoạt động của từng cá thể đều tác động
đến mơi trường và tạo nên đặc tính của mơi trường xung quanh nó. Chính vì vậy việc
xây dựng các chiến lược, đưa ra các chính sách đường lối để định hướng các hoạt động
của từng cá thể trong môi trường là rất cần thiết, đặc biệt trong giai đoạn môi trường
suy thối, ơ nhiễm ngày càng trầm trọng như hiện nay. Trước tình hình đó, sau hội
nghị Mơi trường tồn cầu, Liên hợp quốc đã ra quyết nghị 1/1973 thành lập cục Quy
hoạch Môi trường.
Gần 4 thập kỷ đã qua nhưng Quy hoạch Mơi trường vẫn cịn là một lĩnh vực
mới cả về mặt lý thuyết và thực tiễn. Trên thực tế, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu
về QHMT trên thế giới và ở nước ta cũng đã bắt đầu quan tâm đến từ cuối những năm
90, nhưng QHMT thực sự là lĩnh vực rộng và phức tạp.
Theo Leonard Ortolano, tác giả cuốn sách khá phổ biến về quy hoạch môi
trường với tiêu đề “Quy hoạch môi trường và ra quyết định” [7], một cơng trình về quy
hoạch mơi trường bao gồm những nội dung chính sau: Quản lý chất thải, đánh giá tác
động môi trường, sử dụng đất và mơi trường. Trong đó Ortolano đã sử dụng tổng hợp
các kiến thức liên ngành như sinh học, kỹ thuật, địa lý, địa chất, kiến trúc cảnh quan,
môi trường sinh học, luật mơi trường, chính sách mơi trường, thẩm mỹ mơi
trường ...để phân tích các khía cạnh khác nhau phục vụ cho q trình QHMT và ra
quyết định. Vậy có thể hiểu khái quát QHMT là quá trình sử dụng có hệ thống các
kiến thức khoa học để xây dựng các chính sách và biện pháp trong khai thác sử dụng

14


hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường nhằm định hướng các hoạt động phát triển
trong khu vực đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững.

Trước khi bộ luật về Bảo vệ môi trường Mỹ ra đời (NEPA-1969). Các nhà làm
quy hoạch ở Mỹ đã bị coi là không thực tế, và những khuyến nghị về quy hoạch môi
trường ít có tác dụng. Nhưng thấy được sự cần thiết phải có một chương trình hành
động tích cực hơn để bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên, các nhà hoạt động
môi trường Mỹ đã khởi xướng phong trào yêu cầu đánh giá tác động mơi trường và
vẫn coi đó là biện pháp, không nhằm thay thế cho quy hoạch phát triển thích hợp, mà
chỉ là một thủ tục từng phần, ít nhất cũng có thể uốn nắn lại những thiếu sót về mơi
trường trên cơ sở từng dự án, tùy thuộc vào sự cải tiến trong quá trình quy hoạch.
Những hoạt động trên là tiền đề cho bộ luật môi trường của Mỹ (NEA), sự ra đời của
bộ luật này cùng với các cơng cụ quản lý của nó, như đánh giá tác động mơi trường
(EIA), đã có ý nghĩa lớn đối với sự phát triển về lý thuyết cũng như phương pháp luận
của quy hoạch môi trường.
Trong khu vực châu Á, Thái Bình Dương, tiếp sau hội nghị LHQ về Môi trường
và con người ở Stockholm, cuộc họp liên Chính phủ ở Bangkok năm 1973 đã chấp
nhận chương trình hành động ASEAN về mơi trường và con người. Tiếp sau đó phần
lớn các nước đã thành lập các cơ quan bảo vệ môi trường và ban hành luật môi trường
mới [1].
Năm 1991, Ngân hàng phát triển châu Á (ADB) đã cho xuất bản tài liệu hướng
dẫn về "Quy hoạch tổng hợp phát triển kinh tế và môi trường vùng" trên cơ sở đúc kết
kinh nghiệm từ các nghiên cứu điển hình ở khu vực Châu Á, trong đó đã xác định quy
hoạch tổng hợp bao gồm ba hợp phần cân bằng nhau là: Quy hoạch phát triển KTXH
vùng; Quy hoạch quản lý tài nguyên thiên nhiên; Quy hoạch quản lý chất lượng môi
trường. Như vậy vấn đề tài nguyên và môi trường đã thực sự được đặt ở vị trí rất cao
trong chiến lược phát triển vùng.
Ở nước ta trong thời gian qua, đặc biệt là từ khi thực hiện chính sách đổi mới,
về phát triển KTXH đã có những bước phát triển đáng khích lệ, tốc độ tăng trưởng
GDP bình quân hàng năm là 7%, cơ cấu kinh tế chuyển đổi theo hướng cơng nghiệp
hố, hiện đại hoá. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau, quá trình phát triển
cũng đã làm nảy sinh nhiều vấn đề mơi trường nghiêm trọng. Mơi trường đất, nước,
khơng khí ở một số thành phố lớn, khu công nghiệp tập trung và các khu đông dân cư

15


đang bị suy thối, ơ nhiễm, tài ngun thiên nhiên, đa dạng sinh học đang bị cạn kiệt,
sự cố môi trường có chiều hướng gia tăng... Các tình trạng này đã được cảnh báo rộng
trên các phương tiện thông tin và đặc biệt trong báo cáo Hiện trạng môi trường Quốc
gia hàng năm do cục Bảo vệ Môi trường, Bộ Tài ngun và Mơi trường chủ trì. Hiện
nay những vấn đề bức xúc về môi trường nước ta đang diễn ra là:
• Suy thối rừng
• Ða dạng sinh học trên đất liền và dưới biển bị suy giảm
• Suy giảm chất lượng nguồn nước
• Suy thối và ơ nhiễm mơi trường đất
• Ơ nhiễm mơi trường đơ thị và khu cơng nghiệp
• Suy thối mơi trường nơng thơn
• Tai biến thiên nhiên và sự cố môi trường
Hiện nay vấn đề môi trường đã trở thành mối quan tâm chung của tồn cầu,
những biến đổi khí hậu khơng chỉ ảnh hưởng đến một khu vực hay một quốc gia mà
hậu quả của nó đã ảnh hưởng trên cả cấp vùng lãnh thổ rộng lớn đa quốc gia và thực tế
là chúng ta chưa thể kiểm soát được. Đơn cử như: trên quy mơ lớn, hiện tượng trái đất
nóng lên gây tan băng ở Bắc cực là hậu quả của việc phát triển kinh tế khơng tính đến
sức chịu tải của mơi trường tồn cầu; trên quy mơ nhỏ, hiện tượng ơ nhiễm dầu ven bờ
biển nước ta năm 2007 lại do sự cố tràn dầu từ hệ thống giàn khoan ở các nước khác
trong khu vực.
Những tai biến thiên nhiên như bão; lũ quét ở Lào Cai, lụt lội ở Yên Bái; lốc
xoáy ở Thái Nguyên, động đất ở Lai Châu, hạn hán, xói lở, sạt lở, trượt đất… và nhiều
sự cố môi trường như dịch cúm A (H5N1), cháy rừng tràm U Minh, rừng thông Huế,
sự cố đắm tàu, tràn dầu gây ô nhiễm môi trường vùng biển và ven bờ, sự phát triển quá
mức của tảo độc gây nên hiện tượng thủy triều đỏ…là những hiện tượng đã và đang
xảy ra ngày càng tăng gây nên những tổn thất, thiệt hại về người và của ngày càng
nặng nề.

Trước tình hình trên, Chính phủ đã có những biện pháp tích cực nhằm cải thiện
môi trường. Chỉ thị 36-CT/TW của Bộ Chính trị đã đưa ra những quan điểm, nguyên
tắc cơ bản, thể hiện đường lối, chủ trương về bảo vệ mơi trường trong thời kỳ cơng
nghiệp hố, hiện đại hố ở nước ta: "Coi công tác bảo vệ môi trường là sự nghiệp của
toàn Ðảng, toàn dân và toàn quân; là nội dung cơ bản không thể tách rời trong đường
16


lối, chủ trương và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tất cả các cấp, các ngành;
là cơ sở quan trọng bảo đảm phát triển bền vững, thực hiện thắng lợi sự nghiệp cơng
nghiệp hố, hiện đại hố đất nước".
Chính phủ cũng đã cam kết vận dụng các nguyên tắc và nội dung cơ bản của
Chương trình Nghị sự 21 vào điều kiện cụ thể của nước ta: "Coi phịng ngừa và ngăn
chặn ơ nhiễm là ngun tắc chủ đạo kết hợp với xử lý ô nhiễm, cải thiện môi trường và
bảo tồn thiên nhiên; kết hợp phát huy nội lực với tăng cường hợp tác quốc tế trong
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững".
Từ sau khi Luật Bảo vệ môi trường ra đời (10-1-1994), đã thêm nhiều nghị định,
chính sách về mơi trường như Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010
và định hướng đến năm 2020 (theo QĐ 256/2003/QĐ-TTg) và các chiến lược bảo vệ
môi trường địa phương và ngành. Đồng thời chúng ta đã tham gia ký kết các công ước
quốc tế như Công ước về việc bảo vệ di sản văn hóa và tự nhiên của Thế giới (10-111972), Công ước Ramsar (2-2-1971), Công ước Basel, Công ước về đa dạng sinh
học(5-6-1992). Quán triệt quan điểm chỉ đạo của Ðảng và cam kết của Chính phủ,
Chiến lược bảo vệ mơi trường quốc gia 2001 - 2010 có nội dung cơ bản sau:
• Bảo vệ mơi trường nước và sử dụng bền vững tài ngun nước
• Bảo vệ mơi trường đất và sử dụng bền vững tài nguyên đất
• Bảo tồn đa dạng sinh học
• Bảo vệ mơi trường khơng khí
• Bảo vệ mơi trường đơ thị và khu cơng nghiệp
• Bảo vệ mơi trường nơng thơn
• Bảo vệ mơi trường biển, ven biển và hải đảo

• Bảo vệ các vùng đất ngập nước
• Bảo vệ mơi trường thiên nhiên và di sản văn hóa
Các di sản văn hố, thiên nhiên của đất nước có vai trị đặc biệt đối với cơng tác
bảo vệ mơi trường do tính độc đáo, đặc thù, q hiếm, có một khơng hai về các khía
cạnh văn hố và mơi trường.
Nước ta có nhiều di sản văn hố, thiên nhiên có tầm cỡ quốc tế và quốc gia
trong đó có những di sản đã được thế giới công nhận (Huế, Hạ Long, Hội An, Mỹ Sơn,
Phong Nha-Kẻ Bàng).

17


Cần phải coi việc gìn giữ, bảo vệ và tơn tạo mơi trường văn hố, tự nhiên cho di
sản văn hoá, thiên nhiên của đất nước như một bộ phận quan trọng của Chiến lược bảo
vệ môi trường quốc gia.
Bộ phận này của Chiến lược phải tính tốn đầy đủ đến việc bảo vệ đồng bộ các
loại môi trường văn hoá, nhân văn, lịch sử, sinh thái, của từng di sản.
Trong thời gian gần đây nhiều đề tài QHMT cũng đã được nghiên cứu và thực
hiện ở các quy mô và cấp độ khác nhau tại các địa phương, nhưng chưa được áp dụng
cụ thể nhiều vào thực tế. Tuy vẫn còn nhiều khác biệt giữa định nghĩa và quy trình
thực hiện, nhưng QHMT vẫn ln thể hiện đặc trưng rõ nét nhất là tính đa ngành khi
phải giải quyết tổng hợp các vấn đề môi trường, trong mối tương tác phức tạp với các
hệ thống kinh tế, chính trị, và xã hội. Bên cạnh đó, có thể nói QHMT là một cơng cụ
giúp cho tiến trình ra quyết định (xác định các định hướng và quy mô phát triển vùng
một cách bền vững nhất) và bản thân cũng là một tiến trình ra quyết định (lựa chọn và
xác định các vấn đề ưu tiên để có các chương trình, kế hoạch môi trường phù hợp…).
QHMT được thực hiện bằng nhiều phương pháp phối hợp với nhau như phương
pháp phân tích hệ thống, phương pháp bản đồ và GIS, phương pháp phân vùng chức
năng môi trường, phương pháp đánh giá tác động mơi trường tích hợp. Về cơ bản dù
thực hiện bằng phương pháp nào cũng theo một quy trình cơ bản như sau:

Quy trình QHMT về cơ bản cũng tương tự như trong các lĩnh vực quy hoạch
khác, tuy rằng khái niệm môi trường thường được hiểu đi liền với thiên nhiên hay các
hiểm họa MT [2].
• Điều tra, thu thập các thông tin về điều kiện tài nguyên và mơi trường khu vực
nghiên cứu.
• Xem xét các khía cạnh môi trường quan tâm và xác định những vấn đề mơi
trường bức xúc.
• Hình thành mục tiêu.
• Thiết kế quy hoạch.
• Đề xuất giải pháp quản lý nhằm thực hiện phương án quy hoạch đề xuất.
• Đánh giá tác động môi trường, điều kiện môi trường, phương án, dự án.

18


Quy trình

Thực hiện, giám sát

quy hoạch

Điều kiện

Vấn đề

Mục tiêu

Thiết kế

mơi trường

TNMT

MT

quy hoạch

Quản lý

Đánh giá: Điều kiện MT, tác động MT, phương án
Hình 1: Quy trình quy hoạch mơi trường [2]
Như vậy trong quy trình trên, bước đầu tiên của nhiệm vụ này là cần thu thập
các thông tin về hiện trạng tài nguyên và môi trường khu vực, mà bản đồ là mơ hình
tổng quan nhất có thể đáp ứng được nhiệm vụ này. Đây là điều kiện cần thiết để xây
dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên nhằm đánh giá điều kiện môi trường
phục vụ cho công tác QHMT, là nhiệm vụ ngành bản đồ viễn thám có thể đáp ứng
được phần cơ bản về cung cấp thơng tin hiện trạng của một số nhóm tài nguyên. Chất
lượng và tiến độ của các bước sau trong công tác QHMT cũng rất phụ thuộc vào kết
quả thực hiện nhiệm vụ đầu tiên này.
Tài nguyên và môi trường là lĩnh vực rất rộng, trong đó tài nguyên là tất cả các
dạng vật chất, văn hóa, tri thức được sử dụng để tạo ra của cải vật chất, hoặc tạo ra giá
trị sử dụng mới cho con người. Tài nguyên rất đa dạng và đa dụng nên có nhiều cách
phân loại tài nguyên:
• Theo quan hệ với con người: Tài nguyên thiên nhiên và tài nguyên xã hội
• Theo phương thức và khả năng tái tạo: Tài nguyên tái tạo và tài ngun khơng
tái tạo
• Theo bản chất tự nhiên: Tài nguyên nước, tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài
nguyên biển, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên năng lượng, tài ngun khí hậu cảnh
quan, di sản văn hóa kiến trúc, tri thức khoa học và thông tin.
Tài nguyên thiên nhiên là nguồn của cải vật chất nguyên khai được hình thành

và tồn tại trong tự nhiên mà con người có thể sử dụng để đáp ứng các nhu cầu trong
cuộc sống. Mối quan hệ giữa nguồn tài nguyên thiên nhiên với các nguồn tài nguyên
19


khác, đặc biệt là con người rất chặt chẽ và thường xuyên tương tác với nhau, tạo nên
một hệ thống, một mơi trường sống có quy luật và phát triển theo nguyên tắc nhân quả.
Trong công tác QHMT, mối quan tâm đến tài nguyên thiên nhiên bao gồm [3]:
• Hiện trạng tài nguyên nước: Trữ lượng, chất lượng, tình hình khai thác và sử
dụng tài nguyên nước mặt, nước ngầm…
• Hiện trạng chất lượng khơng khí.
• Hiện trạng tài ngun đất: Các loại đất, chất lượng và tình hình sử dụng đất
nông nghiệp, lâm nghiệp, đất công nghiệp, đất khu dân cư, đất chuyên dùng, đất chưa
sử dụng.
• Hiện trạng đa dạng sinh học: Các hệ sinh thái điển hình, tài nguyên động thực
vật và đặc điểm phân bố, xu hướng phát triển hay tình hình khai thác …
• Hiện trạng tài nguyên khoáng sản: Đặc điểm phân bố, chủng loại, số lượng tài
nguyên khoáng sản và các khuynh hướng trong việc khai thác, sản xuất truyền thống
của địa phương.
Theo định hướng trên và xét trên khả năng có thể khai thác thơng tin từ tư liệu
viễn thám hiện có, trong phạm vi nghiên cứu của đề tài đã xác định giới hạn nghiên
cứu bao gồm hiện trạng một số nhóm tài ngun sau:
• Tài ngun nước: Khai thác thơng tin về hiện trạng mạng lưới thuỷ văn.
• Tài nguyên đất: Khai thác thông tin về hiện trạng lớp phủ mặt đất, hiện trạng sử
dụng đất và hiện trạng phân bố các vùng ni trồng thuỷ sản.
• Đa dạng sinh học: Khai thác thông tin về các hệ sinh thái, hiện trạng lớp phủ
rừng, hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước.
Ngồi ra thơng tin về hiện trạng tài nguyên du lịch là nguồn tài nguyên tổng
hợp của tự nhiên và nhân tạo có tính chọn lọc và nhạy cảm cao với những biến đổi của
môi trường, nguồn thông tin này phản ánh đồng thời hiện trạng và mức độ khai thác

nguồn tài nguyên của con người trong khu vực, nên cũng rất cần thiết cho công tác quy
hoạch mơi trường.
Việc ứng dụng cơng nghệ viễn thám trong đó sử dụng các tư liệu ảnh vệ tinh
mới nhất có độ phân giải cao và siêu cao sẽ giúp cho việc xây dựng bộ bản đồ hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên thực hiện một cách nhanh chóng chính xác và đồng bộ.
Ảnh vệ tinh có tầm bao quát rộng. Một tấm ảnh chụp từ vệ tinh Landsat TM
phủ trùm diện tích 32.400 km2, một tấm ảnh chụp từ vệ tinh SPOT phủ trùm diện tích
20


3.600 km2. Với tầm bao quát rộng như thế, ảnh vệ tinh cho phép nhanh chóng thu nhận
được thơng tin trên những vùng rộng lớn ở cùng thời điểm trong cùng điều kiện vật lí.
Nhờ vậy ảnh vệ tinh đã tạo ra cơ sở kĩ thuật để đảm bảo tính đồng nhất về thời điểm
của thông tin, và khả năng thành lập bản đồ trong thời gian ngắn đáp ứng u cầu về
tính cập nhật của thơng tin. Từ đó ảnh vệ tinh đem lại giá trị đích thực của phương
pháp bản đồ trong nghiên cứu mối quan hệ và tác động qua lại của các đối tượng, các
hiện tượng, nhất là các đối tượng biến động nhanh như sử dụng đất, thảm thực vật, tài
nguyên rừng,... đem lại khả năng thực tiễn cho xu hướng thành lập bản đồ theo quan
điểm đồng bộ, hệ thống. Và nhờ đặc điểm này tư liệu ảnh viễn thám đã đem lại ý nghĩa
cho công tác thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên.
I.2. Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên trên thế giới
Đánh giá hiện trạng và quy hoạch môi trường đã được thực hiện ở nhiều Quốc
gia trên thế giới. Các kết quả nghiên cứu được đưa ra rất có giá trị cả về ý nghĩa khoa
học và thực tiễn. Đặc biệt là các cơng trình nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ,
Nhật, Trung Quốc, Cộng hồ Liên bang Nga, Canada..... Quy hoạch bảo vệ mơi trường
đã trở thành một nhiệm vụ không thể thiếu được trong chiến lược phát triển KTXH
một cách bền vững ở mọi quốc gia. Trong đó có cả việc xây dựng các quy trình, các
hướng dẫn/chỉ dẫn kèm theo, cũng như bao gồm cả các giải pháp, biện pháp riêng và
tổng hợp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phát triển bền vững kinh tế - xã hội.

Đối với các nước đang hay chậm phát triển việc tiến hành đánh giá hiện trạng
và lập quy hoạch môi trường, thống nhất giữa bảo vệ môi trường với phát triển KTXH
mới bắt đầu được triển khai gần đây và chủ yếu ở một số lĩnh vực, một số mơi trường
như đất, nước, khơng khí. Phần lớn ở các nước này mục tiêu chính là các quy hoạch
tổng thể phát triển kinh tế- xã hội, cịn các vấn đề bảo vệ mơi trường chưa được định
hướng đầy đủ và thống nhất.
Việc sử dụng kết hợp viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở
nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây. GIS bắt đầu được
xây dựng ở Canada từ những năm sáu mươi của thế kỷ 20 và đã được ứng dụng ở rất
nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới. Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat
đầu tiên được phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám được xem là nguồn thông
tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó.
21


Từ khi viễn thám lần đầu tiên được sử dụng vào những năm 70 của thế kỷ 20,
các nước đang phát triển là đối tượng chính được quan sát bằng công nghệ này. Nền
kinh tế của những nước này thường dựa vào các hoạt động khai thác tài nguyên thiên
nhiên, đôi khi, các bản đồ hoặc các dữ liệu sẵn có khơng chính xác hoặc đã lỗi thời,
u cầu về độ chính xác cũng thấp hơn các bản đồ của các nước cơng nghiệp hố hoặc
chỉ tương thích với dữ liệu của các vệ tinh thế hệ đầu tiên. Nhưng những biến đổi về
môi trường đang diễn ra rất nhanh chóng (ví dụ: hoạt động tàn phá rừng, sự mở rộng
các đơ thị), do đó cần phải có những quan trắc đầy đủ những thay đổi về hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên ở đây.
Các nước trong cộng đồng chung Châu Âu (EC) đang sử dụng công nghệ viễn
thám để trợ giúp hoàn thành những yêu cầu và uỷ thác của chính sách nơng nghiệp EC
phổ biến tới mọi nước. Những yêu cầu này bao gồm xác định và đo đạc quá trình phát
triển của các vụ mùa quan trọng ở Châu Âu, cung cấp dự đốn sản lượng sớm. Quy
trình đã được chuẩn hố này nhằm thu thập thơng tin dựa trên công nghệ viễn thám,
phát triển và xác định thông qua dự án MARS (giám sát nông nghiệp bằng viễn thám).

Dự án sử dụng nhiều loại tư liệu viễn thám khác nhau, từ ảnh NOAA- AVHRR
độ phân giải thấp đến ảnh radar độ phân giải cao và nhiều nguồn tài liệu tham khảo
khác. Những dữ liệu này được sử dụng để phân loại mùa màng theo vùng để tiến hành
kiểm kê, đánh giá tình trạng thực vật, ước tính sản lượng và cuối cùng dự đoán thống
kê tương tự cho các vùng khác và so sánh kết quả. Dữ liệu đa nguồn như cận hồng
ngoại và radar được dùng trong dự án để làm tăng độ chính xác phân loại. Ảnh radar
có thể cung cấp các thơng tin khác so với ảnh cận hồng ngoại đặc biệt là cấu trúc thực
vật, một đặc tính rất quan trọng khi phân biệt các loại mùa màng.
Một trong những ứng dụng chính trong dự án này là sử dụng ảnh quang học độ
phân giải cao và ảnh radar để xác nhận các điều kiện của nhà nơng khi có u cầu trợ
giúp hoặc đền bù. Công nghệ viễn thám được sử dụng để xác định khoanh vùng nghi
ngờ để sau đó nghiên cứu trực tiếp bằng các phương pháp khác.
Dữ liệu viễn thám còn phục vụ để phát triển và quản lý cơ sở dữ liệu thơng tin
địa chính, hiện trạng sử dụng đất và diện tích khoanh thửa.
Cơng nghệ viễn thám có những thuộc tính cho phép giám sát tình trạng sức
khoẻ mùa màng. Một trong những ưu điểm của ảnh quang học cận hồng ngoại là có
thể nhìn dưới bước sóng nhìn thấy đến vùng hồng ngoại là bước sóng rất nhạy với sự
22


phát triển tốt hay không tốt của cây trồng. Ảnh viễn thám đồng thời cũng cho người
dùng một cái nhìn tổng quan rất cần thiết về đất đai. Những tiên bộ gần đây trong công
nghệ và viễn thông đã cho phép nhà nông quan sát đồng ruộng của họ qua ảnh viễn
thám và có những quyết sách kịp thời trong việc quản lý cây trồng. Viễn thám có thể
trợ giúp người dùng xác định những cánh đồng đang bị quá khô hoặc quá ướt, bị sâu
hại hoặc các phá hoại khác do thời tiết. Cây trồng khoẻ mạnh sẽ chứa lượng lớn
chlorophyll, hợp chất làm cho phần lớn các cây có màu xanh lục. Phản xạ phổ vùng
lam và đỏ sẽ thấp vì bị chất này hấp thụ hết. Trong khi đó, phổ lam và gần hồng ngoại
lại phản xạ mạnh. Vì vậy, với những khu vực mùa màng bị phá hoại sẽ có một sự suy
giảm đáng kể thành phần chlorophyll và cấu trúc lá biến đổi. Sự giảm chlorophyll có

thể nhận rõ qua sự suy giảm phản xạ vùng lam và cấu trúc bên trong của lá thay đổi
nhận được qua sự giảm phản xạ vùng cận hồng ngoại. Sự suy giảm phản xạ băng lục
và hồng ngoại này cho ta cơng cụ để ước tính trữ lượng mùa màng sớm.
Tính tốn tỷ số của phản xạ kênh hồng ngoại và kênh đỏ lại cho ta một phương
pháp tốt để đánh gía sức khoẻ cây trồng.
Đây cũng là cơ sở tính tốn cho một số những chỉ số thực vật, chẳng hạn NDVI.
Những cây trồng khoẻ mạnh sẽ có lượng NDVI cao do chúng phản xạ mạnh với ánh
sáng hồng ngoại và yếu với ánh sáng đỏ. Sự tăng trưởng của cây trồng và sức sống của
cây là những yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến NDVI. Ví dụ điển hình là sự khác biệt
giữa những cánh đồng được tưới tiêu và không được tưới tiêu. Cánh đồng được tưới
tiêu sẽ có màu xanh sáng trên ảnh tổ hợp màu thực, trong khi các vùng cây khô hạn sẽ
có màu tối hơn. Trên ảnh tổ hợp màu thật, phản xạ kênh hồng ngoại được thể hiện màu
đỏ nên những cây trồng khoẻ mạnh cũng sẽ thể hiện bằng màu đỏ sáng cịn các cây
khơ hạn sẽ có phản xạ yếu hơn.
Một trong những ví dụ ứng dụng giám sát mùa màng quốc tế, đó là ứng dụng
viễn thám giám sát thiệt hại từ mọt đối với cây chà là đỏ ở vùng Trung Đông. Ở bán
đảo Arab, chà là là loại cây phổ biến và là sản phẩm nơng nghiệp quan trọng nhất. Mọt
chà là đỏ có thế phá hoại nhanh chóng mùa chà là và làm thiệt hại hàng trăm triệu đôla.
Công nghệ viễn thám được sử dụng để đánh giá sức khoẻ mùa chà là thông qua phân
tích phổ thực vật. Các khu vực bị phá hoại sẽ có màu vàng đối với mắt thường, có
phản xạ kém hơn đối với vùng cận hồng ngoại và phản xạ mạnh hơn với vùng đỏ so

23