Xác định sự thay đổi pớp phủ đất bằng tư liệu viễn thám và hệ thống thông tin địa lý giai đoạn 2003 2010 thành phố vĩnh yên tỉnh vĩnh phúc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI



NGUYỄN KHẮC NĂNG


XÁC ðỊNH SỰ THAY ðỔI LỚP PHỦ ðẤT
BẰNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN ðỊA LÝ GIAI ðOẠN 2003 – 2010
THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC




LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP








HÀ NỘI - 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI




NGUYỄN KHẮC NĂNG


XÁC ðỊNH SỰ THAY ðỔI LỚP PHỦ ðẤT
BẰNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN ðỊA LÝ GIAI ðOẠN 2003 – 2010
THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC



CHUYÊN NGÀNH : QUẢN LÝ ðẤT ðAI
MÃ SỐ : 60.85.01.03


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS.TS. PHẠM VỌNG THÀNH




HÀ NỘI - 2013

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn
này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ
rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013
Tác giả luận văn



Nguyễn Khắc Năng


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Phạm Vọng Thành – người
ñã hướng dẫn, giúp ñỡ rất tận tình trong thời gian tôi thực hiện và hoàn thành
luận văn tốt nghiệp cao học.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Trắc ñịa bản
ñồ, Bộ môn Hệ thống thông tin ñất ñai, Khoa Quản lý ñất ñai, Khoa Môi trường
ñã giảng dạy, ñóng góp ý kiến, tạo ñiều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận
văn của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn Bố, Mẹ, người thân trong gia ñình và bạn bè
ñã làm chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi học tập và công tác.

Tác giả luận văn



Nguyễn Khắc Năng














Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ðẦU 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1. Khái quát về lớp phủ mặt ñất 3

1.1.1. Lớp phủ mặt ñất 3

1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt ñất 3

1.1.3. Hệ phân loại lớp phủ - FAO Land Cover Classification System 4

1.1.4. Biến ñộng lớp phủ mặt ñất 6

1.1.5. Một số phương pháp nghiên cứu biến ñộng lớp phủ mặt ñất. 9

1.2. Khái quát về viễn thám 12

1.2.1. Khái niệm chung về viễn thám 12

1.2.2. Một số vệ tinh và tư liệu ảnh viễn thám 15

1.2.3. ðặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên 21

1.2.4. Phân loại ảnh viễn thám 25

1.2.5. Một số thuật toán phân loại ảnh số thông dụng 29

1.2.6. Ứng dụng công nghệ viễn thám 32

1.3. Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) 33

1.3.1. ðịnh nghĩa về GIS 33

1.3.2. Các thành phần chính của GIS 35

1.3.3. Ứng dụng của hệ thống thông tin ñịa lý trong quản lý tài nguyên
thiên nhiên và môi trường 36

1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về kết hợp viễn thám
và hệ thống thông tin ñịa lý 37

1.4.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với
GIS trên thế giới 37


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iv

1.4.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với
GIS ở Việt Nam 39

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

2.1. ðối tượng và ñịa ñiểm nghiên cứu 43

2.2. Nội dung nghiên cứu 43

2.3. Phương pháp nghiên cứu 43

2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu: 43

2.3.2. Phương pháp xử lý ảnh và lập bản ñồ 44

2.3.3. Phương pháp thống kê 44

2.3.4. Phương pháp chuyên gia 44

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45

3.1. ðiều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội thành phố Vĩnh Yên, tỉnh
Vĩnh Phúc 45

3.1.1. Vị trí ñịa lý 45

3.1.2. ðặc ñiểm ñịa hình 46

3.1.3. Khí hậu 46

3.1.4. Thuỷ văn 46

3.1.5. Các nguồn tài nguyên 47

3.1.6. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội 50

3.1.7. Dân số 54

3.2. Mô tả dữ liệu thu thập 54

3.3. Xử lý ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu. 54

3.3.1. Nhập ảnh. 54

3.3.2. Tăng cường chất lượng ảnh, cắt ảnh theo ranh giới 55

3.3.3. Phân loại ảnh vệ tinh thành phố Vĩnh Yên 55

3.3.4. ðánh giá ñộ chính xác kết quả phân loại ảnh 62

3.3.5. Một số kỹ thuật sau phân loại 65

3.4. Thành lập bản ñồ lớp phủ và xác ñịnh biến ñộng lớp phủ giai
ñoạn 2003 – 2010 thành phố Vĩnh Yên. 66


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
v

3.4.1. Thành lập bản ñồ lớp phủ thành phố Vĩnh Yên các năm 2003,
2010. 66

3.4.2. Thành lập bản ñồ biến ñộng lớp phủ ñất thành phố Vĩnh Yên giai
ñoạn 2003 – 2010. 70

3.4.3. Xác ñịnh biến ñộng lớp phủ mặt ñất thành phố Vĩnh Yên giai ñoạn
2003 - 2010 71

3.5. Nhận xét về kết quả thực nghiệm 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75























Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân loại lớp phủ mặt ñất theo FAO 5

Bảng 1.2: Các thế hệ vệ tinh Landsat 16

Bảng 1.3: Các ñặc trưng chính của bộ cảm vệ tinh IKONOS 20

Bảng 1.4: Một số thông số của ảnh QuickBird 21

Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng ñất năm 2010 thành phố Vĩnh Yên 48

Bảng 3.2: Dân số và cơ cấu dân số của thành phố Vĩnh Yên giai ñoạn 2003
– 2010 54

Bảng 3.3. Mô tả các loại lớp phủ ñất 58

Bảng 3.4: Mẫu giải ñoán ảnh 60

Bảng 3.5: Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2003 63

Bảng 3.6: Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2010 64

Bảng 3.7: Thống kê diện tích lớp phủ ñất của thành phố Vĩnh Yên 66

Bảng 3.8 : Bảng biến ñộng diện tích lớp phủ mặt ñất giai ñoạn 2003 – 2010
thành phố Vĩnh Yên 71
Bảng 3.9: Biến ñộng diện tích từng loại lớp phủ giai ñoạn 2003 – 2010
thành phố Vĩnh Yên 72

Bảng 3.10: Thống kê diện tích biến ñộng trong giai ñoạn 2003 - 2010 73












Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Phương pháp so sánh sau phân loại 10

Hình 1.2: Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian 10

Hình 1.3: Phương pháp phân tích vector thay ñổi phổ 11

Hình 1.4: Nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh 13

Hình 1.5: Vệ tinh ñịa tĩnh và vệ tinh quỹ ñạo cực 14

Hình 1.6: Các kênh sử dụng trong viễn thám 15

Hình 1.7: Ảnh Quần ñảo Mergui, Myanmar (Landsat 5 chụp 14/12/2004) 17

Hình 1.8: Ảnh Toulouse, France (Ảnh SPOT 6 chụp 2/11/2012) 19

Hình 1.9: ðặc ñiểm phổ phản xạ của các ñối tượng tự nhiên chính 21

Hình 1.10: Khả năng phản xạ và hấp thụ của thực vật 22

Hình 1.11: Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước 23

Hình 1.12: ðặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng 25

Hình 1.13: Thuật toán Maximum Likelihood 30

Hình 1.14: Thuật toán Minimum Distance 31

Hình 1.15: Thuật toán Parallelpiped 32

Hình 1.16: Một bản ñồ GIS là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin 34

Hình 1.17: Thành phần chính của một hệ GIS 35

Hình 3.1 Sơ ñồ hành chính thành phố Vĩnh Yên 45

Hình 3.2: Ảnh năm 2003(a), năm 2010 (b) cắt theo ranh giới 55

thành phố Vĩnh Yên 55

Hình 3.3: Ảnh một số vị trí lấy mẫu ngoài thực ñịa 58

Hình 3.4: Kết quả so sánh sự khác biệt của các mẫu phân loại trên ảnh 2003 59

Hình 3.5: Kết quả so sánh sự khác biệt của các mẫu phân loại trên ảnh 2010 59

Hình 3.6: Ảnh phân loại thành phố Vĩnh Yên năm 2003 61

Hình 3.7: Ảnh phân loại thành phố Vĩnh Yên năm 2010 61

Hình 3.8: Biểu ñồ cơ cấu lớp phủ năm 2003 66

Hình 3.9: Biểu ñồ cơ cấu lớp phủ năm 2010 67

Hình 3.10: Biểu ñồ so sánh diện tích các lớp phủ ñất trong năm 2003, 2010 của
thành phố Vĩnh Yên 67

Hình 3.11: Sơ ñồ lớp phủ thành phố Vĩnh Yên năm 2003 68

Hình 3.13: Sơ ñồ biến ñộng lớp phủ thành phố Vĩnh Yên giai ñoạn 2003 – 2010 70


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
1

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
Quá trình ñô thị hóa mạnh mẽ cùng với sự gia tăng dân số ñã dẫn tới sự
thay ñổi lớn trong hiện trạng sử dụng ñất ở hầu hết các tỉnh thành ở Việt Nam,
thành phố Vĩnh Yên cũng không nằm ngoài quá trình ñó. Trong những năm gần
ñây, tốc ñộ ñô thị hóa ở thành phố Vĩnh Yên diễn ra rất nhanh. ðất nông nghiệp
nhanh chóng bị thu hẹp ñể nhường chỗ cho các loại hình khác như các khu dân

cư, các khu công nghiệp, các công trình công cộng khác. Việc nghiên cứu biến
ñộng trên diện rộng và thời gian dài là vấn ñề cần thiết cho các cơ quan quản lý
của thành phố.
Ba thập kỷ gần ñây, công nghệ và phương pháp viễn thám phát triển hết sức
nhanh chóng với sự xuất hiện của các ñầu thu phát ñời mới, nhờ ñó ảnh thu ñược
có ñộ phủ rộng ở các tỷ lệ và ñộ phân giải ngày càng lớn, góp phần hữu ích phục
vụ cho quản lý và giám sát trong công tác quản lý và dự báo lớp phủ mặt ñất.
Bằng công nghệ này cho phép chúng ta cập nhật thông tin, tiến hành nghiên cứu
một cách nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm ñược thời gian và công sức, các tư liệu
hiện nay ñi ñôi với việc giảm giá thành là tăng ñộ phân giải. Sự phát triển công
nghệ viễn thám tạo ra ảnh hưởng tích cực ñến các tổ chức ñiều phối và giám sát
mặt ñất bao gồm giám sát sự biến ñộng sử dụng ñất và lớp phủ bề mặt. Công
nghệ hiện nay còn cho phép lựa chọn và phân tích dữ liệu bởi hiệu chỉnh tán xạ
mặt ñất, khí quyển, quỹ ñạo vệ tinh. Việc kết hợp dữ liệu GPS, GIS, chức năng
phân tích không gian trong GIS, và môt số mô hình khác càng tăng thêm tính xác
thực của kết quả. Vì vậy, tư liệu viễn thám là một nguồn số liệu rất có giá trị ñể
chiết tách các thông tin lớp phủ bề mặt. Mục tiêu sử dụng tư liệu viễn thám và
các công cụ khác trong giám sát sự biến ñổi lớp phủ là hết sức cần thiết, ñúng
ñắn và hữu ích. Các cơ quan hoạch ñịnh kế hoạch và giám sát lớp phủ có trách
nhiệm, nghĩa vụ trong việc này nhưng khả năng của họ bị hạn chế bởi thông tin
mới về loại hình và tốc ñộ biến ñổi lớp phủ, thậm chí hạn chế cả thông tin về các
cấu thành như nguyên nhân, phân bố, tốc ñộ biến ñộng lớp phủ.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
2

Viễn thám kết hợp GIS tạo ra các bản ñồ hỗ trợ ñưa ra các quyết ñịnh trên
cơ sở ñộ chính xác cao, nhanh chóng và giá thành rẻ. Tuy nhiên, sự phát triển
trong nghiên cứu, ứng dụng viễn thám và GIS cũng rất cần ñến kinh nghiệm, sự
hiểu biết chuyên sâu các lĩnh vực.

Trong tương lai gần, với các dự án ñầu tư về số lượng và các loại hình vệ
tinh, việc sử dụng kết quả dự báo xu thế hay hiện trạng tức thời của lớp phủ sẽ
ngày càng dễ dàng và chính xác hơn.
Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa của tỉnh Vĩnh
Phúc, có diện tích 5081,27 ha, dân số năm 2010 là 95.682 người. Trong những
năm qua, quá trình ñô thị hóa diễn ra nhanh, nhiều diện tích ñất nông nghiệp của
thành phố chuyển thành các khu công nghiệp, khu ñô thị, khu du lịch sinh thái
làm thay ñổi ñáng kể lớp phủ mặt ñất của thành phố. Vì vậy nhiệm vụ ñặt ra là
cần ñánh giá biến ñộng lớp phủ mặt ñất làm cơ sở giúp cho các nhà quản lý và
hoạch ñịnh ñưa ra những chính sách phù hợp ñảm bảo phát triển bền vững.
Chính vì các lý do trên, tác giả chọn ñề tài: “Xác ñịnh sự thay ñổi lớp phủ
ñất bằng tư liệu viễn thám và hệ thống thông tin ñịa lý giai ñoạn 2003 – 2010
thành phố Vĩnh Yên tỉnh Vĩnh Phúc.”
2. Mục ñích của ñề tài
Xác ñịnh sự thay ñổi lớp phủ ñất trên ñịa bàn thành phố Vĩnh Yên – tỉnh
Vĩnh Phúc trong giai ñoạn 2003 – 2010 bằng ảnh vệ tinh ña thời gian và hệ thống
thông tin ñịa lý.
3. Yêu cầu của ñề tài
- Bản ñồ lớp phủ mặt ñất năm 2003, năm 2010 phải kết hợp phương pháp
giải ñoán ảnh vệ tinh và phương pháp ñối soát thực ñịa.
- Thành lập ñược bản ñồ lớp phủ mặt ñất năm 2003 và 2010, bản ñồ biến
ñộng lớp phủ mặt ñất giai ñoạn 2003 – 2010, tỷ lệ 1/25000; các bản ñồ thành lập
trong hệ tọa ñộ VN-2000 có ñộ chính xác cao.





Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái quát về lớp phủ mặt ñất
1.1.1. Lớp phủ mặt ñất
Theo Tổ chức nông lương thế giới (Food and Agriculture Organisation -
FAO) khái niệm lớp phủ mặt ñất là một khái niệm cơ bản, bởi vì trong nhiều hệ
thống phân loại và chú giải có sự nhầm lẫn giữa lớp phủ mặt ñất và sử dụng ñất.
Theo ñó, lớp phủ mặt ñất ñược ñịnh nghĩa như sau: “Lớp phủ mặt ñất là những
ñối tượng vật chất quan sát ñược trên bề mặt trái ñất”.
Trên thực tế mỗi một khu vực khác nhau trên trái ñất ñều có loại hình lớp
phủ mặt ñất ñặc trưng, mỗi một ñối tượng ñều chịu sự tác ñộng của tự nhiên và
con người với mức ñộ mạnh, yếu khác nhau. Sự tác ñộng này ñã làm cho lớp phủ
mặt ñất luôn biến ñổi. Sự biến ñổi của lớp phủ mặt ñất ngược lại cũng có những
ảnh hưởng không nhỏ ñến cuộc sống của con người, như diện tích rừng suy giảm
ñã gây ra lũ lụt; sự gia tăng của các khu công nghiệp và các hoạt ñộng nông
nghiệp như tăng vụ lúa, nuôi trồng thuỷ sản không hợp lý là một trong những
nguyên nhân gây biến ñổi khí hậu. Do tính chất liên tục thay ñổi của lớp phủ mặt
ñất nên việc xây dựng bản ñồ hiện trạng lớp phủ mặt ñất một cách nhanh chóng
là một việc làm cần thiết.
Bản ñồ lớp phủ có thể ñược thành lập từ tư liệu ảnh viễn thám. Những lý
do chính của việc chọn dữ liệu ảnh viễn thám là nó cung cấp một lượng thông tin
khổng lồ, chân thực, khách quan mà không dễ dàng thu nhận theo cách khác.
ðồng thời ñây là phương pháp hiệu quả ñể thu nhận dữ liệu tại những khu vực
khó khăn. Ảnh viễn thám cho phép nhận dạng lớp phủ bề mặt trên phạm vi rộng
một cách hiệu quả về nhiều mặt.
1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt ñất
ðể tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng các lớp thông tin
lớp phủ mặt ñất và ñảm bảo tính thống nhất về nội dung thông tin, người ta xây
dựng các hệ phân loại lớp phủ mặt ñất. Nhìn chung các hệ phân loại lớp phủ mặt
ñất ñã có ñều dựa trên nguyên tắc sau:

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
4

- Hệ phân loại dễ hiểu, dễ hình dung phân chia ñối tượng bề mặt thành các
nhóm chính theo trạng thái vật chất của các ñối tượng như mặt nước, mặt ñất, lớp
phủ thực vật, ñất nông nghiệp, bề mặt nhân tạo.
- Phù hợp với khả năng cung cấp thông tin của tư liệu viễn thám bao gồm
các loại ảnh vệ tinh như SPOT, Landsat, ảnh hàng không v.v.
- Các ñối tượng trong hệ phân loại ñáp ứng ñược yêu cầu phân tách ñược
ñối tượng trên các tư liệu viễn thám thu thập ở các thời gian khác nhau;
- Hệ thống phân loại áp dụng ñược cho nhiều vùng rộng lớn;
- Hệ thống phân loại phân chia các ñối tượng theo các cấp bậc nên phù
hợp với việc phân tích ñối tượng trên các tư liệu ảnh có ñộ phân giải khác nhau,
ñáp ứng yêu cầu thành lập bản ñồ ở các tỷ lệ khác nhau.
Tuy nhiên trên mỗi hệ phân loại ñều có những ñặc ñiểm riêng phù hợp với
ñiều kiện tự nhiên, mức ñộ khai thác lớp phủ bề mặt của từng khu vực.
Ở nước ta trong những năm gần ñây ñã quan tâm ñến việc thành lập bản
ñồ lớp phủ mặt ñất, nhưng chưa có một công trình nào chuyên nghiên cứu về hệ
phân loại của bản ñồ ñể ñưa ra một hệ phân loại chung áp dụng cho cả nước như
hệ phân loại của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất. Các bản ñồ lớp phủ mặt ñất ñã
thành lập ñều phục vụ một mục ñích cụ thể hoặc chỉ là một lớp thông tin của lớp
phủ mặt ñất như lớp phủ rừng, lớp phủ mặt nước,….
1.1.3. Hệ phân loại lớp phủ - FAO Land Cover Classification System
Hệ phân loại lớp phủ mặt ñất FAO – LCSS ñược xây dựng theo tiêu chuẩn
ISO TC211 trên cơ sở Land Cover Meta Language (LCML) phát triển bởi FAO
(
Ron Graham and Roger E. Read, 1990). Mục ñích của LCML là xác ñịnh một
cấu trúc chung cho việc so sánh và tích hợp dữ liệu cho bất kỳ loại lớp phủ mặt
ñất nào. Trong hệ thống này, lớp phủ mặt ñất ñược chia thành 14 lớp, trong mỗi

lớp có thể chia nhỏ thành các lớp phụ. Hệ thống phân loại này ñược trình bày
trong bảng (1.1)




Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
5

Bảng 1.1: Phân loại lớp phủ mặt ñất theo FAO
STT

Category BASIC RULES
1
Bề mặt nhân tạo (bao
gồm ñô thị và các khu
vực tương tự)
Bao gồm bất kỳ bề mặt nhân tạo nào, chia thành
các lớp nhỏ theo diện tích
01.a (Bao phủ từ 10 ñến 50 %)
01.b (Bao phủ từ 50 ñến 100 %)
2 Cây trồng thân thảo
Chủ yếu là cây thân cỏ, ñược chia thành các lớp
phụ bởi diện tích và cách thức tưới nước
02.a (Diện tích <2 ha, dùng nước mưa)
02.b (Diện tích <2 ha, tưới chủ ñộng)
02.c (Diện tích >2 ha, dùng nước mưa)
02.d (Diện tích >2 ha, tưới chủ ñộng)
3 Rừng trồng
Chủ yếu là rừng trồng hoặc cây bụi, chia thành

các lớp nhỏ theo diện tích
03.a (Diện tích < 2 ha)
03.b (Diện tích > 2 ha)
4 Trồng xen lẫn
Lớp này bao gồm ít nhất hai lớp cây gỗ và cây
thân thảo hoặc các cây trồng khác nhau kết hợp
với thảm thực vật tự nhiên.
5 ðồng cỏ
Chủ yếu là cỏ với diện tích bao phủ từ 10-
100%, ñược chia thành 2 lớp nhỏ
05.a (Mọc tự nhiên)
05.b (Cỏ trồng)
6 Khu vực cây bao phủ
Chủ yếu là cây gỗ tự nhiên bao phủ từ 10 ñến
100%, ñược chia nhỏ theo diện tích bao phủ
06.a (từ 10 ñến 30-40 %)
06.b (từ 30-40 ñến 70 %)
06.c (từ 70 ñến 100 %)
7 Rừng ngập mặn
Cây tự nhiên bao phủ 10-100% mặt nước hoặc
thường xuyên bị ngập trong nước biển.
8 Cây bụi
Chủ yếu là cây bụi tự nhiên bao phủ từ 10 ñến
100%, ñược chia nhỏ theo diện tích bao phủ
08.a (từ 10 ñến 60 %)
08.b (từ 60 ñến 100 %)

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
6

9
Cây bụi hoặc thân thảo
ngập nước hay khu vực
thường xuyên ngập nước

Cây bụi tự nhiên hoặc các cây thân thảo che
phủ 10-100% bề mặt nước hoặc thường xuyên
bị ngập lụt từ 2-12 tháng /năm, ñược chia thành
lớp nhỏ theo thời gian ngập nước
09.a (nước ngập từ 2-4 tháng)
09.b (nước ngập > tháng)
10
Thực vật tự nhiên thưa
thớt
Các loại thực vật tự nhiên (mọi hình thức phát
triển) che phủ từ 2-10%.
11 ðất trống
11.a (ðất chuyển cát hoặc cồn cát)
11.b (ðất trống, sỏi, ñá)
12 Tuyết và sông băng Băng tuyết bao phủ quanh năm
13 Mặt nước Nước bao phủ quanh năm
14
Nước ven biển và thủy
triều
Các khu vực liên quan ñến biển
14.a Các vùng nước ven biển (ðầm, phá)
14.b Khu vực thủy triều
(Nguồn: FAO and EEA 2011)

1.1.4. Biến ñộng lớp phủ mặt ñất

1.1.4.1. Biến ñộng lớp phủ mặt ñất
Biến ñộng ñược hiểu là sự biến ñổi, thay ñổi, thay thế trạng thái (diện tích,
hình thái) này sang trạng thái khác của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi
trường tự nhiên cũng như xã hội.
Phát hiện biến ñộng là quá trình nhận dạng sự biến ñổi, sự khác biệt về
trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại những thời ñiểm
khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến ñộng lớp phủ mặt ñất là
rất quan trọng. Hiện nay có nhiều phương pháp nghiên cứu biến ñộng, nhưng hầu
hết các kết quả nghiên cứu biến ñộng ñều ñược thể hiện trên bản ñồ biến ñộng và
các bảng tổng hợp kết quả. Các phương pháp nghiên cứu khác nhau sẽ cho các
bản ñồ khác nhau.
ðể nghiên cứu biến ñộng lớp phủ mặt ñất có nhiều phương pháp khác nhau
với nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: từ các số liệu thống kê hàng năm, số liệu
kiểm kê, hay từ các cuộc ñiều tra. Các phương pháp này thường tốn nhiều thời
gian, kinh phí và không thể hiện ñược sự thay ñổi từ trạng thái này sang trạng thái

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
7

khác của lớp phủ mặt ñất, và vị trí không gian của sự thay ñổi ñó. Phương pháp
sử dụng tư liệu viễn thám ñã khắc phục ñược những nhược ñiểm này.
Việc sử dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu biến ñộng lớp phủ mặt
ñất là giám sát thay ñổi lớp phủ mặt ñất ñưa ñến sự thay ñổi về giá trị bức xạ và
những thay ñổi về giá trị bức xạ do thay ñổi lớp phủ mặt ñất phải lớn hơn sự thay
ñổi về bức xạ gây ra bởi các yếu tố khác. Những yếu tố khác này bao gồm sự
thay ñổi về ñiều kiện khí quyển, ñộ ẩm mặt ñất, góc chiếu của mặt trời. Tuy
nhiên, có thể giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố này bằng việc lựa chọn dữ liệu
thích hợp.
1.1.4.2. Các nguyên nhân gây ra biến ñộng
Biến ñộng của lớp phủ mặt ñất bao giờ cũng bao gồm nhiều yếu tố tương

tác lẫn nhau như: sự kết hợp của mục ñích sử dụng ñất tùy theo thời gian, không
gian cụ thể tùy vào mục ñích, môi trường và ñiều kiện của con người. Các quá
trình tự nhiên diễn ra trên bề mặt ñất như: hạn hán, xói mòn, … cũng quan trọng
như các tác ñộng của con người (
Almeida et al., 2003
).
Các nguyên nhân chính dẫn ñến biến ñộng lớp phủ mặt ñất gồm:
- Sự thay ñổi ña dạng của tự nhiên: Sự thay ñổi của môi trường tự nhiên
tương tác với những hoạt ñộng của con người dẫn ñến sự thay ñổi lớp phủ mặt
ñất. ðiều kiện sinh thái khác nhau do biến ñổi về khí hậu ñòi hỏi những thay ñổi
tài nguyên ñất, ñặc biệt là trong ñiều kiện khan hiếm tài nguyên. Thông qua
những thay ñổi riêng lẻ về tự nhiên và kinh tế xã hội, ñiều kiện tự nhiên cũng có
thể dẫn ñến phát triển không bền vững, ví dụ: ñiều kiện ẩm ướt bất thường có thể
dẫn ñến nguy cơ hạn hán. Khi thời tiết trở nên khô hơn cũng là nguyên nhân gây
ra suy thoái ñất. Biến ñộng lớp phủ mặt ñất, chẳng hạn như việc mở rộng ñất
trồng trọt ở vùng ñất khô hạn cũng có thể làm tổn thương tới mối quan hệ giữa
con người và môi trường - khí hậu, từ ñó có thể dẫn ñến suy thoái ñất.
- Vấn ñề con người: Việc tăng hay giảm dân số trong khu vực ñều có ảnh
hưởng ñến lớp phủ mặt ñất tại ñó. Sự thay ñổi không chỉ ñơn thuần là tỷ lệ sinh tử
và nó còn bao gồm cả sự thay ñổi trong cấu trúc gia ñình tính sẵn sàng lao ñộng, di
cư, ñô thị hóa,…. Di cư là yếu tố quan trọng nhất gây ra sự thay ñổi nhanh chóng

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
8

lớp phủ mặt ñất. Sự phát triển của các ñô thị, phân bố dân cư nông thôn - thành thị
là những yếu tố quan trọng gây ra sự thay ñổi lớp phủ tại khu vực.
- Vấn ñề chính sách, thể chế: Biến ñộng lớp phủ bị ảnh hưởng trực tiếp
của các chính sách kinh tế, các thể chế pháp lý, truyền thống. Tiếp cận ñất ñai,
lao ñộng, vốn, … ñược xây dựng trên chính sách của ñịa phương, quốc gia và các

tổ chức, bao gồm: quyền sở hữu, chính sách môi trường, hệ thống quản lý tài
nguyên, mạng xã hội liên quan, .… Kiểm soát thể chế về sử dụng ñất ñai ñang
chuyển dịch từ ñịa phương ñến cấp khu vực và toàn cầu, ñó là kết quả của sự liên
kết lẫn nhau ngày càng tăng của thị trường, sự gia tăng các công ước quốc tế về
môi trường. Việc xác ñịnh chính sách và thực thi thể chế kém làm suy yếu chiến
lược thích hợp của ñịa phương, nó có thể dẫn ñến việc thay ñổi theo chiều hướng
tiêu cực, mất cân ñối trong việc sử dụng ñất. ðiều quan trọng là các tổ chức có
ảnh hưởng ñến những quyết ñịnh về quản lý và sử dụng ñất ñai cần ñược xây
dựng xung quanh sự tham gia của các nhà quản lý ñất ñai ñịa phương và quan
tâm ñến môi trường.
- Vấn ñề kinh tế và công nghệ: Nhân tố kinh tế và các chính sách ảnh
hưởng ñến quyết ñịnh mục ñích sử dụng mặt ñất ñể làm gì thông qua sự thay ñổi
giá cả, thuế, trợ cấp ñầu vào sử dụng ñất và các sản phẩm, thay ñổi chi phí sản
xuất, vận chuyển và sự thay ñổi nguồn vốn ñầu tư, tiếp cận tín dụng thương mại,
công nghệ. Sự phân bố không ñồng ñều tài sản của các hộ gia ñình, quốc gia, khu
vực cũng ảnh hưởng ñến sử dụng ñất, ví dụ như việc áp dụng cơ giới hóa nông
nghiệp quy mô lớn ñể ñem lại lợi nhuận cao hơn, ñồng thời áp dụng công nghệ
mới và cách quản lý ñất ñai một cách khoa học hơn. Việc người nông dân ngày
càng ñược tiếp xúc tốt hơn với tín dụng, thương mại, công nghệ, ñã khuyến
khích sự chuyển ñổi mục ñích sử dụng ñất như từ rừng sang ñất trồng trọt. Tuy
nhiên, ñiều này phụ thuộc vào công nghệ mới ảnh hưởng như thế nào ñến thị
trường lao ñộng và di cư, cây trồng bản ñịa làm thế nào ñể có lợi nhuận khi ñem
ñến khu vực khác, tùy thuộc vào cường ñộ vốn và lao ñộng của công nghệ mới.
- Vấn ñề văn hóa: Các ký ức, lịch sử, niềm tin, và nhận thức cá nhân của
người quản lý ñất ñai thường ảnh hưởng ñến các quyết ñịnh, ñôi khi rất sâu sắc.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
9

Những dự ñịnh, hay kết quả khó có thể lường trước ñược trong việc quyết ñịnh

sử dụng ñất phụ thuộc vào kiến thức, thông tin, kỹ năng của người quản lý ñất
ñai. “Phông” văn hóa của các nhà quản lý ñất ñai sẽ giúp giải thích quản lý tài
nguyên, các chiến lược thích ứng, phù hợp với chính sách, và khả năng phục
hồi về mặt xã hội khi có sự biến ñộng.
- Vấn ñề toàn cầu hóa: Quá trình toàn cầu hóa có thể góp phần tích cực
hay tiêu cực vào sự biến ñộng ñất ñai bằng cách dỡ bỏ rào cản ranh giới ñể tạo ra
thay ñổi, làm suy yếu kết nối quốc gia, làm tăng sự phụ thuộc lẫn nhau giữa con
người và giữa các quốc gia. Mặc dù những tác ñộng môi trường của các chính
sách kinh tế vĩ mô và tự do thương mại hóa ñặc biệt quan trọng ở những nước có
hệ sinh thái dễ bị tổn thương; các hình thức khác của toàn cầu hóa cũng có thể
cải thiện môi trường thông qua các phương tiện truyền thông gây ra áp lực
quốc tế về suy giảm tài nguyên, môi trường, cung cấp các cơ hội giáo dục và
việc làm tốt hơn. Các tổ chức quốc tế xây dựng sự ñồng thuận và thúc ñẩy tài
trợ các chương trình góp phần quản lý ñất ñai bền vững.
1.1.5. Một số phương pháp nghiên cứu biến ñộng lớp phủ mặt ñất.
1.1.5.1. Phương pháp so sánh sau phân loại
Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại, sử dụng các phần
mềm xử lý ảnh chuyên dụng của hai thời ñiểm khác nhau, thành lập bản ñồ lớp
phủ mặt ñất tại hai thời ñiểm. Sau ñó, chồng ghép bản ñồ lớp phủ ñể tính toán,
thành lập bản ñồ biến ñộng bằng việc sử dụng công nghệ GIS.
ðây là phương pháp ñơn giản, dễ thực hiện, dễ hiểu và ñược sử dụng rộng
rãi. Sau khi ảnh tại hai thời ñiểm sẽ ñược phân loại riêng rẽ, thành lập hai bản ñồ
lớp phủ. Hai bản ñồ này ñược so sánh bằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận
biến ñộng.
Ưu ñiểm của phương pháp này là cho biết sự thay ñổi hình thái lớp phủ từ
ñối tượng này sang ñối tượng khác, hơn nữa chúng ta cũng có thể sử dụng các
bản ñồ lớp phủ ñã ñược thành lập trong quá trình thành lập bản ñồ biến ñộng.
Nhược ñiểm của phương pháp này là phải phân loại ñộc lập từng ảnh,
nên ñộ chính xác phụ thuộc vào phương pháp phân loại, thông thường thì ñộ

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
10

chính xác không cao vì sai sót trong quá trình phân loại vẫn ñược giữ trong
kết quả bản ñồ biến ñộng (John R.Jensen, 1996).





Hình 1.1: Phương pháp so sánh sau phân loại
1.1.5.2. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian
Phương pháp này thực chất là chồng xếp các ảnh ña thời gian của một khu
vực, tạo thành ảnh biến ñộng. Sau ñó tiến hành phân loại trên ảnh biến ñộng và
thành lập bản ñồ biến ñộng.
Ưu ñiểm của phương pháp này là không phải phân loại ảnh của từng thời
ñiểm.
Nhược ñiểm của phương pháp này là phân loại ảnh biến ñộng không ñơn
giản. Ảnh có ñược nếu rơi vào các mùa khác nhau thì khó xác ñịnh biến ñộng, và
ảnh hưởng của khí quyển vào các mùa khác nhau cũng khó loại trừ. Do ñó, ñộ
chính xác của phương pháp là không cao. Bản ñồ biến ñộng ñược thành lập theo
phương pháp này chỉ cho ta biết vùng biến ñộng, không cung cấp thông tin về xu
hướng biến ñộng.

Hình 1.2: Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian
Ảnh
biến ñộng
Bản ñồ
biến ñộng
Phân loại

ảnh biến
ñộng
Ảnh thời ñiểm 1
Ảnh thời ñiểm 2
Phân loại 1
Phân loại 2
Bản ñồ lớp phủ 1
Bản ñồ lớp phủ 2
Bản ñồ biến ñộng
Thời ñiểm 1
Thời ñiểm 2

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
11

1.1.5.3. Phương pháp phân tích vector thay ñổi phổ
Khi có sự biến ñộng tại một ñiểm nào ñó, sự thay ñổi ñó ñược thể hiện
bằng sự khác biệt về giá trị phổ giữa hai thời ñiểm.
Giả sử xác ñịnh ñược giá trị phổ trên 2 kênh X, Y tại hai thời ñiểm 1 và 2.
Vector 1-2 chính là vector thay ñổi phổ, ñược biểu thị bởi giá trị tuyệt ñối
(khoảng cách từ 1 ñến 2) và góc thay ñổi θ.








Hình 1.3: Phương pháp phân tích vector thay ñổi phổ

Thông tin về sự thay ñổi sẽ ñược thể hiện bằng màu sắc của các pixel
tương ứng với các mã ñã quy ñịnh. Trên ảnh ña phổ, sự thay ñổi này bao gồm cả
hướng và giá trị của vector thay ñổi phổ. Sự thay ñổi có hay không ñược quyết
ñịnh bởi việc quy ñịnh ngưỡng của vector thay ñổi phổ. Giá trị ngưỡng ñược xác
ñịnh từ kết quả thực nghiệm dựa vào các mẫu biến ñộng và không biến ñộng
(John R.Jensen, 1996).
Phương pháp phân tích vector thay ñổi phổ ñược ứng dụng hiệu quả trong
nghiên cứu biến ñộng rừng, nhất là ñối với rừng ngập mặn. Tuy nhiên, nhược
ñiểm lớn nhất của phương pháp này là việc xác ñịnh ngưỡng của sự biến ñộng.
1.1.5.4. Phương pháp số học
ðây là phương pháp nghiên cứu ñơn giản. ðể xác ñịnh biến ñộng giữa hai
thời ñiểm sử dụng tỉ số giữa các ảnh trên cùng một kênh hoặc sự khác nhau trên
cùng một kênh của các thời ñiểm ảnh. Sử dụng các phép biến ñổi số học ñể thành
lập bản ñồ biến ñộng, các phép tính ñược sử dụng ở ñây là phép trừ và phép chia.
Nếu ảnh thay ñổi là kết quả của phép trừ thì khi ñó giá trị ñộ xám của các pixel
θ

Kênh
Kênh
1
2

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
12

trên ảnh là dãy số âm và dương. Các kết quả âm và dương biểu thị mức ñộ biến
ñổi của các vùng, giá trị 0 biểu thị sự không biến ñộng. Với giá trị ñộ xám từ 0
ñến 255 thì giá trị pixel thay ñổi trong khoảng từ -255 ñến +255. Thông thường
ñể tránh kết quả giá trị âm thì thường cộng thêm một hằng số không ñổi.
Ảnh thay ñổi ñược tạo ra bằng cách tổ hợp giá trị ñộ xám theo luật phân

bố chuẩn Gauss. Vị trí nào có pixel không thay ñổi, ñộ xám biểu diễn xung
quanh giá trị trung bình, vị trí nào có pixel thay ñổi ñược biểu diễn bên phần
biên của ñường phân bố.
Tương tự như trên, nếu ảnh ñược tạo ra từ phép chia thì giá trị các pixel
ñược tạo ra trên ảnh mới là một tỷ số chứng tỏ sự thay ñổi ở ñó, nếu giá trị tỷ số
là 1 thì không có sự thay ñổi.
Giá trị giới hạn thay ñổi (ñối với ảnh tạo bởi phép trừ) và ảnh tỷ số kênh
sẽ quyết ñịnh ngưỡng ranh giới giữa sự thay ñổi và không ñổi, và ñược biểu thị
bằng biểu ñồ ñộ xám của ảnh biến ñộng.
Thông thường ñộ lệch chuẩn ñược lựa chọn và kiểm tra theo kinh nghiệm.
Nhưng ngược lại, hầu hết các nhà phân tích ñều sử dụng phương pháp thử
nghiệm nhiều hơn là phương pháp kinh nghiệm. Giá trị ngưỡng thay ñổi sẽ ñược
xác ñịnh khi gặp giá trị thay ñổi trên thực tế.
Vì vậy, ñể xác ñịnh ñược ta cần phải hiểu rõ về khu vực nghiên cứu, thậm
chí phải lựa chọn một số vùng biến ñộng và ghi lại ñể hiển thị trên vùng nghiên
cứu. Tuy nhiên, phương pháp này có thể kết hợp với các phương pháp khác ñể
nghiên cứu biến ñộng và thành lập bản ñồ biến ñộng có hiệu quả.
1.2. Khái quát về viễn thám
1.2.1. Khái niệm chung về viễn thám
Viễn thám ñược ñịnh nghĩa như là một khoa học công nghệ mà nhờ nó các
tính chất của vật thể quan sát ñược xác ñịnh, ño ñạc hoặc phân tích mà không cần
trực tiếp tiếp xúc với chúng.
Sóng ñiện từ ñược phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông
tin chủ yếu về ñặc tính của ñối tượng. Ảnh viễn thám cung cấp thông tin về các
vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng ñã xác ñịnh.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
13

ðo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho

phép tách thông tin hữu ích về từng lớp phủ mặt ñất khác nhau do sự tương tác
giữa bức xạ ñiện từ và vật thể.
Thiết bị dùng ñể cảm nhận sóng ñiện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể
ñược gọi là bộ cảm biến. Bộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét.
Phương tiện mang các bộ cảm biến ñược gọi là vật mang (máy bay, khinh khí
cầu, tàu con thoi…).
Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của phương pháp
chụp ảnh và thu nhận thông tin các ñối tượng trên mặt ñất. Từ năm 1858, người
ta ñã bắt ñầu sử dụng khinh khí cầu ñể chụp ảnh nhằm mục ñích thành lập bản ñồ
ñịa hình. Những bức ảnh hàng không ñầu tiên chụp từ máy bay ñược Wilbur
Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia (Ron Graham and Roger
E. Read, 1990). Từ ñó ñến nay, phương pháp sử dụng ảnh hàng không là phương
pháp ñược sử dụng rộng rãi nhất. Trên thế giới, việc phân tích ảnh hàng không ñã
góp phần ñáng kể trong việc phát hiện nhiều mỏ dầu và khoáng sản trầm tích.

Hình 1.4: Nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh
Vào giữa những năm 1930, người ta ñã có thể chụp ảnh mầu và ñồng thời
thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ
gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tán xạ và mù
của khí quyển. Từ năm 1960, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho phép thu ñược

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
14

hình ảnh ở các dải sóng khác nhau bao gồm cả dải sóng hồng ngoại và sóng cực
ngắn. Sau ñó sự thành công trong việc chế tạo các bộ cảm biến và các tàu vũ trụ,
các vệ tinh nhân tạo ñã cung cấp khả năng thu nhận hình ảnh của trái ñất từ trên
quỹ ñạo góp phần hữu ích cho việc nghiên cứu lớp phủ thực vật, biến ñộng sử
dụng ñất, cấu trúc ñịa mạo, nhiệt ñộ, gió trên bề mặt ñại dương,….
Căn cứ vào hình dạng quỹ ñạo của vệ tinh, ñộ cao bay của vệ tinh, dải phổ

của các thiết bị thu, loại nguồn phát và tín hiệu thu nhận, người ta chia ra các loại
viễn thám chính, ñó là:
- Phân loại theo nguồn tín hiệu
Viễn thám chủ ñộng: nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị nhân
tạo, thường là các máy phát ñặt trên các thiết bị bay;
Viễn thám bị ñộng: nguồn phát bức xạ là mặt trời hoặc từ các vật chất tự nhiên.
- Phân loại theo ñặc ñiểm quỹ ñạo
Vệ tinh ñịa tĩnh: là vệ tinh có tốc ñộ góc quay bằng tốc ñộ góc quay của
trái ñất, nghĩa là vị trí tương ñối của vệ tinh so với trái ñất là ñứng yên;
Vệ tinh quỹ ñạo cực: là vệ tinh có mặt phẳng quỹ ñạo vuông góc hoặc gần
vuông góc so với mặt phẳng xích ñạo của Trái ñất. Tốc ñộ quay của vệ tinh khác
với tốc ñộ quay của trái ñất và ñược thiết kế riêng sao cho thời gian thu ảnh trên
mỗi vùng lãnh thổ trên mặt ñất là cùng giờ ñịa phương và thời gian thu lặp lại là
cố ñịnh ñối với 1 vệ tinh.

Hình 1.5: Vệ tinh ñịa tĩnh và vệ tinh quỹ ñạo cực

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
15

- Phân loại theo dải sóng thu nhận
Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại;
Viễn thám hồng ngoại nhiệt;
Viễn thám siêu cao tần.
Mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu ñối với nhóm viễn thám trong dải
sóng nhìn thấy và hồng ngoại. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế
ở 5µm. Tư liệu viễn thám thu ñược trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu
vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt Trái ñất. Các thông tin về vật thể
ñược xác ñịnh từ các phổ phản xạ.

Hình 1.6: Các kênh sử dụng trong viễn thám
1.2.2. Một số vệ tinh và tư liệu ảnh viễn thám
1.2.2.1. Vệ tinh Landsat
Vào năm 1967, tổ chức hàng không và vệ tinh quốc gia (NASA) ñược sự
hỗ trợ của Bộ nội vụ Mỹ ñã tiến hành chương trình nghiên cứu thăm dò tài
nguyên trái ñất Earth Resources Technology Satellite (ERTS). Vệ tinh ERTS-1
ñược phóng vào ngày 23/7/1972. Sau ñó NASA ñổi tên chương trình ERTS
thành Landsat, ERTS -1 ñược ñổi tên thành Landsat-1. Vệ tinh Landsat bay qua
xích ñạo lúc 9h39 phút sáng. Cho ñến nay, NASA ñã phóng ñược 8 vệ tinh trong
hệ thống Landsat.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
16

Bảng 1.2: Các thế hệ vệ tinh Landsat
Vệ tinh Ngày phóng Ngày ngừng hoạt ñộng Bộ cảm
Landsat-1 23/7/1972 6/1/1978 MSS
Landsat-2 22/1/1975 22/1/1981 MSS
Landsat-3 05/3/1978 31/3/1983 MSS
Landsat-4 16/7/1982 15/6/2001 TM, MSS
Landsat-5 01/3/1984 5/6/2013 TM, MSS
Landsat-6 05/3/1993 Bị hỏng ngay khi phóng ETM
Landsat-7 15/4/1999 ðang hoạt ñộng ETM+
Landsat-8 11/02/2013 ðang hoạt ñộng OLI và TIRs

Hệ thống vệ tinh Landsat thu nhận ảnh với các loại bộ cảm sau:
- Bộ cảm MSS (Multispectral Scanner)

Bộ cảm này ñược ñặt trên các vệ tinh Landsat-1, Landsat-2 và Landsat-3 ở
ñộ cao so với mặt ñất là 919km và Landsat-4, Landsat-5 ở ñộ cao 705 km. Chu
kỳ lặp là 18 ngày. Các bộ cảm MSS là những hệ thống máy quang học mà trong
ñó các yếu tố tách sóng riêng biệt ñược quét qua bề mặt Trái ñất theo hướng
vuông góc với hướng bay.
Ảnh Landsat-3 MSS có ñộ phân giải không gian là 80m x80m, và gồm 4
kênh 4,5,6 và 7, trong ñó kênh 4 và kênh 5 nằm trong vùng nhìn thấy còn kênh 6
và kênh 7 nằm trong vùng cận hồng ngoại.
- Bộ cảm TM, ETM
+
(Thematic Mapper, Enhanced Thematic Mapper Plus)
Từ năm 1982 vệ tinh Landsat-4 ñược phóng và mang thêm bộ cảm chuyên
dùng ñể thành lập bản ñồ chuyên ñề gọi là bộ cảm TM (Thematic Mapper). Vệ
tinh Landsat-7 mới ñược phóng vào quỹ ñạo tháng 4/1999 với bộ cảm TM cải
tiến gọi là ETM
+
(Enhanced Thematic Mapper Plus). Hệ thống này là một bộ
cảm quang học ghi lại năng lượng trong vùng nhìn thấy, hồng ngoại phản xạ,
trung hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt của quang phổ. Nó thu thập những ảnh ña
phổ mà có ñộ phân giải không gian, ñộ phân giải phổ, chu kỳ và sự phản xạ cao
hơn Landsat MSS. Landsat TM, ETM có ñộ phân giải không gian là 30x30 m