Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa nam triệu cửa cấm (hải phòng) và vùng cửa đáy (nam định ninh bình) trong giai đoạn 1987 2010

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Bùi Phƣơng Thảo





ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT CỬA NAM TRIỆU- CỬA CẤM (HẢI PHÒNG)
VÀ VÙNG CỬA ĐÁY (NAM ĐỊNH- NINH BÌNH)
TRONG GIAI ĐOẠN 1987- 2010



Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám - Hệ thông tin Địa lý
Mã số: 60.44.76

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NNNNNNNNtugit8thinhNGƢỜI HƢỚ


NG DNNẪN KHOA

Hà Nội - 2012



2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN






Bùi Phƣơng Thảo

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT CỬA NAM TRIỆU- CỬA CẤM (HẢI
PHÒNG) VÀ VÙNG CỬA ĐÁY (NAM ĐỊNH- NINH BÌNH)
TRONG GIAI ĐOẠN 1987- 2010



Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và Hệ thông tin địa lý
Mã số: 60.44.76




LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM QUANG SƠN




Hà Nội – Năm 2012



3
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Việt Nam có đƣờng bờ biển dài 3.260 km không kể các đảo và hệ thống sông ngòi
dày đặc với 2860 sông ngòi lớn nhỏ và tổng lƣợng dòng chảy khoảng 867 tỷ m

3
/năm. Các
loại hình đất vùng cửa sông của Việt Nam do đó rất đa dạng, chiếm diện tích lớn và là
một dạng tài nguyên quan trọng. Phần lớn thóc, gạo, cá, tôm và các loại lƣơng thực, thực
phẩm khác đều sản đƣợc xuất từ những vùng đất ngập nƣớc. Ngoài vai trò sản xuất nông
nghiệp và thuỷ sản, đất ngập nƣớc còn đóng vai trò quan trọng trong thiên nhiên và môi
trƣờng nhƣ lọc nƣớc thải, điều hoà dòng chảy (giảm lũ lụt và hạn hán), điều hoà khí hậu
địa phƣơng, chống xói lở bờ biển, ổn định mức nƣớc ngầm cho những vùng sản xuất nông
nghiệp, tích luỹ nƣớc ngầm, là nơi trú chân của nhiều loài chim di cƣ quý hiếm, là nơi giải
trí, du lịch rất giá trị cho ngƣời dân Việt Nam cũng nhƣ khách nƣớc ngoài.
Đất vùng cửa sông là một hệ sinh thái rất đặc thù, có ý nghĩa rất quan trọng đối với
sự phát triển kinh tế- xã hội, bảo vệ môi trƣờng và đa dạng sinh học. Trƣớc hết đây là
vùng có năng suất sinh học cao, cung cấp nguồn lƣơng thực và thực phẩm chủ yếu để
nuôi sống con ngƣời. Đồng thời cũng là vùng đất có chức năng bảo vệ môi trƣờng cơ bản
nhƣ điều tiết nguồn nƣớc ngầm, khống chế lũ lụt, bảo vệ bờ biển, ổn định khí hậu… Tuy
nhiên việc quản lý, khai thác và bảo vệ hệ sinh thái này vẫn còn nhiều vấn đề bất cập. Để
thấy đƣợc sự khác biệt trong sự biến đổi sử dụng đất giữa một vùng đang trên đà phát
triển công nghiệp với một vùng nông nghiệp vẫn chiếm ƣu thế, tác giả đã chọn khu vực
nghiên cứu là vùng cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng) và cửa Đáy (Nam Định- Ninh
Bình).
GIS và viễn thám ngày nay đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc theo dõi những
biến đổi bề mặt Trái đất, quản lý tài nguyên và môi trƣờng, trong đó nghiên cứu hiện
trạng lớp phủ thổ nhƣỡng, hiện trạng sử dụng đất từ đó nghiên cứu biến động sử dụng đất
là những ứng dụng phổ biến nhất. Cho đến thời điểm hiện nay, ảnh vệ tinh có nhiều loại
và đã có nhiều thế hệ. Song đƣợc sử dụng phổ biến hơn cả vẫn là các ảnh vệ tinh tài
nguyên chụp ở dải phổ nhìn thấy và cận hồng ngoại; Nhƣ hệ thống ảnh Landsat của Mỹ,
ảnh SPOT của Pháp, ảnh KFA-1000, MK-4 và KATE-200 của Nga Các loại ảnh này có
thể đƣợc dùng trong các lĩnh vực về điều tra tài nguyên, giám sát môi trƣờng… Đặc biệt

4
đƣợc sử dụng để thành lập ra các bản đồ về hiện trạng (hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng
rừng, hiện trạng lớp phủ, hiện trạng môi trƣờng, bản đồ địa hình ) và các bản đồ biến
động (biến động diện tích rừng, biến động bờ sông-bờ biển, biến động lớp phủ ). Có thể
nói rằng, ảnh vệ tinh là tƣ liệu rất tốt để nghiên cứu các đối tƣợng trên bề mặt đất. Hiện
nay đã có những loại ảnh có độ phân giải hình học khác nhau, cho phép xác định nhiều
đối tƣợng và hiện tƣợng ở những mức độ chi tiết cũng khác nhau. Ảnh đƣợc chụp với
diện rộng và ở độ cao lớn nên có thể ghi nhận đƣợc nhiều đối tƣợng, hiện tƣợng trong một
phạm vi lớn ở cùng một thời điểm và có khả năng tự tổng hợp hoá tự nhiên. Để xác định
phạm vi phân bố các loại hình đất ngập nƣớc, có thể coi ảnh vệ tinh là tƣ liệu và công cụ
hữu hiệu hiện nay.
Nhờ khả năng phân tích không gian, thời gian và mô hình hóa, công nghệ GIS lại
cho phép tạo ra những thông tin có giá trị gia tăng cho các thông tin đƣợc chiết xuất từ dữ
liệu vệ tinh đó (Burrough và cộng sự, 1998).
Các phƣơng pháp toán thống kê ngày nay cũng đang đƣợc sử dụng rất hiệu quả
trong các phân tích địa lý. Cụ thể với các phƣơng pháp phân tích đa biến giúp cho việc
giải thích mối tƣơng quan của dữ liệu, khẳng định hay phủ định các giả thiết đặt ra ban
đầu và tạo ra một ý nghĩa địa lý rất quan trọng.
Trong luận văn này, phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu đƣợc sử dụng là phƣơng
pháp phân tích không gian, sử dụng các tƣ liệu Viễn thám đa thời gian, và phƣơng pháp
phân tích thống kê kết hợp với các dữ liệu bổ trợ. Sự biến động sử dụng đất sẽ dễ dàng
đƣợc phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp và xử lý các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá
đƣợc biến động trong giai đoạn nghiên cứu.
Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ của mình, tác giả chọn tên đề tài: Ứng dụng
viễn thám và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải
Phòng) và vùng Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) giai đoạn 1987-2010.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu diễn biến hai vùng cửa sông, cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng)
và Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám đa thời gian

và GIS để thấy đƣợc sự khác nhau trong quá trình phát triển về cả không gian và thời
gian.



5
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
1. Đánh giá tổng quan các nghiên cứu về vùng cửa sông và khả năng sử dụng
thông tin viễn thám trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông.
2. Thu thập và xử lý các nguồn tƣ liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu (địa
chất, địa mạo, khí tƣợng- thủy- hải văn, kinh tế - xã hội, tƣ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ
tinh, bản đồ các loại).
3. Điều tra thực địa, đối sánh với bản đồ biến động, đánh giá độ chính xác và khai
thác thông tin cho đánh giá biến động sử dụng đất.
4. Xây dựng mô hình xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu vùng ven biển
và cửa sông.
5. Tích hợp thông tin không gian trên các hệ thống xử lý ảnh số và GIS; phân tích,
đánh giá qui mô biến động của các hình thức sử dụng đất.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
Sử dụng kết hợp các phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống và các phƣơng pháp có
ứng dụng công nghệ hiện đại nhƣ viễn thám, Hệ thông tin địa lý (GIS).
Các phƣơng pháp truyền thống sử dụng trong đề tài:
- Nhóm các phƣơng pháp thủy văn, địa chất- địa mạo.
- Phân tích thống kê và tổng hợp các tài liệu, số liệu về kinh tế- xã hội.
Điều tra khảo sát ngoài thực địa.
Các phƣơng pháp và công nghệ mới:
- Phân tích ảnh và triết xuất thông tin viễn thám trên các hệ thống xử lý ảnh số.
- Tích hợp thông tin ảnh, bản đồ và các thông tin địa lý khác trên các phần mềm
Hệ thông tin địa lý (GIS).
- Phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố tự nhiên và nhân tạo.

5. Ý nghĩa khoa học- công nghệ và thực tiễn:
a.Ý nghĩa khoa học và công nghệ: Trong bối cảnh khi ứng dụng công nghệ không
gian và tin học đang phát triển bùng nổ trên Thế giới, việc triển khai nghiên cứu sử dụng
thông tin viễn thám và thông tin địa lý (GIS) trong ngành khoa học về Trái đất tại Việt
Nam có ý nghĩa khoa học- công nghệ to lớn; nó thực sự góp phần rút ngắn khoảng cách
chênh lệch về trình độ công nghệ ở nƣớc ta so với các nƣớc trong khu vực và quốc tế.



6
b. Ý nghĩa thực tiễn: Theo thời gian các vùng cửa sông ở châu thổ Bắc Bộ phát
triển tiến về phía biển và hình thức sử dụng đất ở mỗi vùng cửa sông cũng ít nhiều thay
đổi và cũng theo chiều hƣớng khác nhau. Việc ứng dụng công nghệ mới trong nghiên cứu
sử dụng đất sẽ rất có hiệu quả trong nghiên cứu, rút ngắn đƣợc rất nhiều thời gian so với
các công tác khảo sát đo đạc ngoại nghiệp truyền thống trƣớc đây. Đặc biệt hiện nay khi
nƣớc ta đã bƣớc vào giai đoạn phát triển kinh tế và vƣơn ra phía biển thì tác động của con
ngƣời tới biến động vùng ven biển ngày càng mạnh mẽ.
6. Dữ liệu, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu:
Đề tài nghiên cứu đã sử dụng các tƣ liệu và thiết bị sau:
- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu.
- Các tài liệu thống kê tự nhiên, kinh tế xã hội qua các năm nghiên cứu.
- Ba ảnh vệ tinh Landsat TM và ETM chụp vào các ngày 23/11/1989; 29/09/2001
và 09/11/2010.
- Một số các bài báo khoa học, tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu.
- Máy tính, các phần mềm GIS và xử lý ảnh gồm: ENVI, PCI, Mapinfo, ArcView
và ArcGIS.

7
CHƢƠNG 1
KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ YẾU TỐ TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KTXH
CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm địa lý
1.1.1. Khu vực cửa Đáy
Cửa Đáy là vùng cửa sông nằm giáp 2 huyện là Nghĩa Hƣng- Nam Định và Kim
Sơn- Ninh Bình (Hình 1.1).

Hình 1.1. Khu vực vị trí Cửa Đáy
Đây la
̀
mô
̣
t phần của chi lƣu thuộc hệ thống sông Hồng, đô
̉
ra biê

̉
n vơ
́
i lƣu l ƣợng
nƣơ
́
c ha
̀
ng năm rất lơ
́
n . Cửa Đáy còn là con đƣơ
̀
ng huyết ma
̣
ch nố i liền ca
́
c vu
̀
ng kinh tế
trọng điểm của các tnh Nam Định- Ninh Bình thông ra vơ
́
i biê
̉
n Đông. Tại cửa sông này
hàng năm hiện tƣợng bồi tụ diễn ra thƣờng xuyên . Vì vậy biến động sử dụng đất của khu
vƣ
̣
c na
̀
y, đă

̣
c biê
̣
t la
̀
biến đô
̣
ng ơ
̉
phần cƣ
̉
a sông đo
̀
i ho
̉
i sƣ
̣
gia
́
m sa
́
t trong mô
̣
t thơ
̀
i gian da
̀
i
để có công tác quy hoạch và phát triển một cách hợp lý .
Huyện Nghĩa Hưng:

Nghĩa Hƣng là một huyện ở phía Nam tnh Nam Định. Phía Đông giáp các huyện
Hải Hậu, Trực Ninh, phía Tây giáp Kim Sơn (tnh Ninh Bình), phía Nam giáp biển Đông,
phía Bắc giáp huyện Nam Trực và Ý Yên. Nghĩa Hƣng nằm lọt trong ba con sông: sông
Đào, sông Ninh Cơ và sông Đáy.



8
Huyện Nghĩa Hƣng có:
+Diện tích: 250,5 km².
+ Dân số: 199.300 ngƣời (năm 2001), 43% theo đạo Thiên Chúa.
Hành chính:
Nghĩa Hƣng có 25 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm: thị trấn Liễu Đề (huyện
lị), thị trấn Rạng Đông, thị trấn Quỹ Nhất và các xã: Nghĩa Đồng, Nghĩa Thịnh, Nghĩa
Minh, Hoàng Nam, Ng hĩa Châu, Nghĩa Thái, Nghĩa Trung, Nghĩa Sơn, Nghĩa Lạc, Nghĩa
Hồng, Nghĩa Phong, Nghĩa Phú, Nghĩa Bình, Nghĩa Tân, Nghĩa Thành, Nghĩa Lâm,
Nghĩa Hùng, Nghĩa Hải, Nghĩa Thắng, Nghĩa Lợi, Nghĩa Phúc, Nam Điền. Trƣớc đây
Nghĩa Hƣng thuộc tnh Nam Định; từ 1965, thuộc tnh Nam Hà (do sáp nhập Hà Nam và
Nam Định); từ 1975, thuộc tnh Hà Nam Ninh (do sáp nhập Nam Hà với Ninh Bình); từ
1991, thuộc tnh Nam Hà (do tách tnh Ninh Bình); từ 6.11.1996, trở lại tnh Nam Định
(do tách tnh Hà Nam với Nam Định).
Nghĩa Hƣng nằm trong vùng bờ biển phía Nam đồng bằng sông Hồng. Huyện có
chiều dài bờ biển 12 km, phía Tây giới hạn bởi sông Đáy, ranh giới phía Đông là sông
Ninh Cơ. Thủy triều và các yếu tố động lực khác làm ảnh hƣởng đến dòng chảy sông
Đáy, gây ra sự bồi đắp phù sa, từ đó các bãi bồi đƣợc hình nhƣ Cồn Xanh, Cồn Mờ, v.v…
Vùng tiếp giáp với cửa sông Ninh Cơ là các bãi cát, các đụn cát và đầm nƣớc mặn.
Phía Đông khu vực là các đầm nuôi trồng thuỷ sản. Dọc sông Ninh Cơ có các ruộng
muối. Phía ngoài con đê chính có các bãi ngập triều với diện tích khoảng 3.500 ha. Cách
bờ biển 5 km có 2 đảo cát nhỏ có diện tích 25 ha với các đụn cát và một số đầm nƣớc mặn
phía nam. Rừng phòng hộ ven biển Nghĩa Hƣng đã đƣợc UNESCO đƣa vào danh sách địa

danh thuộc khu dự trữ sinh quyển đồng bằng sông Hồng.
Là một huyện thuần nhất đồng bằng ven biển, Nghĩa Hƣng thuận lợi phát triển
kinh tế nông nghiệp đa dạng bao gồm: Trồng lúa, khoai, lạc, đay, cói, nuôi vịt, lợn. Ngoài
ra ngƣời dân ở đây còn tham gia đánh bắt và chế biến hải sản, sản xuất muối.



9


Hình 1.2. Ảnh thực địa ven biển Nghĩa Hưng
Huyện Kim Sơn
Kim Sơn là huyện nằm ở cực Nam của tnh Ninh Bình, trung tâm huyện là thị trấn
Phát Diệm nằm cách thành phố Ninh Bình 27 km. Phía Đông giáp sông Đáy, huyện Nghĩa
Hƣng (Nam Định); phía Tây Nam giáp sông Càn, huyện Nga Sơn (Thanh Hoá), hàng năm
tốc độ bồi tụ tiến ra biển từ 80-100m; phía Bắc và Tây Bắc giáp huyện Yên Khánh và Yên
Mô; phía Nam giáp biển với chiều dài bờ biển gần 18 km.
Kim Sơn là vùng đất mở ra đời từ công cuộc khẩn hoang vùng bãi biển đầy lau sậy
và sú vẹt dƣới sự tổ chức và điều hành của Doanh Điền sứ Nguyễn Công Trứ, năm Kỷ
Tỵ, (1829). Đây là vùng đất nằm giữa hai của sông Càn và sông Đáy, hàng năm tốc độ bồi
tụ tiến ra biển từ 80 – 100 m. Chính vì thế mà Kim Sơn gắn với lịch sử của những cuộc
chinh phục đất hoang bồi – quai đê lấn biển. Gần 200 năm đã tiến hành quai đê lấn biển
sáu lần. Về diện tích hiện nay gấp gần 3 lần so với khi mới thành lập huyện.
Bờ biển của tnh Ninh Bình dài 18km thuộc diện tích của 4 xã ven biển huyện Kim
Sơn là: Kim Trung, Kim Hải, Kim Đông, Kim Tân; có tổng diện tích khoảng 6.000 ha,
chiếm 4,2% diện tích tự nhiên toàn tnh. Đất đai ở đây còn nhiễm mặn nhiều do mới bồi
tụ nên đang trong thời kỳ cải tạo, vì vậy chủ yếu phù hợp với việc trồng rừng phòng hộ
(sú, vẹt), trồng cói, trồng một vụ lúa và nuôi trồng thuỷ hải sản. Kim Sơn cũng là huyện
có diện tích rừng trồng thuộc loại lớn nhất tnh Ninh Bình với các cây trồng chủ yếu là
thông nhựa, keo, bạch đàn, cây ngập mặn (sú vẹt, lau, sậy …).

Kim Sơn cùng với Hải Hậu (Nam Định) và Tiền Hải (Thái Bình) là những đơn vị
đầu tiên đạt năng suất lúa 5 tấn/ha. Nền kinh tế của huyện Kim Sơn có 3 thế mạnh: Kinh
tế nông nghiệp giữ vị trí quan trọng, chiếm gần 1/3 tổng sản lƣợng lúa của tnh Ninh



10
Bình. Ngành thủ công nghiệp truyền thống sản xuất hàng chiếu cói, có giá trị hàng hóa
lớn. Vùng kinh tế biển đã và đang đƣợc đầu tƣ khai thác, đây là một vùng có tiềm năng để
phát triển thành một vùng sản xuất hàng hóa phong phú và đa dạng.
Huyện Kim Sơn hình thành 2 vùng địa lý kinh tế:
Các xã khu vực phía nam (trung tâm là thị trấn Bình Minh) nằm ở ven biển có thế
mạnh về khai thác và nuôi trồng thuỷ hải sản đặc biệt là tôm, ghẹ, sò, cua v.v… Tại đây
nổi tiếng với nghề trồng cói. Phía Nam của huyện Kim Sơn có vùng ven biển rộng gần
6.000 ha có nhiều tiềm năng về thủy sản và du lịch. Tuy nhiên vấn đề giao thông đi lại và
hạ tầng còn gặp khó khăn.
Các xã phía Bắc (trung tâm là thị trấn Phát Diệm) thuộc khu vực phù sa bồi đắp đất
đai màu mỡ và là vựa lúa của tnh. Tại đây còn phát triển nghề thủ công truyền thống là
nghề cói. Năm 2008, Kim Sơn có 7 làng nghề đƣợc công nhận là làng nghề truyền thống
chiếu cói, đó là: Làng nghề Trì Chính, Kiến Thái, Thủ Trung (xã Kim Chính), Đồng Đắc,
Hƣớng Đạo (xã Đồng Hƣớng) và Ninh Mật, Yên Thổ (xã Yên Mật).
Toàn bộ khu vực gồm thị trấn Bình Minh, các xã: Kim Đông, Kim Hải, Kim Trung
và vùng biển Ninh Bình đã đƣợc UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển Thế giới.
Tại đây thiên nhiên, sự sống còn đa dạng và hoang sơ, thuận lợi phát triển loại hình du
lịch sinh thái đồng quê. Thắng cảnh khu vực ven biển Kim Sơn nằm trong quy hoạch du
lịch của tnh Ninh Bình bao gồm bãi biển, sông Cà Mau, rừng phòng hộ, các cù lao, cồn
nổi, cửa sông Đáy, cửa sông Càn, v.v…
1.1.2. Khu vực cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng)

11

Hình 1.3. Vị trí khu vực cửa Cấm
Bắc-Đông Nam tạo thành hình dạng chữ M, đến địa phận phƣờng Quán Toan
(quận Hồng Bàng, thành phố Hải Phòng) đổi hƣớng chảy theo hƣớng Đông và Đông Nam
để đổ ra biển Đông ở cửa Cấm, lệch một ít về hƣớng Đông Nam. Sông Cấm có tổng chiều
dài khoảng 7km, chảy qua và làm ranh giới giữa các địa phƣơng nhƣ huyện An Dƣơng,
huyện Thủy Nguyên, các quận Hồng Bàng, Ngô Quyền, Hải An. Cảng Hải Phòng nằm
trên sông cách cửa Cấm khoảng 5 km. Sông Đá Bạc - Bạch Đằng dài hơn 32 km, là nhánh
của sông Kinh Môn đổ ra biển ở cửa Nam Triệu, là ranh giới giữa Hải Phòng với Quảng
Ninh.
1.2. Điều kiện tự nhiên
1.2.1. Địa hình:
Do hai vùng cửa sông nghiên cứu thuộc vùng ĐBSH nên có bề mặt địa hình tƣơng
đối bằng phẳng, hơi nghiêng về phía biển, với độ dốc rất nhỏ, dao động từ
Khu vực cửa Cấm – Nam
Triệu
(ven biển Hải Phòng)




12
0.04÷0.05m/km. Độ cao trung bình vùng ven biển dao động từ 0.0÷2,0m; có các cồn cát
ven biển với độ cao từ 2,0÷4,0m, là nơi tập trung các cụm dân cƣ. Ngoài ra còn có các
dạng địa hình nhân tạo khác, tiêu biểu là hệ thống đê ngăn lũ và đê biển đƣợc đắp qua
nhiều giai đoạn trong khoảng 1000 năm trở lại đây.
1.2.2. Khí hậu:
Khí hậu trong năm có hai mùa chính (mùa đông và mùa hè) và hai mùa chuyển

tiếp với sự thống trị của hai hệ thống gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam có tính chất
ngƣợc nhau. Mùa hè nóng, mƣa nhiều; mùa đông lạnh, khô.
Mùa đông lạnh, chịu ảnh hƣởng của hệ thống GMĐB hoạt động do các khối không
khí biển Đông Trung Hoa và cực đới phía Bắc tràn về.
Mùa hè nóng ẩm, do chịu ảnh hƣởng của hệ thống GMTN có hoạt động của các
khối không khí nhiệt đới biển phía nam tràn lên.
1.2.3. Chế độ bức xạ và nhiệt độ không khí:
Bức xạ tổng cộng hàng năm dao động khoảng 110÷120kcal/cm
2
/năm. Số giờ nắng
trung bình dao động từ 1630÷1815 giờ/năm, thuộc loại trung bình ở Việt Nam. Nhiệt độ
năm trung bình từ 23°C đến 24°C. Mùa đông nhiệt độ trung bình từ 16°C đến 17°C; tháng
lạnh nhất là tháng 1 và tháng 2. Mùa hè nhiệt độ trung bình từ 26°C đến 28°C; tháng nóng
nhất là tháng 7, tháng 8. Độ ẩm trung bình năm từ 80 đến 85%; độ ẩm mức cao nhất 90%
rơi vào tháng 3. Lƣợng mƣa trung bình từ 1.700 đến 1.800 mm và phân bố tƣơng đối đều
trên toàn tnh. Mùa mƣa chính từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 80% lƣợng mƣa hàng năm.
Từ tháng 11 đến tháng 4, lƣợng mƣa rất thấp, có tháng hoàn toàn không có mƣa.
1.3. Điều kiện kinh tế - xã hội
Về mặt kinh tế, khu vực Cửa Cấm nằm trong vùng ảnh hƣởng của tam giác kinh tế
Hà Nội – Hải Phòng – Hạ Long, có thể tận dụng lợi thế của mạng lƣới giao thông, bao
gồm đƣờng sắt xuyên Quốc gia, quốc lộ số 1, 10, 21 và đƣờng bờ biển dài 72 km. Khu
vực cửa Đáy thuộc hệ thống sông Hồng, bao gồm sông Đào, sông Đáy và sông Ninh Cơ;
tại đây nhiều cảng sông, cảng đang trong giai đoạn xây dựng. Đây cũng là điều kiện ƣu
đãi để mở rộng trao đổi thƣơng mại và xã hội trong phạm vi tnh, Quốc gia và với các
Quốc gia khác, nhằm nắm vị trí dẫn đầu trong việc hoạch định chính sách kinh tế và phát
triển xã hội khu vực phía Nam đồng bằng sông Hồng.



13

Khu vực duyên hải bị ảnh hƣởng bởi thủy triều, trung bình thủy triều lên cao từ 1,6
– 1,7 m, cao nhất là 3,3 m, thấp nhất 0,1 m. Thủy triều gây ra tình trạng nhiễm mặn và
tăng mực nƣớc ở các sông gần bờ biển, đồng thời các sông và hệ thống kênh thủy lợi khu
vực xa bờ biển.
Cửa Đáy có độ sâu khá, đảm bảo tàu thuyền lớn, trọng tải hàng ngàn tấn ra vào
thuận tiện. Vùng biển có tiểm năng nuôi trồng, khai thác, đánh bắt nguồn lợi hải sản với
tổng sản lƣợng từ 2000÷2.500tấn/năm.
1.4. Khái quát về đất ngập nƣớc:
Đất nuôi trồng thuỷ sản: Đất nuôi trồng thuỷ sản ở vùng bãi bồi cửa sông, ven
biển; Đất nuôi trồng thuỷ sản ở vùng rừng ngập mặn; Đất nuôi trồng thuỷ sản ở đất ruộng
lúa; Đất nuôi trồng thuỷ sản trên cát; Nuôi ở hồ ao, sông cụt, đấu, thùng đào… đây là
những vùng đất ngập nƣớc nhân tạo.
Đất canh tác nông nghiệp: Đất trồng lúa đƣợc tƣới nƣớc; Đất trồng lúa ở vùng
ngập trũng.
Đất làm muối.
Đất công nghiệp: Khu vực khai thác, đào bới; Nơi xử lý nƣớc thải.
Hồ chứa nƣớc và hệ thống đập, kênh dẫn nƣớc.
Với khả năng thông tin của ảnh vệ tinh, có thể đƣa ra hai nhóm đối tƣợng có mức
độ khai thác đƣợc trên ảnh nhƣ sau:
- Nhóm các đối tƣợng dễ xác định đƣợc trên ảnh gồm: Thuỷ vực nông; Bãi có rừng
ngập mặn, dừa nƣớc; Bãi có cỏ, cói, lau sậy; Đầm lầy; Nƣớc vùng cửa sông; Bãi, đầm,
phá; Sông suối; Kênh rạch, ao hồ; Vùng nuôi trồng thuỷ sản; Rừng tràm; Đất canh tác
nông nghiệp; Đất làm muối; Khu vực khai thác, đào bới; Nơi xử lý nƣớc thải; Hồ chứa
nƣớc; Đập và kênh dẫn nƣớc.
- Nhóm các đối tƣợng xác định đƣợc trên ảnh nhƣng phải có tài liệu khác hỗ trợ
gồm: Đầm lầy phân thành đầm lầy mặn, ngọt; Sông ngòi, hồ ao có nƣớc thƣờng xuyên
hay theo mùa; Đất than bùn; Rạn san hô; Bờ biển đá, vách đá; Bãi ven bờ phân ra bãi đá,
bãi cát, bãi bùn; Đầm phá, hồ là loại nƣớc mặn, nƣớc lợ; Thảm thực vật thuỷ sinh.
Thông tin khai thác đƣợc trên ảnh vệ tinh phụ thuộc rất nhiều vào độ phân giải của
ảnh (độ phân giải hình học, độ phân giải phổ). Vì vậy khi xây dựng các ch tiêu phân loại

14
cũng nhƣ chọn tỷ lệ bản đồ, việc đầu tiên là phải đánh giá tƣ liệu ảnh. Với ảnh vệ tinh độ
phân giải cao (5-20m) và siêu cao (dƣới 5m) cho phép thành lập các bản đồ đất ngập nƣớc
ở tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ hơn. Còn đối với ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình (trên 20m)
ch có thể thành lập đƣợc các bản đồ ở tỷ lệ 1:100.000 và nhỏ hơn.
1.5. Khái quát về hiện trạng sử dụng đất
Hiện trạng sử dụng đất là trạng thái lớp phủ bề mặt trái đất ở một thời điểm nào đó
mà việc phân chia quỹ đất phụ thuộc vào mục đích sử dụng của con ngƣời. Theo Luật Đất
đai năm 1993 phân chia đất đai thành 6 nhóm, trong đó có nhóm đất đô thị. Nhƣng Luật
Đất đai năm 2003 lại phân chia thành 3 nhóm chính và mỗi nhóm gồm nhiều loại đất xem
chi tiết tại (bảng 1.4). Đồng thời có sự khác nhau giữa hệ thống phân loại đất theo quy
định của pháp luật về đất đai trƣớc năm 2003, hệ thống đƣợc sử dụng để xây dựng quy
hoạch sử dụng đất đến năm 2010 và hệ thống theo pháp luật hiện hành.

Bảng 1.4. Phân tích sự khác nhau của các hệ thống phân loại đất
STT
Loại đất
Nội dung loại đất
Theo hệ thống
phân loại đất của
pháp luật về đất đai
trƣớc năm 2003
Theo hệ thống phân
loại đất sử dụng
trong quy hoạch sử
dụng đất đến năm
2010

Theo hệ thống
phân loại đất của
pháp luật hiện hành
về đất đai
1
Đất nông
nghiệp
Đất sản xuất nông
nghiệp
Đất sản xuất nông
nghiệp; đất lâm
nghiệp; đất làm
muối; đất nông
nghiệp khác
Đất sản xuất nông
nghiệp; đất lâm
nghiệp; đất nuôi
trồng thuỷ sản; đất
làm muối; đất nông
nghiệp khác
1.1
Đất sản xuất
nông nghiệp
Đất trồng cây hàng
năm (không gồm đất
nƣơng rẫy canh tác
Đất trồng cây hàng
năm (không gồm đất
nƣơng rẫy canh tác
Đất trồng cây hàng

năm (gồm cả đất
nƣơng rẫy canh tác



15
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm; đất nuôi
trồng thuỷ sản
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm; đất nuôi
trồng thuỷ sản
không thƣờng
xuyên); đất trồng cây
lâu năm
1.2
Đất lâm nghiệp
Đất rừng sản xuất;
đất rừng phòng hộ;
đất rừng đặc dụng;
đất ƣơm cây giống
Đất rừng sản xuất;
đất rừng phòng hộ;
đất rừng đặc dụng
(đất ƣơm cây giống
đƣợc chia đều ra
từng loại rừng)
Đất rừng sản xuất;

đất rừng phòng hộ;
đất rừng đặc dụng
(không gồm đất
ƣơm cây giống vì
đất này thuộc đất
nông nghiệp khác)
2
Đất phi nông
nghiệp
Không phân loại
mà đất không phải
nông nghiệp đƣợc
phân theo đất đô
thị, đất khu dân cƣ
nông thôn, đất
chuyên dùng, đất
chƣa sử dụng
Đất ở; đất chuyên
dùng; đất sông
suối
Đất ở; đất chuyên
dùng; đất tôn giáo,
tín ngƣỡng; đất
nghĩa trang, nghĩa
địa; đất sông suối
và mặt nƣớc
chuyên dùng; đất
phi nông nghiệp
khác
2.1

Đất ở
Đất ở tại đô thị
thuộc đất đô thị;
Đất ở tại nông thôn
thuộc đất khu dân
cƣ nông thôn
Đất ở gồm đất ở tại
đô thị và đất ở tại
nông thôn
Đất ở gồm đất ở tại
đô thị và đất ở tại
nông thôn
2.2
Đất chuyên
dùng
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất sản
xuất, kinh doanh;
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất sản
xuất, kinh doanh;
Đất trụ sở cơ quan,
công trình sự
nghiệp; đất quốc
phòng, an ninh; đất

16
đất công cộng; đất
tôn giáo, tín
ngƣỡng; đất nghĩa
trang, nghĩa địa;
đất mặt nƣớc đang
sử dụng vào mục
đích chuyên dùng
đất công cộng; đất
tôn giáo, tín
ngƣỡng; đất nghĩa
trang, nghĩa địa;
đất mặt nƣớc đang
sử dụng vào mục
đích chuyên dùng;
đất phi nông
nghiệp khác
sản xuất, kinh
doanh; đất công
cộng
3
Đất chƣa sử
dụng
Đất chƣa đƣa vào
sử dụng, núi đá
không có rừng cây,
đất nƣơng rẫy canh
tác không thƣờng
xuyên, đất sông
suối, đất mặt nƣớc

chƣa sử dụng
Đất chƣa đƣa vào
sử dụng, núi đá
không có rừng cây,
đất nƣơng rẫy canh
tác không thƣờng
xuyên, đất mặt
nƣớc chƣa sử dụng
Đất chƣa đƣa vào
sử dụng, núi đá
không có rừng cây
(Nguồn: “ Báo cáo của chính phủ về kế hoạch sử dụng đất năm 2005 và 2010”)















17
CHƢƠNG 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Quan điểm nghiên cứu
Lớp phủ bề mặt (Land cover) là vật chất che phủ bên trên vỏ Trái Đất bao gồm có:
đồng cỏ, cây cối, đất, nƣớc Có 2 phƣơng pháp chính lấy thông tin lớp phủ bề mặt đó là
khảo sát thực địa và phân tích dựa vào các dữ liệu gián tiếp (chủ yếu là sử dụng dữ liệu
viễn thám).
Sử dụng đất (Land use) là một loạt các hoạt động của con ngƣời tác động lên bề
mặt trái đất.
Một hình thức sử dụng đất cụ thể tƣơng ứng với một vùng lớp phủ bề mặt. Tuy
nhiên, một vùng lớp phủ bề mặt có thể bao gồm nhiều loại hình sử dụng đất khác nhau. Ví
dụ: nhƣ rừng có thể bao gồm rừng sản xuất, rừng phòng hộ, nơi bảo tồn động vật hoang
dã, Mặt khác một loại hình sử dụng đất cũng chứa đựng nhiều loại lớp phủ bề mặt. Ví
dụ: một nông trại (hiện trạng sử dụng đất) có thể bao gồm đồng lúa, đồng cỏ, khu vực xây
dựng, diện tích mặt nƣớc (hiện trạng lớp phủ).
Với quan điểm các hợp phần hiện trạng sử dụng đất, lớp phủ bề mặt, tài nguyên đất
và quy hoạch sử dụng đất luôn tƣơng tác qua lại. Hoạt động sử dụng đất của con ngƣời tác
động tới sự bền vững của tài nguyên đất thông qua lớp phủ bề mặt. Quy hoạch sử dụng
đất hợp lý, khoa học chính là công cụ hữu hiệu để bảo vệ nguồn tài nguyên đất.









Hình 2.1. Sự tương tác giữa hiện trạng sử dụng đất, lớp phủ bề mặt, tài nguyên đất
Hiện trạng
sử dụng đất

Lớp phủ
bề mặt
Tài nguyên
đất
Quy
hoạch




18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp viễn thám để chiết xuất thông tin lớp phủ bề mặt khu vực
nghiên cứu, kết hợp với việc đi khảo sát thực địa và các tài liệu khác xác định hiện trạng
sử dụng đất. Sử dụng hệ thống thông tin địa lý nhằm phân tích, đánh giá biến động tài
nguyên đất (hình 2.2).
Dữ liệu viễn thám mang thông tin phong phú về hiện trạng lớp phủ bề mặt và có
nhiều cách tiếp cận khác nhau để chiết xuất các thông tin về hiện trạng lớp phủ bề mặt từ
viễn thám. Quá trình chiết xuất thông tin từ ảnh viễn thám là một quá trình chuyển đổi
thông tin ảnh thành các thông tin có ý nghĩa đối với ngƣời sử dụng. Việc chiết xuất thông
tin đƣợc tiếp cận theo cả hai hƣớng: không gian và thời gian.
- Tiếp cận theo không gian cho phép chiết xuất thông tin từ ảnh ở nhiều quy mô
(cấp độ): pixel (phƣơng pháp phân loại)
- Tiếp cận theo thời gian đánh giá biến động bề mặt lớp phủ từ các ảnh viễn thám
chụp qua các giai đoạn.

Hình 2.2. Phương pháp nghiên cứu

Viễn thám cung cấp thông tin nhanh, cập nhật, có chu kỳ lặp cao và đó là dữ liệu
đầu vào quan trọng cho GIS. Ứng dụng của công nghệ viễn thám nhằm để giám sát môi

GIS

Viễn thám
Chiết xuất thông tin
Lớp phủ
bề mặt
Biến động
sử dụng đất
Quy hoạch sử dụng
đất
Hiện trạng sử
dụng đất
Phân tích không gian



19
trƣờng nhƣ đã đề cập tới vấn đề theo dõi lớp phủ thực vật với việc thành lập bản đồ lớp

phủ thực vật. Việc ứng dụng viễn thám đang ngày càng phát triển và trở thành một công
cụ không thể thiếu, nhƣng trong nhiều trƣờng hợp mức độ chi tiết của thông tin đòi hỏi
cao hơn nhiều so với các thông tin viễn thám có thể cung cấp. Do vậỵ, việc kết hợp giữa
thông tin viễn thám và thông tin điều tra, khảo sát từ thực địa là rất quan trọng nhằm nâng
cao độ chính xác, mức độ chi tiết và mức độ tin cậy cho các kết quả nghiên cứu.
GIS với khả năng phân tích không gian, đƣợc sử dụng để mô hình hoá quá trình
biến đổi sử dụng đất. Ngoài ra, GIS còn đƣợc sử dụng để phân tích biến động lớp phủ bề
mặt hoặc biến động sử dụng đất nhờ việc chồng xếp bản đồ hiện trạng lớp phủ hoặc bản
đồ hiện trạng sử dụng đất qua các thời gian khác nhau.

2.2.1. Tổng quan về phương pháp viễn thám và GIS trong nghiên cứu tài nguyên đất
GIS bắt đầu đƣợc xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ XX đƣợc ứng
dụng trong rất nhiều lĩnh vực trên toàn thế giới. Năm 1972, với việc phóng vệ tinh
Landsat 1 đã mở ra một kỷ nguyên mới cho việc sử dụng viễn thám trong quan sát và
nghiên cứu Trái Đất. Cho đến nay, với hơn 30 năm phát triển việc tích hợp tƣ viễn thám
và GIS cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau đã rất phổ biến.
Vào những năm 1979 - 1980 các cơ quan khoa học Việt Nam bắt đầu tiếp cận công
nghệ viễn thám. Hiện nay ở Việt Nam, có hơn 20 cơ quan, tổ chức thuộc nhiều Bộ, Ngành
và các trƣờng Đại học ( Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Thuỷ sản, Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trƣờng đại học Mỏ Địa chất…) đang sử dụng
một cách có hiệu quả các tƣ liệu viễn thám trong chƣơng trình, dự án thuộc lĩnh vực của
mình.
Một trong những ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả đó là nghiên cứu hiện trạng lớp
phủ, hiện trạng sử dụng đất và biến động tài nguyên đất dựa vào việc kết hợp công nghệ
viễn thám và GIS.
a. Trên thế giới
Adam Johnson tiến hành nghiên cứu lập bản đồ bề mặt lớp phủ, hiện trạng sử dụng
đất khu vực miền nam Mississippi dựa vào cặp ảnh Landsat 5 (TM) năm 1990 và Landsat

20
7 (ETM) năm 2000. Trong nghiên cứu tác giả đã sử dụng ch số thực vật và khảo sát biến
động dựa trên phân tích ch số thực vật NDVI.
Nghiên cứu của Somporn Sangawongse về biến động sử dụng đất ở Chiềng Mai,
Thái Lan. Thời điểm nghiên cứu năm 1988 tới năm 1991 bằng ảnh viễn thám sử dụng
phƣơng pháp phân loại khoảng cách ngắn nhất (Minimum distance) và phƣơng pháp xác
suất cực đại (Maximum Likelihood). Nghiên cứu biến động dựa trên tỷ số ảnh.
Manishika Jain ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu mở rộng đô thị khu vực
Udaipur, Ấn Độ dựa trên so sánh phân loại trong thời điểm năm 1972, 1990 và 2000 và
phân tích chồng xếp dữ liệu.
Nghiên cứu sự biến động đô thị thông qua việc thành lập bản đồ sử dụng đất tại các
thời điểm năm 1959, 1969 và 1978 tại Delhi, Ấn Độ bằng công nghệ viễn thám đa thời
gian của Gupta D. M và Menshi M.K.
Nghiên cứu của J.G.Masek, F.E. Lindsay và S.N.Goward về sự phát triển đô thị
giai đoạn 1973 - 1996 ở thủ đô Oasinhton từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat. Nhóm nghiên
cứu sử dụng ch số thực vật NDVI, các filter lọc, kỹ thuật phân ngƣỡng và đƣa ra kết quả
là bản đồ mở rộng đất đô thị.
Shigenobu Tachizuka và các cộng sự nghiên cứu sự mở rộng đô thị ở Băng Cốc
(Thái Lan) là một thành phố với mức độ đô thị hoá và công nghiệp hoá cao. Nghiên cứu
tính toán ch số tổng hợp của đất, nƣớc và thực vật để phân tích đƣa ra đánh giá biến động
sử dụng đất.
b. Tại Việt Nam
Tác giả Phạm Minh Hải và Yasushi Yamaguchi dùng các dữ liệu viễn thám bao
gồm: Landsat MSS (1975) độ phân giải 80m, Landsat MSS (1984) độ phân giải 80,
Landsat TM (1992) độ phân giải 30, ASTER (2001) độ phân giải 15m và Landsat ETM+
(2003) với độ phân giải 30m. Với phƣơng pháp phân loại dùng thuật toán xác suất cực đại
dựa vào việc lấy mẫu: đất đô thị, nƣớc, thực vật thƣa, thực vật dày, nƣớc đục, đƣờng, đất
ẩm, đất trống, cát và áp dụng ch số tổng hợp thực vật, đất, nƣớc theo dõi biến động lớp

phủ bề mặt ở Hà Nội dƣới tác động của đô thị hoá.
Với mục đích nghiên cứu biến động sử dụng đất và xác định thông số nhằm đánh
giá tác động của việc mở rộng đô thị đến môi trƣờng khu vực thành phố Hồ Chí Minh và



21
các vùng lân cận. Ở trong nghiên cứu của mình, Trần Hùng đã sử dụng phƣơng pháp phân
loại xác suất cực đại.
Theo đề tài “Nghiên cứu sự phát triển của đô thị Hà Nội bằng tƣ liệu viễn thám đa
phổ và đa thời gian”. Tác giả Nguyễn Đình Dƣơng đã sử dụng phƣơng pháp xử lý số và
phân loại theo thuật toán xác suất cực đại trên các ảnh năm 1992, 1999, 2001.
Tác giả Vũ Anh Tuân với đề tài “Nghiên cứu biến động hiện trạng lớp phủ thực vật
và ảnh hƣởng của nó tới quá trình xói mòn lƣu vực sông Trà Khúc bằng phƣơng pháp
Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý” nghiên cứu biến động lớp phủ dựa trên phân loại
có kiểm định và phân loại dƣới pixel.
Đề tài “Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái không gian
của sự phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 -2005” của Nguyễn Thị Ngọc Nga sử dụng
2 phƣơng pháp phân loại xác suất cực đại và phân loại định hƣớng đối tƣợng với ch số
thực vật (NDVI) và ch số đô thị (UV) kết hợp với phân tích không gian trong GIS.
Nhữ Thị Xuân, Đinh Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thuý Hằng đánh giá biến động sử
dụng đất huyện Thanh Trì - thành phố Hà Nội giai đoạn 1994 - 2003 trên cơ sở phƣơng
pháp viễn thám kết hợp GIS. Và luận văn tốt nghiệp của Nguyễn Thị Thuý Hằng về
nghiên cứu biến động một số loại hình sử dụng đất của huyện Từ Liêm – Hà Nội qua hai
giai đoạn 1994 và 1999, sử dụng tƣ liệu SPOT 3 và SPOT 4. Phƣơng pháp nghiên cứu
biến động kết hợp với phân loại có kiểm định và ch số SAVI (ch số thực vật điều chnh
ảnh hƣởng của đất).

2.2.2. Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng viễn thám và GIS
● Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng viễn thám:

Bản chất của Viễn thám là sự thu nhận thông tin phản xạ từ các đối tƣợng trên mặt
đất dƣới tác dụng của năng lƣợng điện từ. Nhƣ vậy, các gía trị độ xám của mỗi pixel (DN)
có thể khác nhau giữa hai thời kỳ, tuỳ thuộc vào bản chất của pixel đó (pixel là chữ viết tắt
của cụm từ Picture Elemental). Ảnh biến động đƣợc xây dựng sẽ thể hiện đƣợc sự thay đổi
trị số DN của từng pixel ảnh. Giá trị đó có thể nêu lên nhiều tính chất khác nhau của đối
tƣợng ví dụ tính chất của nƣớc, của đất đá, của các công trình xây dựng. Đặc biệt sự biến



22
động đó đƣợc ứng dụng trong nghiên cứu biến động của hàm lƣợng Chlorophyl của thực
vật.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy, thực vật phản xạ mạnh ở vùng cận hồng ngoại và
hấp thụ mạnh ở vùng ánh sáng đỏ, mức độ chênh lệch giữa hệ số phản xạ ở hai vùng ánh
sáng này mang tính đặc trƣng cho các đối tƣợng tự nhiên, đặc biệt là thực vật. Ngƣời ta
thƣờng lấy mức độ chênh lệch phản xạ ở hai vùng làm ch tiêu để đánh giá trạng thái lớp
phủ thực vật. Có nhiều loại ch số thực vật, trong đó ch số NDVI (Normal Differren
Vegetation Index: Ch số khác nhau tự nhiên của thực vật) là ch số thực vật quy chuẩn
và hay đƣợc sử dụng nhất, NDVI đƣợc tính theo công thức:
NDVI = (NIR-Red)/(NIR+Red)
Trong đó NIR: giá trị phản xạ phổ trong vùng cận hồng ngoại
Red: gía trị phản xạ phổ trong vùng ánh sáng đỏ
Ảnh NDVI tạo thành từ hai kênh đƣợc tính theo công thức:
NDVI = (band 2-band1)/(band 2+band 1)×100
Trong đó:
Band 1 là gía trị phản xạ phổ trong vùng ánh sáng nhìn thấy (band 3)
Band 2 là giá trị phản xạ phổ trong vùng cận hồng ngoại (band 4)
Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng ảnh viễn thám đƣợc tiến hành nhƣ sau:
- Lựa chọn hai tƣ liệu ảnh của hai thời kỳ khác nhau đƣợc thu cùng mùa khí hậu
(tốt nhất là cùng tháng trong năm), cắt và nắn theo cùng tọa độ chung.

- Tiến hành phân loại theo hệ thống phân loại giống nhau. Những đơn vị khác nhau
giữa hai bảng phân loại phải là những đơn vị mới xuất hiện ở trên ảnh này mà không có ở
ảnh kia.
- Tiến hành phép toán chéo (crossing) để thành lập bản đồ biến động và ma trận
biến động. Trên ma trận này, các đơn vị của bản đồ nằm trên đƣờng chéo của ma trận là
những đơn vị không biến động, còn về hai phía đƣờng chéo là những đơn vị biến động
với những tính chất cụ thể của quá trình biến động.
Nghiên cứu biến động của các ch số thực vật VI (Vegetable index): đƣợc xác định
dựa vào các giá trị phổ của 2 kênh phổ đặc trƣng cho thực vật là kênh đỏ (Red) và kênh



23
hồng ngoại (NIR) hoặc kênh đỏ (Red) và kênh lục (Green). Ngoài ra, nhiều ch số khác
cũng có thể đƣợc áp dụng trong nghiên cứu biến động.
Nghiên cứu biến động bằng các ch số khác:
Ngoài ch số thực vật, trong viễn thám còn có nhiều ch số khác cũng đƣợc sử dụng
để nghiên cứu lớp phủ bề mặt.
Ngoài ra còn nhiều ch số khác tính toán cho kênh ảnh màu lục với bƣớc
sóng  = 0,5 – 0,6 m.
Với các ch số tính toán nhƣ trên, các ảnh đƣợc tạo thành và có thể so sánh để có
thông tin về sự biến động sử dụng đất.
Ta có thể biểu hiện nghiên cứu biến động nhƣ sau: cùng một đối tƣợng trên mặt đất
đƣợc phản ánh trên hai lớp thông tin khác nhau sẽ cho một giá trị nhƣ nhau, tất nhiên có
sự giới hạn về chu vi và diện tích có thể biến đổi (bằng nhau, lớn hơn hay nhỏ hơn) nếu ta
chồng xếp hai lớp thông tin đó thì phần diện tích trùng nhau của đối tƣợng sẽ đƣợc gán
giá trị cũ, còn các giá trị khác sẽ là các giá trị khác của các lớp thông tin biến động, tuỳ
theo phép toán sử dụng trên lớp thông tin về chúng kết quả sẽ thể hiện sự tăng hoặc giảm
về mặt diện tích của đối tƣợng trên thực tế.
● Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng GIS (hình 2.3).

Hình 2.3. Nguyên tắc nghiên cứu biến động trong GIS

Một trong các phƣơng pháp nghiên cứu biến động là thiết lập ma trận biến động
(ma trận hai chiều). Trong các phần mềm xử lí chuyên dụng (ILLWIS. IDRISI), ma trận
C
C
A
B
A
C
B



24
đƣợc thực hiện trong chức năng CROSSING. Nguyên tắc của CROSSING là tạo bản đồ
mới thể hiện sự biến động về số lƣợng giữa các đối tƣợng, sự biến động đó đƣợc thể hiện
bằng một bảng thống kê hai chiều một cách rõ ràng. Các đối tƣợng địa lí dù đơn giản hay
phức tạp đều đƣợc quy thành 3 dạng: điểm (point), đƣờng (line, polyline), vùng
(polygon). Trong đó:
Điểm (point): thể hiện một phần tử của dữ liệu gắn với một vị trí xác định trong

không gian 2 hoặc 3 chiều.
Đƣờng (line, polyline): thể hiện đối tƣợng địa lí phân bố theo tuyến, đƣợc mô tả
bằng một chuỗi toạ độ kế tiếp nhau trong không gian.
Vùng (polygon): trong đó vị trí và phạm vi phân bố các phần tử dữ liệu đƣợc mô tả
bằng một chuỗi các toạ độ không gian khép kín, có toạ độ điểm đầu và điểm cuối trùng
nhau.
Tóm lại: Khi kết hợp giữa Viễn thám và GIS, có thể xử lý đồng thời cả ảnh và bản
đồ để theo dõi và thống kê đƣợc sự biến động của thảm thực vật nói chung hay biến động
sử dụng đất nói riêng. Công việc này và đang đƣợc thực hiện ở nhiều quy mô khác nhau
và với mức độ chi tiết khác nhau.

2.2.3. Cơ sở viễn thám
2.2.3.1. Khái niệm về viễn thám.
Viễn thám (Remote sensing) đƣợc định nghĩa bằng nhiều cách khác nhau, nhƣng
nói chung đều thống nhất theo quan điểm là khoa học và công nghệ thu thập thông tin của
vật thể mà không tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó. Định nghĩa sau đây có thể coi là tiêu
biểu: “Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính đối tƣợng quan tâm
đƣợc nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối
tƣợng”. Đối tƣợng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tƣợng cụ thể, một vùng hay
một hiện tƣợng.
Viễn thám điện từ là khoa học và công nghệ sử dụng sóng điện từ để chuyển tải
thông tin từ vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin cũng nhƣ công nghệ xử lý
để các thông tin thu nhận có ý nghĩa.



25
Các thiết bị dùng để thu nhận sóng điện từ bộ cảm đƣợc gọi là vật mang
(platform). Máy bay và vệ tinh là những vật mang thông dụng trong kỹ thuật viễn thám
(hình 2.4).

Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám

Tín hiệu điện từ thu nhận từ đối tƣợng nghiên cứu mang theo các thông tin về đối
tƣợng. Các thiết bị viễn thám thu nhận, xử lý các thông tin này, từ các thông tin phổ nhận
biết, xác định đƣợc các đối tƣợng.
2.2.3.2. Thông tin trên ảnh viễn thám
Thông tin trên ảnh viễn thám có đƣợc về các đối tƣợng nhờ vào quá trình “chụp
ảnh” từ vệ tinh mà thực chất là quá trình thu nhận năng lƣợng sóng điện từ phản xạ hoặc
phát xạ từ vật thể. Thông tin có đƣợc về đối tƣợng trong quá trình này chính là nhờ sự
khác biệt của phản ứng với sóng điện từ của các đối tƣợng khác nhau (phản xạ, hấp thụ
hay phân tách sóng điện từ).
Năng lƣợng sóng phản xạ từ đối tƣợng bao gồm hai phần:
- Năng lƣợng phản xạ trực tiếp từ bề mặt đối tƣợng.
- Năng lƣợng tán xạ bởi cấu trúc bề mặt đối tƣợng.
Năng lƣợng phản xạ trực tiếp không phụ thuộc vào bản chất của đối tƣợng mà ch
phụ thuộc vào đặc tính bề mặt: độ gồ ghề, hƣớng, của đối tƣợng.
Năng lƣợng tán xạ là kết quả của một quá trình tƣơng tác giữa bức xạ với bề dày
của đối tƣợng mà bức xạ đó có khả năng xuyên tới. Năng lƣợng này phụ thuộc vào cấu
Vệ tinh
MẶT TRỜI
KHÍ QUYỂN

Rừn
g
Nƣớ
c
Cỏ
Mặt đƣờng
Công trình xây dựng, nhà
cửa
Bức xạ mặt
trời
Phản xạ Mặt Trời