ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI HUYỆN VĂN CHẤN, TỈNH YÊN BÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ SAU PHÂN LOẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

HOÀNG ANH TUẤN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI HUYỆN VĂN CHẤN,
TỈNH YÊN BÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
SAU PHÂN LOẠI


HÀ NỘI, 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

HOÀNG ANH TUẤN
ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI HUYỆN VĂN CHẤN,
TỈNH YÊN BÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
SAU PHÂN LOẠI
Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã ngành: D520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. Trịnh Hoài Thu


HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới cô TS. Trịnh Hoài Thu
giảng viên khoa Trắc địa – Bản đồ, người đã đưa ra định hướng và tận tình

hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án.
Em cũng xin cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Bản Đồ, Viễn thám và
GIS cùng các thầy, cô trong khoa Trắc địa – Bản đồ đã chỉ dẫn, đóng góp
nhiều ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành đồ án.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế,
thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài còn có hạn nên nội dung đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các
thầy, cô giáo cùng các bạn để đồ án của em hoàn thiện hơn. Đây cũng sẽ là
kiến thức bổ ích cho công việc của em sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 2 tháng 3 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Hoàng Anh Tuấn


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT
1

Từ viết tắt
CSDL

2

GIS

3

K

4

MLC

5
6

ROI
UBND

Tiếng việt đầy đủ
Cơ sở dữ liệu
Hệ thống Thông tin Địa lý
Chỉ số Kappa
Phương pháp phân
loại gần đúng nhất
Ủy ban nhân dân

Tiếng anh đầy đủ
Geographic Information
System
Maximum Likelihood
Classifier
Region Of Interest


MỤC LỤC
1.1. Lớp phủ mặt đất..........................................................................................................................3

1.1.1. Khái niệm.............................................................................................................................3
Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất..................................................................4
1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất....................................................................................................5
1.3. Các phương pháp viễn thám trong nghiên cứu biến động.......................................................10
Hình 1.2. Phương pháp phân tích sau phân loại.............................................................10
Hình 1.3. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian..........................................11
Hình 1.4. Phương pháp nhận biết thay đổi phổ...............................................................11
Hình 1.5. Phương pháp kết hợp.......................................................................................12
Viễn thám được định nghĩa là phương pháp xử lý và phân tích các thông tin của những đối tượng
phân bố trên bề mặt Trái Đất và được thu thập từ ba tầng không gian: Vũ trụ (ngoài khí quyển),
Tầng trung (tầng khí quyển), Mặt đất nhằm xác định một cách tổng hợp những thuộc tính cơ bản
của đối tượng nghiên cứu................................................................................................................13
Hình 2.1. Khái niệm chung về viễn thám.......................................................................13
Hình 2.2. Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên và môi trường Trái Đất.......................15
Hình 2.3 . Đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính.......................16
2.2.Cơ sở GIS trong nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất..........................................................23
Hình 2.4. Quy trình nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất...........................................25
a. Chọn tư liệu ảnh viễn thám......................................................................................................26
b. Nắn chỉnh hình học..................................................................................................................26
c. Đồng nhất về độ phân giải của các ảnh tư liệu........................................................................27
d. Phân loại ảnh viễn thám...........................................................................................................27
e. Kiểm chứng..............................................................................................................................30
f. Kết quả phân loại......................................................................................................................30
a. Điều kiện kinh tế......................................................................................................................34
3.2. Dữ liệu và phần mềm sử dụng..................................................................................................37
3.2.1. Dữ liệu sử dụng......................................................................................................................37
Bảng 3.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong đề tài........................................................38
3.2.2. Phần mềm ứng dụng..............................................................................................................39
c. Cắt ảnh......................................................................................................................................45
Hình 3.8. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2009................................................46

Hình 3.9. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2015................................................46
3.3.2. Phân loại ảnh......................................................................................................................47
Bảng 3.2. Hệ thống phân loại thực phủ của khu vực nghiên cứu...................................................47
Bảng 3.3. Một số điểm mẫu đặc trưng trong quá trình khảo sát thực địa..........................................48
1. Kết luận........................................................................................................................................59
2. Kiến nghị......................................................................................................................................60


DANH MỤC BẢNG BIỂU
1.1. Lớp phủ mặt đất..........................................................................................................................3
1.1.1. Khái niệm.............................................................................................................................3
Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất..................................................................4
1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất....................................................................................................5
1.3. Các phương pháp viễn thám trong nghiên cứu biến động.......................................................10
Hình 1.2. Phương pháp phân tích sau phân loại.............................................................10
Hình 1.3. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian..........................................11
Hình 1.4. Phương pháp nhận biết thay đổi phổ...............................................................11
Hình 1.5. Phương pháp kết hợp.......................................................................................12
Viễn thám được định nghĩa là phương pháp xử lý và phân tích các thông tin của những đối tượng
phân bố trên bề mặt Trái Đất và được thu thập từ ba tầng không gian: Vũ trụ (ngoài khí quyển),
Tầng trung (tầng khí quyển), Mặt đất nhằm xác định một cách tổng hợp những thuộc tính cơ bản
của đối tượng nghiên cứu................................................................................................................13
Hình 2.1. Khái niệm chung về viễn thám.......................................................................13
Hình 2.2. Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên và môi trường Trái Đất.......................15
Hình 2.3 . Đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính.......................16
2.2.Cơ sở GIS trong nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất..........................................................23
Hình 2.4. Quy trình nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất...........................................25
a. Chọn tư liệu ảnh viễn thám......................................................................................................26
b. Nắn chỉnh hình học..................................................................................................................26
c. Đồng nhất về độ phân giải của các ảnh tư liệu........................................................................27

d. Phân loại ảnh viễn thám...........................................................................................................27
e. Kiểm chứng..............................................................................................................................30
f. Kết quả phân loại......................................................................................................................30
a. Điều kiện kinh tế......................................................................................................................34
3.2. Dữ liệu và phần mềm sử dụng..................................................................................................37
3.2.1. Dữ liệu sử dụng......................................................................................................................37
Bảng 3.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong đề tài........................................................38
3.2.2. Phần mềm ứng dụng..............................................................................................................39
c. Cắt ảnh......................................................................................................................................45
Hình 3.8. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2009................................................46
Hình 3.9. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2015................................................46
3.3.2. Phân loại ảnh......................................................................................................................47
Bảng 3.2. Hệ thống phân loại thực phủ của khu vực nghiên cứu...................................................47
Bảng 3.3. Một số điểm mẫu đặc trưng trong quá trình khảo sát thực địa..........................................48
1. Kết luận........................................................................................................................................59
2. Kiến nghị......................................................................................................................................60


DANH MỤC HÌNH ẢNH
1.1. Lớp phủ mặt đất..........................................................................................................................3
1.1.1. Khái niệm.............................................................................................................................3
Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất..................................................................4
1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất....................................................................................................5
1.3. Các phương pháp viễn thám trong nghiên cứu biến động.......................................................10
Hình 1.2. Phương pháp phân tích sau phân loại.............................................................10
Hình 1.3. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian..........................................11
Hình 1.4. Phương pháp nhận biết thay đổi phổ...............................................................11
Hình 1.5. Phương pháp kết hợp.......................................................................................12
Viễn thám được định nghĩa là phương pháp xử lý và phân tích các thông tin của những đối tượng
phân bố trên bề mặt Trái Đất và được thu thập từ ba tầng không gian: Vũ trụ (ngoài khí quyển),

Tầng trung (tầng khí quyển), Mặt đất nhằm xác định một cách tổng hợp những thuộc tính cơ bản
của đối tượng nghiên cứu................................................................................................................13
Hình 2.1. Khái niệm chung về viễn thám.......................................................................13
Hình 2.2. Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên và môi trường Trái Đất.......................15
Hình 2.3 . Đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính.......................16
2.2.Cơ sở GIS trong nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất..........................................................23
Hình 2.4. Quy trình nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất...........................................25
a. Chọn tư liệu ảnh viễn thám......................................................................................................26
b. Nắn chỉnh hình học..................................................................................................................26
c. Đồng nhất về độ phân giải của các ảnh tư liệu........................................................................27
d. Phân loại ảnh viễn thám...........................................................................................................27
e. Kiểm chứng..............................................................................................................................30
f. Kết quả phân loại......................................................................................................................30
a. Điều kiện kinh tế......................................................................................................................34
3.2. Dữ liệu và phần mềm sử dụng..................................................................................................37
3.2.1. Dữ liệu sử dụng......................................................................................................................37
Bảng 3.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng trong đề tài........................................................38
3.2.2. Phần mềm ứng dụng..............................................................................................................39
c. Cắt ảnh......................................................................................................................................45
Hình 3.8. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2009................................................46
Hình 3.9. Ảnh tổ hợp màu 7, 5, 3 của huyện Văn Chấn năm 2015................................................46
3.3.2. Phân loại ảnh......................................................................................................................47
Bảng 3.2. Hệ thống phân loại thực phủ của khu vực nghiên cứu...................................................47
Bảng 3.3. Một số điểm mẫu đặc trưng trong quá trình khảo sát thực địa..........................................48
1. Kết luận........................................................................................................................................59
2. Kiến nghị......................................................................................................................................60


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho
con người, đất đai còn là tư liệu sản xuất đặc biệt không gì thay thế được, nó
có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của đất nước.
Cùng với thời gian và sự tác động của con người, đất đai có thể biến
động theo chiều hướng tốt hoặc xấu. Trong tình hình dân số nước ta tăng
nhanh, nền kinh tế vận động theo cơ chế thị trường có sự quản lý của nhà
nước, chủ trương công nghiệp hoá hiện đại hoá trên khắp đất nước, quá trình
đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ.
Những vấn đề trên đã kéo theo sự gia tăng nhu cầu nhà ở, mở rộng giao
thông, các khu công nghiệp, làm cho giá cả đất đai ở khắp nơi tăng liên tục,
tình hình sử dụng đất đai biến đổi không thể kiểm soát được. Nhất là trong
những năm gần đây với cơ chế thị trường nền kinh tế tỉnh Yên Bái nói chung
và huyện Văn Chấn nói riêng đã có những bước phát triển mạnh mẽ, dẫn đến
nhu cầu sử dụng đất đai cho các mục đích khác nhau không ngừng thay đổi,
tuy nhiên vấn đề đặt ra là đất đai có hạn.
Để đáp ứng nhu cầu quản lý nhà nước về đất đai, nắm lại hiện trạng sử
dụng đất, tình hình biến động đất đai, phản ánh hiệu quả của hệ thống chính
sách pháp

luật về đất đai, làm cơ sở khoa học cho công tác xây dựng quy

hoạch, kế hoạch sử dụng đất đai trong những năm tới. Chúng ta cần tiến hành
thống kê, kiểm kê đất đai một cách rõ ràng và chính xác nhằm hệ thống lại
diện tích đất mà chúng ta đang quản lý. Từ đó, chúng ta sẽ thấy được sự thay
đổi về mục đích sử dụng cũng như cách thức sử dụng đất của người dân theo
chiều phát triển của xã hôi để điều chỉnh việc sử dụng đất một cách hợp lí
nhất nhằm đảm bảo sử dụng đất đai một cách bền vững trong tương lai.

1

Từ thực tế cũng như nhận thức được vai trò, tầm quan trọng của vấn
đề, đề tài: “Đánh giá biến động đất đai huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái
bằng phương pháp đánh giá sau phân loại” được xác định.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá biến động đất đai huyện Văn Chấn – tỉnh Yên Bái bằng phương
pháp đánh giá sau phân loại.
3. Nội dung nghiên cứu
● Nghiên cứu đánh giá biến động đất đai khu vực huyện Văn Chấn –

tỉnh Yên Bái
● Tìm hiểu phương pháp đánh giá sau phân loại

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi khu vực nghiên cứu: huyện Văn Chấn – tỉnh Yên Bái
- Đối tượng: Đánh giá biến động đất đai huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái
5. Phương pháp nghiên cứu.
− Phương pháp xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất năm 2009 và 2015
− Phương pháp đánh giá sau phân loại.

6. Cấu trúc đồ án
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tài nguyên đất
Chương 2: Viễn thám trong nghiên cứu biến động đất đai
Chương 3: Đánh giá biến động đất đai huyện Văn Chấn – tỉnh Yên Bái
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo

2

Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN ĐẤT
1.1. Lớp phủ mặt đất
1.1.1. Khái niệm
Lớp phủ mặt đất là trạng thái vật chất của bề mặt trái đất, là sự kết hợp
của nhiều thành phần như thực phủ, thổ nhưỡng, đá gốc và mặt nước chịu sự
tác động của các nhân tố tự nhiên như nắng, gió, mưa bão và nhân tạo như
khai thác đất để trồng trọt, xây dựng nhà cửa, công trình phục vụ cuộc sống
của con người. Sự kết hợp này tạo ra lớp phủ mặt đất phong phú, đa dạng
nhưng nhìn tổng thể lớp phủ mặt đất chia ra thành hai nhóm chính là mặt
nước và mặt đất. Mặt nước gồm có nước lục địa như hệ thống sông, suối,
kênh mương, hồ ao và nước đại dương - biển phủ trùm phần lớn diện tích bề
mặt trái đất. Phần diện tích ít hơn là mặt đất nhưng lại là nơi tập trung hầu hết
những hoạt động của con người cũng như nhiều loài sinh vật khác trên trái đất
và là nơi đang biến đổi từng ngày, từng giờ, những hoạt động đó đã tạo nên sự
phong phú của loại hình lớp phủ mặt đất như thực phủ gồm cỏ, cây bụi, rừng,
đất canh tác đang có cây sinh trưởng,...; dân cư đô thị, nông thôn; mạng lưới
giao thông; khu công nghiệp, thương mại và các đối tượng đất chuyên dùng
khác; các vùng đất trống, đồi núi trọc, cồn cát, bãi cát,…
Khái niệm lớp phủ mặt đất khác với sử dụng đất, nhưng các đối tượng
của chúng lại có sự tương quan mật thiết. Sử dụng đất mô tả cách thức con
người sử dụng đất và các hoạt động kinh tế - xã hội xảy ra trên mặt đất, những
hoạt động này là sự tác động trực tiếp lên bề mặt đất, chính vì vậy mà một số
loại hình sử dụng đất cũng là đối tượng của lớp phủ mặt đất, ví dụ như đất đô
thị và đất nông nghiệp. Một số loại hình sử dụng đất khác như công viên theo
góc độ lớp phủ bao gồm thảm cỏ, rừng cây hay các công trình xây dựng
nhưng trên thực tế trong hệ phân loại lớp phủ mặt đất hiện hành đều phải xét
đến khía cạnh sử dụng đất và đưa vào loại hình lớp phủ nhân tạo có thực phủ.

3

Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất
Trên thực tế mỗi một khu vực khác nhau trên trái đất đều có loại hình lớp
phủ mặt đất đặc trưng và mỗi một đối tượng đều chịu sự tác động theo hai
hướng của tự nhiên và con người với mức độ mạnh, yếu khác nhau. Sự tác
động này đã làm cho lớp phủ mặt đất luôn biến đổi. Sự biến đổi của lớp phủ
mặt đất ngược lại cũng có những ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của
con người, như diện tích rừng suy giảm đã gây ra lũ lụt ở một số nơi; sự gia
tăng của các khu công nghiệp và các hoạt động nông nghiệp như tăng vụ lúa,
nuôi trồng thuỷ sản không hợp lý là một trong những nguyên nhân gây biến
đổi khí hậu. Như vậy có thể nói lớp phủ mặt đất có quan hệ mật thiết với các
hoạt động kinh tế xã hội, tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống của con
người. Do đó, để trái đất có thể phát triển bền vững là mục tiêu lớn đặt lên
hàng đầu của mỗi quốc gia và mỗi châu lục. Trong những năm qua, trên thế
giới đã xảy ra rất nhiều những hiện tượng làm ảnh hưởng lớn đến tài nguyên
thiên nhiên và môi trường, như:
- Sa mạc hóa diễn ra với tốc độ nhanh hơn
- Diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp
- Đất ngập nước đang bị mất dần

4


- Quá trình đô thị hóa diễn ra với tốc độ rất cao
- Thiên tai như hạn hán, lũ lụt, động đất, sóng thần thường xuyên xảy ra
tại nhiều khu vực trên thế giới.
Ở nước ta trong những năm vừa qua, nhất là từ khi thực hiện chính sách
đổi mới đã đạt được những thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội. Tuy
nhiên, tốc độ phát triển kinh tế quá cao đã dẫn tới việc khai thác tài nguyên

thiên nhiên không có quy hoạch, mà hậu quả là sự suy giảm nguồn tài nguyên
thiên nhiên và suy thoái môi trường nghiêm trọng trên diện rộng. Rừng tự
nhiên bị chặt phá bừa bãi để lấy gỗ, củi, khai thác khoáng sản, những diện tích
rừng ngập mặn rất lớn bị chặt phá để nuôi tôm, nguồn nước bị ô nhiễm, thiên
tai hạn hán, lũ lụt xảy ra thường xuyên. Trước tình hình đó, nhu cầu bức xúc
đặt ra là phải có những thông tin chính xác, kịp thời về diễn biến lớp phủ mặt
đất để phục vụ một cách hiệu quả cho công tác điều tra, quản lý tài nguyên
thiên nhiên và môi trường.
Các thông tin về lớp phủ mặt đất được thu thập bằng hai phương pháp cơ
bản là khảo sát thực địa và phân tích tư liệu viễn thám. Khảo sát thực địa là
phương pháp thu thập thông tin truyền thống thường rất tốn kém và mất nhiều
thời gian. Phân tích tư liệu viễn thám là phương pháp hiện đại, cho phép chiết
tách các thông tin lớp phủ mặt đất một cách nhanh chóng, hiệu quả và ít tốn
kém.
1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất
Để thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng các thông tin lớp phủ mặt đất
và đảm bảo tính thống nhất về nội dung thông tin, người ta đó xây dựng các
hệ phân loại lớp phủ mặt đất. Nhìn chung các hệ phân loại lớp phủ mặt đất đã
có đều dựa trên nguyên tắc sau:
- Hệ phân loại dễ hiểu, dễ hình dung phân chia đối tượng bề mặt thành
các nhóm chính theo trạng thái vật chất của các đối tượng như mặt nước, mặt
đất, lớp phủ thực vật, đất nông nghiệp, bề mặt nhân tạo.

5


- 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…
- Các đối tượng trong hệ phân loại đáp ứng được yêu cầu phân tách được
đối tượng trên các tư liệu thu thập ở các thời gian khác nhau.

- Hệ thống phân loại áp dụng được cho nhiều vùng rộng lớn
- Hệ thống phân loại phân chia các đối tượng theo các cấp bậc nên phù
hợp với việc phân tích đối tượng trên các tư liệu có độ phân giải khác nhau,
đáp ứng yêu cầu thành lập bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau.
Tuy nhiên trên mỗi hệ phân loại đều có những đặc điểm riêng phù hợp
với điều kiện tự nhiên, mức độ khai thác lớp phủ bề mặt của từng khu vực.
Hệ phân loại FAOLCC (Food and Agriculture Organization Land Cover
Classification) vừa tổng hợp để phù hợp với mọi điều kiện trên trái đất nhưng
vừa chi tiết đến tính chất của từng đối tượng mà chỉ có thể bổ sung thông tin
nhờ khảo sát ngoại nghiệp.
Hệ phân loại CORINE (Coordination of information on the
environment) dựa vào phần nào nguyên tắc của FAOLCC và điều chỉnh phù
hợp với đặc điểm của Mỹ và Châu Âu.
Cụ thể là:
* Hệ phân loại lớp phủ mặt đất FAOLCC chia ra theo 3 cấp chính:
Cấp 1 (Level1): Phân ra thành 2 loại theo đặc điểm có hay không có lớp
phủ thực vật của bề mặt đất.
Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 4 loại theo nguyên tắc chia các loại của
cấp 1 theo đặc điểm ngập nước hay không ngập nước của bề mặt đất.
Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 8 loại theo nguyên tắc chia các loại của
cấp 2 theo tính chất tự nhiên hay nhân tạo của bề mặt đất. Từ cấp 3 trở đi các
đối tượng được phân chia chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của đối tượng cũng
như khu vực nghiên cứu và mức độ chi tiết của bản đồ cần thành lập.

6


* Hệ phân loại lớp phủ mặt đất CORINE chia ra theo 3 cấp:
Cấp1 (Level 1): Phân ra thành 5 loại theo trạng thái bề mặt tổng thể của
trái đất là lớp phủ nhân tạo, đất nông nghiệp, rừng và các vùng bán tự nhiên,

đất ẩm ướt, mặt nước phù hợp với bản đồ tỷ lệ nhỏ phủ trùm toàn cầu.
Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 15 loại theo đặc điểm che phủ của thực
vật.
Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 44 loại chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của
đối tượng cũng như khu vực nghiên cứu.
Ở nước ta trong những năm gần đây đã quan tâm đến việc thành lập bản
đồ lớp phủ mặt đất, nhưng chưa có một công trình nào chuyên nghiên cứu về
hệ phân loại của bản đồ để đưa ra một hệ phân loại chung áp dụng cho cả
nước như hệ phân loại của bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Các bản đồ lớp phủ
mặt đất đã thành lập đều phục vụ một mục đích cụ thể hoặc chỉ là một lớp
thông tin của lớp phủ mặt đất như lớp phủ rừng.
1.2. Biến động tài nguyên đất
1.2.1. Định nghĩa
Từ trước đến nay chưa có định nghĩa chính xác về đánh giá biến động.
Nhưng đánh giá biến động có thể được hiểu là: Việc theo dõi, giám sát và
quản lý đối tượng nghiên cứu để từ đó thấy được sự thay đổi về đặc điểm, tính
chất của đối tượng nghiên cứu, sự thay đổi có thể định lượng được. Ví dụ:
Diện tích đất chuyên mục đích sử dụng, diện tích rừng mất đi hay được trồng
mới,…
Đánh giá biến động tài nguyên đất là đánh giá được sự thay đổi về loại
hình sử dụng đất qua các thời điểm dưới sự tác động từ các yếu tố tự nhiên,
kinh tế - xã hội, sự khai thác, sử dụng của con người. Mọi vật trên thế giới tự
nhiên không bao giờ bất biến mà luôn luôn biến động không ngừng, động lực
của mọi sự biến động đó là quan hệ tương tác giữa các thành phần của tự

7


nhiên. Như vậy để khai thác tài nguyên đất đai của một khu vực có hiệu quả,
bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này và không làm suy thoái môi trường tự

nhiên thì nhất thiết phải nghiên cứu biến động của đất đai. Sự biến động đất
đai do con người sử dụng vào các mục đích kinh tế - xã hội có thể phù hợp
hay không phù hợp với quy luật của tự nhiên, cần phải nghiên cứu để tránh sử
dụng đất đai có tác động xấu đến môi trường sinh thái.
Như vậy biến động tài nguyên đất là xem xét quá trình thay đổi của diện
tích đất thông qua thông tin thu thập được theo thời gian để tìm ra quy luật và
những nguyên nhân thay đổi từ đó có biện pháp sử dụng đúng đắn với nguồn
tài nguyên này.
1.2.2. Những đặc trưng của biến động tài nguyên đất
Biến động sử dụng đất có những đặc trưng cơ bản như:
a. Quy mô biến động
+ Biến động về diện tích sử dụng đất đai nói chung.
+ Biến động về diện tích của từng loại hình sử dụng đất.
+ Biến động về đặc điểm của những loại đất chính.
b. Mức độ biến động
+ Mức độ biến động thể hiện qua số lượng diện tích tăng hoặc giảm của
các loại hình sử dụng đất giữa đầu thời kỳ và cuối thời kỳ nghiên cứu.
+ Mức độ biến động được xác định thông qua việc xác định diện tích
tăng, giảm và số phần trăm tăng giảm của từng loại hình sử dụng đất giữ cuối
và đầu thời kỳ đánh giá.
1.2.3. Những nhân tố gây nên tình hình biến động tài nguyên đất
a. Các trường hợp biến động đất đai
- Được nhà nước giao đất, cho thuê đất.
- Được nhà nước thu hồi đất, mất đất do thiên tai.
- Trường hợp đất bồi, đất cồn….

8


- Thay đổi mục đích sử dụng đất, thời hạn sử dụng, hình thể sử dụng.

- Chuyển đổi, chuyển nhượng, cho thuê, thừa kế, thế chấp hoặc chia

tách quyền sử dụng đất.
b. Nguyên nhân của biến động đất đai
- Do nhà nước: nhà nước thu hồi đất, giao đất, cho thuê đất đối với các

tổ chức, hộ gia đình, cá nhân trong nước và ngoài nước theo quy hoạch và kế
hoạch phát triển kinh tế xã hội của đất nước.
- Do người sử dụng đất: nhu cầu chuyển nhượng, chuyển đổi, cho thuê,

thừa kế, thế chấp theo quy định của pháp luật về các quyền của người sử
dụng đất.
- Do tự nhiên gây ra: do thiên tai (bão, lũ lụt, xói mòn, sụp lở,…) hay do

đất bồi,….
- Do cấp lại, đổi mới giấy chứng nhận QSDĐ do mất giấy, thay đổi tên

chủ hộ,….
1.2.4. Ý nghĩa thực tiễn trong đánh giá tình hình biến động đất
Đánh giá tình hình biến động sử dụng đất có ý nghĩa rất lớn trong việc sử
dụng đất đai:
+ Là cơ sở khai thác tài nguyên đất đai phục vụ phát triển kinh tế - xã hội
có hiệu quả và bảo vệ môi trường sinh thái.
+ Mặc khác khi đánh giá biến động sử dụng đất cho ta biết nhu cầu sử
dụng đất giữa các ngành kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng. Dựa vào vị trí
địa lý, diện tích tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên của khu vực nghiên cứu, từ
đó biết được sự phân bố
các ngành, các lĩnh vực kinh tế và biết được những điều kiện thuận lợi,
khó khăn đối với nền kinh tế xã hội và biết được đất đai biến động theo chiều
hướng tích cực hay tiêu cực, để từ đó đưa ra những phương hướng phát triển

đúng đắn cho nền kinh tế và các phương pháp sử dụng hợp lý nguồn tài
nguyên đất, bảo vệ mội trường sinh thái.

9


Do đó đánh giá biến động sử dụng đất có ý nghĩa hết sức quan trọng là
tiền đề, cơ sở đầu tư và thu hút nguồn vốn đầu tư từ bên ngoài, để phát triển
đúng hướng, ổn định trên tất cả mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội và sử dụng hợp
lý nguồn tài nguyên quý giá của quốc gia.
1.3. Các phương pháp viễn thám trong nghiên cứu biến động
Theo dõi biến động tài nguyên và môi trường đã trở thành một ứng dụng
quan trọng được nghiên cứu nhiều trong kỹ thuật viễn thám. Với việc sử dụng
vệ tinh quang học, có thể tóm tắt lại thành 4 phương pháp đánh giá biến động
chính sau:
* Phương pháp 1: Phân tích sau phân loại

Hình 1.2. Phương pháp phân tích sau phân loại
Việc tiến hành phân loại độc lập các ảnh viễn thám làm cho phương pháp
này có độ chính xác phụ thuộc chặt chẽ vào độ chính xác của từng phép phân
loại và đó thường là độ chính xác không cao, đặc biệt là chuỗi ảnh có số
lượng lớn. Nhận xét về độ chính xác của phương pháp này, người ta đã đưa
ra: Nếu độ chính xác của hai phép phân loại đạt lần lượt là 80% và 70%, độ
chính xác của phần biến động nhận biết được sẽ đạt là 56%. Do vậy, cần phải
hết sức thận trọng khi sử dụng mặc dù phải thừa nhận rằng đây là phương
pháp đơn giản, dễ thực hiện.

10

* Phương pháp 2: Phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian

Hình 1.3. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian
Phương pháp này thực chất là ghép hai ảnh vào nhau tạo thành ảnh đa
thời gian trước khi phân loại. Hai ảnh có n kênh phổ được chồng phủ lên nhau
để tạo nên một ảnh có 2n kênh. Kết quả phân loại của ảnh chồng phủ gồm 2n
kênh này là tập hợp bao gồm các lớp thay đổi và các lớp không thay đổi. Hạn
chế lớn nhất của phương pháp này là tuy chỉ phân loại một lần, một ảnh (đa
thời gian) nhưng lại rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải lấy tất cả các mẫu
không biến động cũng như các mẫu biến động. Hơn nữa, ảnh hưởng của sự
thay đổi theo thời gian (trong các mùa trong năm) và ảnh hưởng của khí
quyển cũng không dễ được loại trừ và do đó ảnh hưởng tới độ chính xác của
phương pháp.
* Phương pháp 3: nhận biết thay đổi phổ

Hình 1.4. Phương pháp nhận biết thay đổi phổ

11


Về bản chất, nhóm phương pháp này sử dụng các kỹ thuật khác nhau để
từ hai ảnh ban đầu tạo nên một kênh hay nhiều kênh ảnh mới thể hiện sự
thay đổi phổ. Sự khác biệt hoặc tương tự phổ giữa các pixel có thể được tính
cho từng pixel hoặc tính trên toàn cảnh cùng với tính trên từng pixel. Vì thế,
phương pháp này đòi hỏi nắn chỉnh hình học phải có sai số nhỏ hơn 1 pixel.
Kết quả của việc so sánh là một ảnh chỉ rõ những khu vực có thay đổi và
không thay đổi cũng như mức độ thay đổi (ảnh này được gọi là ảnh thay đổi).
Khi ảnh này được tạo ra, để có thể phân định được rõ các pixel thay đổi cũng
như mức độ thay đổi cần phải có một số bước xử lý tiếp theo, trong đó quan
trọng nhất là kỹ thuật phân ngưỡng. Phân ngưỡng thực chất là việc định nghĩa

mức độ mà tại đó chúng ta coi là sự thay đổi. Phương pháp xác định ngưỡng
được sử dụng nhiều nhất là phân tích hàm phân bố của ảnh thay đổi.
* Phương pháp 4: Kết hợp

Hình 1.5. Phương pháp kết hợp
Như đã thấy ở trên, nhóm các phương pháp nhận biết thay đổi phổ luôn
cần các phân tích tiếp theo để nhận được các thông tin về sự thay đổi. Trong
khi đó, các phương pháp nhận biết dựa trên phân loại lại là những phân tích
thể hiện sự thay đổi. Vì vậy, để giảm sai số trong nhận biết biến động, việc kết
hợp giữa hai phương pháp này có thể được tiến hành theo rất nhiều các
phương pháp khác nhau. Ý tưởng chính của việc kết hợp này là sử dụng các
phương pháp trong nhóm phương pháp nhận biết thay đổi phổ để chỉ ra các
vùng có thay đổi và sau đó áp dụng phương pháp phân loại chỉ cho những
vùng này để định danh sự thay đổi đó.

12


Chương 2: VIỄN THÁM TRONG NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI
2.1. Công nghệ viễn thám trong theo dõi biến động lớp phủ mặt đất
2.1.1. Định nghĩa
"Viễn thám được xác định là một phương pháp nghiên cứu các đối
tượng, hiện tượng bằng các thiết bị, đặt cách đối tượng một khoảng cách nào
đó, không đòi hỏi tiếp xúc trực tiếp với đối tượng".
Viễn thám được định nghĩa là phương pháp xử lý và phân tích các thông
tin của những đối tượng phân bố trên bề mặt Trái Đất và được thu thập từ ba
tầng không gian: Vũ trụ (ngoài khí quyển), Tầng trung (tầng khí quyển), Mặt
đất nhằm xác định một cách tổng hợp những thuộc tính cơ bản của đối tượng
nghiên cứu.

Hình 2.1. Khái niệm chung về viễn thám
2.1.2. Cơ sở viễn thám ứng dụng trong theo dõi biến động lớp phủ mặt đất
Ngày nay ai cũng nhận thức được rằng hậu quả tất yếu của việc tăng
dân số và phát triển kinh tế dẫn đến những đòi hỏi ngày càng bức bách hơn
đối với các tài nguyên trên trái đất và dẫn đến những tác động sâu sắc tới môi
trường toàn cầu như: các tài nguyên thiên nhiên bị cạn kiệt, ô nhiễm môi

13


trường, các loại hình sử dụng đất bị thay đối dưới tác động của quá trình đô
thị hóa, phá rừng, khả năng biến đổi khí hậu toàn cầu do các tác động của con
người trong quá trình sản xuất và tiêu thụ các loại khí nhà kính.
Trong khi đó con nguời cũng ý thức được tính không ổn định của hệ
thống Trái đất với những hiện tượng thiên tai cực đoan ngày càng xuất hiện
nhiều hơn như lũ lụt, hạn hán, động đất... Bất chấp sự gia tăng cũng như tính
nghiêm trọng của các hiện tượng đó, chúng ta vẫn phải phát triển nhưng cần
phát triển sao cho bền vững và không gây các tác động nghiêm trọng đến môi
trường. Để có thể kịp thời đánh giá được các trạng thái phát triển chúng ta cần
thu thập được dữ liệu về môi trường trái đất trên quy mô toàn cầu. Các dữ liệu
này bao gồm các tham số địa vật lý, thông tin về khí quyển, thảm thực vật,
hiện trạng sử dụng đất... Chúng có thể là các chuỗi dữ liệu đa thời gian cho
một điểm hoặc khu vực.
Trong những năm gần đây các hệ thống quan trắc trái đất từ vệ tinh đã
nâng tầm hiểu biết về trái đất ngày càng đầy đủ hơn. Các chuyến bay dự tính
cùng với các vệ tinh đã phóng sẽ tăng cường kho thông tin về trái đất. Các
thông tin thu thập được sử dụng vào các mục đích chính sau:
•

Nghiên cứu về biến đổi khí hậu

•

Nghiên cứu sự biến động tầng ôzôn

•

Dự báo thời tiết

•

Ứng dụng trong nông nghiệp và lâm nghiệp

•

Điều tra tài nguyên khoáng sản

•

Theo dõi giảm nhẹ thiên tai

•

Ứng dụng trong quản lý đới bờ

•

Các ứng dụng trong hải dương học

Các vệ tinh quan trắc trái đất có khả năng được sử dụng để hỗ trợ công
tác quy hoạch phát triển, ví dụ cung cấp thông tin nhằm tăng hiệu quả việc

14


khai thác tài nguyên hoặc các công nghệ hoàn nguyên môi trường. Trong
nhiều trường hợp còn cung cấp nhiều thông tin hữu ích đánh giá tính bền
vững của một kế hoạch phát triển. Hiện nay có nhiều quốc gia tham gia vào
mạng lưới quan trắc trái đất từ vũ trụ. Trước tiên phải kể đến Mỹ với Cơ quan
quản lý vũ trụ (NASA), các nước thuộc cộng đồng Châu Âu với Cơ quan vũ
trụ Châu Âu (ESA), Nhật Bản với Cơ quan phát triển vũ trụ Nhật Bản
(NASDA). Ngoài ra nhiều quốc gia khác nữa như ấn Độ, Trung Quốc,
Canada…cũng có những chương trình nghiên cứu vũ trụ riêng của mình và đã
đạt được rất nhiều thành tựu trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Các hoạt
động nghiên cứu Trái đất từ vũ trụ được điều phối trên quy mô toàn cầu bởi ủy
ban quan trắc trái đất bằng vệ tinh (Committee on Earth Observation – CEOS)
thành lập năm 1984 trong cuộc họp thượng đỉnh về kinh tế các nước G7.

Hình 2.2. Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên và môi trường Trái Đất
Hệ thống vệ tinh này nhằm quan trắc, tìm hiểu và theo dõi những ảnh
huởng của các hiện tượng tự nhiên và tác động của con người đối với môi
trường Trái đất. Các hệ thống vệ tinh quan trắc trái đất có thể được phân thành
nhiều loại khác nhau tùy theo các chỉ tiêu phân loại: vệ tinh khí tượng thời tiết
hay vệ tinh tài nguyên môi trường.

15


Các đối tượng tự nhiên này hấp thụ, phản xạ sóng điện từ với cường độ

và theo những cách khác nhau, được gọi là các đặc trưng phổ. Các đặc trưng
này chứa đựng các thông tin quan trọng cho phép nhóm các thành tạo tự nhiên
đó thành các loại đối tượng có đặc trưng phản xạ phổ giống nhau. Điều này
rất có ích cho quá trình giải đoán ảnh vệ tinh vì thế mà các đặc trưng phản xạ
phổ của các đối tượng tự nhiên đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc
khai thác, ứng dụng có hiệu quả các thông tin thu được.
Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển và bề mặt đối tượng,
đặc biệt là bản thân các đối tượng đó (độ ẩm, lớp nền - bề mặt nhám, thực vật,
chất mùn, cấu trúc bề mặt,..) Đối với các đối tượng khác nhau sẽ có khả năng
phản xạ phổ khác nhau, với mỗi đối tượng sự phản xạ, hấp thụ lại thay đổi
theo bước sóng. Phương pháp viễn thám dựa chủ yếu trên nguyên lý này để
nhận biết, phát hiện các đối tượng, hiện tượng trong tự nhiên. Các thông tin
về đặc trưng phổ phản xạ của các đối tượng tự nhiên sẽ giúp các nhà chuyên
môn lựa chọn các phép xử lý ảnh để có được kênh tối ưu, chứa nhiều thông
tin về đối tượng nghiên cứu, đây chính là cơ sở để phân tích nghiên cứu các
tính chất của đối tượng và tiến tới phân loại chúng.
Sau đây là đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính:

Hình 2.3 . Đặc trưng phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính

16


a. Đặc trưng phản xạ phổ của lớp phủ thực vật
Bức xạ Mặt trời khi tới bề mặt lá cây, phần trong vùng sóng đỏ (red) và
xanh lơ (blue) bị chất diệp lục hấp thụ phục vụ cho quá trình quang hợp, vùng
sóng lục (green) và vùng hồng ngoại sẽ phản xạ khi gặp nhiều chất diệp lục
của lá (khi thực vật khoẻ mạnh). Khi thực vật yếu, diệp lục tố giảm đi thì khả
năng phản xạ vùng sóng đỏ trội hơn nên lá cây có màu vàng (tổ hợp màu

green – red ) hoặc đỏ hẳn trong điều kiện khí hậu lạnh.
Sự khác nhau về đặc trưng phản xạ phổ của thực vật phụ thuộc vào các
yếu tố cấu tạo trong và ngoài của cây (hàm lượng sắc tố diệp lục, cấu tạo mô
bì, thành phần và cấu tạo biểu bì, hình thái lá…), thời kỳ sinh trưởng (tuổi
cây, giai đoạn sinh trưởng…) và tác động ngoại cảnh (điều kiện sinh trưởng,
điều kiện chiếu sáng, thời tiết, vị trí địa lý…). Tuy vậy, đặc trưng phổ phản xạ
của lớp phủ thực vật vẫn mang những đặc điểm chung: Phản xạ ở vùng sóng
hông ngoại gần (λ > 0,720µm), hấp thụ mạnh vở vùng sóng đỏ (λ = 0,680 –
0,270 µm).
b. Đặc trưng phản xạ phổ của nước
Khả năng phản xạ phổ của nước cũng thay đổi theo bước sóng của bức
xạ chiếu tới và thành phần vật chất có trong nước. Nước chỉ phản xạ mạnh ở
vùng sóng của tia xanh lơ (blue) và yếu dần khi sang vùng tia xanh lục
(green), triệt tiêu ở cuối dải sóng đỏ. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào bề mặt và
trạng thái của nước.
Phần lớn năng lượng bức xạ Mặt trời chiếu tới bị nước hấp thụ cho quá
trình làm tăng nhiệt độ nước. Năng lượng phản xạ của nước bao gồm năng
lượng phản xạ trên bề mặt và phần năng lượng phản xạ sau khi tán xạ với các
vật chất lơ lửng trong nước. Vì vậy, năng lượng phản xạ của các loại nước
khác nhau là rất khác nhau, đặc biệt là nước trong và nước đục. Nhìn chung
khả năng phản xạ của nước là thấp và giảm dần theo chiều tăng của bước

17