DSpace at VNU: Ứng dụng ảnh phân giải cao SPOT để nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 và đưa ra dự báo tốc độ phát triển năm 2015

Ứng dụng ảnh phân giải cao SPOT để nghiên
cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín
giai đoạn 2000 – 2011 và đưa ra dự báo tốc độ
phát triển năm 2015
Nguyễn Tân Duy
Trường Đại học Khoa học Tư nhiên
Luận văn ThS. Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số: 60 44 02 14
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Lâm
Năm bảo vệ: 2013

Abstract: Khảo sát khả năng sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho việc theo dõi biến động
một số loại hình sử dụng đất. Đề xuất quy trình công nghệ thành lập bản đồ biến động sử dụng
đất, trong đó có kết hợp sử dụng hệ thông tin địa lý để lập bản đồ và đánh giá biến động. Sử
dụng mô hình dự báo MARKOV để dự báo các loại hình sử dụng đất. Tiến hành thực nghiệm tại
khu vực huyện Thường Tín, thành phố Hà Nội.
Keywords: Biến động sử dụng đất; Bản đồ viễn thám; Công nghệ viễn thám
Content
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai từ lâu vẫn luôn luôn đóng vai trò quan trọng đối với sự sinh tồn và phát triển của
con người. Nó là tư liệu sản suất đặc biệt cho sự phát triển kinh tế xã hội, an ninh và quốc phòng.
Nhưng đất đai chỉ có thể phát huy tiềm năng vốn có dưới sự tác động tích cực của con người một
cách thường xuyên.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay ở nước ta, sự chuyển dịch kinh tế
từ Nông nghiệp – Công nghiệp – Dịch vụ sang Công nghiệp – Dịch vụ - Nông nghiệp đã và đang
gây sức ép lớn về đất đai. Sức ép về dân số, tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã kéo theo


nhu cầu sử dụng đất ngày càng tăng trong khi quỹ đất lại có hạn. Đất đai đã thực sự trở thành
“Tấc đất tấc vàng”. Trong quá trình sử dụng đất, thường nảy sinh nhu cầu sử dụng đất vào các

mục đích khác nhau của con người. Do đó luôn có sự biến động đất đai về sử dụng đất. Để phục
vụ cho công tác quản lý của Nhà nước thì cần làm rõ biến động sử dụng đất. Chính vì vậy cần
phải có một phương pháp quản lý hợp lý về tình hình sử dụng đất ở các đô thị. Hiện nay, nhiều
vệ tinh nhân tạo đã được phóng lên quỹ đạo với các mục đích khác nhau để theo dõi diễn biến
các hiện tượng trên bề mặt trái đất, trong đó có mục đích theo dõi lớp phủ bề mặt trái đất. Đây là
một phương pháp với công nghệ mới giúp làm nhanh và hiệu quả hơn so với các công nghệ trước
đây. Ngày nay có thể tiến hành thành lập bản đồ biến động sử dụng đất đô thị một cách nhanh
hơn trước nhờ vào việc sử dụng ảnh vệ tinh với độ phân giải cao thay vì trước đây phải thực hiện
các công tác thực địa phức tạp làm tăng thời gian hoàn thành công việc.
Với bản đồ biến động được thực hiện bằng phương pháp viễn thám đạt độ chính xác cao,
ta có thể tiến hành dự đoán các loại hình sử dụng đất trong những năm tiếp theo để các nhà quy
hoạch có thể hoạch định các loại hình sử dụng đất một cách phù hợp hơn. Có nhiều cách để dự
báo tình hình sử dụng đất dựa trên các hàm toán học, chuỗi MARKOV là một trong các hàm dự
báo phổ biến trong các mô hình dự báo và được chọn để sử dụng trong luận văn.
Huyện Thường Tín là một trong những huyện nằm trong phạm vi mở rộng của thành
phố Hà Nội (từ ngày 1 tháng 8 năm 2008). Trong những năm qua, do yêu cầu của phát triển
kinh tế - xã hội và quá trình phát triển đô thị hóa nên tình hình sử dụng đất của huyện có nhiều
biến đổi. Xuất phát từ thực tế đó, em đã chọn đề tài: “Ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao
SPOT để nghiên cứu biến động sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín – thành phố Hà Nội
giai đoạn 2000 – 2011 và đưa ra dự báo tốc độ phát triển các loại hình sử dung đất năm 2015”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Khảo sát khả năng sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho việc theo dõi biến động một số loại
hình sử dụng đất
- Đề xuất quy trình công nghệ thành lập bản đồ biến động sử dụng đất, trong đó có kết hợp sử
dụng hệ thông tin địa lý để lập bản đồ và đánh giá biến động
- Sử dụng mô hình dự báo MARKOV để dự báo các loại hình sử dụng đất


- Tiến hành thực nghiệm tại khu vực huyện Thường Tín, thành phố Hà Nội
3. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám
Bao gồm những khái niệm cơ bản về công nghệ viễn thám như: Khái niệm về hệ thống
ghi nhận thông tin viễn thám, bức xạ điện từ, đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên và
một số đặc tính kỹ thuật cơ bản của ảnh viễn thám
- Nghiên cứu khả năng thông tin của ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT cho mục đích nghiên
cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín
Dựa trên ảnh SPOT độ phân giải cao để nghiên cứu khu vực cần thành lập bản đồ rồi từ
đó tiến hành xác định và phân loại đối tượng nghiên cứu, biến động được xác định thông qua
việc thay đổi sự dụng đất vào mục đích cụ thể qua các năm
- Nghiên cứu các phương pháp phân loại và phần mềm phân loại ảnh để thành lập bản đồ hiện
trạng sử dụng đất.
Phân loại bằng phương pháp giải đoán là phương pháp khoanh định các vật thể cũng như
xác định trạng thái của chúng nhờ phân biệt các đặc tính yếu tố ảnh (độ sáng, kiến trúc, kiễu
mẫu, hình dạng, kích thước, vị trí, màu) và các mối quan hệ của đối tượng này với các đối tượng
khác. Kết quả giải đoán phụ thuộc vào kinh nghiệm người giải đoán, tuy nhiên bị hạn chế do khả
năng phân biệt phổ của mắt người hạn chế.
Sau khi thực hiện công tác giải đoán ảnh, ta sẽ tiến hành thực địa và kiểm chứng kết quả
phân loại với các mẫu giải đoán
- Tiến hành nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 - 2011 bằng hệ
thông tin địa lý (GIS) và đưa ra dự báo trong các năm kế tiếp bằng mô hình dự báo MARKOV
Dữ liệu GIS về hiện trạng sử dụng đất qua các năm được phân tích bằng phương pháp
chồng ghép dữ liệu, một phương pháp thông dụng trong GIS. Kết quả thu được từ việc chồng
ghép sẽ là tình hình biến động một số loại hình sử dụng đất qua các năm đã chọn
Theo các kết quả tính toán được từ bản đồ biến động sử dụng đất, ta sử dụng mô hình dự


báo MARKOV để tính toán các loại hình sử dụng đất trong các năm tiếp theo
4. Phương pháp nghiên cứu
- Để giải quyết mục đích của đề tài luận văn, ta tiến hành thu thập tài liệu, thông tin,
nghiên cứu cơ sở lý thuyết của công nghệ viễn thám, đặc tính kỹ thuật của ảnh vệ tinh độ phân

giải cao SPOT, nghiên cứu khả năng thông tin của ảnh viễn thám độ phân giải cao SPOT cho
mục đích theo dõi biến động đất ở khu vực nghiên cứu.
- Lựa chọn các phương pháp phân loại và phần mềm phân loại để giải đoán lập bản đồ
hiện trạng sử dụng đất huyện Thường Tín. Qua việc theo dõi sử dụng đất của một khu vực trong
một khoảng thời gian kết hợp với việc phân loại các mẫu rồi từ đó rút ra nhận xét, so sánh tình
hình biến động giai đoạn 2000 – 2011. Việc xác định các loại hình sử dụng đất qua ảnh SPOT
bao gồm dấu hiệu gián tiếp về quy luật, đặc điểm, sự phân bố và mối quan hệ giữa các đối tượng.
Việc xác định yếu tố sử dụng đất ở trên ảnh có thể đưa ra hiện trạng sử dụng đất của khu vực
nghiên cứu. Quá trình điều tra thực địa chủ yếu nhằm mục đích giải đoán chính xác các điểm lấy
mẫu và xác minh các điểm chưa rõ ràng trên ảnh.
- Trên cơ sở giải đoán phân loại, ta tiến hành ứng dụng hệ thông tin địa lý trong nghiên
cứu phân tích biến động các loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Kết quả của đề tài là bản
đồ biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011.
- Từ đó phân tích đánh giá sơ bộ nguyên nhân biến động và dự báo biến động trong năm
2015 bằng phương pháp dự báo chuỗi của MARKOV
Luận văn có kết cấu gồm 3 chương, cụ thể như sau:
Chương 1: Tổng quan về cơ sở của công nghệ viễn thám
Chương 2: Khả năng giải đoán ảnh vệ tinh SPOT đối với việc nghiên cứu hiện trạng sử
dụng đất huyện Thường Tín
Chương 3: Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng ảnh vệ tinh SPOT thành lập bản đồ
biến động các loại hình sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 và
dự báo biến động tới năm 2015


References
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2007), Quy định về thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2007), Ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy
hoạch sử dụng đất
3. Luật đất đai (2003), NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội

4. Nguyễn Khắc Thời (2011), Giáo trình viễn thám, Trường Đại học Nông nghiệp

Hà Nội

5. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
6. Nguyễn Ngọc Thạch (1997), Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên môi trường, NXB Khoa
học kỹ thuật
7. Nguyễn Ngọc Thạch, Viễn thám và hệ thông tin địa lý ứng dụng, Đại học khoa học tự nhiên,
Hà Nội
8. Nguyễn Văn Thanh (2003), Bài giảng ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ
hiện trạng sử dụng đất, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
9. Nguyễn Thị Thanh Hải (2003), Thiết kế và biến tập bản đồ, Đại học khoa học tự nhiên, Hà
Nội
10. Vũ Minh Tuấn, Lê Văn Trung, Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động và dự báo
đất đô thị tại phường Hiệp Bình Phước quận Thủ Đức, Trung tâm nghiên cứu và ứng
dụng công nghệ địa chính, Đại học Nông Lâm TPHCM; Trung tâm địa tin học, Đại học
Quốc gia TPHCM.
11. Nguyễn Đình Minh (2009), Phân loại sử dụng đất và lớp phủ đất đô thị ở Hà Nội bằng dữ
liệu ảnh Terra ASTER, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội
12. Nhữ Thị Xuân, Đinh Thị Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thúy Hằng (2004), Đánh giá biến động sử
dụng đất huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội giai đoạn 1994 – 2003 trên cơ sở phương
pháp viễn thám kết hợp GIS, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội
13. Dương Tiến Đức, Trương Thị Hòa Bình, Nguyễn Hữu Huynh (2005), Ứng dụng công nghệ
viễn thám và Hệ thông tin Địa lý để đánh giá biến động lớp phủ thực vật tại vườn quốc
gia U Minh Thượng, Tạp chí Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn
14. Nguyễn Thị Diệu, Trương Phước Minh, Ứng dụng viễn thám và GIS trong việc thành lập
bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phồ Đà Nẵng, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học
Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

15. Nguyễn Quang Tuấn (2009), Ứng dụng GIS và viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng
thảm thực vật huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh, Hội thảo ứng dụng GIS và viễn thám trong nghiên
cứu tài nguyên và môi trường – Đại học khoa học Huế