(Luận văn thạc sĩ) ứng dụng viễn thám đa thời gian nghiên cứu biến động đất nông nghiệp vùng đồng bằng sông hồng

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

TẠ QUANG HIẾU
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN NGHIÊN CỨU BIẾN
ĐỘNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG
Chuyên ngành

: Quản lý đất đai

Mã số

: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NHỮ THỊ XUÂN

Hà Nội, 2016

1


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................9
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................9
2. Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................10
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................10
4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu .........................................................................11
5. Các quan điểm nghiên cứu ....................................................................................11
6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................12

7. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................14
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................15
1.1. Giới thiệu chung về viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS) ..............................15
1.1.1. Tổng quan về viễn thám ..................................................................................15
1.1.2. Tổng quan về hệ thông tin địa lý (GIS) ...........................................................16
1.2. Khái niệm về đất đai, đất nông nghiệp, vai trị của đất nơng nghiệp và các vấn
đề về sử dụng đất nông nghiệp ..................................................................................17
1.2.1. Khái niệm về đất đai .......................................................................................17
1.2.2. Đất nơng nghiệp ..............................................................................................18
1.2.3. Vai trị của đất nông nghiệp ...........................................................................18
1.2.4. Sử dụng đất nông nghiệp ................................................................................20
1.3. Biến động sử dụng đất........................................................................................23
1.4. Tổng quan tình hình ứng dụng viễn thám và GIS trong việc nghiên cứu biến
động sử dụng đất………………………………………………………………...…24
CHƢƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG
ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG.................................................................................28
2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên vùng đồng bằng sông Hồng
...................................................................................................................................28
2


2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội vùng đồng bằng sơng Hồng ......................................33
2.2.1. Tình hình dân số và xã hội ở Đồng bằng sơng Hồng .....................................33
2.2.2. Tình hình phát triển kinh tế vùng Đồng bằng sơng Hồng ..............................34
2.3. Tình hình sản xuất lúa và đặc điểm mùa vụ vùng đồng bằng sông Hồng .........37
2.4. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường ...............39
CHƢƠNG 3: SỬ DỤNG DỮ LIỆU ẢNH MODIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG
ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG GIAI ĐOẠN 2010
– 2014 ........................................................................................................................40
3.1. Dữ liệu ảnh MODIS ...........................................................................................41

3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng năm 2010
và năm 2014 ..............................................................................................................44
3.2.1. Tiền xử lý ảnh tổ hợp MODIS 8-ngày .............................................................46
3.2.2. Tính tốn chỉ số thực vật NDVI ......................................................................47
3.2.3. Tạo ảnh tổ hợp NDVI theo tháng ....................................................................48
3.2.4. Phân loại ảnh MODIS thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất...................52
3.2.5. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng năm
2010 và năm 2014 .....................................................................................................55
3.3. Phân tích hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng năm 2010 và năm
2014 ...........................................................................................................................57
3.3.1. Phân tích hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sơng Hồng năm 2010 .....57
3.3.2. Phân tích hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng năm 2014 .....61
3.4. Đánh giá biến động sử dụng đất nông nghiệp vùng đồng bằng sông Hồng giai
đoạn 2010 - 2014 .......................................................................................................64
3.4.1. Đất trồng lúa ...................................................................................................65
3.4.2. Đất trồng màu .................................................................................................66
3.4.3. Đất thổ cư và chuyên dùng .............................................................................67

3


3.4.4. Đất rừng ..........................................................................................................68
3.4.5. Đất mặt nước ..................................................................................................68
3.4.6. Đất chưa sử dụng ............................................................................................69
3.5. Những tác động của quá trình mất đất tới nông nghiệp và nông dân ................70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................74

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH VÀ PHỤ LỤC BẢN ĐỒ
1.

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Dân số và diện tích các tỉnh Đồng bằng sơng Hồng..................................30
Bảng 2.2 Tình hình sản xuất lúa vùng Đồng bằng sông Hồng năm 2014 ................37
Bảng 3.1 Ma trận đánh giá độ chính xác phân loại năm 2010 ..................................56
Bảng 3.2 Ma trận đánh giá độ chính xác phân loại năm 2014 ..................................56
Bảng 3.3 Thống kê loại hình sử dụng đất vùng Đồng bằng sơng Hồng năm 2010 ..57
Bảng 3.4. Thống kê diện tích đất trồng lúa và đất trồng màu 10 tỉnh đồng bằng sông
Hồng năm 2010 .........................................................................................................59
Bảng 3.5 Thống kê loại hình sử dụng đất vùng Đồng bằng sông Hồng năm 2014 ..61
Bảng 3.6. Thống kê diện tích đất trồng lúa và đất trồng màu 10 tỉnh đồng bằng sông
Hồng năm 2014 .........................................................................................................62
Bảng 3.7 Thống kê biến động sử dụng đất vùng Đồng bằng sông Hồng giai đoạn
2010 - 2014 ...............................................................................................................65

2.

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1 Vị trí địa lý Đồng bằng sơng Hồng ............................................................29
Hình 3.1 Ảnh vệ tinh MODIS ...................................................................................44
Hình 3.2 Quy trình thành lập bản đồ biến động đất trồng lúa và đất trồng màu từ
ảnh MODIS ...............................................................................................................45
Hình 3.3 Ảnh MODIS vùng Đồng bằng sơng Hồng .................................................46
Hình 3.4 Mơ phỏng chỉ số NDVI ..............................................................................48
Hình 3.5 Ảnh NDVI sau khi lọc mây........................................................................49

Hình 3.6 Ảnh NDVI tổ hợp 16-ngày ........................................................................50
5


Hình 3.7 Ảnh NDVI tổ hợp tháng ............................................................................51
Hình 3.8 Ảnh tổ hợp NDVI tháng 1 năm 2014 .........................................................51
Hình 3.9 Biến động chỉ số thực vật NDVI theo tháng trong năm 2014 đối với các
loại hình sử dụng đất .................................................................................................54
Hình 3.10 Biểu đồ thống kê phân bố các loại hình sử dụng đất vùng Đồng bằng
Sơng Hồng năm 2010 ................................................................................................58
Hình 3.11 Cơ cấu sử dụng đất của 10 tỉnh vùng Đồng bằng Sơng Hồng năm 2010 61
Hình 3.12 Biểu đồ thống kê phân bố các loại hình sử dụng đất vùng Đồng bằng
Sơng Hồng năm 2014 ................................................................................................62
Hình 3.13 Cơ cấu sử dụng đất của 10 tỉnh vùng Đồng bằng Sông Hồng năm 2014
...................................................................................................................................64

3.

PHỤ LỤC BẢN ĐỒ

Phụ lục 1: Danh mục ảnh MODIS tổ hợp 8 ngày – năm 2010
Phụ lục 2: Danh mục ảnh MODIS tổ hợp 8 ngày – năm 2014
Phụ lục 3: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 01 –
2010
Phụ lục 4: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 02 2010
Phụ lục 5: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 03 2010
Phụ lục 6: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 04 2010
Phụ lục 7: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 05 2010
Phụ lục 8: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 06 2010
Phụ lục 9: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 07 2010

Phụ lục 10: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 08 2010
6


Phụ lục 11: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 09 2010
Phụ lục 12: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 10 2010
Phụ lục 13: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 11 2010
Phụ lục 14: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 12 2010
Phụ lục 15: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 01 2014
Phụ lục 16: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 02 2014
Phụ lục 17: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 03 2014
Phụ lục 18: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 04 2014
Phụ lục 19: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 05 2014
Phụ lục 20: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 06 2014
Phụ lục 21: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 07 2014
Phụ lục 22: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 08 2014
Phụ lục 23: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 09 2014
Phụ lục 24: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 10 2014
Phụ lục 25: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 11 2014
Phụ lục 26: Bản đồ phân bố chỉ số thực vật NDVI Đồng bằng sông Hồng tháng 12 2014

7


Phụ lục 27: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 vùng đồng bằng châu thổ sông
Hồng
Phụ lục 28: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 vùng đồng bằng châu thổ sông
Hồng
Phụ lục 29: Bản đồ biến động đất trồng lúa và đất trồng màu giai đoạn 2010 - 2014
vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng

8


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá mà thiên nhiên ban tặng cho
con người, đất đai còn là tư liệu sản xuất khơng gì thay thế được, nó có vai trị quan
trọng trong sự tồn tại và phát triển của đất nước.
Hiện nay q trình cơng nghiệp hóa, đơ thị hóa mang lại những tác động tích
cực như đẩy mạnh tăng trưởng kinh tế, góp phần nâng cao mức sống người dân, cơ
cấu lao động chuyển dịch theo hướng công nghiệp - dịch vụ, đầu tư xây dựng các
cơng trình văn hóa, xã hội... Bên cạnh đó, kết quả của q trình cơng nghiệp hóa,
hiện đại hóa lại làm cho đất nông nghiệp bị thu hẹp để nhường chỗ cho các loại hình
khác như các khu dân cư, các khu cơng nghiệp, các cơng trình cơng cộng khác. Do
đó việc nghiên cứu biến động đất để đưa ra kế hoạch sử dụng đất một cách hiệu quả
và hợp lý là vấn đề rất quan trọng.
Để nghiên cứu biến động sử dụng đất 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 điều tra,… Các phương pháp này thường tốn nhiều thời gian,
kinh phí và khơng thể hiện được sự thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác
của loại hình sử dụng đất, và vị trí khơng gian của sự thay đổi đó. Phương pháp sử
dụng tư liệu viễn thám đã khắc phục được những nhược điểm đó.
Việc ứng dụng tư liệu viễn thám độ phân giải cao như LANDSAT, SPOT đã
được ứng dụng nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, những tư liệu viễn thám này do độ
trùm phủ không gian giới hạn, độ phân giải thời gian thấp do đó có nhiều khó khăn
trong việc phân loại và đánh giá biến động lớp phủ cho cấp vùng hoặc quốc gia.
Những năm gần đây, một loạt đầu thu thế hệ mới như MODIS, MERIS... đặt trên
các vệ tinh có thể quan trắc mặt đất với phạm vi lớn, độ phân giải thời gian cao,
cung cấp một khối lượng lớn thông tin bề mặt trái đất, cho phép nghiên cứu biến

động lớp phủ trên cả hai góc độ đa phổ và đa thời gian.
Trong những năm gần đây với cơ chế thị trường nền kinh tế của cả nước nói
chung, vùng đồng bằng sơng Hồng nói riêng đã có những bước phát triển mạnh mẽ,
9


dẫn đến nhu cầu sử dụng đất đai cho các mục đích khác nhau khơng ngừng thay đổi,
tuy nhiên vấn đề đặt ra là đất đai có hạn. Chính vì vậy, việc phân tích, đánh giá biến
động sử dụng đất để từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý, đặc biệt là đất
nông nghiệp (khoanh vùng bảo vệ đất nông nghiệp, hạn chế chuyển đổi từ đất nơng
nghiệp sang các loại hình khác,…) đóng vai trị rất quan trọng trong việc đảm bảo
an ninh lương thực, phát triển bền vững trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại
hóa của đất nước.
Từ những thực tế trên, đề tài “Ứng dụng viễn thám đa thời gian nghiên cứu
biến động sử dụng đất nông nghiệp vùng Đồng bằng sông Hồng” đã được lựa
chọn để thực hiện.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá biến động sử dụng đất nông nghiệp (đất trồng lúa và đất
trồng màu) giai đoạn 2010 – 2014 vùng đồng bằng sông Hồng bằng công nghệ viễn
thám và GIS.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá biến động sử dụng đất nông nghiệp
(đất trồng lúa và đất trồng màu) bằng công nghệ viễn thám và GIS.
- Điều tra, thu thập tài liệu, số liệu, bản đồ liên quan đến khu vực nghiên cứu.
- Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng năm
2010 và năm 2014.
- Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trồng lúa và đất trồng màu vùng

đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2010 – 2014.
- Nghiên cứu thực trạng và phân tích, đánh giá biến động sử dụng đất nông
nghiệp giai đoạn 2010 – 2014.

10


4. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
- Phạm vi không gian: Khu vực đồng bằng sông Hồng.
- Phạm vi khoa học: Cơ sở khoa học của việc thành lập và đánh giá biến
động đất nông nghiệp phục vụ quản lý đất đai bằng công nghệ viễn thám và GIS.
- Đối tượng nghiên cứu: đất nông nghiệp (đất trồng lúa và đất trồng màu)
trong giai đoạn 2010 – 2014.

5. Các quan điểm nghiên cứu
- Quan điểm lịch sử
Đối với một đơn vị đất đai, hướng sử dụng và khai thác tiềm năng trong đơn vị
đất đai đó được quy định bởi một quá trình sản xuất lâu dài của con người. Sự thay
đổi hướng sử dụng phụ thuộc vào sự phát triển của nhận thức, sự thay đổi thể chế
chính trị, thay đổi quan hệ và phương thức sản xuất, ...
Sự hình thành sử dụng đơn vị đất đai là kết quả tác động tương hỗ giữa các
hợp phần tự nhiên và con người theo thời gian và không gian. Việc nghiên cứu lịch
sử phát triển sử dụng đất đai khu vực nghiên cứu tạo cơ sở vững chắc cho mục tiêu
cuối cùng của quá trình nghiên cứu đánh giá thực trạng, biến động sử dụng đất phục
vụ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ.
- Quan điểm hệ thống
Khi tiến hành nghiên cứu đánh giá thực trạng và biến động sử dụng đất cần đặt
lãnh thổ nghiên cứu trong một hệ thống thống nhất và hoàn chỉnh cả về tự nhiên và
xã hội. Các dạng tài nguyên thiên nhiên có trong khu vực đều có sự tương tác lẫn
nhau để tạo thành một hệ thống đầy đủ về cấu trúc và chức năng. Giữa các thành

phần và bộ phận cấu tạo nên hệ thống đều có những mối tương tác qua lại qua các
dòng vật chất, năng lượng và thông tin. Khi một thành phần hay bộ phận nào đó bị
tác động thì kéo theo sự thay đổi dây chuyền của các thành phần khác.

11


- Quan điểm tổng hợp
Theo quan điểm tổng hợp, phải nghiên cứu đất đai trong mối liên hệ chặt chẽ
với các yếu tố khác trong lãnh thổ, đó là các yếu tố địa chất, địa hình, khí hậu, thuỷ
văn, sinh vật và các tác động của con người. Thường trong tư liệu về cơ sở lý luận
của khoa học địa lý, tính tổng hợp được xem xét dưới hai góc độ khác nhau:
+ Tổng hợp với nghĩa là nghiên cứu đồng bộ, toàn diện về điều kiện tự nhiên
và tài nguyên thiên nhiên với quy luật phân hoá của chúng cũng như mối quan hệ
tương tác lẫn nhau giữa các hợp phần của tổng thể địa lý.
+ Tổng hợp là sự kết hợp có quy luật, có hệ thống trên cơ sở phân tích đồng
bộ và tồn diện các yếu tố hợp phần của tổng thể lãnh thổ tự nhiên, đồng thời phát
hiện và xác định những đặc điểm đặc thù của các thể tổng hợp lãnh thổ địa lý.
- Quan điểm phát triển bền vững
Quan điểm phát triển bền vững hiện nay đã trở thành phổ biến và áp dụng
rộng rãi trong tất cả các hoạt động của nền kinh tế quốc dân, đặc biệt trong khai
thác sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường. Phát triển bền vững được xác định
ngay từ khi bắt đầu tiến hành quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội. Phát triển kinh tế
- xã hội phải gắn liền với bảo vệ môi trường để đảm bảo rằng việc khai thác tài
nguyên và phát triển sản xuất đó đáp ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế của hiện tại
mà vẫn đảm bảo cho thế hệ tương lai. Do đó, trong đề xuất định hướng quy hoạch
sử dụng đất cần phải cân nhắc, phân tích một cách tổng hợp, tồn diện các đặc điểm
điều kiện địa lý tự nhiên trên quan điểm lịch sử, hệ thống, tổng hợp với các mục
đích phát triển kinh tế - xã hội gắn liền bảo vệ môi trường.

6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu: Nhằm thu thập các
tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, các số liệu thống kê về diện
tích các loại đất để phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và biến động sử dụng đất
đai vùng đồng bằng sông Hồng.
12


- Phương pháp thống kê, so sánh: Trên cơ sở các số liệu, tài liệu thu thập
được, tiến hành thống kê, so sánh số liệu qua các năm để thấy được sự biến động,
thay đổi về cơ cấu các loại đất.
- Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp: Từ số liệu thu thập được và hiện
trạng sử dụng đất tiến hành phân tích làm rõ những tồn tại, những điểm chưa hợp lý
trong sử dụng đất của vùng đồng bằng sông Hồng.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của cơ quan chuyên môn, cán
bộ địa phương về các giải pháp sử dụng hợp lý đất và định hướng phát triển quỹ đất
của vùng đồng bằng sông Hồng.
- Phương pháp bản đồ, viễn thám và GIS: Phương pháp này có ưu điểm là tiết
kiệm thời gian và kinh phí trong nghiên cứu, dùng để trình bày và biên tập bản đồ
hiện trạng sử dụng đất, bản đồ biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu.
Với những ưu thế đặc biệt về đa tính chất, đa phổ và đa thời gian, phương
pháp bản đồ, viễn thám và GIS sẽ cung cấp khả năng theo dõi kịp thời biến động sử
dụng đất:
+ Các ảnh của một vùng rộng lớn có thể thu nhận sự thay đổi một cách nhanh
chóng.
+ Ảnh viễn thám thể hiện được những đối tượng, hiện tượng bị bỏ sót ngồi
thực địa do q trình quan sát trên mặt đất khó khăn.
+ Những ảnh khác nhau có thể cung cấp một tập hợp thơng tin để đối chiếu và
so sánh các hiện tượng có thay đối lớn như sử dụng đất, lớp phủ mặt đất như: rừng,
nông nghiệp, thuỷ văn và sự phát triển đô thị,…

Tuy nhiên cũng tồn tại một số hạn chế trong phân tích ảnh viễn thám.
+ Nhiều dạng khác nhau của sử dụng đất có thể khơng được phân biệt trên
ảnh.

13


+ Trong phần lớn các ảnh viễn thám thì thơng tin theo chiều ngang không rõ
nét, những thông tin này rất có giá trị để phân biệt đối tượng sử dụng đất.
+ Đối với một vùng nhỏ thì chi phí cho nghiên cứu viễn thám trở nên đắt hơn
các phương pháp truyền thống vì vậy sẽ khơng kinh tế.

7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của đề tài luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
Chương 2: Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội vùng đồng bằng sông
Hồng.
Chương 3: Sử dụng dữ liệu ảnh MODIS nghiên cứu biến động đất nông
nghiệp vùng Đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2010 – 2014.
Giới hạn của luận văn: Trong đề tài này, học viên tập trung nghiên cứu biến
động sử dụng đất trồng lúa và đất trồng màu vùng đồng bằng sông Hồng giai đoạn
2010 – 2014.

14


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

Giới thiệu chung về viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS)

1.1.1. Tổng quan về viễn thám
Viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để
nghiên cứu, điều tra, đo đạc những thuộc tính cơ bản của các đối tượng hoặc hiện
tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp tới các đối tượng, hiện tượng đó.[7]
Viễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách, độ cao khác nhau:
- Tầng mặt đất: 0,5 – 30m
- Tầng máy bay: 5 – 20km
- Tầng vũ trụ: 300 – 36.000km, trong đó được chia ra:
Dưới 1000km
Từ 1000km – 36.200 km
Một số đặc điểm của dữ liệu ảnh viễn thám:
- Độ phân giải khơng gian: diện tích nhỏ nhất trên mặt đất mà bộ cảm có thể
phân biệt được, là sự chi tiết có thể nhận thấy rõ trong một ảnh phụ thuộc vào độ
phân giải không gian của bộ cảm biến và phụ thuộc vào trường nhìn. Độ lớn của
điểm ảnh sẽ là đơn vị xác định độ phân giải không gian của hệ thống.
- Độ phân giải phổ: là số lượng kênh ảnh của một ảnh số về một khu vực nào
đó, số lượng kênh ảnh phụ thuộc vào khả năng ghi phổ của thiết bị ghi hay bộ cảm.
Mô tả khả năng của bộ cảm biến để xác định những khoảng bước sóng. Độ phân
giải càng cao thì dải bước sóng cho một kênh phổ càng hẹp.
- Độ phân giải thời gian: chiều dài thời gian mà một vệ tinh hoàn thành toàn
bộ chu kỳ bay quanh quỹ đạo để chụp lại khu vực xem xét trước đó. Một vùng chụp

15


vào các thời điểm khác nhau sẽ cho ra các thơng tin về vùng đó chính xác hơn và
nhận biết được sự biến động của một khu vực.
Các phƣơng pháp xử lý thông tin trong viễn thám
- Phương pháp xử lý bằng mắt: là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để chiết

tách thơng tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh. Xử lý bằng mắt là cơng việc đầu
tiên, phổ biến nhất chủ yếu dựa vào sự phân biệt của mắt người hoặc trực tiếp hoặc
gián tiếp thông qua các dụng cụ quang học.
- Xử lý ảnh số (xử lý bằng máy tính): là sự điều khiển và phân tích các thơng
tin ảnh dạng số với sự trợ giúp của máy tính, là cơng việc rất quan trọng trong viễn
thám và có vai trị tương tự như phân tích ảnh bằng mắt.[7]

1.1.2. Tổng quan về hệ thơng tin địa lý (GIS)
Dữ liệu địa lý: Hệ thống thông tin là một hệ thống thu thập, lưu trữ và điều hành
các thông tin dưới dạng giấy, ảnh và số về các hiện tượng tự nhiên trong thế giới
thực.
Do vậy dữ liệu là rất đa dạng, chúng mang tính khơng gian và thời gian chúng
được gọi là dữ liệu địa lý.
Dữ liệu địa lý được tổ chức thành hai nhóm thơng tin chính đó là:
 Nhóm thơng tin về phân bố khơng gian.
 Nhóm thơng tin về thuộc tính của đối tượng.
Mơ hình dữ liệu:
Có những khn mẫu căn bản cho dữ liệu địa lý và có những nguyên lý, hình
thức hướng dẫn chúng ta mơ hình hố và tổ chức dữ liệu. Một trong những phương
pháp chung nhất của tổ chức dữ liệu địa lý là tổ chức theo các bản đồ và các lớp
thông tin. Mỗi lớp thông tin là một biểu diễn của dữ liệu theo một mục tiêu nhất
định.

16


Mỗi lớp thơng tin lại có mơ hình cấu trúc dữ liệu chi tiết hơn. Về nguyên lý,
lớp thông tin là tập hợp các dữ liệu địa lý về một khía cạnh nào đó của một đối
tượng địa lý thực tế không giống như các dạng dữ liệu thông dụng khác, dữ liệu địa
lý phức tạp hơn nó bao gồm các thơng tin về vị trí và các thuộc tính phi không gian.

Tổng hợp dữ liệu địa lý và mô hình địa lý ta có được khái niệm về hệ thống
thông tin địa lý như sau: “Hệ thống thông tin địa lý là một tập hợp những nguyên lý
phương pháp, công cụ và dữ liệu không gian được sử dụng để quản lý, duy trì
chuyển đổi, phân tích, mơ hình hóa, mơ phỏng và làm bản đồ những hiện tượng và
q trình phân bố trong khơng gian địa lý”.

1.2.

Khái niệm về đất đai, đất nơng nghiệp, vai trị của đất nông nghiệp

và các vấn đề về sử dụng đất nông nghiệp
1.2.1. Khái niệm về đất đai
Đất đai về mặt thuật ngữ khoa học được hiểu theo nghĩa rộng như sau: "Đất
đai là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu thành của
môi trường sinh thái ngay trên vỏ dưới bề mặt đó bao gồm: Khí hậu, bề mặt, thổ
nhưỡng, dáng địa hình, mặt nước (hồ, sông, suối, đầm lầy,...). Các lớp trầm tích sát
bề mặt cùng với nước ngầm và khống sản trong lịng đất, tập đồn thực vật và
động vật, trạng thái định cư của con người, những kết quả của con người trong quá
khứ và hiện tại để lại (san nền, hồ chứa nước hay hệ thống tiêu thoát nước, đường
xá, nhà cửa,...)". (Bộ Tài nguyên và Môi trường)
Như vậy, "đất đai" là khoảng khơng gian có giới hạn, theo chiều thẳng đứng
(gồm khí hậu của bầu khí quyển, lớp đất phủ bề mặt, thảm thực vật, động vật, diện
tích nước, tài ngun nước ngầm và khống sản trong lịng đất), theo chiều nằm
ngang trên mặt đất (là sự kết hợp giữa thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn, thảm thực vật
cùng các thành phần khác) giữ vai trò quan trọng và có ý nghĩa to lớn đối với hoạt
động sản xuất cũng như cuộc sống của xã hội loài người.

17

Đất đai là sản phẩm của tự nhiên, có trước lao động và cùng với quá trình lịch
sử phát triển kinh tế - xã hội, đất đai là điều kiện lao động. Đất đai đóng vai trị
quyết định cho sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Nếu khơng có đất đai
thì rõ ràng khơng có bất kỳ một ngành sản xuất nào, cũng như không thể có sự tồn
tại của lồi người. Đất đai là một trong những tài nguyên vô cùng quý giá của con
người, điều kiện sống cho động vật, thực vật và con người trên Trái đất.
Đất đai tham gia vào tất cả các hoạt động của đời sống kinh tế, xã hội. Đất đai
là địa điểm, là cơ sở của các thành phố, làng mạc các cơng trình cơng nghiệp, giao
thơng, thuỷ lợi và các cơng trình thuỷ lợi khác. Đất đai cung cấp nguyên liệu cho
ngành công nghiệp, xây dựng như gạch ngói, xi măng, gốm sứ...
Đất đai là nguồn của cải, là một tài sản cố định hoặc đầu tư cố định, là thước
đo sự giàu có của một quốc gia. Đất đai còn là sự bảo hiểm cho cuộc sống, bảo
hiểm về tài chính, như là sự chuyển nhượng của cải qua các thế hệ và như là một
nguồn lực cho các mục đích tiêu dùng.
Trong các điều kiện vật chất cần thiết, đất đai giữ vị trí và ý nghĩa đặc biệt
quan trọng - là điều kiện đầu tiên, là cơ sở thiên nhiên của mọi quá trình sản xuất, là
nơi tìm được cơng cụ lao động, ngun liệu lao dộng và nơi sinh tồn của xã hội lồi
người.

1.2.2. Đất nơng nghiệp
Đất nơng nghiệp là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm
về nơng nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối và mục đích bảo vệ,
phát triển rừng. Đất nơng nghiệp bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp,
đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác. (Bộ Tài ngun và
Mơi trường)

1.2.3. Vai trị của đất nông nghiệp
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là điều kiện cho sự sống của động –
thực vật và con người trên Trái đất. Đất đai là điều kiện rất cần thiết để con người
18

tồn tại và tái sản xuất các thế hệ kế tiếp nhau của loài người. Đất đai tham gia vào
tất cả các ngành kinh tế của xã hội. Tuy nhiên, đối với từng ngành cụ thể thì đất đai
có vị trí khác nhau
Trong nơng nghiệp nói chung và ngành trồng trọt nói riêng, đất đai có vị trí
đặc biệt. Đất đai là tư liệu sản xuất chủ yếu, đặc biệt và khơng thể thay thế. Đặc biệt
vì đất đai vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệu lao động. Đất đai là đối tượng lao
động vì đất đai chịu sự tác động của con người trong quá trình sản xuất như: cày,
bừa, xới,… để có mơi trường tốt cho sinh vật phát triển. Đất đai là tư liệu lao động
vì đất đai phát huy tác dụng như một công cụ lao động. Con người sử dụng đất đai
để trồng trọt và chăn ni. Khơng có đất đai thì khơng có sản xuất nơng nghiệp. Với
sinh vật, đất đai khơng chỉ là mơi trường sống, mà cịn là nguồn cung cấp dinh
dưỡng cho cây trồng. Năng suất cây trồng, vật nuôi phụ thuộc rất nhiều vào chất
lượng đất đai. Diện tích, chất lượng của đất đai quy định lợi thế so sánh của mỗi
vùng cũng như cơ cấu sản xuất của từng nơng trại và của cả vùng. Vì vậy, việc quản
lý, sử dụng đất đai nói chung cũng như đất nơng nghiệp nói riêng một cách đúng
hướng, có hiệu quả, sẽ góp phần làm tăng thu nhập, ổn định kinh tế, chính trị và xã
hội.
Bên cạnh đó, một bộ phận lớn đất ngập nước: các đầm lầy, sông ngòi, kênh
rạch, rừng ngập mặn, các vũng, vịnh ven biển, hồ nước nhân tạo,…cịn có nhiều vai
trị quan trọng khác. Đây là nơi cung cấp nhiên liệu, thức ăn, là nơi diễn ra các hoạt
động giải trí, ni trồng thủy sản, lưu trữ các nguồn gien quý hiếm. Ngoài ra, đất
nơng nghiệp cũng đóng vai trị quan trọng trong việc lọc nước thải, điều hòa dòng
chảy (giảm lũ lụt và hạn hán), điều hịa khí hậu địa phương, chống xói lở bờ biển,
ổn định mạch nước ngầm cho nguồn sản xuất nơng nghiệp, tích lũy nước ngầm, là
nơi cư trú của các loài chim, phát triển du lịch,…
Hướng sử dụng đất quy định hướng sử dụng các tư liệu sản xuất khác và hiệu
quả sản xuất. Chỉ có thơng qua đất, các tư liệu sản xuất mới tác động đến hầu hết
các cây trồng, vật ni. Vì vậy, muốn làm tăng năng suất đất đai, giữ gìn và bảo vệ

19


đất đai để đảm bảo cả lợi ích trước mắt cũng như các mục tiêu lâu dài, cần sử dụng
đất tiết kiệm có hiệu quả, cần coi việc bảo vệ lâu bền nguồn tài nguyên vô giá này là
nhiệm vụ vô cùng quan trọng và cấp bách đối với mỗi quốc gia.

1.2.4. Sử dụng đất nông nghiệp
1.2.4.1. Sử dụng đất nông nghiệp
Sử dụng đất là một hệ thống các biện pháp nhằm điều hòa mối quan hệ người
– đất trong tổ hợp với tài nguyên thiên nhiên khác và môi trường. Quy luật phát
triển kinh tế - xã hội cùng với yêu cầu bền vững về mặt môi trường cũng như hệ
sinh thái quyết định phương hướng chung và mục tiêu sử dụng đất hợp lý, phát huy
tối đa công dụng của đất nhằm đạt tới lợi ích sinh thái, kinh tế, xã hội cao nhất.
Theo quy định tại điều 11 luật đất đai 2003, việc sử dụng đất phải đảm bảo các
nguyên tắc sau đây:
- Đúng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và đúng mục đích sử dụng đất;
- Tiết kiệm, có hiệu quả, bảo vệ mơi trường và khơng làm tổn hại đến lợi ích
chính đáng của người sử dụng đất xung quanh;
- Người sử dụng đất thực hiện các quyền, nghĩa vụ của mình trong thời hạn sử
dụng đất theo quy định của luật Đất đai và các quy định khác của pháp luật có liên
quan.
Trong mỗi phương thức nhất định, việc sử dụng đất theo yêu cầu của sản xuất
và đời sống cần căn cứ vào thuộc tính tự nhiên của đất đai. Với vai trò là nhân tố cơ
bản của sản xuất, các nhiệm vụ và nội dung sử dụng đất nông nghiệp được thể hiện
ở các khía cạnh sau:
- Sử dụng đất hợp lý về khơng gian, hình thành hiệu quả kinh tế không gian sử
dụng đất.
- Phân phối hợp lý cơ cấu đất đai trên diện tích đất đai được sử dụng, hình

thành cơ cấu sử dụng đất.

20


- Quy mơ sử dụng đất cần có sự tập trung thích.
- Giữ mật độ sử dụng đất đai thích hợp, hình thành việc sử dụng đất đai một
cách kinh tế, tập trung, thâm canh.

1.2.4.2. Nguyên tắc sử dụng đất nông nghiệp
-

Đất nông nghiệp cần được sử dụng đầy đủ và hợp lý
Sử dụng đầy đủ và hợp lý đất nơng nghiệp có nghĩa là đất nơng nghiệp cần được

sử dụng hết và mọi diện tích đất nơng nghiệp đều được bố trí sử dụng phù hợp với
đặc điểm kinh tế - kỹ thuật của từng loại đất để vừa nâng cao năng suất cây trồng,
vật ni vừa duy trì được độ phì nhiêu của đất.
-

Đất nơng nghiệp cần được sử dụng có hiệu quả kinh tế cao.
Đây là kết quả của nguyên tắc thứ nhất trong sử dụng đất nông nghiệp. Nguyên

tắc chung là đầu tư vào đất nông nghiệp đến khi mức sản phẩm thu thêm trên một
đơn vị diện tích bằng mức chi phí tăng thêm trên một đơn vị diện tích đó.
-

Đất nơng nghiệp cần được quản lý và sử dụng một cách bền vững.
Sự bền vững trong sử dụng đất nơng nghiệp có nghĩa là cả số lượng và chất

lượng đất nông nghiệp phải được bảo tồn khơng những để đáp ứng mục đích trước
mắt của thế hệ hiện tại mà còn phải đáp ứng được cả nhu cầu ngày càng tăng của
các thế hệ mai sau. Sự bền vững của đất nông nghiệp gắn liền với điều kiện sinh
thái mơi trường. Vì vậy, cần áp dụng các phương thức sử dụng đất nông nghiệp kết
hợp hài hịa lợi ích trước mắt với lợi ích lâu dài. [10]

1.2.4.3. Loại hình sử dụng đất
Trong đánh giá đất, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc
(FAO) đã đưa ra những khái niệm về loại hình sử dụng đất, đưa ra việc xác định
loại hình sử dụng đất vào các nội dung các bước đánh giá đất và coi loại hình sử
dụng đất là một đối tượng của quá trình đánh giá đất.

21


Loại hình sử dụng đất là bức tranh mơ tả thực trạng sử dụng đất của mỗi
vùng với những phương thức sản xuất và quản lý sản xuất trong điều kiện tự nhiên,
kinh tế - xã hội và kỹ thuật được xác định.
Có thể liệt kê một số loại hình sử dụng đất khá phổ biến trong nông nghiệp
hiện nay, như:
 Đất trồng lúa: có thể canh tác nhờ nước mưa hay có tưới chủ động,
trồng 1 vụ, 2 vụ hay 3 vụ trong năm;
 Đất trồng màu: thường được áp dụng cho những vùng đất cao thiếu
nước tưới, đất có thành phần cơ giới nhẹ;
 Đất ni trồng thủy sản;
 Đất trồng rừng;
 ….

1.2.4.4. Quan điểm sử dụng đất bền vững
Là một hệ sinh thái, một phần do con người tạo ra nhằm mục đích phục vụ

con người, hệ sinh thái nông nghiệp chịu những tác động mạnh mẽ nhất từ chính
con nguời. Các tác động của con người, nhiều khi, đã làm cho hệ sinh thái biến đổi
vượt quá khả năng tự điều chỉnh của đất. Con người đã khơng chỉ tác động vào đất
đai mà cịn tác động vào cả khí quyển, nguồn nước để tạo ra một lượng lương thực,
thực phẩm ngày càng nhiều trong khi các hoạt động cải tạo đất chưa được quan tâm
đúng mức và hậu qủa là đất đai cũng như các nhân tố tự nhiên khác bị thay đổi theo
chiều hướng ngày một xấu đi. Ngày nay, nhiều vùng đất đai màu mỡ đã bị thối hóa
nghiêm trọng, kéo theo sự xói mịn đất và suy giảm nguồn nước đi kèm với hạn hán,
lũ lụt… Vì vậy, để đảm bảo cho cuộc sống của con người trong hiện tại và tương lai
cần phải có những chiến lược về sử dụng đất để khơng chỉ duy trì những khả năng
hiện có của đất mà cịn khơi phục những khả năng đã bị mất. Thuật ngữ “sử dụng
đất bền vững” ra đời trên cơ sở của những mong muốn trên.

22


Việc tìm kiếm các giải pháp sử dụng đất một cách hiệu quả và bền vững luôn
là mong muốn của con người trong mọi thời đại. Nhiều nhà khoa học và các tổ chức
quốc tế đã đi sâu nghiên cứu vấn đề sử dụng đất một cách bền vững trên nhiều vùng
của thế giới, trong đó có Việt Nam. Việc sử dụng đất bền vững nhằm đạt được các
mục tiêu sau:
 Duy trì, nâng cao sản lượng (hiệu quả sản xuất);
 Giảm rủi ro sản xuất (an toàn);
 Bảo vệ tiềm năng nguồn lực tự nhiên và ngăn ngừa thoái hóa đất và
nước (bảo vệ);
 Có hiệu quả lâu dài (lâu bền);
 Được xã hội chấp nhận (tính chấp nhận).
Như vậy, sử dụng đất bền vững không chỉ thuần túy về mặt tự nhiên mà cịn
cả về mặt mơi trường, lợi ích kinh tế và xã hội. Năm mục tiêu mang tính nguyên tắc
trên đây là trụ cột của việc sử dụng đất bền vững.

1.3.

Biến động sử dụng đất
Biến động được hiểu là biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một

trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên
cũng như mơi trường xã hội.
Biến động về diện tích đối tượng - biến động về số lượng
Giả sử cùng đối tượng A ở thời điểm T1 có diện tích S1, ở thời điểm T2 có
diện tích S2 (đối tượng A thu nhận được từ hai ảnh vệ tinh có thời điểm chụp khác
nhau). Như vậy ta nói rằng A bị biến đổi diện tích ở thời điểm T1 so với T2 (sự biến
đổi này có thể bằng nhau, lớn hơn hay nhỏ hơn) nếu ta dùng kỹ thuật để chồng xếp
hai lớp thơng tin này thì phần diện tích của phần trùng nhau sẽ được gán giá trị cũ
của đối tượng A, còn các giá trị khác sẽ là giá trị của phần biến động.
Biến động về bản chất đối tượng
23


Trên hai bản đồ của cùng một khu vực ở hai thời điểm khác nhau, diện tích
A ở thời điểm T1 có giá trị M1, ở thời điểm T2 có giá trị M2, ta sử dụng thuật toán
chồng ghép hai lớp thông tin tại hai thời điểm T1, T2 sẽ xuất hiện giá trị M khác M1,
M2. Giả sử diện tích A khơng đổi ta nói rằng có sự thay đổi về chất của A, trên thực
tế đây là sự thay đổi loại hình sử dụng đất.

1.4.

Tổng quan tình hình ứng dụng viễn thám và GIS trong việc nghiên

cứu biến động sử dụng đất

Từ những năm 60 của thế kỷ 20 với sự xuất hiện của vệ tinh nhân tạo đầu
tiên, kỹ thuật khơng gian đã có sự phát triển vượt bậc. Từ đó đến nay một loạt nước
như Nga, Liên minh Châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ... đã phóng thành
cơng rất nhiều các vệ tinh viễn thám của mình, kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã
phát triển nhanh chóng hình thành lên một hệ thống tồn cầu. Công nghệ viễn thám
đã cung cấp rất nhiều số liệu về lớp phủ mặt đất và các tầng khí quyển, các vệ tinh
nhân tạo đã được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực thiên văn, khí tượng, địa
chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp, lâm nghiệp, quân sự, thông tin, hàng không,
vũ trụ...
Từ những ưu điểm nổi bật như đã nêu ở phần trên, những ứng dụng dựa trên
cơng nghệ viễn thám về nơng nghiệp nói chung và ứng dụng trong nghiên cứu biến
động đất nông nghiệp nói riêng ngày càng phát triển cả về chiều rộng lẫn chiều sâu.
Trong lịch sử ngành viễn thám, bước ngoặt lớn đánh dấu việc sử dụng viễn
thám quang học như một công cụ phục vụ nghiên cứu và quan trắc bề mặt trái đất là
sự kiện Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1 năm 1972. Trước thời điểm năm 1972, đã có
nhiều nghiên cứu sử dụng viễn thám trong mục đích quân sự, nhưng sau khi phóng
vệ tinh Landsat-1, tư liệu viễn thám quang học được sử dụng ngày càng phổ biến và
phát triển một cách nhanh chóng trong nghiên cứu và ứng dụng với mục đích dân
sự. Trong đó, các ứng dụng tư liệu viễn thám quang học phục vụ nghiên cứu bề mặt
thảm phủ thực vật nói chung cũng như nghiên cứu giám sát trạng thái và tính tốn

24


năng suất cây trồng nói riêng ln là vấn đề lớn, được các nhà khoa học rất quan
tâm.[7]
Hầu hết các tư liệu viễn thám quang học với chức quan trắc bề mặt đất và
thảm phủ thực vật đều được các nhà khoa học thí nghiệm đưa vào các nghiên cứu
về mùa vụ. Mỗi loại tư liệu viễn thám đều có những ưu điểm riêng cho từng mục
đích sử dụng, nghiên cứu giám sát mùa vụ cây trồng cũng đòi hỏi những đặc tính

riêng của tư liệu viễn thám mà khơng phải loại tư liệu nào cũng phù hợp. Tư liệu
Landsat được sử dụng trong một số cơng trình về phân loại đất mùa vụ của
Xiangming Xiao, và mô phỏng năng suất mùa vụ nói chung của Doraiswamy. Tuy
có độ phân giải khơng gian cao (30m) nhưng tư liệu Landsat có độ phân giải thời
gian khá thấp, thời gian quay lại chụp lặp là 16 ngày, hơn nữa bất cứ dữ liệu viễn
thám quang học nào cũng không thể tránh được vấn đề mây phủ, do đó nếu trong
khoảng thời gian mùa vụ, hai điểm hạn chế này kết hợp lại sẽ không phù hợp cho
những nghiên cứu theo dõi những quá trình biến đổi thảm thực vật trong thời gian
ngắn như các nghiên cứu về mùa vụ. Với ưu thế là độ phân giải không gian, ảnh
Landsat trong các nghiên cứu nói trên chủ yếu làm nhiệm vụ phân loại đất mùa vụ
và bổ xung thông tin, kiểm chứng và so sánh với kết quả giám sát lúa của các dữ
liệu khác như MODIS hoặc NOAA.[4,5,6]
Những dữ liệu có độ phân giải không gian thấp (1 km) như NOAA, và SPOT
– VGT cũng được đưa vào sử dụng trong một số nghiên cứu khác của Xiao và
Doraiswamy. Đầu đo AVHRR của vệ tinh NOAA tuy có độ phân giải thời gian cao,
ảnh thu nhận được hàng ngày, nhưng vệ tinh NOAA chủ yếu được thiết kế cho việc
quan sát khí tượng và thời tiết, vì vậy dữ liệu NOAA khơng có kênh hồng ngoại
trung – một kênh phổ rất quan trọng trong việc đánh giá độ ẩm đất và độ ẩm của tán
lá thực vật phục vụ nghiên cứu mùa màng. Ngoài ra, độ phân giải thấp của NOAA
cũng là một điểm hạn chế trong việc xác định diện tích đất mùa vụ. So với đầu đo
AVHRR của vệ tinh NOAA, đầu đo VGT của vệ tinh SPOT-4 có những cải tiến rõ
rệt trong thiết kế phục vụ nghiên cứu thực vật và bề mặt đất. Đầu đo VGT có 4 kênh
tương tương với 4 kênh của Landsat-TM, đồng nghĩa với việc VGT có kênh Blue –
25