Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Ứng dụng công nghệ địa không gian xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác kiểm kê rừng tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tân Phú, tỉnh Đồng Nai

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho giải đoán ảnh vệ tinh tại khu vực nghiên cứu; xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và bản đồ trữ lƣợng rừng tại Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú, tỉnh Đồng Nai; đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên rừng tại Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú, tỉnh Đồng Nai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Ứng dụng công nghệ địa không gian xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác kiểm kê rừng tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tân Phú, tỉnh Đồng Nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ ANH TÚ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM KÊ RỪNG TẠI BAN QUẢN LÝ RỪNG PHÒNG HỘ TÂN PHÚ, TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP Đồng Nai, 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ ANH TÚ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM KÊ RỪNG TẠI BAN QUẢN LÝ RỪNG PHÒNG HỘ TÂN PHÚ, TỈNH ĐỒNG NAI CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. TRẦN QUANG BẢO Đồng Nai, 2017
i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Đồng Nai, tháng 7 năm 2017 Tác giả luận văn Vũ Anh Tú i
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành tại trƣờng Đại học Lâm nghiệp theo chƣơng trình đào tạo cao học Lâm nghiệp, khoá học 2015 - 2017. Trong quá trình thực hiện và hoàn thành bản luận văn này, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban Giám hiệu nhà trƣờng, Lãnh đạo, Phòng Khoa học, Công nghệ và Hợp tác Quốc tế Phân hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp; các Thầy Cô giáo và các bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ này, đặc biệt là PGS.TS. Trần Quang Bảo, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo, cán bộ Ban BQLRPH Tân Phú, tỉnh Đồng Nai đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi trong thời gian tôi về thực tập, lấy số liệu để thực hiện đề tài. Mặc dù đã hết sức nỗ lực, song do hạn chế về thời gian và trình độ chuyên môn, nên Luận văn chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và bè bạn đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Đồng Nai, tháng 7 năm 2017 Học viên Vũ Anh Tú ii
iii MỤC LỤC TRANG LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii MỤC LỤC .......................................................................................................iii DANH TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... vi DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................... vii DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................viii DANH SÁCH SƠ ĐỒ..................................................................................... ix ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN .............................................................................. 3 1.1. Khái quát về viễn thám, GIS và ảnh vệ tinh SPOST ................................ 3 1.1.1. Viễn thám ............................................................................................... 3 1.1.2. Hệ thống thông tin địa lý ....................................................................... 3 1.1.3. Ảnh vệ tinh SPOT .................................................................................. 6 1.2. Những nghiên cứu GIS và viễn thám trên thế giới ................................. 10 1.3. Những nghiên cứu GIS và viễn thám tại Việt Nam ................................ 12 1.4. Thảo luận tổng quan ................................................................................ 17 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................... 19 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................... 19 2.1.1. Mục tiêu chung..................................................................................... 19 2.1.2. Mục tiêu cụ thể..................................................................................... 19 2.2. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 19 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 19 iii
iv 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................ 20 2.4.1. Thu thập tài liệu thứ cấp ...................................................................... 20 2.4.2. Ngoại nghiệp ........................................................................................ 20 2.4.3. Nội nghiệp ............................................................................................ 21 2.4.3.1. Xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho giải đoán ảnh vệ tinh tại khu vực nghiên cứu ...................................................................................................... 21 2.4.3.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng tại BQLRPH Tân Phú, tỉnh Đồng Nai ........................................................................................................ 22 2.4.3.3. Xây dựng bản đồ trữ lƣợng rừng tại BQLRPH Tân Phú, tỉnh Đồng Nai .................................................................................................................. 26 Chƣơng 3. ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................ 30 3.1. Giới thiệu khái quát về điều kiện tự nhiên .............................................. 30 3.1.1. Vị trí, ranh giới, diện tích ..................................................................... 30 3.1.2. Đặc điểm địa hình, thổ nhƣỡng ............................................................ 31 3.1.3. Khí hậu, thời tiết, thủy văn .................................................................. 32 3.1.4. Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp ...................................................... 33 3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội .......................... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Đặc điểm dân cƣ và tình hình sử dụng đất trong lâm phậnError! Bookmark n 3.2.2. Điều kiện cơ sở hạ tầng ........................ Error! Bookmark not defined. 3.2.3. Tổ chức, trang thiết bị của lực lƣợng quản lý bảo vệ rừngError! Bookmark no Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 36 4.1. Kết quả .................................................... Error! Bookmark not defined. 4.1.1. Bộ mẫu khóa ảnh cho giải đoán ảnh vệ tinh tại khu vực nghiên cứu .. 36 4.1.2. Bản đồ hiện trạng rừng tại Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú ....... 45 4.1.3. Bản đồ trữ lƣợng rừng tại Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú ........ 55 4.2. Thảo luận................................................. Error! Bookmark not defined. iv
v KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 62 1. Kết luận ...................................................................................................... 62 2. Đề nghị ....................................................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 65 v
vi DANH TỪ VIẾT TẮT GIS (Geography Infomation System): Hệ thống thông tin địa lý. RS (Remote Sensing): Viễn thám FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations): Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index): Chỉ số khác biệt thực vật. GPS (Global Positioning System) : Hệ thống định vị toàn cầu. NIR: Kênh cận hồng ngoại của ảnh vệ tinh. RED: Kênh đỏ của ảnh. RVI (ratio vegetion index): Tỷ số chỉ số thực vật. DVI (difference vegetion index): Chỉ số thực vật sai khác. TRRI (total ratio reflectance index): Tỷ số tổng giá trị cấp độ xám. GVI (green vegetation index): Chỉ số màu xanh thực vật. EVI (Enhancement vegetation index): Chỉ số tăng cƣờng lớp thực vật. ÔTC: Ô Tiêu chuẩn. UBND: Ủy ban nhân dân. MKA: Mẫu khóa ảnh. vi
vii DANH SÁCH HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1. Dữ liệu vector và raster .......................................................................6 Hình 2.1. Bản đồ hiện trạng BQLRPH Tân Phú, tỉnh Đồng Nai ......................31 Hình 4.1. Mẫu khóa ảnh ô điều tra 583 ngoài thực địa .....................................43 Hình 4.2. Mẫu khóa ảnh ô điều tra 343 ngoài thực địa .....................................44 Hình 4.3. Mẫu khóa ảnh ô điều tra 585 ngoài thực địa .....................................44 Hình 4.4. Kết quả khoanh lô trạng thái rừng từ ảnh SPOT ...............................47 Hình 4.5. Gán trạng thái cho các lô rừng ..........................................................48 Hình 4.6. Cây thƣ mục phân loại trạng thái rừng ..............................................49 Hình 4.7. Kết quả phân loại trạng thái rừng từ ảnh SPOT ................................50 Hình 4.8. Biểu đồ thống kê diện tích cho từng kiểu trạng thái rừng .................52 Hình 4.9. Bản đồ trữ lƣợng rừng tại BQLRPH Phú Tân ...................................57 Hình 4.10. Diện tích rừng trên từng cấp trữ lƣợng............................................58 vii
viii DANH SÁCH BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1. Các đặc trƣng chính của ảnh vệ tinh SPOT ........................................8 Bảng 1.2. Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5 ..........9 Bảng 3.1. Thống kê diện tích các loại rừng trên địa bàn ...................................33 Bảng 3.2. Các đơn vị quản lý rừng của đơn vị ..Error! Bookmark not defined. Bảng 3.3. Cơ cấu tổ chức đơn vị .......................Error! Bookmark not defined. Bảng 4.1. Thống kê ô điều tra trên từng trạng thái rừng ...................................45 Bảng 4.2. Thống kê diện tích cho từng kiểu trạng thái rừng .............................51 Bảng 4.3. Một số điểm mẫu kiểm chứng ngoài thực địa sau khi phân loại ......52 Bảng 4.4. Ma trận đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại từ ảnh SPOT .54 Bảng 4.5.Thống kê trữ lƣợng trong từng trạng thái rừng ..................................56 Bảng 4.6. Diện tích rừng trên từng cấp trữ lƣợng .............................................57 viii
ix DANH SÁCH SƠ ĐỒ SƠ ĐỒ TRANG Sơ đồ 2.1. Phƣơng pháp xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho giải đoán ảnh vệ tinhError! Boo Sơ đồ 2.2. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ...............................26 Sơ đồ 2.3. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ trữ lƣợng rừng ................................29 Sơ đồ 2.1. Vị trí BQLRPH Tân Phú, tỉnh Đồng Nai .........................................30 ix
ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm qua, công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng đã đƣợc Đảng và Nhà nƣớc đặc biệt quan tâm, thể hiện ở nhiều chƣơng trình, dự án đã đƣợc đầu tƣ và các cơ chế chính sách đã đƣợc ban hành, tạo động lực để nâng cao hiệu quả của công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng. Chính vì vậy, 10 năm qua, diện tích rừng của cả nƣớc đã liên tục tăng lên, từ 33,2% năm 1999, tăng lên 38,7% vào năm 2008, đặc biệt là độ che phủ của rừng phòng hộ, rừng đặc dụng đã không ngừng tăng lên, tác dụng phòng hộ cũng nhƣ bảo tồn của rừng đã đƣợc năng cao. Cùng với những thành tựu đạt đƣợc về tăng độ che phủ rừng, đến nay nhiều diện tích rừng đã có chủ quản lý thực sự, rừng đƣợc giao đã đƣợc quản lý bảo vệ tốt hơn, hiệu quả sử dụng rừng, đất rừng đã đƣợc nâng cao. Việc giao đất, giao rừng đã tạo ra nhiều việc làm, tăng thêm nguồn thu nhập cho nhiều hộ dân ở vùng nông thôn miền núi, góp phần tích cực vào Chƣơng trình xóa đói giảm nghèo của Nhà nƣớc. Tuy nhiên, kể từ đợt Tổng kiểm kê rừng toàn quốc theo Chỉ thị 286/CT-TTg ngày 02/5/1997 của Thủ tƣớng Chính phủ đến nay, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (Bộ NN & PTNT) chƣa thực hiện kiểm kê rừng. Việc công bố số liệu về hiện trạng rừng hàng năm cơ bản đƣợc thực hiện thông qua công tác thống kê dựa trên nền số liệu kiểm kê rừng từ những năm 1998 - 2000. Việc điều tra bổ sung từ thực địa theo những phƣơng pháp tin cậy còn hạn chế. Vì vậy, những số liệu về rừng đƣợc công bố hàng năm chƣa phản ánh kịp thời thực trạng và diễn biến về tài nguyên rừng. Số liệu công bố còn thiếu sự thống nhất giữa ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn với Tài nguyên và Môi trƣờng, chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu phục vụ hoạch định chính sách để đầu tƣ phát triển. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, việc ứng dụng công nghệ không gian địa lý vào lâm nghiệp là 1
rất cần thiết. Với khả năng quan sát các đối tƣợng ở các độ phân giải phổ và không gian khác nhau, cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủ rừng, từ đó có thể giúp chúng ta thực hiện công tác điều tra kiểm kê rừng với kết quả cụ thể, chính xác, có ý nghĩa trong ứng dụng thực tế. Kỹ thuật viễn thám đƣợc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu của Việt Nam đã mang lại nhiều ứng dụng to lớn trong quản lý tài nguyên. Trong lĩnh vực lâm nghiệp, kỹ thuật viễn thám đã đƣợc sử dụng để thành lập các loại bản đồ hiện trạng rừng, phân loại trạng thái rừng, phân vùng trọng điểm cháy rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng… Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú có tổng diện tích tự nhiên 13.862,2 ha, trong đó đất có rừng là 13.588,1 ha chiếm 98,02%. Rừng của Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân phú thuộc vành đai hệ sinh thái dƣới 1.000m, bao gồm đồng bằng, gò và đồi thấp, diện tích rừng tự nhiên thuộc trạng thái rừng ẩm thƣờng xanh nhiệt đới là vành đai lớn nhất có tính chất nhiệt đới điển hình với hệ thực vật rừng rất phức tạp, phân bố ƣu thế các loài cây thuộc họ Dipterocarpaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Myrtaceae, Annonaceae, Tiliaceae,… Ban Quản lý rừng phòng hộ Tân Phú có nhiệm vụ quản lý bảo vệ, khoanh nuôi, phục hồi, trồng rừng và phục vụ học tập, nghiên cứu khoa học, dịch vụ sinh thái. Việc nghiên cứu ứng dụng GIS trong thành lập bản đồ hiện trạng rừng tại khu vực có ý nghĩa rất quan trọng, giúp đơn vị biết đƣợc vị trí từng lô rừng, kiểu rừng và diện tích rừng hiện có, từ đó có những định hƣớng phát triển và quản lý bảo vệ, nuôi dƣỡng, phục hồi rừng, đa dạng sinh học, dịch vụ sinh thái,… Chính vì vậy, tôi thực hiện đề tài “Ứng dụng c ng nghệ địa kh ng gian xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ c ng tác kiểm kê rừng tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tân Phú, tỉnh Đồng Nai” với mong muốn đóng góp một phần nhỏ bé vào công tác điều tra rừng làm cơ sở cho công tác kiểm kê rừng tỉnh Đồng Nai năm 2016. 2
Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1. Khái quát về viễn thám, GIS và ảnh vệ tinh SPOT 1.1.1. Viễn thám Theo Nguyễn Khắc Thời (2011), viễn thám đƣợc hiểu là một ngành khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng thông qua việc phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện. Những phƣơng tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc với hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu. Mặc dù hiện nay có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám nhƣng chúng ta cần hiểu rằng “Viễn thám là khoa học thu thập thông tin từ Trái đất mà không chạm vào vật đó”. Theo quan điểm của một số tác giả khác: - Phƣơng pháp viễn thám là phƣơng pháp sử dụng năng lƣợng từ ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn nhƣ một phƣơng tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tƣợng (Floy Sabin 1987). (Nguồn: Dẫn theo Nguyễn Khắc Thời, 2011). - Viễn thám là quan sát về một đối tƣợng nào đó bằng một phƣơng tiện nằm cách xa vật một khoảng cách nhất định (Barret và Curtis, 1976). (Nguồn: Dẫn theo Nguyễn Khắc Thời, 2011). - Viễn thám đƣợc định nghĩa nhƣ là phép đo lƣờng các thuộc tính của đối tƣợng trên bề mặt Trái đất sử dụng dữ liệu thu đƣợc từ máy bay và vệ tinh (Schowengerdt, Robert A.). (Nguồn: Dẫn theo Nguyễn Xuân Trung Hiếu, 2009). 1.1.2. Hệ thống th ng tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đƣợc hình thành vào những năm 1960 3
và phát triển mạnh trong những năm gần đây. Ngày nay, GIS là công cụ trợ giúp trong nhiều lĩnh vực từ hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều nƣớc trên Thế giới. GIS trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, doanh nghiệp, cá nhân, …đánh giá đƣợc hiện trạng, thông qua các chức năng thu nhận, quản lý cơ sở dữ liệu, truy vấn, phân tích. Một hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống máy tính dùng chụp hình, lƣu trữ, kiểm tra và hiển thị dữ liệu liên quan đến các vị trí trên bề mặt của Trái đất. GIS có thể hiện thị nhiều loại dữ liệu trên một bản đồ nhƣ đƣờng xá, nhà cửa, sông suối và thảm thực vật. Điều này cho phép ngƣời dùng dễ dàng sử dụng, phân tích, tính toán, thực hiện đƣợc các bài toán về các mối quan hệ giữa các dữ liệu. Cho đến nay, có rất nhiều định nghĩa khác nhau về GIS nhƣ: Theo NASA “GIS là một hệ thống tích hợp phần cứng máy tính, phần mềm và các nhân viên đƣợc đào tạo liên kết địa hình, nhân khẩu học, tiện ích, cơ sở, hình ảnh và dữ liệu tài nguyên”. (Nguồn: Dẫn theo N. O. Uluocha, 2014). Theo Kenneth Dueker (1979) thì cho rằng “Một hệ thống thông tin địa lý là một trƣờng hợp đặc biệt của hệ thống thông tin mà cơ sở dữ liệu bao gồm các quan sát trên không gian phân bố các tính năng, hoạt động hoặc các sự kiện, đó là định nghĩa trong không gian nhƣ điểm, đƣờng thẳng, hoặc các khu vực. Một hệ thống thông tin địa lý thao tác dữ liệu về các điểm, đƣờng và các khu vực để lấy dữ liệu cho các truy vấn đặc biệt và phân tích”. Burrough (1986) định nghĩa GIS là một hộp công cụ mạnh đƣợc dùng để lƣu trữ và truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt. Goodchild và ctv (1992) hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống sử 4
dụng cơ sở dữ liệu để trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý. Còn theo Aronoff (1989) định nghĩa GIS nhƣ là “một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn bộ sau đây về khả năng xử lý dữ liệu tham chiếu hình học: Đầu vào; Quản lý dữ liệu (lƣu trữ dữ liệu và phục hồi); Thao tác và phân tích; Đầu ra. GIS đầu tiên đƣợc tạo ra bởi tiến sĩ Roger Tomlinson và sau đó giới thiệu vào đầu những năm 1960 tại Canada. Trong khi thành lập, hệ thống này chủ yếu dành cho việc thu thập, lƣu trữ và sau đó phân tích các khả năng và tiềm năng đất đai ở khu vực nông thôn. Mãi đến những năm 80, việc ứng dụng GIS mới đƣợc phổ biến rộng rãi. GIS bao gồm các thành phần chính sau: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu và con ngƣời. - Phần cứng: Là các thiết bị đƣợc sử dụng, hổ trợ nhiều hoạt động cần thiết để phân tích không gian địa lý khác nhau ví dụ nhƣ máy tính, máy in,… - Phần mềm: Cung cấp những chức năng và những công cụ cần thiết để nhập, lƣu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. - Dữ liệu: Là thành phần cốt lõi của bất bì một hệ thống thông tin địa lý nào, có 02 loại dữ liệu chính đƣợc sử dụng đó là vector và raster. Dữ liệu vector là những dữ liệu không gian nhƣ điểm, đƣờng và đa giác. Dữ liệu raster là dữ liệu di động dựa trên các hình ảnh hay mô hình độ cao. 5
Nguồn: https://gis.ny.gov/ Nguồn: http://dc350.4shared.com/ (a) Dữ liệu raster (b) Dữ liệu vector Hình 1.1. Dữ liệu vector và raster - Con ngƣời: Ngƣời quản lý hệ thống và phát triển các dự án nhằm ứng dụng GIS để nghiên cứu các vấn đề cấp thiết và liên quan. Hiện nay GIS đƣợc ứng dụng một cách rộng rãi ở nhiều ngành nghề khác nhau từ quản lý tài nguyên, đánh giá tác động của môi trƣờng, quản lý đất đai, thành lập bản đồ hiện trạng, theo dõi thông tin những cây gỗ phát triển,… 1.1.3. Ảnh vệ tinh SPOT Ảnh SPOT đƣợc thu từ bộ cảm HRG đặt trên vệ tinh SPOT (Systeme Pour L’observation de La Terre) do trung tâm nghiên cứu không gian của Pháp (CNES - French Center National d’etudies Spatiales) thực hiện có sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển. Ảnh SPOT tƣơng đối đa dạng về dải phổ và độ phân giải không gian từ thấp, trung bình đến cao (5m-1km), trƣờng phủ mặt đất của ảnh SPOT cũng tƣơng đối đa dạng từ 10km x 10km đến 200km x 6
200km. Ảnh SPOT có thể thu ảnh của từng ngày, thƣờng vào 11h sáng. Ảnh SPOT thuộc thế hệ vệ tinh SPOT-1,-2,-3 ảnh có hai dạng là: ảnh toàn sắc (panchromatic) có độ phân giải không gian là 10m x 10m và ảnh đa phổ với độ phân giải không gian là 20m x 20m. Ảnh SPOT thuộc thế hệ vệ tinh SPOT-4, đƣợc thu từ thiết bị bộ cảm HRVIR là ảnh thu liên tục trong dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại và có độ phân giải 20m x20m. Đối với các ảnh SPOT thuộc thế hệ SPOT-5 đƣợc thu từ bộ cảm có độ phân giải hình học cao HRG (High Resolution Geometric) là 5m thay cho 10m ở kênh toàn sắc và 5m cho các kênh xanh, đỏ, cận hồng ngoại và 20m đối với kênh hồng ngoại trung. Thế hệ vệ tinh SPOT-5 còn trang bị thiết bị riêng để đo thực vật trong dải phổ nhìn thấy và cận hồng ngoại với độ phân giải không gian 1000mx1000m và ảnh đƣợc cập nhật hàng ngày. Hiện nay ảnh SPOT đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ: nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, khai khoáng trong địa chất, thành lập bản đồ tỷ lệ 1:30.000 đến 1:100.000, nghiên cứu về thực vật ở cấp độ khu vực,… ảnh SPOT có thể ghi phản xạ phổ của toàn mặt đất với sự khác biệt về dữ liệu, độ phân giải cao và có khả năng nhìn nổi, nhạy cảm về phổ hồng ngoại cho thực vật. Kỹ thuật thu ảnh HRG cho phép định vị ảnh với độ chính xác nhỏ hơn 50m nhờ hệ thống định vị vệ tinh DOGIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh. Trên vệ tinh SPOT-5 còn lắp thêm hai máy chụp ảnh nữa. Máy thứ nhất HSR (High Resolution Stereoscopic) - Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải cao. Máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đƣờng bay với độ phủ 120 x 600km. Nhờ ảnh lập thể độ phủ rộng này tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính xác 10m mà không cần tới điểm khống chế mặt đất. Máy chụp ảnh thứ hai mang tên VEGETATION, giống nhƣ VEGETATION lắp trên vệ tinh SPOT- 4 hàng ngày chụp ảnh mặt đất trên một dải rộng 22.5km với kích thƣớc pixel 1 x 1km trong 4 kênh phổ. Ảnh VEGETATION đƣợc sử dụng rất hữu hiệu 7
cho mục đích theo dõi biến động địa cầu và đo vẽ bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Hai vệ tinh SPOT-4 và SPOT-5 có thêm kênh phổ chụp SWIR nằm phía trên ba kênh phổ của các vệ tinh SPOT trƣớc đó, nhờ vậy rất thuận lợi cho nghiên cứu về độ ẩm và lớp phủ thực vật. Sự cải tiến này đã tạo ra rất nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, nghiên cứu hiện trạng đất và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Bảng 1.1 và bảng 1.2 giới thiệu tổng hợp về các thông số của thế hệ ảnh SPOT. Bảng 1.1. Các đặc trƣng chính của ảnh vệ tinh SPOT Vệ tinh Độ phân Tên bộ cảm Số kênh Các kênh đa phổ SPOT giải (m) HRV (High SPOT 1, 2, 3 3 20 x 20 Lục, đỏ, cận hồng ngoại Resolution Visible) HRV (High SPOT 1, 2, 3 1 10 x 10 Toàn sắc Resolution Visible) HRV (High SPOT 1, 2, 3 3 10 x 10 Lục, đỏ, cận hồng ngoại Resolution Visible) HRVIR (High Lục, đỏ, cận hồng ngoại, Hồng SPOT 4 4 20 x 20 Resolution Visible) ngoại trung bình HRVIR (High SPOT 4 1 10 x 10 Đỏ Resolution Visible) HRVIR (High Lục, đỏ, cận hồng ngoại, Hồng SPOT 4 Resolution Visible 4 10 x 10* ngoại trung bình and InfraRed) HRG (High Lục, đỏ, cận hồng ngoại, Hồng SPOT 5 Resolution 4 10 x 10 ngoại trung bình Geometric) HRG (High SPOT 5 Resolution 3 10 x 10 Lục, đỏ, cận hồng ngoại Geometric) HRG (High SPOT 5 Resolution 1 5x5 Toàn sắc Geometric) HRG (High SPOT 5 Resolution 3 5x5 Lục, đỏ, cận hồng ngoại Geometric) HRG (High SPOT 5 Resolution 1 2,5 x 2,5** Toàn sắc Geometric) HRG (High SPOT 5 Resolution 3 2,5 x 2,5** Lục, đỏ, cận hồng ngoại Geometric) 8
HRG (High SPOT 5 Resolution 3 2,5 x 2,5** Chàm, lục, đỏ Geometric) HRG (High 2 SPOT 5 Resolution 5 x 10 Toàn sắc (FW/BW) Stereoscopic) Chỉ riêng kênh B2 (=M) có độ phân giải 10m. Các kênh còn lại đƣợc lấy mẫu lại từ 20 đến 10m. Điểm mặt đất - kích thƣớc của THR đƣợc lấy mẫu lại. Độ phân giải nhỏ hơn 3m. Ảnh SPOT đƣợc sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực đo vẽ mới và hiện chỉnh bản đồ địa hình; thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất; và theo dõi biến động môi trƣờng nhƣ mất rừng, xói mòn, phát triển đô thị ... Ảnh SPOT - 5 có độ phân giải cao, đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m mở ra triển vọng của nhiều ứng dụng mà trƣớc đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không nhƣ thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, quy hoạch đô thị, quản lý hiểm hoạ và thiên tai,… Bảng 1.2. Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5 Vệ tinh SPOT Kênh phổ Bƣớc sóng Phổ điện từ Độ phân giải SPOT 1, 2, 3 Kênh 1 0,50 - 0,59mm Lục 20m SPOT 1, 2, 3 Kênh 2 0,61 - 0,68mm Đỏ 20m SPOT 1, 2, 3 Kênh 3 0,79-0,89mm Cận hồng ngoại 20m SPOT 4, 5 Kênh 4 1,58 - 1,75mm Toàn sắc 10m SPOT 5 Kênh 1 0,50 - 0,59mm Lục 10m SPOT 5 Kênh 2 0,61 - 0,68mm Đỏ 10m SPOT 5 Kênh 3 0,79-0,89mm Cận hồng ngoại 10m SPOT 1, 2, 3 Kênh toàn sắc 0,51 - 0,73mm Toàn sắc 10m 9