Luận văn Thạc sĩ Quản lý đất đai: Đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực cồn vành, tỉnh Thái Bình bằng tư liệu viễn thám đa thời gian 1990 - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN THANH CHIẾN

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ VÀ SỬ DỤNG ĐẤT

KHU VỰC CỒN VÀNH, TỈNH THÁI BÌNH

BẰNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM ĐA THỜI GIAN

1990 - 2019

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

MÃ SỐ: 8850103

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THANH HOÀN

Hà Nội, 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các tư

liệu, số liệu sử dụng trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng. Các

kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ

công trình khoa học nào.

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Người cam đoan

Nguyễn Thanh Chiến

ii

LỜI CẢM ƠN

Để bài luận văn được hoàn thành.Trong quá trình làm luận văn tốt

nghiệp em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ để hoàn tất luận văn.

Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Thanh

Hoàn đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm cho em

trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này.

Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Viện Quản lý đất đai và Phát triển

nông thôn, Trường Đại học Lâm Nghiệp những người đã truyền đạt kiến thức

quý báu cho em suốt trong thời gian học tập vừa qua.

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các anh chị sinh

viên khóa trên đã luôn động viên, giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Tác giả

Nguyễn Thanh Chiến

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii

MỤC LỤC ....................................................................................................... iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. vi

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VIỄN THÁM –

GIS TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ VÀ SỬ DỤNG ĐẤT . 3

1.1. Viễn thám ............................................................................................... 3

1.1.1. Khái niệm viễn thám và ảnh viễn thám ........................................................ 3

1.1.2. Cơ sở vật lý của khoa học viễn thám ........................................................... 4

1.1.3. Đặc điểm của ảnh vệ tinh ............................................................................. 6

1.1.4. Giới thiệu chung các hệ thống vệ tinh và tư liệu viễn thám ....................... 8

1.1.5. Kĩ thuật xử lí ảnh viễn thám ........................................................................ 14

1.2. Hệ thông tin địa lý (GIS) ...................................................................... 21

1.3.Tổng quan về nghiên cứu lớp phủ mặt đất và sử dụng đất ................... 25

1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật .................................................... 25

1.3.2. Khái quát về đánh giá biến động sử dụng đất ........................................... 27

1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng viễn thám – GIS đánh giá

biến động lớp phủ và sử dụng đất trong và ngoài nước .............................. 30

1.5. Kết luận tổng quan nghiên cứu ứng dụng viễn thám – GIS trong đánh

giá biến động lớp phủ và sử dụng đất. ........................................................ 33

Chương 2.NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................34

2.1. Nội dung ............................................................................................... 34

2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 34

2.2.1. Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp ...................................................... 34

iv

2.2.2. Phương pháp thống kê, tổng hợp và xử lý số liệu ..................................... 35

2.2.3. Phương pháp so sánh, phân tích. ............................................................... 36

2.2.4. Phương pháp đánh giá biến động .............................................................. 37

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VIỄN

THÁM – GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ VÀ SỬ DỤNG

ĐẤT KHU VỰC CỒN VÀNH, THÁI BÌNH GIAI ĐOẠN 1990 - 2019 .. 38

3.1. Đặc điểm địa lí tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu. ... 38

3.1.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................... 38

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .................................................................. 45

3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn

Vành,Thái Bình năm 1990 và 2019 ............................................................ 48

3.3. Thành lập bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn

Vành,Thái Bình giai đoạn 1990 – 2019 ...................................................... 56

3.4. Đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành, Thái 58

Bình giai đoạn 1990 – 2019 ........................................................................ 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 63

v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Đặc trưng bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8 ............ 12

Bảng 1.2: Ứng dụng chính của ảnh Landsat ................................................... 13

Bảng 1.3: Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu viễn thám.26

Bảng 2.1: Danh sách ảnh Landsat ................................................................... 35

Bảng 3.1: Chìa khóa giải đoán các đối tượng ................................................. 51

Bảng 3.2: Bảng diện tích hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất năm 1990 ......... 53

Bảng 3.3: Bảng diện tích hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất năm 2019 ......... 55

Bảng 3.4: Bảng ma trận biến động diện tích hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất

năm 1990 và 2019 ........................................................................................... 58

Bảng 3.5:Thống kê diện tích theo loại hình sử dụng đất tại các thời điểm 1990

và 2019 theo hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất. ............................................ 59

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám ........................... 4

Hình 1.2: Các giải sóng chủ yếu sử dụng trong viễn thám ............................... 4

Hình 1.3: Hình vệ tinh Landsat 8 đang bay trên quỹ đạo ............................... 11

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống phần cứng của hệ GIS ............................................ 23

Hình 2.1: Quy trình thành lập bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất ....... 36

Hình 3.1:Sơ đồ khu vực nghiên cứu ............................................................... 39

Hình 3.2: Công tác tìm và tải ảnh Landsat trên trang web ............................. 48

Hình 3.3: Ảnh Landsat được tổ hợp màu trên ArcGIS ................................... 49

Hình 3.4: Tiến hành cắt ảnh khu vực nghiên cứu trên ArcGIS ...................... 49

Hình 3.5: Ảnh sau khi được tổ hợp màu và cắt sẽ tiến hành Segmentation trên

phần mềm eCognition Developer ................................................................... 50

Hình 3.6: Tiến hành giải đoán ảnh bằng mắt và gán thuộc tính cho đối tượng........50

Hình 3.7: Bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành – Thái

Bình năm 1990 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1: 150.000) .................................................. 52

Hình 3.8: Biểu đồ tỉ lệ diện tích hiện trạng lớp phủ sử dụng đất năm 1990 ... 53

Hình 3.9: Bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành – Thái

Bình năm 2019 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1: 150.000) .................................................. 54

Hình 3.10: Biểu đồ tỉ lệ diện tích hiện trạng lớp phủ sử dụng đất năm 2019 . 55

Hình 3.11: Bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành –

Thái Bình năm 1990 và năm 2019 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1 : 150.000) ................... 56

Hình 3.12: Bảng cơ sở dữ liệu về biến động hình thức sử dụng đất ............... 57

1

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Ngày nay, tư liệu vệ tinh là một nguồn thông tin rất quan trọng trong

quản lý tài nguyên thiên nhiên, môi trường, phòng chống và giảm nhẹ thiên

tai. Các nước phát triển trên thế giới (như Mỹ, EU, Nhật Bản,...) đã và đang

đưa vào quỹ đạo trái đất rất nhiều các vệ tinh viễn thám (như Landsat-8,

VIIRS, Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3, GCOM-C, ...) cung cấp dữ liệu

miễn phí trên toàn cầu. Ở Việt Nam, cùng với vệ tinh VNREDSAT-1 đang

hoạt động, một loạt các thế hệ vệ tinh sắp tới của Việt Nam như

VNREDSAT-1b (ảnh quang học), LOTUS-1 (ảnh radar) và rất nhiều tư liệu

viễn thám có thể khai thác miễn phí trên thế giới đã thúc đẩy mạnh mẽ việc

nghiên cứu, ứng dụng viễn thám. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước

từ nhiều năm nay cho thấy, tư liệu viễn thám có nhiều ưu thế đặc biệt trong

việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý đất đai, tài nguyên thiên nhiên và

môi trường trên diện rộng. Đề tài này là một nghiên cứu thử nghiệm sử dụng

tư liệu viễn thám đa thời gian để theo dõi, đánh giá biến động lớp phủ và sử

dụng đất khu vực Cồn Vành, tỉnh Thái Bình phục vụ cho việc quy hoạch và

quản lý đất đai.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hiện đại vào công tác quản lý đất đai

và xây dựng bản đồ biến động.

Đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành , tỉnh

Thái Bình.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Góp phần hoàn thiện hơn công tác quản lý đất đai với công nghệ hiện đại.

Theo dõi biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành – Thái

Bình bằng tư liệu viễn thám đa thời gian phục vụ cho việc quy hoạch và quản

lý đất đai.

2

Góp phần hoàn thiện hệ thống quản lý đất đai, nâng cao hiệu quả quản

lý Nhà nước.

4. Cấu trúc luận văn gồm 3 chương như sau:

Chương I. Tổng quan nghiên cứu ứng dụng viễn thám - GIS trong

đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất.

Chương II. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.

Chương III. Kết quả và phân tích kết quả ứng dụng viễn thám - GIS

nghiên cứu biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành, Thái Bình

giai đoạn 1990 – 2019.

3

Chương 1.

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VIỄN THÁM – GIS

TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ VÀ SỬ DỤNG ĐẤT

1.1. Viễn thám

1.1.1. Khái niệm viễn thám và ảnh viễn thám

Viễn thám (Remote sensing tiếng Anh) được hiểu là một khoa học

vànghệthuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một

hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương

tiện. Những phương tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu

vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu. Sau đó là thực hiện phân tích,xử lý

và ứng dụng các thông tin này vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đất hay các hành tinh

mà nó còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh.

Người ta có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân

tạo để thu phát các ảnh viễn thám.

Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên

cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày

càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm

vi quốc tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa

học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến

lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn

thám được sử dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay.

Ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt

trái đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh. Như vậy viễn

thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định nó

qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km.

4

1.1.2. Cơ sở vật lý của khoa học viễn thám

Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là những nguồn tư

liệu chính trong viễn thám.

Các thiết bị dùng để thu nhận sóng điện từ bộ cảm được gọi là vật

mang (platform). Máy bay và vệ tinh là những vật mang thông dụng trong kỹ

thuật viễn thám.

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám

Tín hiệu điện từ thu nhận từ đối tượng nghiên cứu mang theo các thông

tin về đối tượng. Các thiết bị viễn thám thu nhận, xử lý các thông tin này, từ

các thông tin phổ nhận biết, xác định được các đối tượng.

Hình 1.2: Các giải sóng chủ yếu sử dụng trong viễn thám

5

Ở những vùng còn lại trong giải sóng điện từ được sử dụng trong viễn

thám, bức xạ sẽ truyền tới được bộ cảm. Do ảnh hưởng của các vật chất có

trong khí quyển như hơi nước, khí CO2, son khí (aerosol) mà độ truyền dẫn

sóng điện từ của khí quyển bị giảm thiểu ở nhiều bước sóng. Tại những vùng

đó bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được bức xạ từ bề mặt Trái Đất đồng

nghĩa với việc bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được thông tin.

Các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi vệ tinh trong dải sóng nhìn

thấy và giải cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt các bức xạ được ghi nhận

thông qua các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tuỳ thuộc vào độ phân

giải không gian của bộ cảm.Các xung này được tách thành các bước sóng

thiết kế sẵn cho bộ cảm và tạo ra các dữ liệu đa phổ từ bề mặt này.Tất cả các

vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện bằng các cách

thức khác nhau và các đặc trưng này thường được gọi là đặc trưng phổ. Đặc

trưng nàysẽ được phân tích theo nhiều cách khác nhau để nhận dạng ra đối

tượng trên bề mặt đất. Kể cả đối với giải đoán bằng mắt thì việc hiểu biết về

đặc trưng phổ của các đối tượng sẽ cho phép giải thích được mối quan hệ giữa

đặc trưng phổ và sắc, tông mầu trên ảnh tổ hợp mầu để giải đoán đối tượng.

Đối với các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi vệ tinh trong dải sóng

nhìn thấy và dải cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt, các bức xạ được ghi

nhận thông qua các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tuỳ thuộc vào độ

phân giải không gian của bộ cảm.

Dải phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím (0,3 - 0,4

μm), sóng ánh sáng (0,4 - 0,7 μm), dải sóng ngắn và hồng ngoại nhiệt. Các

bước sóng ngắn gần đây được sử dụng trong phân loại thạch học. Sóng hồng

ngoại nhiệt được sử dụng trong đo nhiệt, sóng micro mét được sử dụng trong

kỹ thuật Rada.

Một trong những ứng dụng đặc biệt quan trọng của dữ liệu viễn thám là

nghiên cứu SDĐ. Hiện nay, viễn thám đã phát triển trở thành một phương

6

pháp tiên tiến và hiện đại trong nghiên cứu sử dụng đất và theo dõi biến động

đất đai. Cơ sở khoa học của nghiên cứu biến động từ tư liệu viễn thám là dựa

vào đặc trưng phổ phản xạ của các đối tượng tự nhiên. Dựa vào tính chất phản

xạ sóng điện từ của đối tượng trên bề mặt trái đất mà kỹ thuật viễn thám có

thể phân tích, so sánh và nhận diện chúng từ các thông tin phổ phản xạ…

1.1.3. Đặc điểm của ảnh vệ tinh

Ảnh viễn thám đặc trưng bởi dữ liệu không gian với hai dạng cấu trúc

là dạng raster và dạng vector:

Cấu trúc dạng raster: Mô tả bề mặt Trái Đất và các đối tượng trên đó

bằng một lưới gồm các hàng và cột. Những phần tử nhỏ này được gọi là pixel.

Giá trị của pixel chính là thuộc tính của đối tượng, nghĩa là trên cùng

một đơn vị diện tích mà số ô pixel càng nhiều thì đối tượng nhìn càng rõ càng

chính xác và ngược lại.Một mặt phẳng chứa đầy các pixel thì tạo thành một

raster.Cấu trúc dạng này thường được dùng để mô tả các đối tượng hiện tượng

phân bố liên tục trong không gian, dùng để lưu dữ thông tin dạng ảnh.Thông

thường có một số mô hình biểu diễn bề mặt như DEM (Digital Elevation

Model), DTM (Digital Terrain Model), Tin (Triangulated Irregular Network)

cũng thuộc dạng raster.

Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng

xử lý và phân tích.Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép tính bản đồ dễ

dàng.Tuy nhiên nó lại kém chính xác về vị trí không gian của đối tượng.Khi

độ phân giải càng thấp tức là kích thước ô pixel lớn thì sự sai lệch càng lớn.

Cấu trúc vector: Mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian

bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữa

chúng. Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng: đối

tượng dạng điểm (point), đối tượng dạng đường (line) và đối tượng dạng vùng

(region hay polygon). Điểm được xác định bằng một cặp tọa độ X,Y. Đường

là một chuỗi các cặp tọa độ X,Y liên tục. Vùng là khoảng không gian được

7

giới hạn bởi một tập hợp các cặp tọa độ X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối

trùng nhau. Với đối tượng vùng, cấu trúc vector phản ảnh đường bao.

Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị

chính xác (nhất là các đối tượng điểm, đường và đường bao).Cấu trúc này

giúp cho người sử dụng dễ dàng biên tập bản đồ, chỉnh sửa, in ấn.Tuy

nhiên cấu trúc này có nhược điểm là phức tạp khi thực hiện các phép chồng

xếp bản đồ.

Ảnh viễn thám có một số đặc điểm nổi bật như sau:

Tỷ lệ: Là tỷ số khoảng cách giữa hai điểm của một ảnh tương ứng

với khoảng cách trên mặt đất của hai điểm đó. Tỷ lệ hình ảnh được xác

định bởi các yếu tố như: Độ dài tiêu cự hiệu dụng của thiết bị viễn thám; độ

cao mà từ đó hình ảnh được thu nhận; yếu tố phóng đại được sử dụng trong

in phóng ảnh.

Độ sáng và tone ảnh: Sự khác nhau về cường độ của bức xạ điện từ

phát ra từ địa hình tạo nên sự khác nhau về độ sáng của hình ảnh, độ sáng của

hình ảnh tỷ lệ với cường độ bức xạ phát ra từ các đối tượng.

Độ sáng: Đó là lượng ánh sáng tác động vào mắt của chủ thể mà có thể

xác định được một cách tương đối. Để đo cường độ ánh sáng người ta thường

dùng quang kế (photometro). Khi phân tích ảnh, để phân biệt độ sáng của ảnh

có thể hiệu chỉnh bằng thang cấp độ xám, ảnh được phân ra các vùng có tông

sáng, trung bình hay tối dựa vào thang độ xám.

Tone ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ về mặt đối tượng,

là dấu hiệu quan trọng để xác định đối tượng.

Độ phân giải không gian và năng lực phân giải: Độ phân giải được hiểu

như là khả năng để phân biệt hai đối tượng ở liền nhau trong một bức ảnh, nói

chính xác hơn là khoảng cách tối thiểu giữa các đối tượng mà có thể nhận biết

và phân biệt được trên ảnh. Năng lực phân giải và độ phân giải không gian là

hai khái niệm có sự liên hệ rất chặt chẽ . Khái niệm phân giải được áp dụng

8

cho một hệ thống tạo ảnh hay một thành phần của hệ thống, trong khi đó độ

phân giải không gian được áp dụng cho một ảnh được tạo ra bởi hệ thống đó.

Độ phân giải: Đây là đặc điểm quan trọng liên quan trực tiếp đến chất lượng

ảnh, độ phân giải chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như đặc điểm khu vực

bay chụp, hệ thống chụp ảnh, độ cao bay chụp, tốc độ bay chụp, điều kiện khí

quyển tại thời điểm chụp..

1.1.4. Giới thiệu chung các hệ thống vệ tinh và tư liệu viễn thám

Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba

thập kỷ gần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được

thu nhận từ các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Tuy nhiên,

viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng

phim và giấy ảnh.

Từ thế kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 ­ 1881) đã đưa ra

báo cáo công trình nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh.

Năm 1858 G.F.Toumachon người Pháp đã sử dụng kinh khí cầu bay ở

độ cao 80 m để chụp ảnh từ trên không, từ sự việc này mà năm 1858 được coi

là năm khai sinh của ngành khoa học viễn thám.

Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 ­ 1918) đánh dấu giai đoạn khởi

đầu của công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự.

Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 1945) không ảnh đã dùng chủ yếu

cho mục đích quân sự.Trong thời kỳ này, ngoài việc phát triển công nghệ

radar, còn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại. Các

bức ảnh thu được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng

rộng rãi trong quân sự.

Bức ảnh đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu

xplorer ­6 vào năm 1959. Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960),

cho ra các sản phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao, ảnh màu

có kích thước 70mm, được chụp từ một máy tự động. Vệ tinh khí tượng đầu

9

tiên (TR0S­1), được phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu

cho việc quan sát và dự báo khí tượng.

Vào năm 1967, tổ chức hàng không và vệ tinh quốc gia (NASA) được

sự hỗ trợ của Bộ nội vụ Mỹ đã tiến hành chương trình nghiên cứu thăm dò tài

nguyên trái đất ERTS (ERTS - Earth Resources Technology Satellite: Vệ tinh

kỹ thuật thăm dò tài nguyên trái đất). Vệ tinh ERTS-1 được phóng vào ngày

23/6/1972.Sau đó NASA đổi tên chương trình ERTS thành Landsat, ERTS - 1

được đổi tên thành Landsat 1. Vệ tinh Landsat bay qua xích đạo lúc 9h39 phút

sáng. Cho đến nay, NASA đã phóng được 8 vệ tinh trong hệ thống Landsat.

Ngày 23 7 1972 Mỹ đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo Landsat 1

mang đến khả năng thu nhận thông tin có tính toàn cầu về các hành tinh trong

đó có Trái Đất và môi trường xung quanh.

Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất Landsat 1, là các vệ tinh thế hệ

mới hơn như Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5. Ngay từ đầu,

RTS 1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và

bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau.

Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat

TM 4 và Landsat TM 5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại

nhiệt.Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải

phổ khác nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat ­7 đã được phổ

biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh Landsat TM ­5, cho phép người sử dụng

ngày càng có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên cứu môi

trườngqua các dữ liệu vệ tinh.

Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua các

thế hệ SPOT 1, SPOT 2, SPOT 3, SPOT 4 và SPOT 5, đã đưa ra sản phẩm ảnh

số thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ

10 x 10m đến 2,5 x 2,5m, và đa kênh SPOT ­ XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìn

thấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m.

10

Các ảnh vệ tinh của Nhật, như MOS ­1, phục vụ cho quan sát biển

(Marine Observation Satellite).

Công nghệ thuảnh vệ tinh cũng được thực hiện trên các vệ tinh của Ấn

Độ RS 1A, tạo ra các ảnh vệ tinh như LSS thuộc nhiều hệ khác nhau.

Riêng ở Việt Nam kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng từ

những năm 1976 tại Viện Quy hoạch rừng, mốc quan trọng để đánh dấu sự

phát triển của kỹ thuật viễn thámở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong

khuôn khổ của chương trình vũ trụ Quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay

vũ trụ kết hợp Xô – Việt tháng 7 năm 1980.

Vào ngày 9/7/2009 Bộ TN&MT đã khánh thành trạm thu nhận ảnh viễn

thám hiện đại đầu tiên của Việt Nam có địa điểm đặt tại cánh đồng Bun, thôn

Vân Trì, xã Minh Khai, Từ Liêm, Hà Nội.

Tháng 4 năm 2008 Việt Nam đã thuê Pháp phóng thành công vệ tinh

VINASAT 1 (mua của Mỹ) lên quỹ đạo địa tĩnh lần đầu tiên.

Trong nội dung đề tài đã sử dụng các ảnh của vệ tinh Landsat 5,8 trong

các năm 1990và 2019 để làm tư liệu chính phục vụ cho việc nghiên cứu và

giải đoán. Ở trong nghiên cứu này tôi đã chọn 3 kênh tổ hợp màu tự nhiên của

2 vệ tinh. Vệ tinh Landsat 5 là tổ hợp màu 321 và của Landsat 8 là 432. Vì tổ

hợp màu này gần với “màu sắc thật” nên khi thực hiện và sử dụng tổ hợp màu

tự nhiên như thật này ta sẽ rất dễ nhận biết và phân loại được các yếu tố phân

loại bằng mắt thường.

Đặc trưng kỹ thuật của bộ c ảm ảnh vệ tinh Landsat 5

Landsat 5 đã được phóng từ căn cứ không quân Vandenberg ở

California vào ngày 1 tháng 3 năm 1984 và giống như Landsat 4, mang theo

Máy quét đa năng (MSS) và các thiết bị Bản đồ chuyên đề (TM). Landsat 5

đã cung cấp dữ liệu hình ảnh Trái đất gần 29 năm - và lập kỷ lục Guinness thế

giới về 'Vệ tinh quan sát trái đất hoạt động lâu nhất', trước khi ngừng hoạt

động vào ngày 5 tháng 6 năm 2013.

11

Đặc trưng kỹ thuật của bộ cảm ảnh vệ tinh Landsat 8

Vệ tinh thế hệ thứ 8 - Landsat 8 đã được Mỹ phóng thành công lên quỹ

đạo vào ngày 11/02/2013 với tên gọi gốc Landsat Data Continuity Mission

(LDCM). Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ quan Đo đạc Địa chất Mỹ.

Landsat sẽ tiếp tục cung cấp các ảnh có độ phân giải trung bình (từ 15 – 100

mét), phủ kín ở các vùng cực cũng như những vùng địa hình khác nhau trên

trái đất. Nhiệm vụ của Landsat 8 là cung cấp những thông tin quan trọng

trong nhiều lĩnh vực như quản lý năng lượng và nước, theo dõi rừng, giám sát

tài nguyên môi trường, quy hoạch đô thị, khắc phục thảm họa và lĩnh vực

nông nghiệp.

Hình 1.3: Hình vệ tinh Landsat 8 đang bay trên quỹ đạo

Landsat 8 (LDCM) mang theo 2 bộ cảm: bộ thu nhận ảnh mặt đất (OLI

– Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS –

Thermal Infrared Sensor). Những bộ cảm này được thiết kế để cải thiện hiệu

suất và độ tin cậy cao hơn so với các bộ cảm Landsat thế hệ trước. Landsat 8

thu nhận ảnh với tổng số 11 kênh phổ, bao gồm 9 kênh sóng ngắn và 2 kênh

nhiệt sóng dài xem chi tiết ở Bảng 3.1. Hai bộ cảm này sẽ cung cấp chi tiết bề

mặt Trái Đất theo mùa ở độ phân giải không gian 30 mét (ở các kênh nhìn

thấy, cận hồng ngoại, và hồng ngoại sóng ngắn); 100 mét ở kênh nhiệt và 15

mét đối với kênh toàn sắc. Dải quét của LDCM giới hạn trong khoảng 185 km

x 180 km. Độ cao vệ tinh đạt 705 km so với bề mặt trái đất. Bộ cảm OLI cung

12

cấp hai kênh phổ mới, Kênh 1 dùng để quan trắc biến động chất lượng nước

vùng ven bờ và Kênh 9 dùng để phát hiện các mật độ dày, mỏng của đám mây

ti (có ý nghĩa đối với khí tượng học), trong khi đó bộ cảm TIRS sẽ thu thập dữ

liệu ở hai kênh hồng ngoại nhiệt sóng dài (kênh 10 và 11) dùng để đo tốc độ

bốc hơi nước, nhiệt độ bề mặt. Bộ cảm OLI và TIRS đã được thiết kế cải tiến

để giảm thiểu tối đa nhiễu khí quyển (SNR), cho phép lượng tử hóa dữ liệu là

12 bit nên chất lượng hình ảnh tăng lên so với phiên bản trước

Bảng 1.1: Đặc trưng bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8

Kênh

Độ phân giải m

0.45-0.52

30

Kênh 1

0.52-0.60

30

Kênh 2

0.63-0.69

30

Kênh 3

0.76-0.90

30

Kênh 4

1.55-1.75

30

Kênh 5

10.40-12.50

120* (30)

Kênh 6

30

Kênh 7

Landsat5 Bước sóng µm

2.08-2.35 Landsat8

Kênh

Bước sóng µm

Độ phân giải m

0.433-0.453

30

Kênh 1

0.450-0.515

30

Kênh 2

0.525-0.600

30

Kênh 3

0.630-0.680

30

Kênh 4

0.845-0.885

30

Kênh 5

1.560-1.660

30

Kênh 6

2.100-2.300

30

Kênh 7

0.500-0.680

15

Kênh 8

1.360-1.390

30

Kênh 9

10.6-11.2

100

Kênh 10

11.5-12.5

100

Kênh 11

13

Bảng 1.2: Ứng dụng chính của ảnh Landsat

Ứng dụng

Kênh phổ

Bước sóng

Xanh lam

0,45µm-0,52µm

Ứng dụng nghiên cứu đường bờ, phân biệt thực vật và đất, lập bản đồ về rừng và xác định các đối tượng khác.

Xanh lục

0,52µm-0,60µm

Được dùng để đo phản xạ cực đại phổ lục của thực vật, xác định trạng thái thực vật, xác định các đối tượng khác.

0,63µm-0,69µm

Đỏ

Dùng xác định vùng hấp phụ chlorophyll giúp phân loại thực vật, xác định các đối tượng khác.

Cận hồng ngoại

0,76µm-0,90µm

Dùng xác định các kiểu thực vật, trạng thái và sinh khối, độ ẩm của đất

ngoại

Hồng sóng ngắn

1,55µm-1,75µm 2,08µm-2,35µm

Được sử dụng để xác định độ ẩm của đất và đất, nghiên cứu về đá khoáng, tách tuyết và mây.

ngoại

10,4µm-12,5µm

Hồng nhiệt

Được dùng để xác định thời điểm thực vật bị sốc, độ ẩm của đất và thành lập bản đồ nhiệt.

Kênh toàn sắc

0,52µm -0,9µm

Với độ phân giải thấp và giải phổ liên tục, ảnh của kênh này được sử dụng để chồng ghép với các kênh ảnh khác, từ đó đo vẽ chính xác các đối tượng.

14

1.1.5. Kĩ thuật xử lí ảnh viễn thám

a. Hiệu chỉnh hình học ảnh

Méo hình hình học là sai lệch vị trí giữa tọa độ ảnh thực tế đo được và

tọa độ ảnh lý tưởng thu được từ bộ cảm có thiết kế hình học lý tưởng và trong

các điều kiện thu nhận lý tưởng. Méo hình hình học gồm méo hình nội sai và

méo hình ngoại sai. Méo hình nội sai sinh ra do tính chất hình học của bộ cảm

và méo hình ngoại sai gây ra do vị trí của vật mang và hình dáng của vật thể.

Để đưa các tọa độ ảnh thực tế về tọa độ ảnh lý tưởng phải hiệu chỉnh

hình học. Bản chất của hiệu chỉnh hình học là xây dựng được mối tương quan

giữa hệ tọa độ ảnh đo và hệ tọa độ qui chiếu chuẩn. Hệ tọa độ qui chiếu chuẩn

có thể là hệ tọa độ mặt đất (hệ tọa độ vuông góc hoặc hệ tọa độ địa lý) hoặc

hệ tọa độ ảnh khác.

Các trình tự cơ bản của hiệu chỉnh hình học bao gồm :

- Chọn lựa phương pháp

Phương pháp được chọn lựa phải dựa trên bản chất méo hình của tư

liệu nghiên cứu và số lượng điểm khống chế có thể được.

- Xác định các tham số hiệu chỉnh

Việc xác định các tham số hiệu chỉnh thông thường dựa trên việc

thiết lập các mô hình toán học và các hệ số của mô hình này được tính theo

phương pháp bình sai trên cơ sở các điểm đã biết tọa độ ảnh và tọa độ các

điểm kiểm tra.

b. Tăng cường chất lượng ảnh và tổ hợp màu

Những phép tăng cường chất lượng ảnh thường được sử dụng là biến

đổi cấp độ xám, biến đổi histogram, tổ hợp màu.

Biến đổi cấp độ xám

Biến đổi cấp độ xám là một kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh đơn

giản nhằm biến đổi khoảng giá trị cấp độ xám mà thiết bị hiển thị có khả năng

15

thể hiện được. Bằng cách biến đổi này hình ảnh trông sẽ rõ hơn. Có thể thực

hiện phép biến đổi này dựa theo quan hệ y = f(x). Trong đó y là giá trị cấp độ

xám sau biến đổi và x là giá trị cấp độ xám nguyên thuỷ.Hàm số f có thể là

tuyến tính hoặc phi tuyến tính.Thường người ta sử dụng phép biến đổi tuyến

tính và phép biến đổi dựa vào giá trị trung bình.

Tổ hợp màu

Một bức ảnh mầu có thể được tổ hợp trên cơ sở gán 3 kênh phổ nào đó cho 3

mầu cơ bản.Có hai phương pháp trộn mầu đó là cộng mầu và trừ mầu.

Nếu ta chia toàn bộ dải sóng nhìn thấy thành 3 vùng cơ bản là đỏ, lục,

chàm và sau đó lại dùng ánh sáng trắng chiếu qua kính lọc đỏ, lục, chàm

tương ứng ta thấy hầu hết các mầu tự nhiên đều được khôi phục lại. Phương

pháp tổ hợp mầu đó được gọi là phương pháp tổ hợp mầu tự nhiên.Trong viễn

thám, các kênh phổ không được chia đều trong dải sóng nhìn thấy nên không

thể tái tạo lại được các mầu tự nhiên mặc dù cũng sử dụng 3 mầu cơ bản đỏ,

lục, chàm.Tổ hợp mầu như vậy được gọi là tổ hợp mầu giả.Tổ hợp mầu giả

thông dụng nhất trong viễn thám là tổ hợp mầu giả khi gán mầu đỏ cho kênh

hồng ngoại, mầu lục cho kênh đỏ và mầu chàm cho kênh lục. Trên tổ hợp

mầu này các đối tượng được thể hiện theo các gam mầu chuẩn như thực vật

có mầu đỏ. Với các mức độ khác nhau của màu đỏ thể hiện mức độ dày đặc

của thảm thực vật.Tổ hợp mầu chỉ thực hiện được trong trường hợp có 3 kênh

phổ trở lên.

Trong trường hợp chỉ có một kênh phổ, để có thể thể hiện được trong

không gian màu người ta sử dụng phương pháp hiện màu giả, trong phương

pháp này ứng với một khoảng cấp độ xám nhất định sẽ được gán một màu

nào đó.

Cách gán mầu như vậy không có qui luật nào cả và hoàn toàn phụ

thuộc vào người thiết kế. Thông thường cách này hay được sử dụng cho ảnh

sau phân loại, ảnh chỉ số thực vật, ảnh nhiệt.

16

c. Giải đoán ảnh viễn thám

Giải đoán ảnh bằng mắt:

Đoán đọc điều vẽ ảnh bằng mắt có thể áp dụng trong mọi điều kiện

trang thiết bị. Đoán đọc điều vẽ bằng mắt là việc sử dụng mắt người cùng với

các dụng cụ quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp mầu để xác

định các đối tượng.Cơ sở để đoán đọc điều vẽ bằng mắt là các chuẩn đoán đọc

điều vẽ và mẫu đoán đọc điều vẽ.

Các chuẩn đoán đọc điều vẽ ảnh vệ tinh và mẫu đoán đọc điều vẽ

Nhìn chung có thể chia các chuẩn đoán đọc điều vẽ thành 8 nhóm chính sau:

Chuẩn kích thước

Cần phải chọn một tỷ lệ ảnh phù hợp để đoán đọc điều vẽ. Kích thước

của đối tượng có thể xác định nếu lấy kích thước đo được trên ảnh nhân với

mẫu số tỷ lệ ảnh.

Chuẩn hình dạng

Hình dạng có ý nghĩa quan trọng trong đoán đọc ảnh. Hình dạng đặc

trưng cho mỗi đối tượng khi nhìn từ trên cao xuống và được coi là chuẩn đoán

đọc quan trọng.

Chuẩn bóng

Bóng của vật thể dễ dàng nhận thấy khi nguồn sáng không nằm chính

xác ở đỉnh đầu hoặc trường hợp chụp ảnh xiên. Dựa vào bóng của vật thể có

thể xác định được chiều cao của nó.

Chuẩn độ đen

Độ đen trên ảnh đen trắng biến thiên từ trắng đến đen. Mỗi vật thể được

thể hiện bằng một cấp độ sáng nhất định tỷ lệ với cường độ phản xạ ánh sáng

của nó. Ví dụ cát khô phản xạ rất mạnh ánh sáng nên bao giờ cũng có mầu

trắng, trong khi đó cát ướt do độ phản xạ kém hơn nên có mầu tối hơn trên

ảnh đen trắng. Trên ảnh hồng ngoại đen trắng do cây lá nhọn phản xạ mạnh

tia hồng ngoại nên chúng có mầu trắng và nước lại hấp thụ hầu hết bức xạ

trong dải sóng này nên bao giờ cũng có mầu đen.

17

Chuẩn mầu sắc

Mầu sắc là một chuẩn rất tốt trong việc xác định các đối tượng.Ví dụ

các kiểu loài thực vật có thể được phát hiện dễ dàng ngay cả cho những người

không có nhiều kinh nghiệm trong đoán đọc điều vẽ ảnh khi sử dụng ảnh

hồng ngoại mầu.Các đối tượng khác nhau cho các tông mầu khác nhau đặc

biệt khi sử dụng ảnh đa phổ tổng hợp mầu.

Chuẩn cấu trúc

Cấu trúc là một tập hợp của nhiều hình mẫu nhỏ.Ví dụ một bãi cỏ

không bị lẫn các loài cây khác cho một cấu trúc mịn trên ảnh, ngược lại rừng

hỗn giao cho một cấu trúc sần sùi. Đương nhiên điều này còn phụ thuộc vào

tỷ lệ ảnh được sử dụng.

Chuẩn phân bố

Chuẩn phân bố là một tập hợp của nhiều hình dạng nhỏ phân bố theo

một quy luật nhất định trên toàn ảnh và trong mối quan hệ với đối tượng cần

nghiên cứu. Ví dụ hình ảnh của các dãy nhà, hình ảnh của ruộng lúa nước, các

đồi trồng chè... tạo ra những hình mẫu đặc trưng riêng cho các đối tượng đó.

Chuẩn mối quan hệ tương hỗ

Một tổng thể các chuẩn đoán đọc điều vẽ, môi trường xung quanh hoặc

mối liên quan của đối tượng nghiên cứu với các đối tượng khác cung cấp một

thông tin đoán đọc điều vẽ quan trọng.

Nhằm trợ giúp cho công tác đoán đọc điều vẽ người ta thành lập các

mẫu đoán đọc điều vẽ cho các đối tượng khác nhau.Mẫu đoán đọc điều vẽ là

tập hợp các chuẩn dùng để đoán đọc điều vẽ một đối tượng nhất định.Kết quả

đoán đọc điều vẽ phụ thuộc vào mẫu đoán đọc điều vẽ.Mục đích của việc sử

dụng mẫu đoán đọc điều vẽ là làm chuẩn hóa kết quả đoán đọc điều vẽ của

nhiều người khác nhau. Thông thường mẫu đoán đọc điều vẽ do những người

có nhiều kinh nghiệm và hiểu biết thành lập dựa trên những vùng nghiên cứu

thử nghiệm đã được điều tra kỹ lưỡng. Tất cả 8 chuẩn đoán đọc điều vẽ cùng

18

với các thông tin về thời gian chụp, mùa chụp, tỷ lệ ảnh đều phải đưa vào mẫu

đoán đọc điều vẽ. Một bộ mẫu đoán đọc điều vẽ bao gồm không chỉ phần ảnh

mà còn mô tả bằng lời nữa.

Ảnh tổng hợp mầu

Tư liệu ảnh vệ tinh dùng để giải đoán bằng mắt tốt nhất là các ảnh tổng

hợp mầu.

Đặc điểm cơ bản của ảnh tổng hợp mầu là sự mã hóa bằng mầu sắc các

khác biệt về phổ của các đối tượng. Ở đây chuẩn đoán đọc điều vẽ chính là độ

tương phản mầu được nhấn mạnh nhờ sự lựa chọn một cách có ý thức phương

án tổng hợp mầu. Trong trường hợp tư liệu gốc thoả mãn các điều kiện kỹ

thuật nếu sử dụng phương án tổng hợp mầu chuẩn và điều kiện xử lý hóa ảnh

chặt chẽ thì mầu là một chuẩn đoán đọc điều vẽ tương đối ổn định.

Nhờ khả năng phân biệt cao của mầu sắc mà nó có thể truyền đạt các

khác biệt về phổ của đối tượng, ảnh tổng hợp mầu có tính trực quan sinh động

hơn ảnh phổ trắng đen.

Đối với ảnh phổ chụp ở vùng hồng ngoại, ảnh tổng hợp mầu cho ta bức

tranh mầu giả không có thực trong tự nhiên.

Về mầu sắc, ảnh tổng hợp mầu so với ảnh mầu vệ tinh chụp trên phim

mầu 3 lớp có nhiều mầu sắc hơn với độ tương phản mầu cao hơn.So với ảnh

phổ thì ảnh tổng hợp mầu cũng có nhiều mầu sắc hơn và độ tương phản cao

hơn, nhưng lực phân giải lại kém hơn ảnh phổ mầu. Khả năng đoán đọc điều

vẽ các đối tượng trên ảnh tổng hợp mầu phụ thuộc vào phương án lựa chọn

mầu. Việc lựa chọn các phương án tổng hợp mầu phụ thuộc vào nhiệm vụ

đoán đọc điều vẽ, khả năng ứng dụng của ảnh tổng hợp mầu để đoán đọc điều

vẽ các đối tượng cụ thể.

Lựa chọn kênh phổ để tổng hợp mầu là một công việc quan trọng quyết

định chất lượng thông tin của kết quả tổng hợp mầu. Việc lựa chọn kênh phổ

được xác định trên cơ sở như sau:

19

- Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng cần đoán đọc điều vẽ.

- Nhiệm vụ đoán đọc điều vẽ.

- Yêu cầu đối với lực phân giải.

- Đặc điểm của vùng cần tổng hợp mầu...

Giải đoán ảnh theo phương pháp số:

Mục đích tổng quát của phân loại đa phổ là tự động phân loại tất cả các

pixel trong ảnh thành các lớp phủ đối tượng.Thông thường người ta sử dụng

các dữ liệu đa phổ để phân loại và tất nhiên, mẫu phổ trong cơ sở dữ liệu đối

với mỗi pixel sẽ được dùng làm cơ sở để phân loại.Có nghĩa là, các kiểu đặc

trưng khác nhau biểu thị các tổ hợp giá trị số dựa trên sự bức xạ phổ và đặc

trưng bức xạ vốn có của chúng. Vì vậy một "mẫu phổ" không nói đến tính

chất hình học mà đúng hơn, thuật ngữ "phổ" ở đây nói đến một tập hợp giá trị

đo bức xạ thu được trong các kênh phổ khác nhau đối với mỗi pixel. Việc

nhận biết mẫu phổ đề cập đến một số phương pháp phân loại có sử dụng

thông tin phổ trên các pixel làm cơ sở để tự động phân loại các lớp đối tượng.

Nhận biết mẫu phổ theo không gian bao gồm phân loại pixel hình ảnh

dựa trên cơ sở quan hệ không gian của chúng với các pixel bao quanh. Việc

phân loại không gian có thể xem xét những khía cạnh như cấu trúc của hình

ảnh tính chất gần gũi của pixel, kích thước nét, hình ảnh, tính định hướng,

tính lặp lại và bối cảnh cụ thể. Những dạng phân loại này có mục đích là tái

tạo loại hình tổng hợp theo không gian do người giải đoán tiến hành trong quá

trình đoán đọc ảnh bằng mắt. Do đó phương thức nhận biết mẫu theo không

gian có xu hướng phức tạp hơn và đòi hỏi đi sâu vào tính toán hơn.

Nhận biết mẫu theo thời gian sử dụng thời gian như một công cụ trợ

giúp trong việc nhận dạng các đặc trưng. Trong việc khảo sát các cây trồng

nông nghiệp chẳng hạn, những thay đổi khác biệt về phổ và không gian trong

một vụ canh tác có thể cho phép phân biệt trên các hình ảnh đa thời gian

nhưng không thể phân biệt được nếu chỉ cho một dữ liệu mà thôi. Chẳng hạn,

20

một ruộng lúa nương có thể không thể phân biệt được với đất hoang nếu

vừamới gieo xong ở mùa đông và về phương diện phổ nó sẽ tương tự như bãi

đất hoang ở mùa xuân.Tuy nhiên nếu được phân tích từ hai dữ liệu thì ruộng

lúa nương nhận biết được, bởi vì không có lớp phủ nào khác để hoang về cuối

đông và có màu xanh lục ở cuối mùa xuân.

Với việc khôi phục lại hình ảnh và các kỹ thuật tăng cường, việc phân

loại hình ảnh có thể sử dụng kết hợp theo kiểu lai tạo. Do vậy, không có một

cách "đúng đắn" đơn lẻ nào có thể áp dụng cho việc phân loại hình ảnh. Việc

áp dụng phương pháp phân loại này hay phương pháp phân loại khác phụ

thuộc vào tính chất của dữ liệu đang phân tích và vào khả năng tính toán.

Có hai phương pháp phân loại đa phổ, đó là phương pháp phân loại có

kiểm định và phương pháp phân loại không kiểm định.

Trong phương pháp phân loại có kiểm định người giải đoán ảnh sẽ

"kiểm tra" quá trình phân loại pixel bằng việc quy định cụ thể theo thuật toán

máy tính, các chữ số mô tả bằng số các thể loại lớp phủ mặt đất khác nhau có

mặt trên một cảnh. Để làm việc này, các điểm lấy mẫu đại diện của loại lớp

phủ đã biết (gọi là các vùng mẫu) được sử dụng để biên tập thành một "khóa

giải đoán" bằng số mô tả các thuộc tính phổ cho mỗi thể loại điển hình. Sau

đó mỗi pixel trong tập hợp dữ liệu sẽ được so sánh với mỗi chủng loại trong

khóa giải đoán và được gán nhãn bằng tên của chủng loại mà nó "có vẻ giống

nhất".Bản chất của quá trình này là so sánh các pixel chưa biết với mẫu phổ

của các đối tượng được xây dựng ở giai đoạn lấy mẫu, sau đó quy các pixel

này về loại đối tượng mà chúng gần giống nhất.

Việc phân loại đa phổ trong phương pháp phân loại có kiểm định

thường dùng các thuật toán sau:

- Thuật toán phân loại theo xác suất cực đại.

- Thuật toán phân loại theo khoảng cách ngắn nhất.

- Thuật toán phân loại hình hộp.

21

Còn phương pháp phân loại không kiểm định không giống như phương

pháp phân loại có kiểm định, quy trình phân loại không kiểm định gồm hai

bước riêng biệt. Điểm khác biệt cơ bản giữa hai phương pháp này là ở chỗ

phương pháp phân loại có kiểm định bao gồm bước lấy mẫu và bước phân

loại, còn trong phương pháp phân loại không kiểm định, trước tiên dữ liệu

ảnh được phân loại bằng cách nhóm chúng thành các nhóm tự nhiên hoặc

thành các cụm có mặt trên cảnh. Sau đó người giải đoán ảnh sẽ xác định tính

đồng nhất của lớp phủ mặt đất của các nhóm phổ này bằng cách so sánh các

dữ liệu hình ảnh đã phân loại với các dữ liệu tham khảo mặt đất.

1.2. Hệ thông tin địa lý (GIS)

Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS)

a. Định nghĩa

GIS là một công nghệ mới, phát triển nhanh và có nhiều ứng dụng rộng

rãi cho đời sống con người, bởi vậy có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS.

GIS là một hệ thống máy tính có khả năng giữ và sử dụng thông tin liên

quan đến các vị trí trên Trái đất.

GIS là một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn chức năng để xử

lý dữ liệu địa quy chiếu: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu (lưu trữ và truy cập số

liệu), vận dụng và phân tích dữ liệu, xuất dữ liệu (Aronoff 1993).

GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy

tính, dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu

trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên

quan đến vị trí địa lý (Dueker & Kjerne ESRI 1990 1997).

GIS là phần mềm bản đồ dùng để kết nối thông tin về vị trí địa lý của

các đối tượng với tất cả các dạng thông tin khác có liên quan đến tất cả các

dạng thông tin đó.

b. Chức năng của GIS

GIS có 4 chức năng cơ bản:

Nhập dữ liệu: Là một chức năng của GIS mà qua đó dữ liệu dưới các

dạng khác nhau được biến đổi sang dạng số. Việc nhập dữ liệu phụ thuộc vào

22

bàn số hoá.Nhập các dữ liệu không gian, sửa chữa dữ liệu, đưa về một hệ quy

chiếu nào đó gắn với toạ độ thực. Chuyển hoá từ Racter sang Vector và ngược

lại. Sau đó xây dựng cơ sở dữ liệu. Đây là bước rất quan trọng nhập các dữ

liệu bằng bàn phím, máy quét…

Quản lý dữ liệu: Bao gồm việc tổ chức, lưu trữ, truy cập dữ liệu sao cho

hiệu quả nhất.

Phân tích dữ liệu: Là chức năng quan trọng nhất của GIS. GIS cung cấp

các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và

tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệ u để tạo ra thông tin mới.

Xuất dữ liệu (báo cáo của GIS): Cho phép hiển thị và trình bày các kết

quả phân tích và mô hình hoá không gian dưới dạng bản đồ , bảng tính, văn

bản trên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác.

c. Các thành phần cơ bản của GIS

Hệ thống phần cứng, phần mềm

Hệ thống phần cứng:

Về cơ bản, hệ thống phần cứng được chia ra:

Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU): có thể coi các máy

tính cá nhân PC (Personal Computer) là bộ phận này. Chúng chịu trách nhiệm

thao tác, xử lý với cơ sở dữ liệu. Tùy thuộc vào quy mô, phạm vi ứng dụng

của hệ GIS cũng như mức độ đầu tư cho hệ thống, các máy tính được sử dụng

có thể là đơn lẻ hay gồm nhiều máy tính được nối với nhau qua mạng (ví dụ,

nối bằng mạng LAN).

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu : các đĩa CD, đĩa DVD, các ổ cứng,…v.v

Các thiết bị ngoại vi (Peripherals):

+ Các thiết bị đầu vào (Input): sử dụng để đưa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.

Chúng có thể là: các ổ đọc dữ liệu, bàn số hóa dùng để tạo dữ liệu vector, máy

quét ảnh dùng để tạo dữ liệu raster, các thiết bị thu nhận thông tin điện tử, …

23

+ Các thiết bị đầu ra (Output): sử dụng để hiển thị, trình bày và đưa ra

các kết quả xử lý dữ liệu. Ngoài các màn hình máy tính luôn đi cùng với các

PC, ở đây chúng tôi muốn nói đến các thiết bị như: các máy in, các máy vẽ,

các ổ ghi CD, các ổ ghi DVD, …v.v.

Dưới đây là sơ đồ tổng quát của hệ thống phần cứng của GIS:

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống phần cứng của hệ GIS

Hệ thống phần mềm:

Hiện nay có nhiều phần mềm GIS có sẵn trên thị trường.Các phần mềm

GIS thường có khả năng tổ chức cơ sở dữ liệu và làm việc với cả dữ liệu

không gian và dữ liệu thuộc tính. Chúng tôi liệt kê một số phần mềm GIS tiêu

biểu như sau: ENVI, Arc GIS (Arc/Info, ArcView); GeoMedia, MGE;

MapInfo, IDRISI, GRASS GIS, ER Mapper, ILWIS …v.v.

Các phần mềm sử dụng trong lĩnh vực GIS cần có ít nhất một trong các

chức năng sau:

- Có khả năng thu thập và cập nhật dữ liệu (cả dữ liệu không gian và dữ

liệu thuộc tính) từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau, có các chức năng cho phép

liên kết dữ liệu không gian với dữ liệu thuộc tính.

24

- Phân tích không gian: phân tích dữ liệu vector, xây dựng topology,

tạo vùng đệm, chồng xếp các lớp dữ liệu không gian, phân tích mạng lưới

(tìm đường đi, …).

- Quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ và tích hợp cơ sở dữ liệu cho việc trao

đổi dữ liệu qua mạng.

- Xây dựng các mô hình số địa hình: chồng xếp các lớp, tạo vùng đệm,

chuyển đổi raster - vector, tạo các mô hình số độ cao, phân tích hệ thống thủy

hệ, tạo bóng, …

- Các chức năng xử lý ảnh: nâng cao chất lượng ảnh, xử lý màu, phân

loại ảnh, phân tích / đo đạc ảnh, chuyển đổi ảnh …

- Hỗ trợ các phép toán học bản đồ như: phép chiếu bản đồ, biểu diễn đồ

họa, tạo ra các bản đồ, chuyển đổi raster - vector, …

Cơ sở dữ liệu

Chi phí để xây dựng cơ sở dữ liệu chiếm khoảng 70% (có tác giả cho

rằng tới 80% - GS. Shunji Murai) giá thành toàn hệ GIS.

Cơ sở dữ liệu của hệ GIS là tập hợp tất cả các số liệu có dạng: bản đồ

số (Digital Map), dạng ký tự (Text), dạng ảnh (Raster); được lưu trữ, xử lý

và quản lý bởi các phần mềm GIS. Nó là tập hợp của các dữ liệu đồ họa và

phi đồ họa, thể hiện sự trừu tượng hóa các đối tượng tự nhiên và mối liên hệ

giữa chúng, được tổ chức và lưu trữ theo một khuôn dạng dữ liệu nào đó của

hệ thống.

Cơ sở dữ liệu, khi đã được xây dựng, cho phép người sử dụng có thể

truy vấn, phân tích nó. Kết quả được lấy ra dưới dạng các tệp văn bản, các

biểu đồ phân tích, các bản đồ số, các ảnh số, … phục vụ cho các mục đích

nghiên cứu hay quản lý khác nhau.

Cơ sở dữ liệu trong GIS phải luôn được cập nhật theo thời gian: cơ sở

dữ liệu đa thời gian.

25

Con người

Là những tập thể, cá nhân trực tiếp thiết kế, xây dựng và vận hành hệ

GIS. Chi phí cho việc đào tạo cán bộ, thuê chuyên gia … chiếm khoảng 10%

chi phí xây dựng toàn hệ thống.

Rõ ràng, một hệ GIS có hiệu quả hay không phụ thuộc rất nhiều vào

yếu tố con người.

1.3.Tổng quan về nghiên cứu lớp phủ mặt đất và sử dụng đất

1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật

a. Khái niệm

Lớp phủ mặt đất (Lớp thực phủ - Land cover):

Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất

hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc tự

trồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá,…) bao

phủ bề mặt đất. Nước, băng, đá lộ hay các dải cát cũng được coi là lớp phủ

mặt đất. (The FAO AFRICOVER Progamme, 1998).

Lớp phủ thực vật che phủ trên bề mặt phản ánh hiện trạng về tài nguyên thực

vật và các nguồn tài nguyên sinh vật khác cùng tồn tại trong đó. Đặc điểm tự

nhiên của một vùng có thể được thể hiện qua chính lớp thảm thực vật và

chính lớp thảm thực vật phản ánh trở lại một phần nào đó tính chất, đặc điểm

tự nhiên của vùng đó do các mối quan hệ và tương tác của các yếu tố tự nhiên

với lớp thảm thực vật.

Thảm thực vật rừng là một trong những nền tảng của môi trường và tài

nguyên rừng.Thảm thực vật rừng còn được coi là lớp thông tin phản ánh tính

đa dạng sinh học cho một vùng, một địa phương.Lớp phủ rừng giữ vai trò bảo

vệ đất (chống sạc lở), bảo vệ nguồn nước. Hiện nay, do nạn chặt phá và khai

thác rừng một cách bừa bãi, diện tích rừng đã giảm một cách nghiêm trọng.

Kéo theo đó là lũ lụt, hạn hán các hiện tượng thời tiết cực đoan. Tronggiai

đoạn hiện nay, việc phát triển bền vững phải gắn liền với quản lý, khai thác,

26

và bảo vệ rừng một cách hợp lý.Vì vậy việc quản lý lớp phủ rừng là một yêu

cầu cấp thiết và quan trọng.Yêu cầu phải có biện pháp và chính sách quản lý,

sử dụng một cách hợp lý.

Thảm thực vật cây trồng nông nghiệp có vai trò cung cấp lương thực cho

con người và bảo vệ môi trường, giảm thiểu sạc lở, xói mòn và rửa trôi đất.

b. Phân loại lớp phủ mặt đất

Sokal (1974) đã định nghĩa phân loại là việc sắp xếp các đối tượng theo

các nhóm hoặc các tập hợp khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa chúng. Một

hệ thống phân loại miêu tả tên của các lớp và tiêu chuẩn phân biệt chúng.Các

hệ thống phân loại có hai định dạng cơ bản, đó là phân cấp và không phân

cấp. Một hệ thống phân cấp thường linh hoạt hơn và có khả năng kết hợp

nhiều lớp thông tin, bắt đầu từ các lớp ở quy mô lớn rồi phân chia thành các

phụ lớp cấp thấp hơn nhưng thông tin chi tiết hơn. (The FAO AFRICOVER

Progamme, 1998)

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài đã sử dụng hệ thống phân loại

phân cấp, có tham khảo theo hệ thống phân loại của FAO (Gregorio, 2000;

FAO, 2013), được tổng hợp có chọn lọc phù hợp với điều kiệu thực tiễn ở

Việt Nam của Nguyễn Ngọc Thạch (2005).

Bảng 1.3: Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu

viễn thám

Cấp 1

Cấp 2

11 Khu dân cư

12 Khu thương mại và dịch vụ

13 Nhà máy công nghiệp

14 Giao thông

1 Đô thị hoặc thành phố

15 Công trình công cộng

16 Công trình phúc lợi

17 Khu giải trí thể thao

18 Khu hỗn hợp

27

Cấp 1

Cấp 2

19 Đất trống và các đất khác

21 Mùa màng và đồng cỏ

22 Cây ăn quả

2 Lúa - hoa màu

23 Chuồng trại gia súc

24 Nông nghiệp khác

31 Đất đồng cỏ

32 Đất cây bụi

3 Đất bỏ hoang

33 Đất hỗn tạp

41 Rừng thường xanh

42 Rừng rụng lá

43 Rừng hỗn giao

4 Đất Rừng

44 Rừng chặt trụi cây

45 Vùng rừng bị cháy

51 Suối và kênh

52 Hồ và hố nước

53 Bồn thu nước

5 Mặt nước

54 Vịnh và cửa sông

55 Nước biển

61 Đất ướt có thực vật tạo rừng

62 Đất ướt có thực vật không tạo rừng

6 Đất ướt

63 Đất ướt không có thực vật

71 Hồ bị khô

72 Bãi biển

7 Đất hoang

1.3.2. Khái quát về đánh giá biến động sử dụng đất

a. Biến động sử dụng đất

Khái niệm

Từ trước đến nay chưa có khái niệm 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,…

28

Đánh giá biến động hiện trạng sử dụng 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 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 tình hình

sử dụng 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.

Những đặc trung của biến động sử dụng đất

Biến động sử dụng đất có những đặc trưng cơ bản như sau:

 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.

 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 đánhgiá

Những nhân tố gây nên biến động sử dụng đất

Các yếu tố tự nhiên là cơ sở quyết định cơ cấu sử dụng đất đai vào các

mục đích kinh tế - xã hội bao gồm các yếu tố sau: Vị trí địa lý, địa hình, khí

hậu, thủy văn, thảm thực vật.

29

Các yếu tố kinh tế - xã hội có tác động lớn đến sự thay đổi diện tích các

loại hình sử dụng đất đai bao gồm các yếu tố sau:

+ Sự phát triển các ngành kinh tế như: Dịch vụ, xây dựng, giao thông

và các ngành kinh tế khác.

+ Gia tăng dân số.

+ Các dự án đầu tư phát triển kinh tế.

+ Thị trường tiêu thụ các sản phẩm hàng hóa

Ý nghĩa thực tiễn đánh giá biến động sử dụng 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 haytiêu 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.

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.

b. Vai trò của viến thám và GIS trong đánh giá biến động sử dụng đất

So với việc đánh giá biến động bằng phương pháp truyền thống thì việc

tự động hóa trong đánh giá biến động cho ta một lợi ích to lớn. GIS cho phép

người dùng thực hiện các chức năng: Hiển thị trực quan, tạo lập bản đồ, trợ

30

giúp ra quyết định, trình bày, khả năng tùy biến của chương trình. Nguyên lý

của việc đánh giá biến động của phần mềm này là sau khi chồng xếp 2 lớp

thông tin bản đồ lên nhau, phần mềm sẽ tự động hiển thị những vùng biến

động về trường dữ liệu đã đăng ký giữa hai lớp và tính toán được diện tích

biến động của các vùng đó trên bản đồ với thao tác đơn giản để đưa ra kết

quả. Từ lớp thông tin biến động ta có thể xây dựng được bản đồ biến động.

Để đánh giá biến động cần có một ma trận đánh giá biến động. Ma trận này

dựa trên các thông tin biến động ta đã xử lý ở trên. Bản đồ biến động thể hiện

sự phân bố không gian của các đối tượng bị biến động hoặc cũng có thể biểu

thị được mức độ biến động của các đối tượng trên bản đồ còn ma trận biến

động hiển thị kết quả thống kê diện tích của các loại đối tượng cùng với sự

phân bố biến động sang các đối tượng khác. Và đây chính là ưu điểm hơn hẳn

của phương pháp này so với các phương pháp khác.Sau khi đánh giá biến

động ta tiến hành dự báo bằng chuỗi Markov và đề xuất giải pháp hiệu quả.

1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng viễn thám – GIS đánh giá

biến động lớp phủ và sử dụng đất trong và ngoài nước

Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước

Bản đồ lớp phủ và sử dụng đất là thông số đầu vào quan trọng của các

nghiên cứu môi trường.Thành lập bản đồ lớp phủ và sử dụng đất đã được

nhiều tổ chức lớn trên thế giới quan tâm nghiên cứu từ lâu. Sự phát triển của

công nghệ vũ trụ mà điển hình là các vệ tinh nhân tạo đã tạo ra một thời đại

mới cho công việc theo dõi biến động lớp phủ và sử dụng đất trên phạm vị

toàn cầu. Bản đồ lớp phủ và sử dụng đất toàn cầu đầu tiên sử dụng dữ liệu vệ

tinh phải kể đến là IGBP DISCover sử dụng dữ liệu AVHRR 1 km năm 1992

(Loveland et. al., 2000). Tiếp theo đó, Đại học Maryland của Mỹ cũng xây

dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng đất toàn cầu bằng tư liệu AVHRR của vệ

tinh NOAA (Hansen et. al., 2000). Đại học Boston cũng đã xây dựng bản đồ

lớp phủ và sử dụng đất bằng tư liệu MODIS 1km năm 2002 (Friedl et. al.,

31

2002). Sau đó, cũng Đại học Boston của Mỹ sử dung tư liệu MODIS 500m để

xây dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng đất liên tục 10 năm từ 2001 đến 2010

(V051: 2001-2010). Trung tâm nghiên cứu viễn thám của Châu Âu (JRC)

thành lập bản đồ lớp phủ năm 2000 (GLC2000) bằng tư liệu SPOT

VEGETATION (Bartholome và Belward, 2005; IES, 2010).Cơ quan vũ trụ

Châu Âu thành lập bản đồ GlOBCover bằng tư liệu MERIS độ phân giải

300m năm 2005 (Arino et. al., 2007). Đại học Chiba, Nhật Bản, hợp tác cùng

một số tổ chức khác, cũng đã xây dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng đất toàn

cầu lấy tên là GLCNMO version 1 sử dụng tư liệu MODIS 1 km năm 2003

(Tateishi et al., 2011). Các phiên bản mới hơn, GLCNMO version 2 được xây

dựng từ tư liệu MODIS 500m năm 2008 (Tateishi et. al., 2014) và GLCNMO

version 3 được xây dựng từ tư liệu MODIS 500 m năm 2013 (Kobayashi et.

al., 2017). Hiện nay, dữ liệu về lớp phủ và sử dụng đất toàn cầu được NASA

xây dựng hàng năm từ tư liệu MODIS 500m. Tuy nhiên, độ chính xác của

những bản đồ lớp phủ và sử dụng đất toàn cầu nói trên chỉ đạt trên dưới 80%,

không đảm bảo độ chính xác cần thiết để phát hiện và xây dựng bản đồ biến

động phục vụ cho những nghiên cứu về môi trường (Bayan et al., 2014). Với

những nghiên cứu ở phạm vi khu vực, từ những năm 1970s đã có một số

nghiên cứu về xây dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh. Sau

khi phóng vệ tinh Landsat 1 năm 1972, đến năm 1974, đã có hơn 75% bề mặt

trái đất được bao phủ bởi ảnh vệ tinh. Các thế hệ vệ tinh Landsat đã cung cấp

tư liệu miễn phí, ổn định liên tục từ đó đến nay. Hiện nay trên thế giới có

hàng trăm vệ tinh độ phân giải ở mức trung bình (10-50m) phục vụ cho những

nghiên cứu ở phạm vi khu vực đang hoạt động và cung cấp dữ liệu hàng ngày,

hàng giờ toàn bộ bề mặt trái đất. Đến những năm gần đây, do sự sẵn có của tư

liệu viễn thám, các nghiên cứu về lớp phủ và sử dụng đất trên phạm vi khu

vực nhiều không thể kể hết. Rất nhiều thuật toán, phương pháp phân loại cũng

đã được phát triển để phục vụ cho việc xây dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng

đất bằng tư liệu viễn thám.

32

Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

Cùng với vệ tinh đang hoạt động VNREDSAT-1, một loạt các thế hệ vệ

tinh sắp tới của Việt Nam như VNREDSAT-1b (ảnh quang học), LOTUS-1

(ảnh radar) và rất nhiều tư liệu viễn thám có thể khai thác miễn phí trên thế

giới đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu, ứng dụng viễn thám ở Việt Nam.

Cho tới nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về sự thay đổi lớp phủ và hiện

trạng sử dụng đất bằng tư liệu viễn thám được thực hiện. Một số công trình

tiêu biểu bao gồm:

Đề tài “Ứng dụng ảnh vệ tinh VNREDSat-1 và tương đương giám sát

hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp khu vực Tây Nam Bộ phục vụ phát triển

kinh tế-xã hội và ứng phó với biến đổi khí hậu” do Viện Địa lý tài nguyên

môi trường T.p Hồ Chí Minh chủ trì, TS. Phạm Thị Mai Thy làm chủ nhiệm,

đã sử dụng ảnh viễn thám để cập nhật thông tin hiện trạng và đánh giá diễn

biến một số loại hình sử dụng đất chính (lúa, cây ăn trái, rừng và nuôi trồng

thủy sản) cấp vùng (Tây Nam bộ) và cấp địa phương. Qua đó đánh giá khả

năng ứng dụng của ảnh vệ tinh độ phân giải cao VNREDSat-1 cho việc xác

định và tính toán biến động diện tích các loại hình sử dụng đất như: lúa, cây

ăn trái, rừng và nuôi trồng thủy sản.

Đề tài “Tích hợp công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý trong

thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất”, do Viện Địa Lý chủ trì, PGS.TS.

Phạm Quang Vinh làm chủ nhiệm, đã nghiên cứu khả năng phối hợp giữa

phương pháp xử lý ảnh số vệ tinh và dữ liệu hệ thông tin địa lý trong thành

lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, đưa ra hệ thống chú giải bản đồ hiện trạng

sử dụng đất bằng phương pháp viễn thám và quy trình công nghệ thành lập

bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng phương pháp tích hợp viễn thám và GIS.

Đề tài "Sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian và GIS, theo dõi biến

động lớp phủ trên lưu vực sông Đà góp phần giám sát bồi tích hồ Hòa Bình”,

do Viện Địa chất Địa vật lý biển chủ trì, KSC. Nguyễn Tứ Dần chủ nhiệm, đã

33

sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian, theo dõi hiện trạng lớp phủ trên lưu

vực hồ thủy điện Hòa Bình. Xây dựng cơ sở khoa học cho việc hoạch định sử

dụng đất, trồng rừng, tái tạo rừng trên lưu vực sông Đà thông qua nghiên cứu

các quá trình ngoại sinh trên cơ sở công nghệ GIS.

Đề tài "Nghiên cứu phương pháp phân loại ngẫu nhiên trong đánh giá

biến động lớp phủ rừng khu vực vườn quốc gia Cát Tiên”, do Viện Công nghệ

Vũ trụ chủ trì, TS.Phạm Việt Hòa chủ nhiệm năm 2010.

Nhữ Thị Xuân và nnk trên cơ sở phương pháp viễn thám kết hợp GIS

đã tiến hành đánh giá biến động sử dụng đất huyện Thanh Trì - thành phố Hà

Nội giai đoạn 1994 – 2003.Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí

khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2004.

Ngoài ra còn một số các nghiên cứu khác của các tác giả như Nguyễn

Đình Minh (2009) “Phân loại sử dụng đất và lớp phủ đất đô thị ở Hà Nội bằng

dữ liệu ảnh Terra 6 ASTER”, Đinh Thị Bảo Hoa (2004) “ Công nghệ viễn

thám trong nghiên cứu biến động sử dụng đất đô thị”,...

Nhìn chung các nghiên cứu về lớp phủ và sử dụng đất trên thế giới và

trong nước đã được thực hiện rất nhiều từ xưa đến nay. Các đề tài phần lớn

đều đạt được các mục tiêu đặt ra.

1.5. Kết luận tổng quan nghiên cứu ứng dụng viễn thám – GIS trong

đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất.

Chương này khảo cứu các nghiên cứu cà trong và ngoài nước về vấn đề

ứng dụng viễn thám – GIS trong đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất.

Từ đó kế thừa giá trị của các nghiên cứu này cũng như tìm ra lỗ hổng nghiên

cứu qua đó đề xuất mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu cho luận văn.

34

Chương 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung

Luận văn gồm 3 phần chính là xác định mục tiêu nghiên cứu, thu thập

dữ liệu; phân tích, xử lý dữ liệu, tiến hành giải đoán; Thành lập các bản đồ

hiện trạng các năm 1990, 2019 và bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất

giai đoạn 1990 – 2019; tổng kết, thống kê, đánh giá kết quả.

Ứng công nghệ viễn thám và GIS để thành lập bản đồ biến động lớp

phủ và sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu.

Thành lập bản đồ lớp phủ và sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu vào 2 thời

điểm là năm 1990 và 2019

Từ 2 bản đồ lớp phủ và biến động sử dụng đất và 2 thời điểm 1990 và

2019 ta tiến hành chồng xếp và thành lập nên bản đồ biến động lớp phủ và sử

dụng đất 1990-2019.

Đánh giá biến động dựa theo bản đồ và các bảng dữ liệu thống kệ đươc

qua các bước trên.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp

Danh sách ảnh sử dụng làm tư liệu

Để phục vụ cho nghiên cứu của luận văn, tác giả tiến hành download ảnh

vệ tinh tại 2 thời điểm là năm 1990 và năm 2019.

Số cảnh ảnh Landsat này được tác giả down từ trang web

http://earthexplorer.usgs.gov.

Ảnh có độ che phủ mây dưới 10% , chất lượng ảnh tốt, đáp ứng đủ yêu cầu

đề phục vụ công tác nghiên cứu.

35

Bảng 2.1: Danh sách ảnh Landsat

STT Tên ảnh Path Row Thời gian thu nhận

1 126 46 07/09/1990 LT05_L1TP_126046_19900907 _20170214_01_T1

2 126 46 18/05/2019 LC08_L1TP_126046_20190518_ 20190522_01_T1

Dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat sau khi được thu thập sẽ được tiến hành

các bước tiền xử lý tổ hợp màu ảnh và tăng cường chất lượng ảnh.Để phục vụ

việc nghiên cứu của luận văn chúng tôi tiến hành ghép tổ hợp màu dựa trên

phần mềm ArcGIS.

2.2.2. Phương pháp thống kê, tổng hợp và xử lý số liệu

Dựa trên dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat thu nhận trong các năm 1990 và

2019, được tác giả sử dụng để giải đoán, gán thuộc tính đối tượng, thành lập

bản đồ lớp phủ và sử dụng đất khu vực Côn Vành năm 1990 và 2019. Bản đồ

biến động lớp phủ và sử dụng đất giai đoạn 1990 – 2019 được xây dựng bằng

phương pháp chồng ghép, phân tích trên phần mềm ArcGis.

Các bước tiến hành trong quá trình phân tích và xử lý số liệu :

36

Quy trình xử lý thông tin

Ảnh vệ tinh

Landsat 1990 Landsat 2019

Tổ hợp màu

Cắt ảnh bằng phần mềm ArcGIS

Segmentation bằng phần mềm eCognition Developer

Tiến hành giải đoán ảnh bằng mắt và gán thuộc tính cho đối tượng

Thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất năm 1990 và 2019

Thành lập bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất năm 1990 và 2019

So sánh với quy hoạch

Đánh giá biến động

Hình 2.1: Quy trình thành lập bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất

37

2.2.3. Phương pháp so sánh, phân tích.

Dựa trên các bảng số liệu thu thập được từ quá trình xử lý ảnh và

thành lập bản đổ biến động lớp phủ và sử dụng đất 1990 - 2019. Tiến hành

tổng hợp số liệu biến động và so sanh, phân tích các biến động lớp phủ và

sử dụng đất đó.

2.2.4. Phương pháp đánh giá biến động

Từ các so sánh , phân tích các biến động lớp phủ và sử dụng đất ta có

thể tiến hành đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất từ 1990 -2019.

38

Chương 3.

KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM –

GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ VÀ SỬ DỤNG ĐẤT KHU

VỰC CỒN VÀNH, THÁI BÌNH GIAI ĐOẠN 1990 - 2019

3.1. Đặc điểm địa lí tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu.

3.1.1. Điều kiện tự nhiên

a. Vị trí địa lý

Huyện Tiền Hải là một trong hai huyện ven biến của tỉnh Thái

Bình, huyện nằm ở phía Đông Nam tỉnh Thái Bình, cách Thị xã Thái

Bình 21 km theo quốc lộ số 39B.

Huyện có tọa độ địa lý từ 20°17'đến 20°28' độ vĩ Bắc; từ 106°27

đến 106035’ kinh Đông; Đơn vị hành chính của huyện Tiền Hải bao

gồm có Thị trần Tiền Hải và 34 xã: An Ninh, Bắc Hải, Đông Cơ. Đông

Hải, Đông Hoàng, Đông Lâm, Đông Long, Đông Minh, Đông Phong,

Đông Quý, Đông Trà, Đông Trung, Đông Xuyên, Nam Chính, Nam

Cường, Nam Hà, Nam Hải, Nam Hồng, Nam Hưng, Nam Phú, Nam

Thanh, Nam Thắng, Nam Thịnh, Nam Trung, Phương Công, Tây An,

Tây Giang, Tây Lương, Tây Ninh, Tây Phong, Tây Tiến, Tây Sơn, Vân

Trường, Vũ Lăng.

Phía Bắc giáp huyện Thái Thụy tỉnh Thái Bình, ranh giới là sông

Trà Lý.

Phía Nam giáp huyện Giao Thủy tỉnh Nam Định, ranh giới là

sông Hồng.

Phía Tây giáp huyện Kiến Xương tỉnh Thái Bình.

Phía Đông giáp biển Đông, với chiều dài bờ biển là 23km, từ cửa

Trà Lý đến cửa Ba Lạt.

39

Hình 3.1:Sơ đồ khu vực nghiên cứu

Cồn Vành là khu vực thuộc huyện Tiền Hải – Tỉnh Thái Bình có một vị

thế địa - văn hóa, địa - chính trị riêng so với các khu vực khác trong tỉnh Thái

Bình cũng như với các địa phương khác trong cả nước do có vị trí địa lý thuận

lợi và được thiên nhiên ban tặng cho nguồn tài nguyên trên mặt và trong lòng

đất, tài nguyên đất liền và ngoài biển khơi vô tận.

b. Địa hình

Địa hình của huyện nghiêng dần từ Đông Bắc sang Tây Nam.

Đặc điểm địa hình của huyện Tiền Hải khá bằng phẳng, là vùng đồng

bằng châu thổ điển hình được hình thànhnhờ kết quả bồi tụ phù sa của 2 con

sông là sông Hồng và sông Trà Lý trong một thời gian dài theo nguyên lý

động lực học sông - biển. Quá trình này đã tạo cho địa hình của huyện Tiền

Hải có hình lòng chảo, gồm 2 vùng khá rõ rệt là vùng đất trũng phía nội đồng

và vùng đất cao ven biển.

40

- Vùng trũng nội đồng (phân bố chủ yếu ở các xã Tây Phong, Tây Tiến,

Đông Lâm) có cao trình từ 0,5 đến 0,6 m: vùng phía trong ven biển các đê

biển có cao trình 1,5 m đến 1,7 m. Phía ngoài đê biển từ cửa Trà Lý đến cửa

Ba Lạt hình thành các còn ngầm chắn lớn như Cồn Thủ, Cồn Vành, Cồn Đen,

Côn Ré... và nhiều bãi sú, vẹt. sậy, cói.

- Vùng đất cao ven biển phía Nam chủ yếu ở các xã Đông Minh, Đông

Hoàng, Đông Quý, Đông Trà. Độ cao mặt đất trung bình 1,0m so với mặt

nước biển, một số khu vực đất vượt cao lên như khu gò nổi cao khoảng 1,5 -

l,7m so với mặt nước biển. Đây là dấu tích những côn cát duyên hải được

hình thành do tác dụng của sóng biển, trong quá trình bồi tạo, nhân dân

thường gọi là “Cồn”.

c. Địa chất, địa mạo

Tiền Hải là một huyện của tỉnh Thái Bình (được hình thành trong giai

đoạn từ Pleistocen muộn đến Holocen muộn), đồng bằng Tiền Hải là sự phát

triển kéo dải theo hướng biển lùi của đồng bằng sông Hồng, có nguồn gốc

biển và sông Biển; được hình thành vào giai đoạn biến tiến cuối cùng

Flandrian đến giữa Holoxen trưng. Những côn cát cỗ còn lại là dấu tích của

thời kỳ biển lùi này.

Quá trình sinh sống, lao động, cải tạo thiên nhiên qua nhiêu giai đoạn

lịch sử của nhân dân Tiền Hải đã làm thay đôi hình thái vốn có của bề mặt

đồng bằng Tiền Hải. Năm 1828 với sự xuất hiện của hệ thông đê ngăn nước

mặn và đê sông do Nguyễn Công Trứ chỉ huy lập nên, huyện Tiền Hải được

phân chia thành 2 đồng bằng delta có độ khác nhau về tuổi như sau:

* Đồng bằng detla tuổi Holoxen muộn-160 năm trở về trước nằm ở

trong đê Nguyễn Công Trứ độ cao phổ biến 0.5 - 0.8m, phân bố hầu hết các

xã.Những dải côn cát cô đã bị san lấp chỉ còn độ cao tuyệt đối xấp xỉ 2m. Đất

đai hầu hết được sử dụng trồng lúa, bề mặt khá bằng phẳng, cấu tạo là các

trầm tích bột, sét.

41

* Đồng bằng delta tuổi Holoxen muộn-160 năm trở lại đây, nằm ngoài

đê Nguyễn Công Trứ. Các cồn cát có nguồn gốc biên của đồng bằng này trẻ

hơn cồn cát trong đê, đều có dạng nỗi cao, lượn sóng, độ cao 3m đến trên 3m,

được cầu tạo bởi cát mịn. Các vùng trũng giữa cồn thường có chiều ngang

rộng 200 - 300m, dài từ 1 đến 4km, có cấu tạo cát mịn theo từng giải: Đông

Trà - Đông Minh, Đông Long - Đông Minh. Nam Thắng - Nam Hồng, Nam

Thịnh - Nam Trung, Nam Thịnh - Nam Hưng.

Những phần đất có nguồn gốc sông - biển ở đồng bằng delta này được

cấu tạo nhờ trằm tích sét, bột từ lâu đã trở thành đất trồng lúa.Phần đồng bằng

này tập trung ở khu vực phía Nam huyện, gồm các xã; Nam Hà.Nam Hải.

Nam Hồng, Nam Trung... và các xã mới quai đê lần biên trong thập niên 60

của thế kỷ XX là Nam Cường, Đông Hải.

Ngoài hai đồng bằng kể trên, huyện Tiền Hải còn gồm những phần đất

hình thành rất muộn, đó là những đồng bằng Aluvi tuổi Holoxen muộn (QIV3)

và đồng bằng bãi triều. Thuộc về loại đồng bằng này là những phần đất ngoài đê

nằm dọc các sông Trà Lý. Sông Hồng và sông Lân đang được bồi đắp bởi phù sa

của chính hai con sông này. Các bãi bồi có chiều ngang hẹp từ 200- 300m ven

sông Hồng, từ vài chục mét đến 100m ven sông Lân và Trà Lý. Bãi triều cửa

sông và các cồn ngầm là tiềm năng to lớn phát triển đất đai ở Tiền Hải. Phân bố

cồn ngầm dọc theo ven biển các xã Đông Long, Đông Hoàng, Đông Minh, các

côn này rộng từ 200 - 300m, cách bờ từ 1 đến 1,5km, kéo dài và hẹp dần về phía

Nam. Bãi triều cửa sông ven biên thuộc các xã Đông Long, Nam Thịnh rộng

Ikm, kéo dài 2,5km là khu vực phát triển rừng ngập mặn quan trọng.

Các cồn cát cổ, trăng, đồng bằng ở Tiền Hải có độ cao từ 0,5m đến

0,8m là phổ biến.Côn biển, bãi bồi, cồn ngầm, bãi triều là những đạng tạo

thành bề mặt của địa lý Tiền Hải.Hình dạng và cấu tạo phản ánh vùng đất trẻ

trung.Phần đất trong các tuyến đê đã được con người cải biến làm mất đi vẻ

hoang sơ vốn có.

42

d. Khí hậu, thủy văn

Khí hậu

Tiền Hải là huyện ven biển và nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa

nên khí hậu Tiền Hải ngoài khí hậu lục địa, còn mang đặc trưng của khí hậu

vùng duyên hải rất rõ rệt; mùa Đông ấm hơn, mùa hè mát hơn so với khí hậu

khu vực ở sâu trong nội địa.

- Nhiệt độ trung bình trong năm là 23 - 24°C, cao nhất lên đến 39°C,

thấp nhất là 4,1” C. Biên độ nhiệt độ ngày và đêm khoảng 8 - 10°C, Nhiệt độ

trung bình tối đa là 33,1°C (tháng 7), trung bình tối thấp lả 15,9°C (tháng 1).

- Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.500 - 2.000 mm, tập trung chủ

yếu vào mùa hè từ tháng 4 đến tháng 10. Phía Đông Nam huyện có lượng

mưa lớn nhất, trung bình hàng năm từ 1.800 - 2.200 mm. Phía Bắc huyện,

lượng mưa giảm chỉ còn 1.650 - 1.800 mm.

Lượng mưa không đều giữa hai mùa:

+ Mùa khô kéo đài từ tháng II năm trước đến tháng 3 năm sau, tông

lượng mưa chiếm 20% lượng mưa cả năm, các tháng 12 và tháng 1 lượng

mưa thường nhỏ hơn lượng bốc hơi. tháng 2 và tháng 3 là thời kỳ mưa phùn

âm ướt.

+ Mùa mưa diễn ra trong các tháng từ tháng 4 đến tháng 10, chiếm tới

80% lượng mưa cả năm, có ngày cường độ lên trên 350 mm/ngày. Mùa mưa

thường có lũ.

- Độ âm không khí: Vào cuối mùa Đông khá âm ứơt, nồm, mưa phùn,

độ ẩm khá cao (86 - 87%), thấp nhất 80%, cao nhất 94%, mùa Hè biển làm

dịu nắng. đồng thời cũng tăng độ ẩm, trung bình từ 80 - 90%.

- Bức xạ mặt trời: Số giờ nắng trung bình từ 1.600 - 1.800 giờ/năm.

- Chế độ gió: Ở Tiền Hải, gió thịnh hành là gió Đông Nam mang theo

không khí nóng âm, tốc độ gió trung bình 2-5 m/giây. Mùa Hè hay có bão

xuất hiện từ tháng 6 đến tháng 10; nhiều nhất là tháng § (32,5%), tháng 9

43

(25%) và tháng 7 (22,5%). Mỗi năm có từ 2 - 3 cơn bão, có năm có tới 6 cơn

bão.Cấp gió trung bình từ cấp 8 đến cấp II gây thiệt hại lớn cho sản xuất và

đời sông nhân dân. Mùa đông có gió mùa Đông Bắc, mang theo không khí

lạnh, ẩm thấp, ẩm ướt.

Thủy văn

- Đặc điểm hệ thống Sông và chế độ thủy văn

Tiền Hải có hệ thống sông ngòi dày đặc với hệ thống sông Hồng và các

chỉ lưu của nó, bao gồm sông Trà Lý, sông Lân.sông Long Hậu... Hệ thông

sông tự nhiên là nguồn cung cấp nước chính cho Tiền Hải. Theo ước tính, mỗi năm Tiền Hải sử dụng khoảng 200 triệu m3 nước từ sông Hồng và sông Trà Lý, trong đó có 150 triệu m3 dùng cho sản xuất nông nghiệp. Sông Trà Lý và

sông Hồng có lượng phù sa lớn, độ đục bình quân 850 g/m” vào mùa mưa.

Mỗi năm, đồng đất Tiền Hải nhận khoảng 60.000 tắn phù sa từ nguồn hai con

sông này.

Nguồn nước từ hệ thống sông ngòi của Tiền Hải tương đối dỗi dào

thuận lợi cho việc tưới, tiêu, thau chua rửa mặn cho các cánh đồng trong

huyện. Ngoài ra hàng năm với lượng phù sa lớn đô ra biển ở các cửa sông tạo

ra vùng bãi bôi rộng lớn ven biển là thế mạnh cho phát triển nông lâm ngư

nghiệp của huyện.

- Hải văn

Tiền Hải có 23km bờ biền, từ cửa Ba Lạt (sông Hồng) đến cửa Trà Lý

(sông Trà Lý). Lịch thuỷ triều được tính theo lịch trăng (âm lịch). Chu kỳ con

nước tính như sau:

Tháng ( âm lịch)

Ngày (âm lịch)

Tháng giêng + Tháng bảy

5, 19

Tháng hai + Tháng tám

3 ,17, 29

Tháng ba + Tháng chín

13, 27

Tháng tư + Tháng mười

11, 25

Tháng năm

9, 23

Tháng sáu

7, 21

44

15 ngày là một chu kỳ con nước. Ngày thứ nhật gọi là ngày sinh con nước,

sau l3 con nước (tức sau l3 ngày) có một con nước ngẻn. Đến ngày 15, lại tiếp

tục vào chu kỳ mới (ngày sinh con nước).

Biển Tiền Hải thuộc vùng hoạt động của chế độ nhật triều khá đều đặn:

Một lần triều lên và xuống trong một ngày đêm; hoạt động mạnh vào các

tháng 1-6-7-12 với mức nước cao nhất là 3,8 m, thấp nhất là 0,6 m. Trong các

tháng này, nước mặn vào sâu trong nội địa 8km trên sông Trà Lý, 10 km trên

sông Hồng, với nồng độ muỗi nên tới 1%.

Bở biển Tiền Hải thoai thoải. Do lượng phủ sa của hai con sông sông

Hồng và sông Trà Lý hàng năm đồ ra biên khoảng 55 triệu tắn năm, nhờ thế

hàng năm đất được bồi tụ, tiến ra biên từ 50 - 100m. Cách đất liền 3 - 5km từ

cửa Ba Lạt đến cửa Trà Lý có hệ thống cồn cát tạo thành một vòng cung phía

ngoài che chắn toàn bộ bãi bồi phía trong sát chân đê biên, tạo thành khoảng

45 ngàn ha đất ngập nước ngoài đê rất thuận lợi cho việc khai thác, nuôi trồng

thuỷ, hải sản.

Vùng biển Tiền Hải là vùng tiếp giáp sông - biển, hai cửa sông (sông

Hồng và sông Trà Lý) không chỉ đỗ phù sa mà còn cung cấp một số nguồn

thức ăn phong phú, vô tận cho các loài sinh vật biên, tạo điều kiện thuận lợi

cho các loài tôm, cá sinh trưởng và cư trú. Do sự giàu có nguồn sinh dưỡng ,

ở đây lại ít bị cạnh tranh sinh tồn và ít kẻ thù nên vùng cửa sông - biển này

còn là bãi đẻ. nơi sinh trưởng của nhiều loại động vật biển. Một số loài sinh

vật biên coi vùng cửa sông - biển này là nơi tiếp điễn của một số giai đoạn

mới trong chu kỳ sống của chúng như các loài giáp xác (tôm). cá (cá đối, cá

mãng sữa).

Ngoài khơi biển Tiền Hải có bãi tôm lớn với diện tích khoảng 450 hải

lý vuông hình tam giác, có đáy là khu vực ngang cửa Ba Lạt, đỉnh là khu vực

ngang cửa Nam Triệu (Hải Phòng). Khả năng khai thác của bãi nảy trung bình

hàng năm khoảng 1.300 tấn gồm các loài tôm chủ yếu như tôm he, tôm rảo,

45

tôm bộp, tôm vàng, tôm sắt; trong đó tôm ráo chiếm tới 50%, tôm bộp chiếm

khoảng 40% ở vùng nước sâu 30 m. Vụ khai thác từ tháng 10 năm trước đến

tháng 3 năm sau.

Ngoài ra, Tiền Hải còn có khu bãi cát rộng, phẳng ven các côn cát

ngoài biển như còn Vành, cồn Thủ, thuận lợi cho phát triển du lịch sinh thái.

e. Hiện trạng sử dụng đẩt

Theo hiện trạng sử dụng đất năm 2010 huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình,

huyện Tiền Hải có diện tích đất nông nghiệp là 14.938,97 ha (chiếm 66,09%

diện tích tự nhiên của toàn huyện), đất phi nông nghiệp 6.737,98 ha (chiếm

29,819) và đất chưa sử dụng là 927,52 ha (chiếm 4,1%).

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội

a. Dân số và lao động

Dân số

Theo số liệu năm 2012 dân số huyện Tiền Hải là 231.489 người với 20

dân tộc, nhưng trong đó người Kinh là chủ yếu, chiếm 99% dân số toàn

huyện. Toàn huyện có 63.318 hộ. trong đó hộ nông nghiệp chiếm 54.2%, hộ

thủy sản chiếm 5,1%. Mật độ đân số trung bình 1.006 người/kmẺ, phân bố

không đều giữa các xã. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên hàng năm là 1,04% dưới sự

chỉ đạo của các cấp ủy Đảng, UBND huyện và các xã, phong trào thực hiện

kế hoạch hóa gia đình được triển khai tích cực và đạt kết quả tương đối tốt.

Lao động

Theo số liệu năm 2012, huyện có 117.000 người trong độ tuổi lao động,

chiếm 50,5% dân số, trong đó lao động nông - lâm nghiệp chiếm 76.2%.

Trong huyện có 14.368 cơ sở với 26.466 lao động, trong đó lao động nữ

chiếm 46,39%. Nguồn lao động của huyện Tiền Hải khá đôi dào, tuy nhiên

trình độ còn hạn chế và cơ cấu lao động chưa cân đối, còn nặng vẻ sản xuất

nông nghiệp, công nghiệp và tiêu thủ công nghiệp và dịch vụ thương mại, du

lịch chưa phát triển tương xứng với tiềm năng của huyện. Tình trạng không có

46

việc làm nhất là đối với thanh niên, học sinh mới ra trường cũng như lực

lượng lao động nhàn vẫn còn là vấn đề bức xúc cần được giải quyết.

b. Cơ sở hạ tầng

Trong những năm gần đây, huyện đã quan tâm đầu tư hệ kết cầu hạ

tầng điện - đường - trường - trạm khá đồng bộ và hiện đại. 100% các xã có

điện sử dụng, đường liên huyện, liên xã được bê tông hóa tạo điều kiện cho

giao thông thuận lợi.

- Toàn huyện có hơn 30 chợ, trong đó có l chợ loại 2 là chợ Đông

Minh, số còn lại đều là chợ loại 3 (24 chợ) và chợ tạm (5 chợ) chiếm trên

92% phân bố đều ở cả 3 khu (Đông, Nam, Tây). Hàng hóa trong chợ chủ yếu

là nông sản, thực phẩm, hàng tiêu dùng thông dụng phục vụ đời sống hàng

ngày của nhân đân. Tổng diện tích của 30 chợ là 92.157 m”. Đa số các chợ có

quy mô nhỏ chủ yếu phục vụ cho nhu cầu hàng hóa hàng ngày của dân cư

trong huyện.

- Giao thông: hiện nay huyện có mạng lưới giao thông đường bộ đường

thủy tương đối hoàn thiện. Hoạt động giao thông vận tải đã được xã hội hóa

cao, các loại hình vẫn tải phát triển đa dạng đáp ứng nhu cầu đi lại và vận tải

hàng hóa.

+ Ngoài quốc lộ 39B và các tỉnh lộ, với ba mặt tiếp giáp sông - biển,

Tiền Hải có giao thông đường biểnn thuận lợi có thê thi đến các cảng trong

nước, các cảng của các nước và vùng lãnh thô trong khu vực (Nam Trung

Quốc, Đài Loan, Hông Kông. Hàn Quốc...); Có đường sông thông thương với

các tỉnh năm dọc sông Hông, sông Thái Bình; Có điêu kiện thuận lợi cho việc

đi lại, giao lưu trao đôi hàng hóa và là tiềm năng to lớn đề phát triển ngành

vận tải sông – biển.

+Tinh lộ Đồng Châu, tỉnh lộ 221A nối liền các huyện phía tây, phía bắc

của tỉnh và ven biển với tông chiều dài 79,6km.

+ 100% số xã có đường ôtô được rải nhựa. đáp ứng nhu cầu vận chuyển

hàng hóa đi lại của người dân. Đường xã có chiêu đài tông cộng là 1038,68

km, trong đó đường đá nhựa là 160.39 km: đường bê tông xi măng là 662.98

47

km; đường đất 213,81 km. Tông cầu đường xã là 95 cái/423m.

- Toàn huyện có 6639 cơ sở, hộ kinh doanh thương mại phục vụ nhu

cầu tiêu dùng và sản xuât của nhân dân. Cơ sở hạ tâng kỳ thuật phục vụ du

lịch được hình thành từ những năm 1960 đến nay có 22 khách sạn, nhà nghỉ

đạt tiêu chuân đón khách du lịch.

- Cơ sở vật chất cho ngành y tế những năm gần đây đã được đầu tư

trang bị tương đối đầy đủ và hiện đại phục vụ cuộc sóng, sức khỏe và công tác

khám chữa bệnh cho người dân. Gồm bệnh viện đa khoa Nam Tiền Hải và

nhiều trạm ý tế xã...đạt chuân quốc gia.

- Trường học được xây dựng tu bổ khang trang sạch sẽ, nhiều trường

đạt chuẩn quốc gia. Là nguồn cung cấp cho đào tạo nguồn nhân lực trong

tương lai.Đến nay toàn huyện đạt phổ cập giáo dục tiểu học và trung học cơ

sở 35/35 xã, thị trấn. Nghị quyết 167 của Huyện uỷ và để án 06 của UBND

huyện về chủ trương, giải pháp phát triển giáo dục - đào tạo đến năm 2010 đã

được triển khai thực hiện, đáp ứng với yêu cầu phát triển và nguyện vọng của

nhân dân. Tỷ lệ phòng học kiên có tăng so với những năm trước. Nhiều đơn vị

trường học đã xây dựng được nhà cao tầng. Tỷ lệ phòng học chức năng ngày

càng nhiều, góp phần nâng cao chất lượng học tập. Công tác hướng nghiệp và

dạy nghề cũng được quan tâm, chútrọng.

- Hiện nay 100% xã có bưu điện văn hóa, trên 60% gia đình đạt tiêu

chuẩn văn hóa. Tại 35 xã trên địa bàn huyện đều có nhà văn hoá câu lạc bộ

văn hóa thể thao. Một số xã đã quan tâm xây dựng nhà văn hoá thôn, đến nay

toàn huyện đã thành lập được 103 nhà văn hoá thôn, làng, trong đó có 16 nhà

văn hoá thôn, làng được xây dựng mới, số còn lại là các điểm di tích đình,

làng... Các nhà văn hoá xã hoạt động tích cực như: xã Nam Cường, Nam Hải,

Tây Lương, Đông Quý, Đông Lâm...

c. Phát triển kinh tế

Những năm qua, với lợi thế có nguồn lao động đồi dào, nguồn nguyên

liệu từ nông nghiệp phong phú, mạng lưới giao thông thuận lợi...Tiền Hải đã

đạt được những thành tựu to lớn trong công cuộc phát triên kinh tế, cơ cầu

48

chuyền dịch theo hướng tích cực, tổng giá trị sản xuất bình quân hàng năm

(năm 2012) đạt 2.490.4 tỷ đồng. Giá trị sản xuất bình quân đầu người đạt gần

40 triệu đồng/năm. Cơ cấu kinh tế đã có sự chuyển biến đúng hướng, tỷ trọng

các ngành công nghiệp - tiêu thủ công nghiệp, thương mại - dịch vụ tăng,

ngành nông - lâm - ngư nghiệp giảm so với năm 2005.

Tổng doanh thu năm 2012 là 3.113.423,9 triệu đồng, trong đó: thành thị

là 515.256.9 triệu đồng, nông thôn 2.598.167 triệu đồng. Thị trấn Tiền Hải có

doanh thu lớn nhất huyện với 515.256,9 triệu đồng.

3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn

Vành,Thái Bình năm 1990 và 2019

Khu vực nghiên cứu là Cồn Vành – Thái Bình. Sử dụng ảnh vệ tinh

Landsat 1990 và 2019 tiến hành tổ hợp màu, cắt ảnh theo ranh giới khu vực

nghiên cứu, segmentation ,giải đoán bằng mắt sau đó gán thuộc tính đối tượng

lớp phủ để thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn

Vành năm 1990 và 2019.

Hình 3.2: Công tác tìm và tải ảnh Landsat trên trang web

https://earthexplorer.usgs.gov/

49

Hình 3.3: Ảnh Landsat được tổ hợp màu trên ArcGIS

Hình 3.4: Tiến hành cắt ảnh khu vực nghiên cứu trên ArcGIS

50

Hình 3.5: Ảnh sau khi được tổ hợp màu và cắt sẽ tiến hành Segmentation

trên phần mềm eCognition Developer

Hình 3.6: Tiến hành giải đoán ảnh bằng mắt và gán thuộc tính cho đối tượng

Việc chọn mẫu khóa giải đoán ảnh là một những bước quan trọng

nhất trong việc xây dựng bản đồ lớp phủ và sử dụng đất. Độ chính xác của

kết quả sẽ bị ảnh hưởng chủ yếu bởi quá trình chọn mẫu khóa giải đoán.

Trên cơ sở phân tích các tài liệu về lớp phủ của khu vực Cồn Vành cùng

với các tài liệu hiện có. Tác giả đã thống kê và đề xuất ra một số các loại

51

đối tượng lớp phủ và sử dụng đất bao gồm đất rừng, bãi bồi, đất trồng lúa,

nước…Việc chọn mẫu mỗi đối tượng của khu vực Cồn Vành là một công

việc tỉ mỉ đòi hỏi người chọn mẫu khóa giải đoán ảnh phải chọn ra được bộ

số liệu mẫu đại diện cho từng đối tượng trên cả khu vực nghiên cứu.

Một số hình ảnh về quá trình chọn mẫu khóa giải đoán ảnh Landsat của

khu vực Cồn Vành:

Bảng 3.1: Chìa khóa giải đoán các đối tượng

STT

Khóa giải đoán

Ảnh thực địa

Mô tả đối tượng lớp phủ và sử dụng đất

Đất rừng 1

Mặt nước 2

Đất trồng lúa 3

Đất xây dựng 4

Đất bãi bồi 5

6 Đất nuôi trồng thủy sản

52

Kết quả Bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành

Thái Bình năm 1990 và 2019 được thể hiện tương ứng trong hình 3.7, 3.9

dưới đây. Sáu loại hình lớp phủ chính bao gồm đất rừng, đất bãi bồi, mặt

nước, đất trồng lúa, đất nuôi trồng thủy sản và đất xây dựng.

Hình 3.7: Bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành –

Thái Bình năm 1990 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1: 150.000)

53

Bảng 3.2: Bảng diện tích hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất năm 1990

STT Loại đất Diện tích (ha) Tỉ lệ (%)

1 Mặt nước 24792.4 54.8

Đất xây dựng 2 7023.27 15.5

Đất trồng lúa 3 11688.7 25.8

Đất bãi bồi 4 1059.69 2.3

5 Đất nuôi trồng thủy sản 429.48 0.9

6 Đất rừng 233.55 0.5

Diện tích (ha)

0.95%

2.34%

0.52%

25.84%

1 Đất mặt nước

2 Đất xây dựng

54.82%

3 Đất trồng lúa

4 Đất bãi bồi

15.53%

5 Đất nuôi trồng thủy sản

6 Đất rừng

Hình 3.8: Biểu đồ tỉ lệ diện tích hiện trạng lớp phủ sử dụng đất năm 1990

54

Hình 3.9: Bản đồ hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành –

Thái Bình năm 2019 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1: 150.000)

55

Bảng 3.3: Bảng diện tích hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất năm 2019

STT Loại đất Diện tích (ha) Tỉ lệ (%)

1 Mặt nước 21222.6 46.92

2 Đất xây dựng 7918.84 17.51

3 Đất trồng lúa 11006 24.34

4 Đất bãi bồi 991.244 2.19

5 Đất nuôi trồng thủy sản 3177.63 7.03

6 Đất rừng 910.71 2.01

Diện tích (ha)

2.01%

2.19%

7.03%

1 Đất mặt nước

46.92%

24.34%

2 Đất xây dựng

3 Đất trồng lúa

4 Đất bãi bồi

17.51%

5 Đất nuôi trồng thủy sản

6 Đất rừng

Hình 3.10: Biểu đồ tỉ lệ diện tích hiện trạng lớp phủ sử dụng đất

năm 2019

56

3.3. Thành lập bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn

Vành,Thái Bình giai đoạn 1990 – 2019

Bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành – Thái

Bình giai đoạn 1990-2019 được thành lập từ bản đồ hiện trạng lớp phủ năm

1990 và 2019 bằng phương pháp chồng ghép, phân tích trên phần mềm ArcGis

10.1. Kết quả được thể hiện ở hình 3.11

Hình 3.11: Bản đồ biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành

57

– Thái Bình năm 1990 và năm 2019 (thu nhỏ từ tỷ lệ 1 : 150.000)

Chồng xếp bản đồ.

Chồng xếp là bước trung gian quan trọng để so sánh hai lớp hiện trạng

với nhau.Kết quả chồng xếp tạo ra một lớp giao nhau giữa hai lớp hiện trạng

của hai năm, lớp này mang đầy đủ thuộc tính của cả hai lớp cũ.Việc chồng

xếp hai lớp thì sẽ tạo thành một lớp biến động mới, sau đó tạo thêm một

trường mới và tiến hành tính toán cho trường đó.

Hình 3.12: Bảng cơ sở dữ liệu về biến động hình thức sử dụng đất

58

Bảng 3.4: Bảng ma trận biến động diện tích hiện trạng lớp phủ và sử

dụng đất năm 1990 và 2019

2019

Đất bãi bồi

Mặt nước

Đất rừng

Đất xây dựng

Đất nuôi trồng thủy sản

Đất trồng lúa

1990

Đất bãi bồi

129.7

218.81

563.13

88.02

0

60.03

1059.69

929.99

Mặt nước

853.08

20918.7

1395.18

817.47

308.85

499.13

24792.41

3873.71

2.7

0

310.41

0

82.98

33.39

429.48

119.07

Đất nuôi trồng thủy sản

Đất rừng

5.76

2.52

223.2

2.07

0

0

233.55

231.48

0

Đất trồng lúa

62.28

481.41

0.45

8942.36

2202.18

11688.68

2746.32

0

Đất xây dựng

20.34

204.3

2.7

1671.82

5124.11

7023.27

1899.16

991.24

21222.65

3177.63

910.71

11006.01

7918.84

Đơn vị diện tích : (ha) Tổng Tổng diện tích diện tích bị biến tham gia động biến 1990 động 1990

Tổng diện tích tham gia biến động 2019

861.54

303.95

2867.22

908.64

2063.65

2794.73

Tổng diện tích bị biến động 2019

Trong bảng này số liệu của các ô giao nhau trên đường chéo của cùng

một loại đất chính là diện tích của loại đất đó được giữ nguyên trong cả giai

đoạn biến động, các ô còn lại thể hiện sự chuyển đổi của các loại đất.

3.4. Đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất khu vực Cồn Vành, Thái

Bình giai đoạn 1990 – 2019

Sau khi thành lập bản đồ và có bảng kết quả thống kê diện tích biến

động ta có thể thấy biến động nhiều ở hầu hết các loại hình sử dụng đất được

đánh giá trong khu vực nghiên cứu như đất nuôi trồng thủy sản, mặt nước, đất

rừng, đất trồng lúa đất xây dựng.Còn đất bãi biến động không đáng kể.

59

Bảng 3.5:Thống kê diện tích theo loại hình sử dụng đất tại các thời điểm

1990 và 2019 theo hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất.

Năm 1990

Năm 2019

STT Loại đất

Tỉ lệ (%)

Tỉ lệ (%)

Diện tích 2019 so với 1990 Tăng (+) Giảm(-)

Diện tích (ha)

Diện tích (ha)

1 Mặt nước

24792.4

54.8

21222.6

46.92

-3569.80

2

Đất xây dựng

7023.27

15.5

7918.84

17.51

+895.57

3

Đất trồng lúa

11688.7

25.8

11006

24.34

-682.70

4

Đất bãi bồi

1059.69

2.3

991.244

2.19

-68.446

5

429.48

0.9

3177.63

7.03

+2748.15

Đất nuôi trồng thủy sản

6

Đất rừng

233.55

0.5

910.71

2.01

+677.16

Bảng thống kê diện tích của từng loại hình sử dụng đất ở các thời điểm

1990 và2019 theo hiện hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất cho ta thấy được

diện tích bị biến động từng loại đất sẽ chuyển thành loại đất nào. GIS có thể

hỗ trợ thực hiện một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả bằng những

thao tác rất đơn giản. Qua bảng 3.8 cho thấy diện tích đất theo hiện trạng lớp

phủ và sử dụng đất của huyện Tiền Hải – tỉnh Thái Bình năm 2019 so với

năm 1990 thì:

- Mặt nước khoảng 21222.6 ha giảm 3569.80 ha.

- Đất xây dựng khoảng 7918.84 ha tăng 895.57 ha.

- Đất trồng lúa khoảng 11006 ha giảm 682.70 ha.

- Đất bãi bồi khoảng 991.244 ha giảm 68.446 ha.

- Đất nuôi trồng thủy sản khoảng 3177.63 ha tăng 2748.15 ha.

- Đất rừng khoảng 910.71 ha tăng 677.16 ha.

Dựa trên bảng 3.7 ta có thể thấy sự biến động hiện trạng lớp phủ và sử

dụng đất tại huyện Tiền Hải – tỉnh Thái Bình cụ thể như sau:

60

- Đất bãi bồi giữ lại khoảng 129.7 ha , chuyển sang mặt nước 218.81

ha, phần lớn chuyển sang đất nuôi trồng thủy sản 563.13 ha , phần ít chuyển

sang đất rừng khoảng 88.02 ha và đất xây dựng khoảng 60.03 ha.

- Mặt nước chuyển sang đất bãi bồi khoảng 853.08 ha, giữ lại khoảng

20918.7 ha , chuyển sang đất nuôi trồng thủy sản 1395.18 ha, chuyển sang đất

rừng khoảng 817.47 ha, chuyển sang đất trồng lúa khoảng 208.85 ha và chuyển

sang đất xây dựng khoảng 499.13 ha.

- Đất nuôi trồng thủy sản chuyển sang đất bãi bồi khoảng 2.7 ha, giữ

lại khoảng 310 ha , chuyển sang đất trồng lúa khoảng 82.98 ha và chuyển

sang đất xây dựng khoảng 33.39 ha.

- Đất rừng chuyển sang đất bãi bồi khoảng 5.76ha ,chuyển sang mặt

nước khoảng 2.52 ha , chuyển sang đất nuôi trồng thủy sản 223.2 ha , giữ lại

khoảng 2.07 ha.

- Đất trồng lúa chuyển sang mặt nước khoảng 62.28ha , chuyển sang

đất nuôi trồng thủy sản 481.41 ha , chuyển sang đất rừng khoảng 0.45 ha, giữ

lại khoảng 8942.36 ha và chuyển sang đất xây dựng khoảng 2202.18 ha.

- Đất xây dựng chuyển sang mặt nước khoảng 20.34ha , chuyển sang

đất nuôi trồng thủy sản204.3 ha , chuyển sang đất rừng khoảng 2.7 ha, chuyển

sang đất trồng lúa

61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Với tình trạng biến động đất đai như hiện nay, việc quản lý đất đai bằng

sổ sách và bằng bản đồ giấy không thể đáp ứng được nhu cầu cập nhật những

thông tin về biến động đất đai một cách kịp thời. Công tác xây dựng và chỉnh

lý bản đồ bằng các phương pháp truyền thống đã gặp phải không ít khó khăn

trong giai đoạn hiện nay, đặc biệt nó đòi hỏi nghiệp vụ kỹ thuật trong toàn

ngành địa chính cũng như có sự phối hợp đồng bộ và nỗ lực to lớn của tất cả

các cấp quản lý.

Việc ứng dụng công nghệ Gis và viễn thám vào thành lập bản đồ sử

dụng đất cho phép cập nhật thông tin một cách nhanh chóng và tương đối

chính xác về hiện trạng sử dụng đất, nó đáp ứng được tính cấp thiết và độ

chính xác mà trong công tác quản lý đất đai đòi hỏi.Đối với khu vực Cồn

Vành, tỉnh Thái Bình qua đề tài nghiên cứu này, đã cung cấp cơ sở khoa học

cho việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất ở khu vực.

Qua ảnh đã phân loại giúp chúng ta có thể hình dung một cách tổng

quát về các loại hình sử dụng đất cũng như phân bố của chúng trên lãnh thổ

khu vực Cồn Vành, tỉnh Thái Bình. Với kết quả phân loại đó, thành lập bản

đồ sử dụng đất của khu vực Cồn Vành, tỉnh Thái Bình. Đồng thời, cũng từ đó

cung cấp cơ sở khoa học khi kết hợp với các bản đồ hiện trạng sử dụng đất

của huyện ở những thời điểm khác nhau giúp chúng ta đánh giá được sự biến

động sử dụng đất của khu vực Cồn Vành, tỉnh Thái Bình qua các thời kì.

Ứng dụng GIS đánh giá biến động sử dụng đất là cách tiếp cận có hiệu

quả. Vì chúng ta không chỉ đơn thuần thống kê các diện tích biến động mà

còn chỉ ra được chúng biến động ở các loại hình sử dụng nào. Qua đó ta hiểu

rõ hơn việc quy hoạch và sử dụng đúng hay không đúng nguồn tài nguyên đất

đai vì nó có ảnh hưởng rất lớn đến kinh tế xã hội của một quốc gia, dân tộc.

62

Huyện Tiền Hải – tỉnh Thái Bình hiện đang là một tỉnh còn có rất nhiều bất cập

về kinh tế và xã hội nên việc quy hoạch lại kinh tế xã hội quan hệ chặt chẽ đến

quy hoạch sử dụng đất. Đề tài cơ bản đã đáp ứng đủ các mục tiêu đề ra:

- Đánh giá hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất của các thời điểm

1990 và 2019.

- Thành lập bản đồ và đánh giá biến động giai đoạn 1990-2019.

2. Kiến nghị

Trong nghiên cứu này chỉ sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh khu vực nghiên

cứu để kết quả nghiên cứu chính xác hơn cần sử dụng dữ liệu thực địa để

kiểm chứng.Vì thời gian nghiên cứu và kiến thức có hạn nên luận văn chỉ

nghiên cứu trong phạm vi 6 loại hình lớp phủ và sử dụng đất của 2 thời

điểm.Luận văn chỉ mới thống kê được hiện trạng lớp phủ và sử dụng đất tại 2

thời điểm và đưa ra được tình hình kết quả biến động giữa 2 thời điểm đó.

Tuy nhiên qua kết quả nghiên cứu, tác giả hy vọng sẽ cung cấp được phương

pháp đánh giábiến động cho nhiều đối tượng giúp cho địa phương có thể có

quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất hợp lí và có thể áp dụng cho nhiều địa

phương khác nhau.

63

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Trần Thu Hà, Phùng Minh Tám, Phạm Thanh Quế, Lê Thị Giang (2016) ,

Ứng dụng GIS và viễn thám trong giám sát biến động diện tích rừng huyện

Cao Phong , tỉnh Hòa Bình giai đoạn 2005-2015 , Tạo chí Khoa học và Công

nghệ Lâm nghiệp ,số 4.

2. Nguyễn Hải Hòa., & Nguyễn Văn Quốc. (2017). Sử dụng ảnh viễn thám

Landsat và GIS xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng tại vùng đệm Vườn

Quốc gia Xuân Sơn. Tạp chí khoa học và công nghệ Lâm Nghiệp

3. Trần Hùng, Phạm Quang Lợi, (2008), Tài liệu hướng dẫn thực hành: Xử lý

và phân tích dữ liệu viễn thám với phần mềm ENVI, Công ty TNHH Tư vấn

GeoViệtN6. Trần Thống Nhất, Nguyễn Kim Lợi, 2009, Viễn thám căn bản,

NXB NôngNghiệp.

4. Lê Văn Trung (2010), Viễn Thám, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM.

5. Nguyễn Khắc Thời, Nguyễn Thị Thu Hiền, Phạm Vọng Thành (2010),

Nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ biến động sử

dụng đất nông nghiệp khu vực Gia Lâm-Long Biên giai đoạn 1999-2005,

Tạp chí Khoa học đất, 33.

6. Nguyễn Ngọc Thạch (2003), Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý, Trường

ĐH Khoa học tự nhiên Hà Nội..

7. Nguyễn Ngọc Thạch (2005) Cơ sở viễn thám, Đại học Khoa học Tự nhiên,

ĐHQG Hà Nội

8. Trịnh Hoài Thu , Cao Thị Diễm Hằng (2014) , Đánh giá biến động sử dụng

đất bằng phương pháp tích hợp trước và sau phân loại ảnh viễn thám, Tạp

chí khoa học kỹ thuật Mỏ – Địa chất, số 48

64

9. Mai Trọng Thịnh, Nguyễn Hài Hòa (2017), Sử dụng ảnh viễn thám đa thời

gian trong đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn tại thị xã Quảng

Yên, Tỉnh Quảng Ninh , Tạp chí khoa học và Công nghệ Lâm nghiệp , số 3

Tiếng Anh

6. Nguyen Dinh Duong, Kim Thoa và Nguyen Thanh Hoan (2005).

Monitoring of forest cover change in Tanh Linh district, Binh Thuan

province, Vietnamby multi-temporal Landsat TM data truy cập ngày

4/11/2012, tại trang web www.geoinfo.com.vn.

7. ESRI. Using ArcMap, ArcGIS Manual.

8. Các trang Web

- http://www.geoviet.vn/goc-ky-thuat/vn/400/464/401/1/the-he-ve-tinh-

landsat-moi-%E2%80%93-ldcm-hay-landsat-8.aspx. Thu thập các thông tin về 2 vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8.

- https://landsat.usgs.gov . Thu thập các thông tin về 2 vệ tinh Landsat 5 và

Landsat 8.