Luận văn Thạc sĩ Quản lý đất đai: Ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất trên địa bản huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

65
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là đánh giá biến động sử dụng đất huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu, cung cấp thêm cơ sở khoa học cho chính quyền địa phương trong việc bố trí, quy hoạch sử dụng đất, góp phần phát triển kinh tế một cách hiệu quả bền vững.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý đất đai: Ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất trên địa bản huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN ĐÌNH BÌNH ĐIỆP ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN MƢỜNG TÈ, TỈNH LAI CHÂU CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI MÃ NGÀNH: 8850103 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRẦN QUANG BẢO Hà Nội - 2019 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đôc lâp - Tƣ do - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi không trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày 8 tháng 12 năm 2019 Ngƣời cam đoan Nguyễn Đình Bình Điệp PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cơ quan, ban, ngành, đoàn thể và các cá nhân, người thân trong gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn tới tập thể, cá nhân và người thân trong gia đình, nhất là bố, mẹ tôi đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu vừa qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS. Trần Quang Bảo người đã trực tiếp hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình viết đề cương, thu thập số liệu, tính toán cũng như hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Lâm nghiệp, phòng sau Đại học, các thầy, cô giáo Viện Quản lý Đất đai và Phát triển Nông thôn, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo UBND tỉnh Lai Châu, UBND huyện Mường Tè và UBND các xã trong huyện đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ cho tôi trong quá trình thu thập số liệu. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, kinh nghiệm và trình độ bản thân còn hạn chế, nên chắc chắn luận văn không tránh khỏi những sai sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các nhà khoa học và bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 8 tháng 12 năm 2019 Tác giả Nguyễn Đình Bình Điệp PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii MỤC LỤC ....................................................................................................... iii DANH MỤC TỪ VI T TẮT.......................................................................... v DANH MỤC HÌNH ....................................................................................... vii ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 3 1.1. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và vai trò của nó trong công tác quản lý nhà nƣớc về đất đai ..................................................................................... 3 1.2. Công nghệ GIS và Viễn thám, những ứng dụng trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất .................................................................... 6 1.2.1. Công nghệ GIS và Viễn thám......................................................................... 6 1.2.2. Những nghiên cứu ứng dụng Công nghệ GIS và Viễn thám vào công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất ...................................................................13 Chƣơng 2. MỤC TIÊU - NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................................................................................23 2.1. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................... 23 2.1.1. Mục tiêu tổng quát ........................................................................................23 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ..............................................................................................23 2.2. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................. 23 2.3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 23 2.4. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 23 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................... 24 Chƣơng 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH T XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 31 3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................. 31 3.1.1. Vị trí địa lý .....................................................................................................31 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv 3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo ..........................................................................32 3.1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn ..........................................................................32 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu .................................... 33 3.2.1. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội..........................................................33 3.2.1.1. Tăng trưởng kinh tế và chuyển dịch cơ cấu kinh tế ................................33 3.2.1.2. Thực trạng phát triển các ngành kinh tế...................................................34 3.2.1.3. Dân số, lao động, việc làm và thu nhập ...................................................35 3.2.1.4. Thực trạng phát triển đô thị và khu dân cư nông thôn ...........................36 Chƣơng 4. K T QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 39 4.1. Hiện trạng sử dụng đất đai của huyện trong gia đoạn nghiên cứu ... 39 4.1.2. Đánh giá kết quả giải đoán ảnh ......................................................... 44 4.2. Biến động sử dụng đất đai huyện Mƣờng Tè giai đoạn 2014 - 2019 . 53 4.2.1. Hiện trạng và chu chuyển biến động...........................................................53 4.2.2. Biến động và nguyên nhân biến động diện tích đất đai ............................58 4.3. Đề xuất lập quy trình xây dựng bản đồ và giám sát biến động đất bằng công nghệ viễn thám ............................................................................ 62 4.3.1. Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ chuyên đề biến động sử dụng đất đai 63 4.3.2. Các bước trong quy trình .............................................................................64 K T LUẬN – TỒN TẠI –KI N NGHỊ ...................................................... 67 5.1. Kết luận ................................................................................................... 68 5.2. Tồn tại...................................................................................................... 69 5.3. Kiến nghị ................................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v DANH MỤC TỪ VI T TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ 1 BĐ Bản đồ 2 BĐKH Biến đổi khí hậu 3 BĐSDĐ Biến động sử dụng đất 4 CSDL Cơ sở dữ liệu 5 FAO Tổ Chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc 6 GIS Hê thống thông tin địa lý 7 GPS Hệ thống định vị toàn cầu 8 RS Viễn thám 9 UBND Ủy ban Nhâ dân 10 UTM Hệ tọa độ UTM PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất ............................................................. 6 Bảng 2.1. Bộ mẫu sử dụng cho việc phân loại có kiểm định...................................27 Bảng 4.1. Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2014 huyện Mường Tè....................40 Bảng 4.2. Ma trận đánh giá độ chính xác ..................................................................44 Bảng 4.3. Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2019 huyện Mường Tè....................46 Bảng 4.4. Chu chuyển các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2014 - 2019................54 Bảng 4.5. Ma trận biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2014- 2019 sau hiệu chỉnh......................................................................................................55 Bảng 4.6.Thống kê tổng diện tích các loại hình biến động hai năm 2014 và 2019 sau khi chồng lớp và hiệu chỉnh .................................................................................56 Bảng 4.7. Ma trận về xác suất của sự thay đổi xác định từ việc chồng ghép bản đồ hiện sử dụng đất giai đoạn 2014-2019 .......................................................................53 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Công nghệ GIS và Viễn thám…………………………..………..6 Hình 1.2. Công nghệ viễn thám………………………………….……….....7 Hình 1.3. Hệ thống thông tin địa lý GIS……………………….…………..11 Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu…………………………………………………24 Hình 2.2. Xử lý biến đông sử dụng đất giai đoạn nghiên cứu………..…….29 Hình 4.1. Cơ cấu diện tích đất năm 2014 huyện Mường Tè……………..... 38 Hình 4.2. Cơ cấu diện tích đất năm 2019 huyện Mường Tè……….…….....45 Hình 4.3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2019………………..…..…..52 Hình 4.4. So sánh sử dụng đất năm 2014 và năm 2019………..…………..53 Hình 4.5. Bản đồ biến động diện tích đất đai giai đoạn 2014 – 2019…...….57 Hình 4.6. Quy trình lập bản đồ biến động cho các giai đoạn kế................. ...63 Hình 4.7. Xử lý biến đông sử dụng đất giai đoạn nghiên cứu…..………..….66 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai là sản phẩm của tự nhiên, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng của môi trường sống, là địa bàn phân bố dân cư, xây dựng các công trình kinh tế văn hoá, xã hội,…Đất đai là điều kiện, nền tảng của mọi ngành sản xuất, vì vậy đất đai có vị trí vô cùng quan trọng trong đời sống của nhân loại. Quản lý Nhà nước đối với đất đai, là một hoạt động không thể thiếu được ở mỗi Quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Trong những năm gần đây, đặc biệt như hiện nay sự ra đời của hệ thống công nghệ địa không gian,(Geographical Information System (GIS)) và viễn thám (RS) đã góp phần phát triển khoa học địa chính ở trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, song song với các công nghệ là sư ra đời nhiều phần mềm hỗ trợ cho việc xây dựng bản đồ, phục vụ cho công tác quản lý đất đai trở nên dễ dàng hơn[13]. Mường Tè là huyện miền núi phía Tây Bắc của Lai Châu, có tổng diện tích đất tự nhiên 268.653,46 ha. Địa hình của huyện bị chia cắt mạnh, nhiều núi cao, hệ thống sông, suối ngắn, nhỏ và có độ đốc lớn chia cắt các xã. Từ năm 2000 trở lại đây, dưới tác động của nhiều yếu tố, tình hình sử dụng đất của Mường Tè có nhiều biến động trên địa bàn huyện nên bất kỳ sự thay đổi nào trong sử dụng đất sẽ tác động mạnh mẽ đến cuộc sống của người đân đồng thời ảnh hưởng đến môi trường sinh thái [12]. Công nghệ xây dựng bản đồ số đã được phát triển mạnh mẽ, cho phép bán tự động hay tự động hoá trong các công đoạn xây dựng bản đồ. Tuỳ thuộc vào khả năng và mức độ trang thiết bị, các số liệu đo đạc, các nguồn tài liệu có sẵn, các tư liệu ảnh hàng không, viễn thám được lưu trữ ở máy tính dưới dạng số, hoặc được số hoá thông qua các thiết bị nhờ sự hỗ trợ của phần mềm dựa trên các tài liệu dạng số, cùng với các công tác xử lý tài liệu như nắn chỉnh, chồng xếp, tổng hợp,…Tất cả đều được thực hiện một cách dễ dàng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 trên máy tính nhờ sự hỗ trợ của các phần mềm chuyên dụng. Trong khi đó hệ thống thông tin địa lý GIS và viễn thám lại chưa được ứng dụng phổ biến một cách rộng rãi và phát huy những ưu điểm của nó trong công tác quản lý, truy cập bản đồ nói riêng và quản lý tài nguyên đất nói chung [1]. Vì vậy, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong công tác xây dựng, sử dụng bản đồ để quản lý đất đai trở nên hết sức cần thiết. Ngoài ưu điểm thuận tiện trong quá trình sử dụng và cập nhật thông tin còn giúp cho việc lưu trữ, bảo quản bản đồ một cách gọn nhẹ, dễ dàng, điều này mang lại nhiều tiện ích trong công tác quản lý tài nguyên đất. Để đáp ứng thực tiễn trong quản lý đất đai cũng như giúp cho các nhà quản lý hoạch định kế hoặc và quy hoặc sử dụng đất đai trong toàn huyện Mường Tè, tôi đã thực hiện đề tài:“Ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất trên địa bản huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu”, mong muốn kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn sẽ là tài liệu tốt, nhằm đánh giá thực trạng tình hình sử dụng đất của đơn vị hành chính cấp huyện, các vùng kinh tế - xã hội của huyện để làm cơ sở đánh giá tình hình quản lý, sử dụng đất đai trong giai đoạn năm 2014 - 2019, đánh giá được sự biến động đất đai so với chu kỳ 5 năm, 10 năm trước và đề xuất cơ chế, chính sách, biện pháp nhằm tăng cường quản lý Nhà nước về đất đai, nâng cao hiệu quả sử dụng đất. Đồng thời, làm cơ sở cho việc lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp huyện giai đoạn 2021 - 2025 và xây dựng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2030. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và vai trò của nó trong công tác quản lý nhà nƣớc về đất đai Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ chuyên đề về đất đai, được biên vẽ trên nền bản đồ địa hình hoặc bản đồ địa chính,…Nội dung của nó phải thể hiện đầy đủ, chính xác vị trí diện tích của các loại đất theo hiện trạng sử dụng, theo thực trạng bề mặt tại thời điểm thành lập. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất được thành lập trong các kỳ kiểm kê đất đai, được sử dụng khi lập quy hoạch sử dụng đất, điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất hoặc khi thực hiện các dự án đầu tư liên quan đến việc sử dụng đất. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thể hiện toàn bộ diện tích của các loại đất, trong đường địa giới hành chính, được xác định theo hồ sơ địa giới hành chính của cơ quan nhà nước có thẩm quyền. Đối với các đơn vị hành chính có biển, thì bản đồ hiện trạng sử dụng đất thể hiện toàn bộ diện tích các loại đất của phần đất liền và các đảo, quần đảo trên biển tính đến đường mép nước biển triều kiệt trung bình. Đối với khu công nghệ cao, khu kinh tế, thì bản đồ hiện trạng sử dụng đất thể hiện toàn bộ diện tích các loại đất trong đường ranh giới sử dụng đất của khu công nghệ cao, khu kinh tế đó[10]. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất được thành lập trên cơ sở thiết kế kỹ thuật dự đoán công trình, theo quy định của Bộ tài nguyên và Môi trường. Trong công tác quản lý nhà nước về đất đai, thì bản đồ hiện trạng sử dụng đất đóng vai trò hết sức quan trọng: Thể hiện kết quả thống kê, kiểm kê đất đai lên bản vẽ. Xây dựng tài liệu cơ bản phục vụ cho việc quản lý lãnh thổ. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 Là tài liệu phục vụ xây dựng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và kiểm tra thực hiện các quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã được phê duyệt của các địa phương và các ngành kinh tế sử dụng đất[10]. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường được xây dựng cho các cấp hành chính: Xã, huyện, tỉnh và toàn quốc. Trước hết phải xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở các cấp cơ sở xã, phường sau đó sẽ dùng bản đồ cấp cơ sở để tổng hợp thành bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện, tỉnh và toàn quốc. Nguồn tư liệu để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất: Qua các thời kỳ phát triển, trong công tác quản lý Nhà nước về đất đai của Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam có nhiều thay đổi, sự phát triển trong mỗi giai đoạn là khác nhau. Vì vậy, tư liệu trắc địa bản đồ và quản lý đất đai rất đa dạng theo các tỷ lệ bản đồ khác nhau. Trên cả nước đã có đầy đủ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 50.000 đến 1/ 100.000 trong hệ toạ độ Gauss và UTM, riêng bản đồ có tỷ lệ 1/25. 000 chỉ có ở một số khu vực. Trong những thập niên 80 của thế kỷ trước, chúng ta đã thành lập được bản đồ giải thửa theo chỉ thị 299/TTg được gần 80% tổng số xã trên toàn quốc. Đến năm 1999 đã đo đạc và lập bản đồ địa chính trên diện tích là 65 nghìn ha đất đô thị và khoảng 25% diện tích đất nông nghiệp. Đã lập xong bộ hồ sơ địa giới quốc gia theo chỉ thị 364/TTg trên bản đồ tỷ lệ 1/25 000” Đây chính là nguồn tư liệu có thể sử dụng để làm bản đồ nền, để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cho cả nước (Cho cấp tỉnh có tỷ lệ từ 1/50.000 đến 1/100. 000, cho toàn quốc từ 1/200. 000 đến 1/ 1.000. 000 ). Ngoài các tài liệu là bản đồ các loại, chúng ta còn số liệu thống kê đất hàng năm, kiểm kê đất định kỳ 5 năm và tài liệu quản lý biến động đất đai thường xuyên hàng năm để làm cơ sở cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 Ngoài ra trên thực tế chúng ta thường dựa trên các cơ sở, các tài liệu thu thập được rồi lựa chọn một cách thức hợp lý nhất trong các cách thức sau để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất: - Đối với những địa phương đã đo vẽ song toàn bộ bản đồ địa chính thì sử dụng bản đồ địa chính để tiếp hành xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã, bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện và cấp tỉnh được tổng hợp từ bản đồ sử dụng đất cấp xã. - Sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở giai đoạn trước rồi đối chiếu với thực địa, có kết hợp với phương pháp trắc địa ở những khu vực có biến động lớn. - Sử dụng bản đồ giải thửa theo chỉ thị 299/TTg kết hợp với bản đồ địa hình và số liệu điều tra bổ sung tại thực địa. - Sử dụng ảnh vệ tinh thời gian không quá 02 năm tính đến thời điểm kiểm kê để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, kết hợp với điều vẽ bổ sung ở ngoài thực địa. Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải phù hợp với bản đồ quy hoạch sử dụng đất, tuỳ theo từng cấp hành chính mà tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất là khác nhau. Ngoài ra tỷ lệ bản đồ còn phụ thuộc vào đặc điểm của các thửa đất, điều kiện tự nhiên của đối tượng sử dụng đất, hiện trạng sử dụng đất của từng địa phương, tùy theo diện tích tự nhiên của xã để lựa chọn tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất các cấp cho phù hợp. Theo quy định chung thì tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất có tỷ lệ tương ứng với từng đơn vị hành chính được thống kê ở bảng 1.1 dưới đây: PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Bảng 1.1.Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất Cấp đơn vị hành chính Tỷ lệ Xã 1:5000 – 1:10 000 Huyện 1:10 000 – 1:25 000 Tỉnh/Thành phố 1:50 000 – 1: 100 000 Toàn quốc 1:200 000 – 1: 1000 000 1.2. Công nghệ GIS và Viễn thám, những ứng dụng trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 1.2.1. Công nghệ GIS và Viễn thám Geotechnology Hình 1.1. Công nghệ GIS và Viễn thám Công nghệ GIS và Viễn thám (Geospatial Technology, GT) có thể được hiểu là công nghệ thu thập, tổng hợp, phân tích, trình diễn, diễn giải, chia sẻ và quản lý các dữ liệu không gian và các các dữ liệu thuộc tính có liên quan. Thông thường, Công nghệ GIS và Viễn thám bao gồm 3 hệ thống cơ bản đó là Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Hệ thống viễn thám (RS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Mặc dù, khi xét về bản chất ứng dụng trong thực tiễn, PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 ba hệ thống cơ bản đó có tính độc lập tương đối nhưng chúng có mối liên hệ chặt chẽ và bổ sung cho nhau, tuỳ theo từng ứng dụng trong mỗi trường hợp nhất định [1][13]. Ngày nay, Công nghệ GIS và Viễn thám đã và đang là một trong những công nghệ thu hút sự quan tâm lớn nhất trên thế giới bên cạnh Công nghệ Sinh học (Biotechnology) và Công nghệ Nano (Nanotechnology) bởi những công dụng và tính năng vượt trội của nó phục vụ quá trình phát triển kinh tế - xã hội, nhất là lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên, quản lý lưu vực và an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia [13]. a. Công nghệ viễn thám (RS) - Khái niệm công nghệ viễn thám Viễn thám được hiểu là một khoa học và nghệ thuật 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 (Nguyễn Ngọc Thạch, Cơ sở viễn thám, 2005) [13]. Hình 1.2. Công nghệ viễn thám Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 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 cácp hương 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. - Hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau. Theo trình tự hoạt động của hệ thống, chúng ta có [1],[13]: 1. Nguồn năng lượng: Thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguồn năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm. Có loại viễn thám sử dụng năng lượng mặt trời, có loại tự cung cấp năng lượng tới đối tượng. 2. Những tia phát xạ và khí quyển: Vì năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng nên sẽ phải tương tác với vùng khí quyển nơi năng lượng đi qua. Sự tương tác này có thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vì năng lượng còn phải đi theo chiều ngược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm. 3. Sự tương tác với đối tượng: Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển. 4. Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm: Sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản xạ từ đối tượng, chúng ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ. Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng. 5. Sự truyền tải, thu nhận và xử lý: Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận-xử lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý sang dạng ảnh. Ảnh này chính là dữ liệu thô. 6. Giải đoán và phân tích ảnh: Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 được. Để lấy được thông tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào. Công đoạn để có thể “nhận biết” này gọi là giải đoán ảnh. 7. Ứng dụng: Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám, được thực hiện khi ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết được từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng mà chúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có, nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể. Hiện nay, viễn thám được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó bao gồm: - Nghiên cứu địa chất: Viễn thám từ lâu đã được ứng dụng để giải đoán các thông tin địa chất. Dữ liệu viễn thám được dùng cho giải đoán là các ảnh máy bay, ảnh vệ tinh và ảnh radar. Lĩnh vực dùng dữ liệu này có thể là địa mạo, cấu trúc địa chất, trầm tích, khai khoáng, dầu mỏ, địa tầng, địa chất công trình, nước ngầm và các nghiên cứu về địa chất môi trường. - Nghiên cứu môi trường: Viễn thám là phương tiện hữu hiệu để nghiên cứu môi trường đất liền (xói mòn, ô nhiễm), môi trường biển (đo nhiệt độ, màu nước biển, gió sóng). - Nghiên cứu khí hậu và quyển khí (đặc điểm tầng ozon, mây, mưa, nhiệt độ, quyển khí), dự báo bão và nghiên cứu khí hậu qua dữ liệu thu từ vệ tinh khí tượng. - Nghiên cứu thực vật, rừng: Viễn thám cung cấp ảnh có diện phủ toàn cầu nghiên cứu thực vật theo ngày, mùa vụ, năm, tháng và theo giai đoạn. Thực vật là đối tượng đầu tiên mà ảnh viễn thám vệ tinh thu nhận được thông tin. Trên ảnh viễn thám chúng ta có thể tính toán sinh khối, độ trưởng thành và sâu bệnh trên chỉ số thực vật, có thể nghiên cứu cháy rừng qua các ảnh vệ tinh. - Nghiên cứu thủy văn: Mặt nước và các hệ thống dòng chảy được hiển thị rất rõ trên các ảnh vệ tinh và có thể khoanh vi được chúng. Dữ liệu ảnh vệ PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 tinh được ghi nhận trong mùa lũ là dữ liệu được sử dụng để tính toán diện tích thiên tai và cho khả năng dự báo lũ lụt. - Nghiên cứu các hành tinh khác: Các dữ liệu viễn thám thu từ vệ tinh cho phép nghiên cứu các vì sao và mặt trăng. Trong nội dung của chuyên đề này tác giả sẽ tập trung vào nghiên cứu ứng dụng của ảnh vệ tinh Modis trong trích xuất thông tin điểm dị thường nhiệt phục vụ cho công tác phòng chữa cháy rừng ở Việt Nam. b. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Khái niệm hệ thống thông tin địa lý: Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây [1][13]. GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ. Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v... GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ,các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân v.v... đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền bản đồ số nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu bản đồ đầu vào. Có nhiều định nghĩa về GIS, nhưng nói chung đã thống nhất quan niệm chung: GIS là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định [1][13]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
11 Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể. Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng. Có thể nói các chức năng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS. Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, GIS có thể được hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông tin trợ giúp quyết định phục vụ các nhà quản lý. Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Cơ sở tri thức chuyên gia. Hình 1.3. Hệ thống thông tin địa lý GIS * GIS là CSDL số chuyên dụng trong đó hệ trục tạo độ không gian là phương tiện tham chiếu chính. GIS bao gồm các công cụ để thực hiện các công việc sau đây: - Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, số liệu điều tra và các nguồn khác. - Lưu trữ dữ liệu, khai thác, truy vấn CSDL. - Biến đổi dữ liệu, phân tích, mô hình hóa, bao gồm các dữ liệu thống kê và dữ liệu không gian. - Lập báo cáo, bao gồm các bản đồ chuyên đề, các bảng biểu, biểu đồ và kế hoạch. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
12 Từ định nghĩa trên ta thấy rõ ba vấn đề sau của GIS. Thứ nhất, GIS có quan hệ với ứng dụng CSDL, toàn bộ thông tin trong GIS đều liên kết với tham chiếu không gian, CSDL GIS sử dụng tham chiếu không gian như phương tiện chính để lưu trữ và xâm nhập thông tin. Thứ hai, GIS là công nghệ tích hợp, hệ GIS đầy đủ có các khả năng phân tích bao gồm phân tích ảnh máy bay, ảnh vệ tinh hay tạo lập mô hình thống kê, vẽ bản đồ... Cuối cùng, GIS được không chỉ xem như tiến trình phần cứng, phần mềm rời rạc mà còn được sử dụng vào trợ giúp quyết định[13]. GIS là hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hóa và hiển thị các dữ liệu qui chiếu không gian để giải quyết các vấn đề quản lý và lập kế hoạch phức tạp. Độ phức tạp của thế giới thực là không giới hạn, song con người luôn mong lưu trữ, quản lý các dữ liệu về thế giới thực thế nên phải có CSDL lớn vô hạn để lưu trữ thông tin chính xác về chúng. Do vậy, để lưu trữ được dữ liệu không gian của thế giới thực và máy tính thì phải giảm số lượng dữ liệu đến mức có thể quản lý được bằng tiến trình đơn giản hóa hay trừu tượng hóa. Trừu tượng là đơn giản một cách thông minh, trừu tượng cho ta tổng quát hóa và ý tưởng hóa vấn đề đang xem xét, loại bỏ các chi tiết dư thừa mà chỉ tập trung vào các điểm chính, cơ bản. Các đặc trưng đại lý phải được biểu diễn bởi các thanh phần rời rạc hay các đối tượng để lưu vào CSDL máy tính[13]. Ý nghĩa chủ yếu của tin học hóa thông tin địa lý là khả năng tích hợp các kiểu và nguồn dữ liệu khác biệt. Mục tiêu của GIS là cung cấp cấu trúc một cách hệ thống để quản lý các thông tin địa lý khác nhau và phức tạp, đồng thời cung cấp các công cụ, các thao tác hiển thị, truy vấn, mô phỏng... Cái GIS cung cấp là cách thức suy nghĩ mới về không gian. Phân tích không gian không chỉ là truy cập mà còn cho phép khai thác các quan hệ và tiến trình biến đổi của chúng. GIS lưutrữ thông tin thế giới thực thành các tầng bản đồ chuyên đề mà chúng có khả năng liên kết địa lý với nhau [13]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma