zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Ứng dụng tư liệu viễn thám và GIS chiết tách đất xây dựng và đất trống khu vực thị xã Điện Biên - Quảng Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

38
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ứng dụng tư liệu viễn thám và GIS chiết tách đất xây dựng và đất trống khu vực thị xã Điện Biên - Quảng Nam được thực hiện nhằm chiết tách đất xây dựng và đất trống ở khu vực đô thị cụ thể là thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam thông qua các chỉ số NDBI và UI được xác định từ ảnh vệ tinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng tư liệu viễn thám và GIS chiết tách đất xây dựng và đất trống khu vực thị xã Điện Biên - Quảng Nam

ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS CHIẾT TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG VÀ ĐẤT TRỐNG KHU VỰC THỊ XÃ ĐIỆN BÀN – QUẢNG NAM Nguyễn Thanh Hòa 1 TÓM TẮT Quá trình đô thị hóa không chỉ làm gia tăng bề mặt không thấm mà còn xuất hiện cả những diện tích đất trống trong đô thị do bỏ hoang đất canh tác nông nghiệp hoặc các dự án “treo”. Phương pháp phân loại ảnh viễn thám để thành lập bản đồ sử dụng đất trong đó có đất trống và đất xây dựng thường cho kết quả với độ chính xác không cao do các đối tượng này dễ bị nhầm lẫn trên ảnh. Do đó, sử dụng phương pháp chiết tách đất xây dựng từ ảnh chỉ số cho kết quả nhanh chóng và hiệu quả hơn. Nghiên cứu này, sử dụng chỉ số NDBI và UI để chiết tách đất xây dựng và đất trống khu vực thị xã Điện Bàn – Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy với thị xã Điện Bàn – Quảng Nam để chiết tách đất xây dựng và đất trống dùng chỉ số NDBI tốt hơn chỉ số UI. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đó về việc sử dụng ảnh chỉ số để chiết tách đất xây dựng và đất trống. Từ khóa: Viễn thám, GIS, NDBI, UI, Điện Bàn,... Nhận bài: 16/6/2022; Sửa chữa: 21/6/2022; Duyệt đăng: 23/6/2022. 1. Đặt vấn đề được yêu cầu trên. Xuất phát từ những vấn đề đã nêu, nghiên cứu này được thực hiện nhằm chiết tách đất xây Đô thị hóa là một quá trình tất yếu ở mỗi quốc gia, dựng và đất trống ở khu vực đô thị cụ thể là thị xã Điện trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa Bàn, tỉnh Quảng Nam thông qua các chỉ số NDBI và UI ở mỗi nước cũng diễn ra theo xu hướng nhanh, chậm được xác định từ ảnh vệ tinh. khác nhau bởi nó phụ thuộc vào điều kiện và trình độ phát triển kinh tế - xã hội ở quốc gia đó. Tại Việt Nam, 2. Dữ liệu và phạm vi nghiên cứu thời gian qua, quá trình đô thị hóa đã diễn ra mạnh Thị xã Điện Bàn thuộc tỉnh Quảng Nam có diện tích mẽ tại các đô thị lớn, tạo hiệu ứng thúc đẩy đô thị hóa tự nhiên là 21.471 ha, trong đó có 10.046 ha đất nông nhanh lan toả diện rộng trên phạm vi các tỉnh, các vùng nghiệp. Dân số là 203.295 người. Đơn vị hành chính và cả nước, nhiều đô thị mới, khu đô thị mới được hình gồm 20 xã, phường trong đó phường Vĩnh Điện là thành phát triển; nhiều đô thị cũ được cải tạo, nâng cấp trung tâm thị xã. hạ tầng cơ sở,… Điều này cho thấy, các đô thị Việt Nam đã và đang rất được chú trọng phát triển để nâng tầm Địa bàn thị xã Điện Bàn trải từ 15050’ đến 15057’ cao với kiến trúc hiện đại. Quá trình đô thị hóa diễn ra vĩ độ Bắc và từ 1080 đến 108020’ kinh độ Đông, cách nhanh và rộng khắp tại nhiều địa phương không chỉ tác tỉnh lỵ Tam Kỳ 48km về phía Bắc, cách thành phố Đà động làm gia tăng dân số ở khu vực thành thị mà còn Nẵng 25km về phía Nam. Phía Bắc giáp huyện Hòa tác động đáng kể đến hệ sinh thái, hệ thống thủy văn, Vang (thành phố Đà Nẵng), phía Nam giáp huyện Duy đa dạng sinh học và khí hậu địa phương, tạo ra hiện Xuyên, phía Đông Nam giáp thành phố Hội An, phía tượng đảo nhiệt đô thị. Việc nghiên cứu sự mở rộng Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp huyện Đại Lộc. không gian đô thị và một trong những kết quả là hiện Tư liệu vệ tinh Landsat 8 của khu vực thị xã Điện tượng đảo nhiệt đô thị luôn cần những dữ liệu chính Bàn được tải từ trang https://earthexplorer.usgs.gov/ xác về đô thị như kích thước, hình dạng và bối cảnh của Hội khảo sát địa chất Hoa Kỳ với thông tin trong không gian. Do đó, cần phải áp dụng một số kỹ thuật bảng dưới đây: để nhanh chóng cung cấp thông tin về tình hình phân Mã ảnh Ngày chụp Độ phân giải (m) bố sử dụng đất đô thị giúp các nhà quản lý xây dựng có thêm cái nhìn tổng thể về chiến lược phát triển bền LC08_L2SP_124049_ 09/07/2020 30x30 20200709_20200912_ vững. Công nghệ GIS và viễn thám cùng với những áp 02_T1 dụng khoa học công nghệ hiện đại khác có thể đáp ứng 1 Khoa Công trình, Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải 72 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2022
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 3. Phương pháp nghiên cứu 3.1. Tiền xử lý ảnh viễn thám Ảnh Landsat 8 khu vực thị xã Điện Bàn, Quảng Nam sau khi được tải về từ Internet cần được hiệu chỉnh bức xạ và hiệu chỉnh khí quyển. Hiệu chỉnh bức xạ là quá trình chuyển đổi giá trị số nguyên thành giá trị bức xạ điện từ thu nhận được bởi Kênh 5 Kênh 6 bộ cảm. Hiệu chỉnh bức xạ nhằm loại bỏ sự khác biệt giữa giá trị ghi trong ảnh và giá trị phản xạ phổ bề mặt, giúp giảm sự khác biệt giá trị phản xạ phổ của các đối tượng ở các Sensors khác nhau. Lλ = ML * Qcal + AL (1) Trong đó: + ML, AL là hệ số chuyển đổi (các giá trị của các Kênh 7 thông số này nằm trong metadata của ảnh Landsat 8). 3.2. Chiết tách đất xây dựng và đất trống bằng + Qcal là giá trị số của ảnh (DN). ảnh chỉ số Bức xạ điện từ thu nhận được bởi bộ cảm chịu ảnh hưởng của khí quyển. Hiệu chỉnh khí quyển là làm giảm ảnh hưởng của sự hấp thụ, tán xạ gây ra bởi các thành phần có trong khí quyển đến giá trị phản xạ bề mặt. ρ’ = [Mp. Qcal + Ap]/ sinθse (2) Trong đó: + ρ’ - giá trị phản xạ phổ tại đỉnh khí quyển (TOA reflectance); + Mp, Ap - hệ số chuyển đổi; + Qcal - giá trị số nguyên của ảnh. 3.2. Phương pháp tạo ảnh chỉ số từ việc chiết tách đất đô thị UI, NDBI là các chỉ số đô thị được đề xuất đối với các cảm biến của Landsat 7 TM đã được điều chỉnh cho phù hợp với các kênh phổ của ảnh vệ tinh Landsat 8 theo các công thức (3) và (4). Chỉ số UI được Kawamura và cộng sự phát triển để chiết tách đất đô thị khu vực Colombo - Sri Lanka từ ảnh Landsat TM [2]. SWIR 2 NIR Band 7 Band 5 UI SWIR 2 NIR Band 7 Band 5 (3) Căn cứ vào đặc tính phản xạ phổ của đất xây dựng là phản xạ thấp với bước sóng NIR và phản xạ cao với bước sóng MIR; Zha, Gao và Ni đã phát triển chỉ số NDBI bằng cách sử dụng kênh 5 (NIR) và kênh 6 (SWIR) của ảnh Landsat TM để hỗ trợ lập bản đồ khu vực đô thị [1] 3.3. Đánh giá độ chính xác SWIR1 NIR Band 6 Band 5 NDBI (4) Để đánh giá độ chính xác, kiểm tra ngẫu nhiên từ ảnh SWIR1 NIR Band 6 Band 5 3. Kết quả nghiên cứu phân ngưỡng chỉ số UI và NDBI năm 2020 với file .shp dạng line lớp dân cư được chiết tách từ bản đồ địa hình 3.1. Ảnh vệ tinh đã được xử lý khu vực thị xã Điện Bàn, Quảng Nam tỷ lệ 1/50000 được Kênh 5, 6, 7 được hiệu chỉnh khí quyển với các giá thành lập năm 2019. Lớp đất dân cư tương đối chồng trị Mρ = 0.00002; Aρ = -0.1 và θse = 64.722031210 khít với ảnh phân ngưỡng chỉ số UI và NDBI năm 2020 cho thấy độ chính xác tổng thể khá tốt. Chuyên đề II, tháng 6 năm 2022 73
Kết quả đánh giá định lượng cho thấy độ chính xác các đối tượng khác. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với toàn cục khi sử dụng các chỉ số NDBI và UI đạt được các nghiên cứu trước đó. lần lượt là 92,33 và 89,94. Hệ số Kappa tương ứng là - Chiết tách đất xây dựng: Dùng chỉ số NDBI tốt 0,78 và 0,72. Để có thêm sự so sánh, bản đồ lớp phủ hơn chỉ số UI đối với khu vực thị xã Điện Bàn, Quảng thành lập từ ảnh vệ tinh phân loại dựa trên thuật toán Nam. Cả hai chỉ số NDBI và UI đều phân nhầm nước xác suất cực đại, độ chính xác toàn cục chỉ đạt 70,24 và sông vào đất xây dựng. hệ số Kapa tương ứng là 0,58. Điều này cho thấy việc sử dụng ảnh chỉ số vừa nhanh chóng và hiệu quả hơn. - Chiết tách đất trống: Dùng chỉ số NDBI tốt hơn, chỉ số UI tuy nhiên hai chỉ số này vẫn bị nhầm lẫn đất 4. Kết luận trống ở một số vị trí. Qua quá trình nghiên cứu cơ sở lý thuyết và chiết Chiết tách đất xây dựng và đất trống từ ảnh viễn tách đất xây dựng và đất trống từ ảnh viễn thám bằng thám giúp nhanh chóng cập nhật thông tin về tình ảnh chỉ số với khu vực thị xã Điện Bàn, Quảng Nam, hình sử dụng đất đô thị phục vụ cho công tác quản lý một số kết luận được rút ra như sau: đất đai của các địa phương được tốt hơn, giúp chính - Các chỉ số đều phản ánh đất xây dựng ứng với quyền địa phương có những chính sách phù hợp để ngưỡng giá trị cao, tiếp đến là đất trống và thấp nhất là phát triển một cách bền vững■ TÀI LIỆU THAM KHẢO 4. Xu, H.Q (2008). A new index for delineating 1. Zha, Y., J. Gao, and S. Ni (2003). “Use of normalized built-up land features in satellite imagery. difference built-up index in automatically mapping urban In t . J . R e m o t e S e n s . , 2 9 , 4 2 6 9 – 4 2 7 6 . h t t p s : / / d o i . areas from TM imagery.” International Journal of Remote org/10.1080/01431160802039957 Sensing, 24, no. 3: 583-594. 5. Qian, J.; Zhou, Q.; Chen, X (2010). Improvement of urban 2. Kawamura, M.; Jayamana, S.; Tsujiko, Y (1996). Relation land use and land cover classification approach in arid between social and environmental conditions in Colombo areas. In Proceedings of the International Society for Optics Sri Lanka and the urban index estimated by satellite and Photonics Image and Signal Processing for Remote remote sensing data. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens, Sensing XVI, Toulouse, France, 20–22 September. 31, 321–326 6. Zhou, Y.; Yang, G.; Wang, S.; Wang, L.; Wang, F.; Liu, X 3. Xu, H. Analysis of impervious surface and its impact on (2014). A new index for mapping built-up and bare land urban heat environment using the normalized difference areas from Landsat-8 OLI data. Remote Sens. Lett., 5, 862– impervious surface index (NDISI). Photogramm. Eng. 871. Remote Sens. 2010, 76, 557–565 APPLICATION OF REMOTE SENSING IMAGE DATA AND GIS SEPARATING CONTRUCTION LAND AND BARE LAND IN DIEN BAN – QUANG NAM Nguyen Thanh Hoa University of Transport Technology ABSTRACT The process of urbanization not only increases the impermeable surface, but also appears vacant land in the city due to abandoned agricultural land or "hanging" projects. The method of classifying remote sensing images to create land use maps including bare land and construction land often gives results with low accuracy because these objects are easily confused on the image. Using the soil extraction method constructed from index images gives quicker and more efficient results. This study uses NDBI and UI indexes to extract construction land and bare land in Dien Ban - Quang Nam. The study results show that for Dien Ban - Quang Nam to extract construction land and bare land using NDBI index better than UI index. This result is also consistent with previous studies on using index images to extract construction land and bare land. Key words: Remote sensing, GIS, NDBI, UI, Dien Ban,... 74 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2022

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.