Ứng dụng công nghệ viễn thám và gis để xác định biến động đất đai trên địa bàn phường vĩnh trại, tp. lạng sơn giai đoạn 2003 - 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

----------------------------

lª thÞ thuú v©n

øng dông c«ng nghÖ viÔn th¸m vµ GIS ®Ó x¸c ®Þnh

biÕn ®éng ®Êt ®ai trªn ®Þa bµn ph­êng VÜnh Tr¹i,

thµnh phè L¹ng S¬n giai ®o¹n 2003-2008

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Mã số : 60.62.16

Người hướng dẫn khoa học : TS. NguyÔn thanh xu©n

HÀ NỘI - 2010

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết

quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong

bất kỳ công trình nào.

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận

văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn đã chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 27 tháng 01 năm 2010

Tác giả luận văn

Lê Thị Thuỳ Vân

ii

LỜI CẢM ƠN

§Ó hoµn thµnh ®­îc b¶n luËn v¨n nµy, t«i ®· nhËn ®­îc sù gióp ®ì tËn

t×nh cña TS. NguyÔn Thanh Xu©n - Gi¸m ®èc Trung t©m ViÔn th¸m - ViÖn

Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ N«ng nghiÖp, sù quan t©m t¹o ®iÒu kiÖn cña Trung t©m

viÔn th¸m Quèc Gia, Së Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng tØnh L¹ng S¬n, Phßng Tµi

nguyªn vµ M«i tr­êng thµnh phè L¹ng S¬n, Khoa Sau ®¹i häc, Ban chñ nhiÖm

Khoa Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng, ®· t¹o ®iÒu kiÖn cho t«i häc tËp vµ gióp ®ì

t«i trong suèt thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi.

T«i xin göi tíi gia ®×nh, b¹n bÌ, nh÷ng ng­êi th©n vµ ®ång nghiÖp n¬i t«i

®ang c«ng t¸c ®· gióp ®ì, ®éng viªn t«i trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp vµ thùc

hiÖn ®Ò tµi.

Tù ®¸y lßng m×nh, t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì tËn t×nh vµ quý

b¸u ®ã !

Hµ Néi, ngµy 27 th¸ng 01 n¨m 2010

T¸c gi¶

Lª ThÞ Thuú V©n

iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

1. MỞ ĐẦU i

1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2. Mục đích của đề tài 2

1.3. Yêu cầu của đề tài 2

2. TỔNG QUAN 3

2.1. Công nghệ viễn thám 3

2.2. Hệ thống thông tin địa lý(GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 17

2.3. Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ viễn thám. 27

2.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. 32

2.5. Khái quát chung về biến động 37

3. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 44

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 44

3.2. Nội dung nghiên cứu 44

3.3. Phương pháp nghiên cứu 45

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47

4.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội 47

4.1.1. Điều kiện tự nhiên 47

4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 49

4.1.3. Tìm hiểu thực trạng công tác quản lý đất đai của phường từ

2003 -2008 52

iv

4.1.4. Tình hình sử dụng và phân bố đất đai của phường từ 2003 -2008. 53

4.2. Trình tự, nội dung xử lý, phân tích ảnh viễn thám có độ phân giải

cao để lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 55

4.2.1. Thu thập tư liệu 56

4.2.2. Nhập ảnh 57

4.2.3. Tăng cường chất lượng ảnh 57

4.2.4. Nắn chỉnh tư liệu ảnh 57

4.2.5. Phân loại ảnh 62

4.2.6. Giải đoán ảnh lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 71

4.2.7. Lập bản đồ biến động sử dụng đất 72

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ lxxvii

5.1. Kết luận lxxvii

5.2. Đề nghị lxxvii

TÀI LIỆU THAM KHẢO lxxix

PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.

v

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang

2.1. Bảng so sánh hai phương pháp giải đoán ảnh viễn thám 12

2.2. Bảng ma trận biến động giữa hai thời gian a và b 41

4.1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2008 của phường Vĩnh Trại 54

4.2. Các điểm khống chế dùng nắn ảnh 2003 60

4.3. Bảng sai số RMS sau khi nắn ảnh 2003Error! Bookmark not defined.

4.4. Các điểm khống chế dùng nắn ảnh 2008 60

4.5. Bảng sai số RMS sau khi nắn ảnh 2008Error! Bookmark not defined.

4.6. Bảng xây dựng tệp mẫu ảnh năm 2003Error! Bookmark not defined.

4.7. Các loại hình sử dụng đất của phường Vĩnh Trại 63

4.8. So sánh sự khác biệt giữa các mẫu phân loại ảnh 2003 64

4.9. Bảng xây dựng tệp mẫu ảnh năm 2008Error! Bookmark not defined.

4.10. So sánh sự khác biệt giữa các mẫu phân loại ảnh 2008Error! Bookmark not defined.

4.11. Mẫu khoá giải đoán ảnh vệ tinh 67

4.12. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2003 68

4.13. Bảng đánh giá độ chính xác phân loại ảnh năm 2003 69

4.14. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2008 69

4.15. Bảng đánh giá kết quả phân loại năm 2008 70

4.16. Thống kê diện tích đất giải đoán năm 2003 72

4.17. Thống kê diện tích đất giải đoán năm 2008 72

4.18. Thống kê diện tích biến động giai đoạn 2003-2008Error! Bookmark not defined.

4.19. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2003-2008 phường Vĩnh Trại 73

4.20. Diện tích biến động từng loại đất giai đoạn 2003 - 2008 73

4.21. So sánh sự thay đổi diện tích các loại đất từ 2003-2008 74

vi

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

2.1. Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám 4

2.2. Nguồn dữ liệu viễn thám 5

2.3. Nghiên cứu núi lửa Error! Bookmark not defined.

2.4. Nghiên cứu địa chất 13

2.5. Nghiên cứu sóng thần 14

2.6. Nghiên cứu bão nhiệt đới Choi-Wan Error! Bookmark not defined.

2.7. Biến động tầng ô zôn Error! Bookmark not defined.

2.8. Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt Error! Bookmark not defined.

2.9. Theo dõi nạn phá rừng nhiệt đới 15

2.10. Ứng dụng ảnh viễn thám trong thành lập bản đồError! Bookmark not defined.

2.11. Một bản đồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhauError! Bookmark not defined.

2.12. Thành phần chính của một hệ GIS 19

2.13. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 21

2.14. Trạm thu ảnh vệ tinh&Trung tâm Quản lý Dữ liệu quốc gia. 35

2.15. Bản đồ ngập lụt tỷ lệ 1/100.000 thu nhỏ (Huế) 37

2.16. Phương pháp phân loại dữ liệu đa thời gian 39

2.17. Phương pháp đánh giá biến động tạo thay đổi phổ 40

2.18. Chỉ số thực vật qua hai mùa khác nhau trong năm 41

2.19. Phương pháp đánh giá biến động sau phân loại 42

4.1. Cơ cấu sử dụng đất năm 2008 của phường Vĩnh Trại 55

4.2. Trình tự giải đoán ảnh viễn thám bằng công nghệ số 56

4.3. Tư liệu ảnh viễn thám 57

4.4. Ảnh tước khi được nắn Error! Bookmark not defined.

4.5. Bản đồ địa hình của phường Vĩnh Trại trên phần mềm MapInfo 59

4.6. Thực hiện nắn ảnh theo bản đồ trên ENVI 59

vii

4.7. Lựa chọn thông số để nắn ảnh trên ENVIError! Bookmark not defined.

4.8. Bảng nhập toạ độ các điểm khống chế để nắn ảnh 60

4.9. Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu Error! Bookmark not defined.

4.10. Ảnh được cắt theo ranh giới phường Vĩnh TrạiError! Bookmark not defined.

4.11. Ảnh tham chiếu và ảnh cần nắn Error! Bookmark not defined.

4.12. Lựa chọn phương pháp nắn ảnh theo ảnhError! Bookmark not defined.

4.13. Bảng nhập toạ độ các điểm khống chế để nắn ảnhError! Bookmark not defined.

4.14. Vị trí các điểm khống chế trên ảnh Error! Bookmark not defined.

4.15. Ảnh được cắt theo ranh giới phường Vĩnh Trại năm 2008 62

4.16. Xây dựng tệp mẫu cho ảnh Error! Bookmark not defined.

4.17. Lấy mẫu đất mặt nước Error! Bookmark not defined.

4.18. Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng đấtError! Bookmark not defined.

4.19. Kết quả lấy mẫu cho các loại hình sử dụng đất năm 2003Error! Bookmark not defined.

4.20. Quá trình lấy mẫu cho các loại hình sử dụng đất năm 2008Error! Bookmark not defined.

4.21. Kết quả lấy mẫu cho các loại hình sử dụng đất năm 2008Error! Bookmark not defined.

4.22. Lựa chọn phương pháp phân loại Error! Bookmark not defined.

4.23. Kết quả phân loại ảnh 2003 Error! Bookmark not defined.

4.24. Kết quả xử lý lọc nhiễu phân loại ảnh 2003Error! Bookmark not defined.

4.25. Ảnh 2003 sau khi phân loại và lọc nhiễu chuyển sang vectorError! Bookmark not defined.

4.26. Ảnh 2003 dạng vector xuất sang ArcViewError! Bookmark not defined.

4.27. Kết quả phân loại và xử lý lọc nhiễu phân loại ảnh 2008Error! Bookmark not defined.

4.28. Ảnh 2008 sau khi phân loại và lọc nhiễu chuyển sang vectorError! Bookmark not defined.

4.29. Ảnh 2008 dạng vector xuất sang ArcViewError! Bookmark not defined.

4.30. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 2003 thành lập trên ArcViewError! Bookmark not defined.

4.31. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 2008 thành lập trên ArcView 72

4.32. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 2008 thành lập trên ArcViewError! Bookmark not defined.

4.33. Sự biến động các loại đất giai đoạn 2003 -2008 75