Ứng dụng viễn thám và gis đánh giá biến động sử dụng đất địa bàn thành phố đông hà tỉnh quảng trị giai đoạn 2005 - 2015.

HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

KHOA ĐỊA LÝ

----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG

SỬ DỤNG ĐẤT ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÔNG HÀ

TỈNH QUẢNG TRỊ GIAI ĐOẠN 2005-2015

Sinh viên thực hiện : Lê Thị Liên

Chuyên ngành : Cử nhân Địa lý tự nhiên

Lớp : 12CDMT

Ngƣời hƣớng dẫn : Th.S Nguyễn Thị Diệu

Đà Nẵng, 05/2016

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 1

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngoài sự

cố gắng nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều cơ quan,

đoàn thể và cá nhân.

Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Nguyễn Thị Diệu là người đã tận

tình giúp đỡ, hướng dẫn trực tiếp cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đồng

thời tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa và các bạn trong tập thể 12CDMT đã

giúp đỡ tôi trong trong suốt quá trình học tập tại giảng đường đại học.

Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp do có nhiều hạn chế về thời gian

và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của thầy cô để

bài khóa luận được hoàn thiện hơn.

Đà Nẵng, ngày 7 tháng 5 năm 2016

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 2

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU ..........................................................................................................7

1. Đặt vấn đề....................................................................................................................7

2. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................................8

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................8

3.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................8

3.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................8

4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................8

4.1. Phương pháp thu thập dữ liệu ...........................................................................8

4.2. Phương pháp viễn thám ....................................................................................9

4.3. Phương pháp bản đồ..........................................................................................9

4.4. Phương pháp thống kê .......................................................................................9

4.5. Phương pháp thực địa........................................................................................9

5. Lịch sử nghiên cứu ......................................................................................................9

5.1. Trên thế giới.......................................................................................................9

5.2. Ở Việt Nam.......................................................................................................10

6. Cấu trúc của đề tài .....................................................................................................11

PHẦN 2: NỘI DUNG ....................................................................................................12

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................12

1.1. Đất đai và biến động đất đai...................................................................................12

1.1.1. Định nghĩa về đất đai....................................................................................12

1.1.2. Định nghĩa về biến động đất đai...................................................................12

1.1.2.1. Biến động ..............................................................................................12

1.1.2.2. Biến động sử dụng đất...........................................................................12

1.1.3. Các khái niệm về sử dụng đất và lớp phủ đất...............................................13

1.1.4. Các hệ thống phân loại sử dụng đất hiện nay ..............................................14

1.2. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và công nghệ viễn thám (RS)..............................14

1.2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ....................................................................14

1.2.1.1. Khái niệm ..............................................................................................14

1.2.1.2. Các thành phần và chức năng của GIS..................................................15

1.2.1.3. Mô hình Vector và Raster .....................................................................16

1.2.1.4. Các đặc điểm của GIS ...........................................................................17

1.2.2. Công nghệ viễn thám (Remote Sensing) .......................................................19

1.2.2.1. Các khái niệm liên quan ........................................................................19

1.2.2.2. Các nguyên lý cơ bản của viễn thám.....................................................19

1.2.2.3. Các đặc trưng cơ bản của ảnh LANDSAT............................................21

1.2.3. Các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu ....................................................23

1.2.3.1. Phần mềm xử lý và giải đoán ảnh viễn thám ENVI..............................23

1.2.3.2. Phần mềm ArcGIS.................................................................................24

1.2.3.3. Khả năng ứng dụng của phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin

địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất .............................................................26

1.3. Các phương pháp phân tích biến động sử dụng đất ...............................................26

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 3

CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP

BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TP.ĐÔNG HÀ TỈNH QUẢNG TRỊ........28

2.1. Khái quát chung khu vực nghiên cứu.....................................................................28

2.1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................28

2.1.2. Điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên TP. Đông Hà.........................30

2.1.2.1. Địa hình, địa mạo ..................................................................................30

2.1.2.2. Khí hậu ..................................................................................................30

2.1.2.3. Thủy văn................................................................................................31

2.1.2.4. Tài nguyên đất.......................................................................................32

2.1.2.5. Tài nguyên nước....................................................................................32

2.1.2.6. Tài nguyên rừng ....................................................................................33

2.1.2.7. Tài nguyên khoáng sản..........................................................................33

2.1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội TP. Đông Hà........................................................33

2.1.3.1. Kinh tế ...................................................................................................33

2.1.3.2. Dân số, lao động – việc làm ..................................................................34

2.2. Quy trình và các bước giải đoán ảnh thành lập bản đồ biến động sử dụng đất......35

2.2.1. Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất......................................35

2.2.2. Các bước thực hiện giải đoán ảnh................................................................37

2.3.Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất thời điểm

2005, 2010 và 2015 .......................................................................................................37

2.3.1. Khái quát nguồn tư liệu và lựa chọn hệ thống phân loại .............................37

2.3.1.1. Khái quát nguồn tư liệu .........................................................................37

2.3.1.2. Lựa chọn hệ thống phân loại .................................................................40

2.3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất các thời điểm 2005, 2010 và 2015

.......................................................................................................................................41

2.3.2.1. Các bước thực hiện giải đoán bằng phần mềm ENVI...........................43

2.3.2.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005, 2010 và 2015......54

2.4. Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất từng giai đoạn........................................58

2.4.1. Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010....................................59

2.4.2. Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015....................................59

2.4.3. Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2015....................................60

CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ

DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN 2005 – 2015 THÀNH PHỐ ĐÔNG HÀ-TỈNH QUẢNG

TRỊ ..................................................................................................................................60

3.1. Đánh giá biến động sử dụng đất.............................................................................60

3.1.1. Các chỉ tiêu phản ánh biến động sử dụng đất ..............................................60

3.1.1.1. Tỉ lệ biến động.......................................................................................60

3.1.1.2. Xu hướng biến động..............................................................................60

3.1.1.3. Hệ thống sử dụng đất.............................................................................61

3.1.1.4. Chu chuyển đất đai................................................................................61

3.1.2. Kết quả đánh giá biến động sử dụng đất TP. Đông Hà-tỉnh Quảng Trị cho

từng giai đoạn................................................................................................................63

3.1.2.1. Kết quả đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010.............63

3.1.2.2. Kết quả đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015.............65

3.1.2.3. Kết quả đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2015.............67

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 4

3.2. Định hướng sử dụng đất giai đoạn 2015-2020 .......................................................70

3.2.1. Nguyên nhân biến động sử dụng đất ............................................................70

3.2.1.1. Những tác động của sự tăng nhu cầu sử dụng đất cho phát triển kinh tế.

Quá trình phát triển đô thị, các khu dân cư nông thôn ..................................................71

3.2.1.2. Sự chuyển đổi mục đích sử dụng đất ....................................................72

3.2.2. Dự báo biến động sử dụng đất năm 2020 và năm 2025 ...............................73

3.2.3. Định hướng sử dụng đất hợp lý ....................................................................76

3.2.3.1. Nhóm đất nông nghiệp ..........................................................................76

3.2.3.2. Nhóm đất phi nông nghiệp ....................................................................76

3.2.3.3. Nhóm đất chưa sử dụng.........................................................................76

PHẦN 3: KẾT LUẬN....................................................................................................77

1. Những kết quả đạt được ............................................................................................77

2. Những tồn tại của luận văn........................................................................................77

PHỤ LỤC I: MA TRẬN SAI SỐ PHÂN LOẠI ẢNH................................................79

PHỤ LỤC II: SỰ KHÁC BIỆT KHI CHỌN MẪU....................................................81

PHỤ LỤC III: CÁC ĐIỂM THỰC ĐỊA......................................................................84

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................85

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 5

MỤC LỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 : Đặc điểm tổng quát của các vệ tinh Landsat...............................................22

Bảng 1.2 :Ứng dụng chính của ảnh Landsat 5 và 8 trong nghiên cứu..........................22

Bảng 1.3 :Đặc trưng Bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 5 (TM) và Landsat 8

(OLI/TIRS)....................................................................................................................23

Bảng 2.1 : Cơ cấu kinh tế thành phố Đông Hà giai đoạn 2010-2014 ...........................33

Bảng 2.2 : Hệ thống phân loại đất.................................................................................37

Bảng 2.3 : Thông số dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat năm 2005, 2010, 2015 ....................40

Bảng 2.4 : Hệ thống phân loại sử dụng đất dùng cho bản đồ hiện trạng sử dụng đất TP.

Đông Hà.........................................................................................................................40

Bảng 2.5 : Tổ hợp màu của các kênh ảnh được sử dụng ..............................................43

Bảng 2.6 :Lựa chọn các mẫu để phân loại ...................................................................47

Bảng 2.7 : Kết quả diện tích năm 2005.........................................................................54

Bảng 2.8 : Kết quả diện tích năm 2010.........................................................................56

Bảng 2.9 : Kết quả diện tích năm 2015.........................................................................57

Bảng 3.1: Bảng mẫu chu chuyển sử dụng đất từ năm 2005 đến 2015 của TP. Đông Hà,

tỉnh Quảng Trị ...............................................................................................................62

Bảng 3.2 : Bảng chu chuyển đất đai TP. Đông Hà giai đoạn 2005-2010 .....................64

Bảng 3.3 : Bảng chu chuyển đất đai TP. Đông Hà giai đoạn 2005-2010 .....................66

Bảng 3.4 : Bảng chu chuyển đất đai TP. Đông Hà giai đoạn 2005-2015 .....................68

Bảng 3.5 : Biến động mục đích sử dụng đất của TP. Đông Hà giai đoạn 2005-2015 ..69

Bảng 3.6 : Tỉ lệ thay đổi của các kiểu sử dụng đất giai đoạn 2010-2015.....................73

Bảng 3.7 : Diện tích hiện trạng sử dụng đất năm 2015 của TP. Đông Hà....................73

Bảng 3.8 : Diện tích hiện trạng sử dụng đất của TP. Đông Hà trong năm 2010, 2015,

2020 và 2025 .................................................................................................................74

Bảng 3.9 : Tỷ lệ các loại hình sử dụng đất ở 4 thời điểm 2005, 2010, 2015 và 2020. .75

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 6

MỤC LỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý...............................................15

Hình 1.2. Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý................................................16

Hình 1.3. Nguyên lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám. ........................20

Hình 1.4 : Giao diện Module file của ENVI 4.5..........................................................24

Hình 2.1 : Bản đồ hành chính TP. Đông Hà – tỉnh Quảng Trị .....................................29

Sơ đồ 2.1 : Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất.....................................36

Hình 2.2 : Ảnh vệ tinh Landsat khu vực nghiên cứu năm 2005, 2010 và 2015 ở tổ hợp

màu giả Red-Green-Blue...............................................................................................38

Hình 2.3 : Các kênh ảnh của Landsat TM (năm 2005,2010)........................................38

Hình 2.4 : Các kênh ảnh của Landsat OLI/TIRS (năm 2015) ......................................38

Sơ đồ 2.2 : Sơ đồ quy trình giải đoán ảnh Landsat để thành lập bản đồ hiện trạng sử

dụng đất .........................................................................................................................42

Hình 2.5 : Thực hiện chồng lớp Layer stacking ...........................................................43

Hình 2.6 : Chỉnh sửa Band Name, Sensor Type...........................................................44

Hình 2.7 : Chỉnh sửa Pixel size, Wavelengths..............................................................44

Hình 2.8 : File “DONGHA.shp”...................................................................................45

Hình 2.9 :Ảnh cắt theo khu vực nghiên cứu .................................................................46

Hình 2.10 : Chọn mẫu phân loại...................................................................................48

Hình 2.11 : Kết quả phân loại Maximum Likehood.....................................................50

Hình 2.12 : Hộp thoại thống kê kết quả........................................................................51

Hình 2.13 : Hộp thoại Match Classes Parametres ........................................................51

Hình 2.14 : Hộp thoại Majority/Minority Parametrers.................................................52

Hình 2.15 : Kết quả sau khi lọc (trái) và không lọc (phải)...........................................52

Hình 2.16 : Kết quả phân loại năm 2005 và năm 2010 ................................................53

Hình 2.17 : Kết quả hậu phân loại năm 2015 ...............................................................54

Biểu đồ 2.1 : Cơ cấu sử dụng đất TP. Đông Hà năm 2005...........................................55

Biểu đồ 2.2 : Cơ cấu sử dụng đất TP. Đông Hà năm 2010...........................................56

Biểu đồ 2.3 : Cơ cấu sử dụng đất TP. Đông Hà năm 2015...........................................57

Sơ đồ 2.3 : Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất TP. Đông Hà ..............58

Hình 2.18 : Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010 .................................59

Hình 2.19 : Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015 .................................59

Hình 2.20 : Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2015 .................................60

Biểu đồ 3.1 : Sự thay đổi các loại đất năm 2005, 2010, 2015 ......................................70

Biểu đồ 3.2 : Diện tích các loại hình sử dụng đất của TP. Đông Hà trong năm 2005,

2010, 2015 và 2020 .......................................................................................................75

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Liên_12CDMT 7

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia bởi nó là tư liệu sản

xuất đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, địa bàn phân bố

các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng.

Trong xã hội hiện nay dưới sức ép của gia tăng dân số thì đất đai đã trở thành vấn đề

sống còn của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc và một trong những chỉ tiêu đánh giá sự phát

triển của mỗi quốc gia, dân tộc đôi khi được tính theo biến động trong quá trình sử

dụng đất của mỗi quốc gia, dân tộc đó. Chính sự gia tăng dân số, sự phát triển của đô

thị và quá trình công nghiệp hóa gây sức ép lớn trong việc sử dụng đất. Diện tích đất

nông nghiệp ngày càng giảm kéo theo đó là sự tăng lên của đất phi nông nghiệp như

nhu cầu về nhà ở, đất xây dựng các công trình công cộng, khu công nghiệp tăng. Đây

là bài toán nan giải, bức xúc hiện nay. Để giải quyết vấn đề này mỗi quốc gia cần xây

dựng những chương trình, kế hoạch, chiến lược riêng phù hợp với hoàn cảnh, điều

kiện của mình để sử dụng đất đai hợp lý.

Đông Hà là một thành phố trung tâm của tỉnh Quảng Trị, miền Trung Việt Nam.

Đây là tỉnh lỵ tỉnh Quảng Trị, nằm ở ngã ba Quốc lộ 1A và Quốc lộ 9. Đông Hà có

một vị trí quan trọng, nằm ở trung độ giao thông của cả nước, trên giao lộ 1A nối thủ

đô Hà Nội - thành phố Hồ Chí Minh và quốc lộ 9 trong hệ thống đường xuyên Á, là

điểm khởi đầu ở phía Đông của trục Hành lang kinh tế Đông - Tây giữa Đông Bắc

Thái Lan, Lào, Myanma và miền Trung Việt Nam qua cửa khẩu quốc tế Lao Bảo và

các nước trong khu vực biển Đông qua cảng Cửa Việt, kết thúc ở thành phố Đà Nẵng.

Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Đông Hà có khả năng thu hút, hội tụ để phát triển

kinh tế, văn hoá, xã hội và trở thành trung tâm phát luồng các mối quan hệ kinh tế

trong khu vực và quốc tế.

Bên cạnh việc phát triển kinh tế, gia tăng dân số là sự diễn ra nhanh chóng của

quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa. Quá trình này kéo theo hàng loạt các biến

động về quỹ đất và tình hình sử dụng đất (giảm diện tích sản xuất nông nghiệp, đất đô

thị ngày càng tăng lên …). Trong tình hình đó, thành phố Đông Hà - tỉnh Quảng Trị

cũng đã và đang diễn ra sự biến đổi nhanh chóng quá trình sử dụng đất với mục tiêu

phấn đấu xây dựng thành phố Đông Hà đủ tiêu chí là đô thị loại II. Thành phố Đông

Hà với diện tích là 72,95 km2

, dân số có 84.157 nhân khẩu, mật độ dân số: 1153

người/km2

, Bộ Xây dựng đã công nhận Đông Hà là đô thị loại III kể từ ngày 13 tháng

12 năm 2005 theo Quyết định số 2285/QĐ-BXD. Trong những năm qua, do yêu cầu

phát triển kinh tế - xã hội và quá trình phát triển đô thị hóa nên tình hình sử dụng đất

của thành phố có nhiều biến động.