Luận án tiến sĩ về bản đồ sử dụng đất và lớp phủ đất độ phân giải cao ở Việt Nam

• Tác giả: Truong Thinh Van
• Người hướng dẫn: Dr. Nasahara Kenlo Nishida
• Trường học: University of Tsukuba
• Chuyên ngành: Environmental Studies
• Đề tài: Time Series High Resolution Land Use Land Cover Mapping in Mainland Vietnam
• Loại tài liệu: dissertation
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tsukuba

• Abstract
• Acknowledgement
• Contents
• 1. Introduction
• 1.1. Background of the research problem
• 1.2. The status of global LULC mapping
• 1.3. The need of having a time series of high resolution LULC maps for Vietnam
• 1.4. Method of LULC classification
• 1.5. Accuracy assessment of LULC map
• 1.6. Challenge and opportunities for LULC mapping
• 1.7. Research aims and objectives
• 2. The relationship between accuracy of land use and land cover map with number of map’s category
• 2.1. Land cover map’s accuracy in individual studies
• 2.2. Land cover map’s accuracy synthesized from multiple studies
• 3. Annual Forest Cover Maps for Vietnam During 2015-2018 Using ALOS-2/PALSAR-2 and Auxiliary Data
• 3.1. Satellite Images and Preprocessing
• 3.2. Method for Accuracy Assessment and Area Estimation
• 3.3. Method for Comparing FNF Maps from Different Sources
• 3.4. Classification result for three test sites
• 3.5. Forest/Non-Forest Maps Using ScanSAR/NDVI/SRIM
• 3.6. Comparison of Forest Cover Data from Multiple Sources
• 3.7. Improvement of Forest Classification Using Multi-Temporal ScanSAR Images
• 3.8. Forest Change in Vietnam Between 2015 and 2018
• 3.9. Forest Dynamics in Vietnam
• 3.10. The Need of Having Reliable Forest Maps for User Communities
• 4. Creation of a High-Resolution Land Use Land Cover Map for Vietnam Using a Time-Feature Convolutional Neural Network
• 4.1. Satellite images pre-processing
• 4.2. Reference data collection and accuracy assessment
• 4.3. Multi-temporal data for LULC classification
• 4.4. Potentials of time-feature CNN for future studies
• 5. The first time series of 10-m land use and land cover maps at the national scale for Vietnam from 2017 to 2022
• 5.1. A time series of LULC maps for Mainland Vietnam
• 5.2. Creation of a time series of reference data and accuracy assessment
• 5.3. LULC change in Vietnam from 2017 to 2022
• 5.4. Updating LULC map for Vietnam
• 5.4.1. Comparing accuracy of different LULC product using the benchmark study
• 5.4.2. Support to national statistical data
• 5.4.3. Application for future LULC prediction
• 5.4.4. The demand on high-resolution LULC maps of Vietnam
• 5.4.5. Limitation and future studies
• 6. Conclusions and Remarks
• 6.1. Summary of key findings and contributions
• 6.2. Limitations and recommendations
• Bibliography
• List of Figures
• List of Tables
• List of Publications

I. Bản đồ sử dụng đất và lớp phủ đất

Bản đồ sử dụng đất và lớp phủ đất (LULC) là công cụ quan trọng trong việc phân tích các quá trình liên quan đến con người, như biến đổi khí hậu, mở rộng đô thị và các thảm họa do sediment. Việc sản xuất bản đồ LULC độ phân giải cao là một thách thức lớn do thiếu dữ liệu vệ tinh có độ phân giải không gian và thời gian cao. Nghiên cứu này nhằm mục đích tạo ra một chuỗi thời gian các bản đồ LULC độ phân giải cao cho Việt Nam, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.

1.1 Tầm quan trọng của bản đồ LULC

Bản đồ LULC cung cấp thông tin quý giá về sự thay đổi trong lớp phủ đất, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và khí quyển. Việc theo dõi sự thay đổi LULC giúp đánh giá tác động của các hoạt động con người đến môi trường. Theo nghiên cứu, sự thay đổi LULC có thể dẫn đến những biến đổi lớn trong hệ sinh thái, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và an ninh lương thực. Do đó, việc phát triển các bản đồ LULC chính xác và kịp thời là rất cần thiết.

II. Độ phân giải cao và công nghệ GIS

Công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các bản đồ LULC độ phân giải cao. Việc sử dụng dữ liệu vệ tinh như PALSAR-2/ScanSAR cho phép thu thập thông tin chi tiết về lớp phủ đất. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng dữ liệu đa thời gian giúp cải thiện độ chính xác của bản đồ LULC. Đặc biệt, việc áp dụng mạng nơ-ron tích chập (CNN) đã cho thấy hiệu quả cao trong việc phân loại LULC với độ chính xác lên đến 90.2%.

2.1 Ứng dụng của công nghệ GIS trong quản lý đất đai

Công nghệ GIS không chỉ giúp tạo ra bản đồ LULC mà còn hỗ trợ trong việc quản lý tài nguyên đất đai. Thông qua việc phân tích dữ liệu không gian, các nhà quản lý có thể đưa ra quyết định chính xác hơn về quy hoạch sử dụng đất. Việc tích hợp thông tin không gian với dữ liệu địa lý giúp phát hiện các xu hướng và thay đổi trong sử dụng đất, từ đó đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả.

III. Đánh giá và phân loại LULC

Đánh giá độ chính xác của bản đồ LULC là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng có mối quan hệ nghịch giữa độ chính xác tổng thể và số lượng loại bản đồ. Việc tăng số lượng loại LULC có thể dẫn đến giảm độ chính xác. Do đó, việc lựa chọn số lượng loại LULC cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo độ tin cậy của bản đồ.

3.1 Phân loại LULC và độ chính xác

Phân loại LULC dựa trên dữ liệu vệ tinh và các phương pháp phân tích khác nhau. Nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để so sánh và đánh giá độ chính xác của các bản đồ LULC. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng dữ liệu đa thời gian giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của bản đồ, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho các nghiên cứu về biến đổi khí hậu và quản lý tài nguyên.

IV. Ứng dụng thực tiễn của bản đồ LULC

Bản đồ LULC độ phân giải cao có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như quy hoạch đô thị, bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng các bản đồ LULC có thể hỗ trợ trong việc phân tích sự thay đổi LULC, từ đó giúp các nhà hoạch định chính sách đưa ra quyết định chính xác hơn. Việc sử dụng bản đồ LULC trong các nghiên cứu về khí hậu cũng rất quan trọng, giúp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến môi trường.

4.1 Hỗ trợ cho các nghiên cứu về môi trường

Bản đồ LULC cung cấp dữ liệu cần thiết cho các nghiên cứu về môi trường, bao gồm phân tích rủi ro thiên tai và bảo vệ môi trường. Thông qua việc theo dõi sự thay đổi LULC, các nhà nghiên cứu có thể đánh giá tác động của các hoạt động con người đến môi trường tự nhiên. Điều này không chỉ giúp bảo vệ tài nguyên thiên nhiên mà còn hỗ trợ trong việc phát triển bền vững.