HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN TUẤN ANH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN THẠCH THÀNH, TỈNH THANH HÓA Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Lê Thị Giang NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận văn Trần Tuấn Anh i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. Lê Thị Giang đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn hệ thống thông tin đất đai, Khoa quản lý đất đai – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ các cơ quan: Văn phòng Đăng ký đất đai tỉnh Thanh Hóa, UBND huyện, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thạch Thành - tỉnh Thanh Hóa cùng chính quyền các xã, thị trấn thuộc huyện Thạch Thành đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận văn Trần Tuấn Anh ii MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. vi Danh mục bảng.
vii Danh mục hình. viii Trích yếu luận văn. ix Thesis abstract. Tính cấp thıết của đề tàı.
Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vı nghıên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tài liệu.
Công nghệ viễn thám. Khái niệm chung về công nghệ viễn thám. Phương pháp xử lý thông tin viễn thám. Ứng dụng công nghệ viễn thám.
Hệ thống thông tın địa lý (GIS). Khái quát chung về GIS. Các thành phần chính của GIS. Ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý.
Khái quát chung về biến động đất đai. Khái niệm biến động đất đai. Yêu cầu về tư liệu để tạo ảnh biến động đất đai. Các phương pháp đánh giá biến động đất đai.
Tích hợp hệ thống thông tın địa lý (GIS) và vıễn thám trong nghıên cứu bıến động đất đaı. Khái quát về công nghệ tích hợp viễn thám và GIS. Ứng dụng của công nghệ tích hợp viễn thám và GIS. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GİS) trong và ngoài nước.
Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. Địa đıểm nghıên cứu. Thờı gıan nghıên cứu. Đốı tượng/vật lıệu nghıên cứu.
Nộı dung nghıên cứu. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa. Đánh giá tình hình quản lý, sử dụng đất huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa. Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 và 2017 Huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa.
Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2014 - 2017 huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp.
Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám và đánh giá độ chính ảnh phân loại. Phương pháp phân tích không gian của GIS. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu. Kết quả nghiên cứu.
Đıều kıện tự nhıên, thực trạng phát trıển kınh tế - xã hộı huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa. Điều kiện tự nhiên. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội. Tình hình quản lý sử dụng đất huyện Thạch Thành.
Tình hình quản lý đất đai. Hiện trạng sử dụng đất. Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 và năm 2017 huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa. Tài liệu sử dụng.
Xây dựng tệp mẫu các loại sử dụng đất. Phân loại ảnh. Đánh giá độ chính xác phân loại ảnh. Biên tập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất huyện Thạch Thành giai đoạn 2014 - 2017. Kết luận và kiến nghị. 73 Tài liệu tham khảo. 76 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên hợp Quốc (Food FAO and Agriculture Organization of the United Nations) GCN QSDĐ Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographie Information System) SDD Sử dụng đất SQL Ngôn ngữ truy vấn cấu trúc (Structure Query Language) TNMT Tài nguyên Môi trường UBND Ủy ban nhân dân VD Ví dụ vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.
Bảng so sánh hai phương pháp giải đoán ảnh viễn thám. Bảng ma trận biến động giữa hai thời gian a và b. Diện tích các loại đất năm 2017 huyện Thạch Thành. Thông tin ảnh viễn thám sử dụng.
Mô tả các loại sử dụng đất. Giá trị khác biệt phổ giữa các mẫu phân loại ảnh năm 2017. Mẫu giải đoán ảnh vệ tinh. Đánh giá độ chính xác phân loại ảnh 2014.
Đánh giá độ chính xác phân loại ảnh 2017. Thống kê diện tích các loại đất năm 2014 và năm 2017. So sánh diện tích kết quả giải đoán với diện tích thống kê năm 2014. So sánh diện tích kết quả giải đoán với diện tích thống kê năm 2017.
Biến động sử dụng đất giai đoạn 2014 - 2017. Ma trận biến động các loại sử dụng đất giai đoạn 2014 - 2017. 68 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2. Phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian.
Phương pháp đánh giá biến động tạo thay đổi phổ. Véc tơ thay đổi phổ. Phương pháp đánh giá biến động sau phân loại. Vị trí huyện Thạch Thành trong địa phận tỉnh Thanh Hóa.
Cơ cấu sử dụng đất năm 2017 huyện Thạch Thành. Cảnh ảnh Landsat 8 mã hiệu 127-046 thời điểm 19/9/2014. Cảnh ảnh Landsat 8 mã hiệu 127-046 thời điểm 08/9/2017. Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2014.
Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2017. Tăng cường chất lượng ảnh. Ảnh được cắt theo địa giới hành chính huyện Thạch Thành năm 2014. Ảnh được cắt theo địa giới hành chính huyện Thạch Thành năm 2017.
Sơ đồ các điểm lấy mẫu. Minh họa kết quả phân loại có kiểm định. Kết quả phân loại ảnh năm 2014 và 2017. Ảnh thực địa.
Sơ đồ các điểm kiểm tra kết quả giải đoán ảnh. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2017. Sơ đồ biến động đất đai giai đoạn 2014 - 2017 huyện Thạch Thành.66 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Trần Tuấn Anh Tên Luận văn: Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá biến động sử dụng đất huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 2014 - 2017 bằng công nghệ GIS và viễn thám.
Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp - Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp - Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám - Phương pháp đánh giá độ chính xác ảnh phân loại - Phương pháp phân tích không gian của GIS - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu. Kết quả chính và kết luận Kết quả chính - Đánh giá được điều kiện tự nhiên, thực trạng phát triển kinh tế - xã hội huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa. - Đánh giátình hình quản lý sử dụng đất huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa. - Xây dựng được bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 và năm 2017 huyên Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa.
- Xây dựng được bản đồ biến động sử dụng đất huyện Thạch Thành giai đoạn 2014 - 2017. Thạch Thành là huyện miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa, tiếp giáp với hai tỉnh Ninh Bình và Hòa Bình và cách không xa khu công nghiệp Vân Du. Huyện Thạch Thành có nhiều tuyến giao thông huyết mạch đi qua tạo điều kiện thuận lợi trong việc giao lưu văn hóa, phát triển kinh tế và tiêu thụ sản phẩm. Cùng với đó, xu thế phát triển đô thị có hướng tích cực nhằm góp phần tạo đà cho việc phát triển kinh tế - xã hội của huyện.
Công tác quản lý nhà nước về đất đai được Ủy ban nhân dân các cấp quan tâm và thực hiện đúng theo quy định như công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính đã thực hiện 28/28 xã thị trấn, công tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cũng đang được đẩy mạnh; công tác thống kê, kiểm kê đất đai những năm gần đây được thực hiện đồng bộ theo Luật Đất đai 2013,. Thạch Thành là huyện miền núi, người dân chủ yếu sống bằng sản xuất nông nghiệp nên diện tích đất nông nghiệp vẫn chiếm phần lớn tổng diện tích tự nhiên toàn huyện 46.200,88 ha, diện tích đất phi nông nghiệp là 8.221,35 ha và diện tích đất chưa sử dụng chiếm phần nhỏ là 1. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 và năm 2017 được xây dựng bằng ảnh vệ tinh theo phương pháp xác suất cực đại. Sử dụng 100 điểm điều tra thực địa để đánh giá độ chính xác bản đồ cho thấy: bản đồ năm 2014 có độ chính xác đạt 86,00% với chỉ số Kappa tương ứng k = 0,83 và bản đồ năm 2017 có độ chính xác 91,00% với chỉ số Kappa = 0,89.
Như vậy ảnh hai thời điểm đều có độ chính xác cao.