MỞ ĐẦU 1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài. Tài nguyên thiên nhiên là một tài sản vô cùng quý giá, tạo nên sự hài hoà giữa thiên nhiên và con người. Bảo vệ tải nguyên thiên nhiên là bảo vệ môi trường sinh thái, là một vấn đề vô cùng to lớn mang ý nghĩa toàn cầu.
Hiện nay, nguồn tư liệu viễn thám được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong các nghiên cứu về tài nguyên thiên nhiên. Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ. Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ các phần mềm GIS (Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong quá trình sử dụng đất đai. Công nghệ GIS và Viễn thám là một giải phát hỗ trợ đắc lực cho vấn đề quản lý tài nguyên rừng, môi trường.
Bạn có thể thiết lập bản đồ hiện trạng rừng với các quy mô khác nhau, quản lý, phân tích dữ liệu, bản đồ trong GIS, và xa hơn nữa là làm thế nào để xác định và tổ hợp các nhân tố ảnh hưởng đến đối tượng quản lý, nghiên cứu; như quy hoạch phân cấp xung yếu lưu vực trên cở sở xác định nhân tố khí hậu, thủy văn, địa hình, đất đai, thảm thực vật, hoặc làm thế nào để đánh giá quá trình sử dụng tài nguyên thiên nhiên để có giải phát tích hợp. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ở trên thế giới Ngày nay công nghệ viễn thám có khả năng áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: 1. Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trường bao gồm: Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; Nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng; Giám sát thiên tai… 2. Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng; Đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói mòn, quá trình muối hoá.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng; Nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá hoại rừng, cháy rừng. Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất; Điều tra giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật. Ứng dụng viễn thám trong địa chất bao gồm: Thành lập bản đồ địa chất; Lập bản đồ phân bố khoáng sản; Lập bản đồ phân bố nước ngầm; Lập bản đồ địa mạo.
Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên nước: Lập bản đồ phân bố tài nguyên nước; Bản đồ phân bố tuyết; Bản đồ phân bố mạng lưới thuỷ văn; Bản đồ các vùng đất thấp. Viễn thám trong địa chất công trình: Xác định các vị trí khảo sát cho xây dựng các công trình; Nghiên cứu các hiện tượng trượt đất. Viễn thám trong khảo cổ học: Phát hiện các thành phố cổ, các dòng sông cổ hay các di khảo cổ khác. Viễn thám trong khí tượng thuỷ văn: Đánh giá định lượng lượng mưa, bão và lũ lụt, hạn hán; Đánh giá, dự báo dòng chảy, đánh giá tài nguyên khí hậu, phân vùng khí hậu 10.
Viễn thám trong khí tượng nông nghiệp (KTNN). Tích hợp GIS và Viễn thám Những kết quả ứng dụng viễn thám gần đây chỉ ra rằng giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ dựa đơn thuần trên tư liệu viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trường hợp không thể thực hiện nổi. Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tư liệu viễn thám giữ một vai trò quan trọng và kèm theo các thông tin truyền thông khác như số liệu thống kê, quan trắc, số liệu thực địa. Cách tiếp cận đánh giá, quản lý tài nguyên như vậy được các nhà chuyên môn đặt tên là hệ thống thông tin địa lý.
GIS là công cụ dựa trên máy tính dùng cho việc thành lập bản đồ và phân tích các đối tượng tồn tại và các sự kiện bao gồm đất đai, sông ngòi, khoáng sản, con người, khí tượng thuỷ văn, 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com môi trường nông nghiệp v.v xảy ra trên trái đất. Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đưa ra các câu hỏi truy vấn, phân tích thống kê được thể hiện qua phép phân tích địa lý. Những sản phẩm của GIS được tạo ra một cách nhanh chóng, nhiều tình huống có thể được đánh giá một cách đồng thời và chi tiết. Hiện nay nhu cầu ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng gia tăng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc tế.
Tiềm năng kỹ thuật GIS trong lĩnh vực ứng dụng có thể chỉ ra cho các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách, các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ VIỄN THÁM 1. Khái niệm GIS Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS. Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng.
GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS được xây dựng từ các mô đun. Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là một hệ thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực [2].
Có ba định nghĩa được dùng nhiều nhất. GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó. GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất.
GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ. Mô hình công nghệ Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau: 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Dữ liệu vào: dữ liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp… Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau. Xử lý dữ liệu: các thao tác xử lý dữ liệu được thực hiện để tạo ra thông tin.
Nó giúp cho người sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì. Kết quả của xử lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ. Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS. Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập.
Dữ liệu ra: một trong các phương diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được xử lý bằng GIS. Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều. Các lĩnh vực khoa học liên quan đến GIS GIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích. Vì vậy có thể nói, GIS được xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra các hệ thống phục vụ mục đích cụ thể.
Các ngành này bao gồm: Ngành địa lý: là ngành liên quan mật thiết đến việc biểu diễn thế giới và vị trí của đối tượng trong thế giới. Nó có truyền thống lâu đời về phân tích không gian và nó cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian khi nghiên cứu. Ngành bản đồ: nguồn dữ liệu đầu vào chính của GIS là các bản đồ. Ngành bản đồ có truyền thống lâu đời trong việc thiết kế bản đồ, do vậy nó cũng là khuân mẫu quan trọng nhất của đầu ra GIS.
10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công nghệ viễn thám: các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS. Viễn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu ở mọi vị trí trên quả địa cầu. Các dữ liệu đầu ra của hệ thống ảnh vệ tinh có thể được trộn với các lớp dữ liệu của GIS. Ảnh máy bay: khi ta xây dựng bản đồ có tỷ lệ cao thì ảnh chụp từ máy bay là nguồn dữ liệu chính về bề mặt trái đất được sử dụng làm đầu vào.
Bản đồ địa hình: cung cấp dữ liệu có chất lượng cao về vị trí của ranh giới đất đai, nhà cửa… Ngành thống kê: các kỹ thuật thống kê được sử dụng để phân tích dữ liệu GIS. Nó là đặc biệt quan trọng trong việc xác định sự phát sinh các lỗi hoặc tính không chắc chắn trong số liệu của GIS. Khoa học tính toán: tự động thiết kế máy tính cung cấp kỹ thuật nhập, hiển thị biểu diễn dữ liệu. Đồ hoạ máy tính cung cấp công cụ để thể hiện, quản lý các đối tượng đồ hoạ.
Quản trị cơ sở dữ liệu cho phép biểu diễn dữ liệu dưới dạng số, các thủ tục để thiết kế hệ thống, lưu trữ, xâm nhập, cập nhật. Toán học: các ngành hình học, lý thuyết đồ thị được sử dụng trong thiết kế hệ GIS và phân tích dữ liệu không gian. Các thành phần GIS GIS bao gồm 5 thành phần: 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.