Luận văn thạc sĩ về biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000-2011

Nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000-2011 và dự báo tốc độ phát triển năm 2015 bằng ảnh phân giải cao.

• Tác giả: Nguyễn Tân Duy
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Lâm
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý
• Đề tài: Nghiên Cứu Biến Động Sử Dụng Đất Huyện Thường Tín Giai Đoạn 2000 – 2011
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
• 1.1. Những khái niệm cơ bản về công nghệ viễn thám
• 1.1.1. Khái niệm về hệ thống ghi nhận thông tin viễn thám
• 1.2. Cơ sở phương pháp viễn thám
• 1.3. Bức xạ điện từ
• 1.4. Đặc tính phản xạ phổ của một số nhóm đối tượng tự nhiên
• 1.5. Một số đặc tính kỹ thuật cơ bản của ảnh viễn thám
• 1.6. Thông số kỹ thuật của tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT
• 1.7. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất đô thị
• 1.8. Những vấn đề chung về bản đồ hiện trạng sử dụng đất
• 1.9. Những vấn đề chung về nghiên cứu biến động sử dụng đất
• 2. CHƯƠNG 2: KHẢ NĂNG GIẢI ĐOÁN ẢNH VỆ TINH SPOT ĐỐI VỚI VIỆC NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT
• 2.1. Phân loại đối tượng sử dụng đất trong bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo luật đất đai năm 2003
• 2.2. Khả năng thông tin của ảnh vệ tinh SPOT đối với việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất
• 2.3. Phương pháp phân loại đối tượng sử dụng đất
• 2.4. Phương pháp giải đoán ảnh
• 2.5. Phương pháp phân loại ảnh
• 2.6. Lấy mẫu đối tượng sử dụng đất trên ảnh và kiểm tra ngoài thực địa
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH SPOT THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG CÁC LOẠI HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC HUYỆN THƢỜNG TÍN GIAI ĐOẠN 2001 – 2011 VÀ DỰ BÁO TỐC ĐỘ PHÁT TRIỂN CÁC LOẠI HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2015
• 3.1. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3.1.3. Tình hình sử dụng đất đai của huyện Thường Tín
• 3.2. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Thường Tín
• 3.2.1. Các phương pháp nghiên cứu biến động bằng ảnh viễn thám
• 3.2.2. Mô tả các bước quy trình công nghệ
• 3.3. Kết quả phân loại ảnh SPOT và bản đồ biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2001 - 2011
• 3.4. Ứng dụng hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu phân tích biến động diện tích các loại hình sử dụng đất huyện Thường Tín
• 3.5. Phân tích đánh giá sơ bộ nguyên nhân biến động của các đối tượng sử dụng đất
• 3.6. Dự báo tốc độ phát triển các loại hình sử dụng đất huyện Thường Tín năm 2015 bằng mô hình dự báo MARKOV
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về biến động sử dụng đất Thường Tín giai đoạn 2000 2011

Biến động sử dụng đất tại huyện Thường Tín trong giai đoạn 2000-2011 đã diễn ra mạnh mẽ, phản ánh sự thay đổi trong nhu cầu sử dụng đất do sự phát triển kinh tế và đô thị hóa. Nghiên cứu này nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình sử dụng đất, các yếu tố tác động và phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất.

1.1. Khái niệm và tầm quan trọng của biến động sử dụng đất

Biến động sử dụng đất là sự thay đổi trong cách thức sử dụng đất theo thời gian. Tại Thường Tín, sự biến động này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến phát triển kinh tế và xã hội. Việc hiểu rõ biến động này giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định hợp lý trong quy hoạch sử dụng đất.

1.2. Tình hình sử dụng đất tại Thường Tín giai đoạn 2000 2011

Trong giai đoạn này, huyện Thường Tín đã chứng kiến sự gia tăng diện tích đất đô thị, đất công nghiệp và đất nông nghiệp. Sự chuyển đổi này phản ánh nhu cầu ngày càng cao về đất đai cho phát triển kinh tế và đô thị hóa, đồng thời cũng đặt ra thách thức trong quản lý tài nguyên đất.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biến động sử dụng đất

Nghiên cứu biến động sử dụng đất tại Thường Tín gặp phải nhiều thách thức, bao gồm việc thu thập dữ liệu chính xác, phân tích thông tin và dự báo xu hướng sử dụng đất trong tương lai. Những vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của nghiên cứu.

2.1. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu về tình hình sử dụng đất gặp khó khăn do thiếu thông tin chính xác và kịp thời. Các nguồn dữ liệu hiện có thường không đầy đủ, gây khó khăn trong việc phân tích và đánh giá biến động sử dụng đất.

2.2. Thách thức trong phân tích và dự báo

Phân tích biến động sử dụng đất đòi hỏi các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Tuy nhiên, việc áp dụng các mô hình dự báo như MARKOV cũng gặp nhiều thách thức do tính phức tạp của các yếu tố tác động đến biến động sử dụng đất.

III. Phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất hiệu quả

Để nghiên cứu biến động sử dụng đất tại Thường Tín, các phương pháp hiện đại như viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã được áp dụng. Những phương pháp này giúp thu thập và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả, từ đó đưa ra những dự báo chính xác về tình hình sử dụng đất trong tương lai.

3.1. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu

Công nghệ viễn thám cho phép thu thập dữ liệu về sử dụng đất từ vệ tinh, giúp theo dõi biến động một cách nhanh chóng và chính xác. Việc sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT đã mang lại nhiều thông tin quý giá cho nghiên cứu.

3.2. Hệ thống thông tin địa lý GIS trong phân tích dữ liệu

GIS là công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích và trực quan hóa dữ liệu sử dụng đất. Bằng cách chồng ghép các lớp dữ liệu, GIS giúp xác định các xu hướng biến động và đưa ra các dự báo về sử dụng đất trong tương lai.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu biến động sử dụng đất tại Thường Tín đã chỉ ra những thay đổi rõ rệt trong cơ cấu sử dụng đất. Những thông tin này không chỉ có giá trị cho việc quản lý đất đai mà còn hỗ trợ các nhà quy hoạch trong việc đưa ra các quyết định hợp lý.

4.1. Kết quả phân tích biến động sử dụng đất

Kết quả phân tích cho thấy sự gia tăng diện tích đất đô thị và đất công nghiệp, trong khi diện tích đất nông nghiệp có xu hướng giảm. Điều này phản ánh sự chuyển dịch trong nhu cầu sử dụng đất tại Thường Tín.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quy hoạch

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào quy hoạch sử dụng đất tại Thường Tín, giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định phù hợp với thực tế và nhu cầu phát triển của địa phương.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu biến động sử dụng đất tại Thường Tín không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình sử dụng đất mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc áp dụng công nghệ hiện đại trong nghiên cứu sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong quản lý đất đai.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu biến động sử dụng đất

Nghiên cứu biến động sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý tài nguyên đất, giúp đảm bảo sự phát triển bền vững cho huyện Thường Tín.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, việc tiếp tục áp dụng công nghệ viễn thám và GIS sẽ giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu, từ đó hỗ trợ tốt hơn cho công tác quy hoạch và quản lý đất đai tại Thường Tín.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn 2000 – 2011, huyện Thường Tín, thuộc phạm vi mở rộng của thành phố Hà Nội, đã trải qua nhiều biến động đáng kể về sử dụng đất do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa và phát triển kinh tế xã hội. Theo ước tính, diện tích các loại hình sử dụng đất tại huyện này có sự thay đổi rõ rệt, đặc biệt là sự chuyển dịch từ đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp. Việc nghiên cứu biến động sử dụng đất không chỉ giúp hiểu rõ xu hướng phát triển mà còn hỗ trợ công tác quản lý, quy hoạch và bảo vệ tài nguyên đất đai hiệu quả hơn.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao SPOT để khảo sát biến động sử dụng đất huyện Thường Tín trong giai đoạn 2000 – 2011, đồng thời dự báo tốc độ phát triển các loại hình sử dụng đất đến năm 2015. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào huyện Thường Tín, với dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT và các số liệu GIS liên quan. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp bản đồ biến động sử dụng đất có độ chính xác cao, giúp các nhà quản lý và quy hoạch đất đai đưa ra các quyết định phù hợp, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: công nghệ viễn thám và mô hình dự báo chuỗi Markov. Công nghệ viễn thám cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để thu nhận, xử lý và phân tích ảnh vệ tinh nhằm xác định các loại hình sử dụng đất thông qua đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên và nhân tạo. Các khái niệm quan trọng bao gồm bức xạ điện từ, đặc tính phản xạ phổ của thực vật, thổ nhưỡng và nước, cũng như các thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh SPOT như độ phân giải không gian, phổ và thời gian.

Mô hình Markov được sử dụng để dự báo biến động sử dụng đất dựa trên xác suất chuyển đổi giữa các loại hình sử dụng đất trong quá khứ, từ đó ước tính xu hướng phát triển trong tương lai. Các khái niệm chính bao gồm ma trận tỷ lệ biến động, xác suất chuyển đổi và dự báo chuỗi thời gian.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm ảnh vệ tinh SPOT độ phân giải cao (10m và 2,5m) thu thập trong các năm 2000, 2001, 2011 và dữ liệu GIS hiện trạng sử dụng đất huyện Thường Tín. Cỡ mẫu ảnh được lựa chọn dựa trên phạm vi toàn huyện với diện tích nghiên cứu khoảng 200 km². Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu toàn diện trên ảnh vệ tinh kết hợp kiểm tra thực địa nhằm đảm bảo độ chính xác phân loại.

Phân tích dữ liệu sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định (supervised classification) dựa trên các mẫu đối tượng sử dụng đất được xác định từ thực địa và tài liệu tham khảo. Các thuật toán phân loại phổ như phân loại theo nguyên tắc xác suất giống nhau nhất được áp dụng để phân loại ảnh SPOT thành các loại hình sử dụng đất theo quy định của Luật đất đai năm 2003.

Quy trình nghiên cứu gồm các bước: chuẩn bị và hiệu chỉnh ảnh, giải đoán ảnh bằng mắt kết hợp xử lý số, phân loại ảnh, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, phân tích biến động sử dụng đất qua các năm bằng phương pháp chồng ghép dữ liệu GIS, và cuối cùng sử dụng mô hình Markov để dự báo tốc độ phát triển các loại hình sử dụng đất đến năm 2015. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2012 đến 2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2011: Diện tích đất trồng lúa giảm khoảng 6,26 km², tương đương giảm 12% so với năm 2000. Ngược lại, đất phi nông nghiệp, đặc biệt là đất khu công nghiệp và đất ở, tăng lần lượt 2,75 km² (tăng 15%) và 3,94 km² (tăng 20%). Diện tích đất sông hồ ao giảm 1,85 km², phản ánh sự thu hẹp các mặt nước tự nhiên do đô thị hóa.

2. Phân bố không gian biến động: Các khu vực chuyển đổi chủ yếu tập trung ở vùng giáp ranh với trung tâm huyện và các khu công nghiệp mới phát triển. Đất trồng cây hàng năm khác cũng giảm khoảng 3,42 km², cho thấy sự chuyển dịch sang các mục đích sử dụng đất khác.

3. Độ chính xác phân loại ảnh SPOT: Qua kiểm tra thực địa, độ chính xác phân loại đạt trên 85%, trong đó các loại đất nông nghiệp và đất ở được phân biệt rõ ràng nhờ đặc trưng phổ và cấu trúc ảnh. Một số loại đất có phổ phản xạ tương tự như đất trống và đất phi nông nghiệp gây khó khăn trong phân loại.

4. Dự báo sử dụng đất năm 2015 bằng mô hình Markov: Dự báo cho thấy đất phi nông nghiệp tiếp tục tăng khoảng 10% so với năm 2011, trong khi đất nông nghiệp giảm thêm khoảng 8%. Bản đồ dự báo thể hiện rõ xu hướng mở rộng đô thị và phát triển công nghiệp tại huyện Thường Tín.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của biến động sử dụng đất là do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa và sự gia tăng dân số, tạo sức ép lớn lên quỹ đất nông nghiệp. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu gần đây về biến động sử dụng đất tại các vùng ven đô thị lớn. Việc sử dụng ảnh vệ tinh SPOT với độ phân giải cao đã giúp phát hiện chính xác các thay đổi không gian và thời gian, đồng thời giảm thiểu chi phí và thời gian so với phương pháp điều tra truyền thống.

Biểu đồ thể hiện diện tích các loại hình sử dụng đất qua các năm và bản đồ biến động sử dụng đất giúp trực quan hóa sự chuyển dịch, hỗ trợ các nhà quản lý trong việc hoạch định chính sách sử dụng đất hiệu quả. Mô hình Markov cho phép dự báo tương đối chính xác xu hướng phát triển, tuy nhiên cần lưu ý rằng các yếu tố kinh tế xã hội và chính sách có thể ảnh hưởng đến kết quả dự báo.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý đất đai: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu là nâng cao độ chính xác và kịp thời trong theo dõi biến động sử dụng đất, thời gian thực hiện trong 2 năm tới, chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý đất đai và quy hoạch đô thị.

2. Xây dựng cơ sở dữ liệu sử dụng đất liên tục và cập nhật định kỳ: Động từ "thiết lập", nhằm đảm bảo dữ liệu sử dụng đất được cập nhật hàng năm, giúp dự báo và quản lý hiệu quả, chủ thể là các phòng ban chuyên môn thuộc UBND huyện và Sở Tài nguyên Môi trường.

3. Phát triển các chính sách bảo vệ đất nông nghiệp và kiểm soát chuyển đổi mục đích sử dụng đất: Động từ "ban hành", nhằm giảm thiểu mất đất nông nghiệp, bảo đảm an ninh lương thực, thời gian 3 năm, chủ thể là chính quyền địa phương phối hợp với Bộ Nông nghiệp.

4. Đào tạo nâng cao năng lực cho cán bộ quản lý về công nghệ viễn thám và GIS: Động từ "tổ chức", mục tiêu nâng cao kỹ năng phân tích và ứng dụng dữ liệu viễn thám, thời gian 1 năm, chủ thể là các trường đại học và trung tâm đào tạo chuyên ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý đất đai và quy hoạch đô thị: Giúp họ có công cụ và phương pháp khoa học để theo dõi biến động sử dụng đất, từ đó đưa ra các quyết định chính sách phù hợp.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành bản đồ viễn thám và GIS: Cung cấp kiến thức thực tiễn về ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT và mô hình Markov trong nghiên cứu biến động sử dụng đất.

3. Các tổ chức phát triển nông nghiệp và môi trường: Hỗ trợ đánh giá tác động của biến động sử dụng đất đến sản xuất nông nghiệp và môi trường tự nhiên.

4. Các nhà hoạch định chính sách phát triển kinh tế xã hội địa phương: Giúp dự báo xu hướng phát triển đất đai, từ đó xây dựng kế hoạch phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Ảnh vệ tinh SPOT có ưu điểm gì trong nghiên cứu sử dụng đất?
   Ảnh SPOT có độ phân giải không gian cao (10m và 2,5m), độ phủ rộng (60x60 km), giúp phân biệt rõ các loại hình sử dụng đất và phát hiện biến động nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và chi phí so với khảo sát thực địa.

2. Mô hình Markov được áp dụng như thế nào trong dự báo sử dụng đất?
   Mô hình Markov sử dụng ma trận xác suất chuyển đổi giữa các loại hình sử dụng đất trong quá khứ để dự báo xu hướng biến động trong tương lai, giúp ước lượng diện tích các loại đất đến năm dự báo.

3. Độ chính xác phân loại ảnh vệ tinh được đảm bảo ra sao?
   Độ chính xác được nâng cao nhờ phương pháp phân loại có kiểm định, sử dụng mẫu thực địa để huấn luyện và kiểm tra, đạt trên 85% trong nghiên cứu này.

4. Những hạn chế khi sử dụng ảnh vệ tinh trong nghiên cứu biến động sử dụng đất là gì?
   Một số loại đất có phổ phản xạ tương tự nhau gây khó khăn trong phân loại, ảnh hưởng của điều kiện khí quyển và thời điểm chụp ảnh cũng có thể làm sai lệch kết quả.

5. Làm thế nào để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quản lý đất đai thực tế?
   Kết quả bản đồ biến động và dự báo sử dụng đất có thể được tích hợp vào hệ thống GIS quản lý đất đai, hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc lập kế hoạch, kiểm soát chuyển đổi mục đích sử dụng đất và bảo vệ tài nguyên.

Kết luận

• Ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT độ phân giải cao đã giúp nghiên cứu biến động sử dụng đất huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 với độ chính xác trên 85%.
• Phân tích biến động cho thấy sự giảm diện tích đất nông nghiệp và tăng diện tích đất phi nông nghiệp, phản ánh xu hướng đô thị hóa và công nghiệp hóa mạnh mẽ.
• Mô hình Markov dự báo tiếp tục tăng diện tích đất phi nông nghiệp đến năm 2015, cung cấp cơ sở khoa học cho quy hoạch sử dụng đất.
• Nghiên cứu đề xuất các giải pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý đất đai, đồng thời xây dựng chính sách bảo vệ đất nông nghiệp.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai áp dụng quy trình công nghệ, đào tạo cán bộ và cập nhật dữ liệu liên tục nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và phát triển bền vững tài nguyên đất đai.

Hãy áp dụng những kết quả và đề xuất trong luận văn để nâng cao hiệu quả quản lý sử dụng đất, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững tại huyện Thường Tín và các vùng tương tự.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về cơ sở của công nghệ viễn thám Chương 2: Khả năng giải đoán ảnh vệ tinh SPOT đối với việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất huyện Thường Tín Chương 3: Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng ảnh vệ tinh SPOT thành lập bản đồ biến động các loại hình sử dụng đất khu vực huyện Thường Tín giai đoạn 2000 – 2011 và dự báo biến động tới năm 2015 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM 1. Những khái niệm cơ bản về công nghệ viễn thám 1. Khái niệm về hệ thống ghi nhận thông tin viễn thám Năng lượng điện từ của ảnh sáng sau khi truyền qua các cửa sổ khí quyển tương tác với các đối tượng trên bề mặt trái đất và phản xạ lại để các thiết bị thu của viễn thám có thể ghi nhận các tín hiệu đó. Trên cơ sở các tín hiệu đó có thể tách chiết các thông tin về đối tượng.

Quá trình đó được thể hiện bằng các công đoạn chính: phát hiện, ghi, phân tích các tín hiệu.  Phát hiện: việc phát hiện các thông tin là bước rất quan trọng. Phát hiện về dải sóng, về cường độ và tính chất khác của nguồn năng lượng điện từ  Ghi tín hiệu: các tín hiệu phát hiện được có thể ghi dưới dạng hình ảnh hoặc các tín hiệu điện từ. Khi xử lý các tín hiệu dạng hình ảnh, một số kiểu phim ảnh có phủ các lớp nhạy cảm ánh sáng để phát hiện sự khác nhau của nguồn năng lượng điện từ tạo nên hình ảnh không gian, không đắt và cung cấp nhiều chi tiết trong không gian và có thể hiệu chỉnh hình học dễ dàng.

Năng lượng điện từ có thể được ghi dưới dạng các tín hiệu, biểu đồ phổ hoặc dưới hình ảnh số giống như hình ảnh nền của mành hình máy tính, tài liệu số thường có giá đắt hơn tư liệu ảnh, song lại có nhiều ưu điểm về độ phân giải phổ, khả năng truyền thông tin. Các tín hiệu điện từ có thể ghi nhận ở dạng phim, băng từ hoặc đĩa từ và có thể hiện thị dễ dàng.  Phân tích các tín hiệu phổ: có thể thực hiện được bằng hai phương thức: phân tích bằng mắt và xử lý số bằng máy tính Phân tích bằng mắt được thực hiện với các tư liệu dạng hình ảnh. Đây là công việc đã rất phổ biến trong viễn thám, phân tích ảnh bằng mắt có sự kết hợp rất nhuần nhuyễn các kiến thức chuyên môn của người phân tích để từ đó khai thác được các thông tin tồn tại trong tư liệu ảnh.

Kết quả giải đoán phụ thuộc rất nhiều 12 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] vào khả năng của người phân tích. Tất nhiên, hạn chế của giải đoán bằng mắt là không phân biệt được hết các đặc tính phổ của đối tượng, nguyên nhân là do khả năng phân biệt sự khác biệt về phổ của mắt người hạn chế (tối đa 12 – 14 mức). Xử lý số là phương pháp xử lý phân tích tư liệu phổ dưới dạng hình ảnh số chứ không phải dạng ảnh tương tự (analoge hay pictorial). Ưu thế của phương pháp xử lý số là có thể phân tích các tín hiệu phổ một cách chi tiết (256 mức hoặc hơn).

Với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dụng, có thể tách chiết rất nhiều thông tin phổ của đối tượng, từ đó có thể nhận biết các đối tượng một cách tự động. Tất nhiên quá trình xử lý số cần có sự kết hợp nhuần nhuyễn với kiến thức chuyên môn của người phân tích hoặc người lập các chương trình tính toán 1. Cơ sở phương pháp viễn thám Viễn thám được định nghĩa là sự thu nhận thông tin về đối tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp đến vật thể. Công nghệ viễn thám phát triển dựa trên những thành tựu mới nhất của khoa học kỹ thuật cũng như công nghệ vũ trụ, công nghệ tin học … Với mục tiêu cung cấp thông tin nhanh nhất và khách quan nhất Hình 1.1: Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên và môi trƣờng trái đất Trong những năm gần đây, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thám phát triển mạnh bởi những cải tiến về vệ tinh chụp ảnh, thiết bị chụp ảnh và các phương pháp chụp Những thông tin thu thập được từ công nghệ viễn thám được sử dụng vào rất nhiều mục đích như:  Nghiên cứu về biến đổi khí hậu  Nghiên cứu về biến động tầng ôzôn 13 TIEU LUAN MOI download : [e-mail]  Dự báo thời tiết  Ứng dụng trong nông nghiệp và lâm nghiệp  Điều tra tài nguyên thiên nhiên  Theo dõi giảm nhẹ thiên tai  Ứng dụng trong quản lý đới bờ  Các ứng dụng trong hải dương học Viễn thám là phương pháp xử lý và phân tích các thông tin của những đối tượng phân bố trên bề mặt Trái Đất và được thu thập từ ba tầng không gian: * Vũ trụ (ngoài khí quyển) * Tầng trung (tầng khí quyển) * Mặt đất nhằm xác định một cách tổng hợp những thuộc tính cơ bản của đối tượng nghiên cứu Hình 1.2: Khái niệm chung về viễn thám Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám dựa trên bản chất vật lý trong tự nhiên là các vật thể (đối tượng) trong những điều kiện khác nhau thì khả năng phản xạ hoặc bức xạ của sóng điện từ sẽ có những đặc trưng riêng.

Từ đó, nguồn tư liệu viễn thám được hình thành như là kết quả thu nhận năng lượng phản xạ hoặc bức xạ 14 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] các sóng điện từ của các đối tượng bằng các thiết bị gọi là bộ cảm hoặc bằng các máy chụp ảnh Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể thường là nguồn tư liệu chủ yếu trong viễn thám. Các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua các năng lượng bức xạ hoặc phản xạ từ vật thể. Viễn thám là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hay các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về phản xạ và bức xạ. Bức xạ điện từ Bức xạ điện từ có 4 thông số cơ bản: tần số, hướng lan truyền, biên độ và mặt phẳng phân cực.

Các thông số này có thể sử dụng trong việc khai thác thông tin ảnh. Ví dụ: tần số có thể được ding để xác định vận tốc chuyển động của vật thể dựa trên hiệu ứng Doppler, hướng lan truyền được sử dụng để phát hiện các cấu trúc của đối tượng. Biên độ thể hiện mức độ sáng tối của vật thể và được sử dụng như những phần tử giải đoán ảnh cơ bản, mặt phân cực được sử dụng để xác định hình dạng của vật thể - ánh sáng phản xạ trên các bề mặt tương tự nhau sẽ cho các chùm tia có mặt phẳng phân cực giống nhau. Do ảnh hưởng của các vật chất có trong khí quyển như hơi nước, khí CO 2 … mà độ truyền dẫn của khí quyển bị giảm thiểu ở nhiều bước sóng.

Tại những vùng đó, bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được bức xạ từ bề mặt Trái Đất – đồng nghĩa với việc bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được thông tin. Ở những vùng còn lại trong dải sóng điện từ được sử dụng trong viễn thám, bức xạ sẽ đạt tới bộ cảm. Những vùng bước sóng đó được gọi là cửa sổ khí quyển, chỉ trong các vùng bước sóng này mà người ta mới thiết kế các băng phổ cho bộ cảm. Năng lượng sóng điện từ khi qua môi trường khí quyển sẽ bị các phân tử khí hấp thụ ở nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào bước sóng cụ thể.

Các bước sóng ngắn hơn 0,3 m hầu hết bị hấp thụ bởi tầng ôzôn, vùng ánh sáng khả kiến ít bị hấp thụ bởi khí quyển. Bức xạ nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại bước sóng 10 m trong vùng cửa sổ khí quyển và sóng vô tuyến cao tần lớn hơn 1 mm cũng ít bị hấp thụ bởi khí quyển. Do đó thông tin ảnh viễn thám thu nhận được thường dựa vào sự đo lường năng lượng 15 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] phản xạ, phản xạ sóng điện từ trong vùng khả kiến và hồng ngoại nhiệt (ảnh quang học), vùng sóng siêu cao tần (rada). Trong viễn thám người ta thường chú ý đến khả năng lan truyền sóng điện từ trong khí quyển.

Vì các hiện tượng và cơ chế tương tác giữa sóng điện từ và khí quyển sẽ có những tác động mạnh đến thông tin được bộ cảm thu nhận. Khí quyển có sự tương tác khác nhau với bức xạ điện từ có bước sóng khác nhau. Trong quá trình lan truyền nguồn năng lượng mặt trời xuống mặt đất và quá trình lan truyền nguồn năng lượng mặt trời xuống mặt đất và quá trình lan truyền sóng điện từ luôn bị hấp thu, tán xạ, khác xạ bởi Oxy, Nitơ, Cacbonic, Ozon và hơi nước có trong khí quyển trước khi đi đến bộ cảm biến. Để thấy được cơ chế tương tác giữa khí quyển và sóng điện từ ta xem bảng dưới đây: Bảng 1.1: Cơ chế tƣơng tác giữa khí quyển và sóng điện từ Dải phổ điện từ Bƣớc sóng Đặc điểm Hấp thụ mạnh bởi khí quyển ở tầng cao, Tia cực tím 0,3 – 0,4 m không thể thu nhận năng lượng do dải sóng này cung cấp Rất ít bị hấp thụ bởi Oxy, nước, năng lượng phản xạ cực đại với bước sóng 0,5 Khả kiến 0,4 – 0,76 m m trong khí quyển.

Năng lượng do dải sóng này cung cấp giữ vai trò quan trọng trong viễn thám 0,77 – 1,34 m Năng lượng phản xạ mạnh ứng với các bước sóng hồng ngoại gần từ 0,77 – 0,9 Hồng ngoại trung m. Sử dụng trong chụp ảnh hồng ngoại bình theo dõi sự biến đổi thực vật từ 1,55 – 2,4 1,55 – 2,4 m m Một số vùng bị hấp thụ mạnh bởi hơi Hồng ngoại nhiệt 3 – 22 m nước, dải sóng này giữ vai trò quan trọng trong phát hiện cháy rừng, hoạt động của 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Bức xạ nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại bước sóng 10 m Khí quyển không hấp thụ năng lượng bước sóng lớn hơn 2 cm, cho phép thu Vô tuyến Rada 1 mm – 100 cm nhận năng lượng cả ngày lẫn đêm, không ảnh hưởng bởi mây, sương mù hay mưa Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ bằng các cách thức khác nhau và các đặc trưng này thường được gọi là đặc trưng phổ.