HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ---------------------- NGUYỄN ĐỨC HẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG VÀ ĐẤT TRỐNG QUẬN LONG BIÊN - THÀNH PHỐ HÀ NỘI TỪ DỮ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM” HÀ NỘI - 2022 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ---------------------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG VÀ ĐẤT TRỐNG QUẬN LONG BIÊN - THÀNH PHỐ HÀ NỘI TỪ DỮ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM” Người thực hiện : NGUYỄN ĐỨC HẢI Lớp : K63 - QLDDA Khóa : 63 Chuyên ngành : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN ĐỨC THUẬN HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại Học viện nông nghiệp Việt Nam cũng như quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của rất nhiều các tập thể và cá nhân. Xuất phát từ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đó! Trước hết, em xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Học viện nông nghiệp Việt Nam, Ban chủ nhiệm khoa Tài Nguyên và Môi Trường, các thầy cô đã giảng dạy, hướng dẫn em trong suốt quá trình em học tập và tiếp thu kiến thức tại học viện. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Nguyễn Đức Thuận đã giúp đỡ em tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, Ủy ban nhân dân phường Đức Giang đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ em trong suất thời gian thực tập tốt nghiệp. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại học viện và quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. Cùng với quỹ thời gian có hạn do ảnh hưởng của dịch Covid - 19 và trình độ còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện và khoa học hơn.
Em xin kính chúc các thầy, cô giáo và các bạn mạnh khỏe, hạnh phúc! Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 05 Tháng 06 năm 2020 Sinh viên Nguyễn Đức Hải i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. i DANH MỤC VIẾT TẮT. iv DANH MỤC BẢNG .1 DANH MỤC HÌNH. Tính cấp thiết của đề tài.
Mục tiêu nghiên cứu. Yêu cầu nghiên cứu. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về Viễn thám.
Khái niệm về Viễn thám. Nguyên lý cơ bản của viễn thám. Vấn đề thu nhận và phân tích tư liệu viễn thám. Các phương pháp xử lý thông tin viễn thám.
Các hệ thống vệ tinh viễn thám phổ biến hiện nay. Cơ sở khoa học và các phương pháp chiết tách thông tin trong viễn thám. Cơ sở khoa học chiết tách thông trong viễn thám. Các phương pháp chiết tách thông tin viễn thám.
Tình hình nghiên cứu chiết tách đất xây dựng và đất trống bằng ảnh chỉ số. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội quận Long Biên - thành phố Hà Nội. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất quận Long Biên - thành phố Hà Nội. Chiết tách đất xây dựng và đất trống quận Long Biên - thành phố Hà Nội.
Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp điều tra thu thập dữ liệu; Phương pháp lựa chọn điểm mẫu để phân ngưỡng, phân loại và đánh giá độ chính xác. Phương pháp tiền xử lý dữ liệu ảnh viễn thám. Phương pháp đánh giá độ chính xác.
Phương pháp xây dựng bản. Phương pháp phân tích thống kê. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội quận Long Biên – thành phố Hà Nội.
Đặc điểm về điều kiện tự nhiên. Đặc điểm về kinh tế - xã hội. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất quận Long Biên – thành phố Hà Nội. Chiết tách đất xây dựng và đất trống quận Long Biên – thành phố Hà Nội.
Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu. Tiền xử lý tư liệu ảnh viễn thám. Chiết tách đất xây dựng và đất trống quận Long Biên. Đánh giá các kết quả đạt được .67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .82 PHỤ LỤC 2: ẢNH THỰC ĐỊA .91 iii DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ GMS Geostationary Meteorological Satellite VNREDSat - 1 Vietnam Natural Resources Environment and Disaster - monitoring Satellite-1 NASA National Aeronautics and Space Administration ERST Earth Remote Sensing Satellite OLI Operational Land Imager TIRS Thermal Infrared Sensor MSS Multi Spectral Scanner TM/ETM Thematic Mapper/ Enhanced Thematic Mapper HRV High Resolution Visible imaging system HIRS High Resolution Infrared Radiometer Sounder AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration GCPs Ground Control Points RGB Red, Green, Blue HIS Hue- sắc, Intensity - cường độ, Saturation - mật độ NDVI Normalized Difference Vegetation Index SAVI Soil Adjusted Vegetation Index NDBI Normalised Difference Built – Up Index UI Index – Based Built – Up Index EBBI Enhanced Built-Up and Bareness Index NDISI Normalized Impervious Surface Index MNDISI Modified Normalized Difference Impervious Surface Index GIS Geographic Information System GPS Global Positoning System IRS Internal Revenue Service iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.
Ưu, nhược điểm của hai phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh. Các thế hệ vệ tinh SPOT. Các thông số kỹ thuật của bộ cảm vệ tinh SPOT. Các thế hệ vệ tinh Landsat.
Các thông số kỹ thuật của bộ cảm vệ tinh Landsat. Các thông số kỹ thuật của bộ cảm vệ tinh VNREDSat. Ma trận sai số. Thang đánh giá độ tin cậy của chỉ số Kappa (κ).
Hiện trạng sử dụng đất quận Long Biên. Ngưỡng chỉ số NDBI, UI, EBBI. Phân ngưỡng đất xây dựng, đất trống và đất khác. Phân loại các loại hình sử dụng đất.
Kết quả khóa giải đoán ảnh Landsat năm 2022. Kết quả đánh giá độ chính xác. Khả năng chiết tách đất xây dựng và đất trống. Kết quả thống kê diện tích đất xây dựng và đất trống.
71 1 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Công nghệ viễn thám. Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám. Hình ảnh mô phỏng VNREDSat-1 của Việt Nam.
Ảnh chụp sông Hồng đoạn đi qua Hà Nội tại độ phân giải 2. Sơ đồ vị trí địa lý quận Long Biên. Biểu đồ thể hiện 3 nhóm đất quận Long Biên. Sơ đồ vị trí các điểm điều tra.
Kết quả hiệu chỉnh chỉnh bức xạ kênh 10. Kết quả hiệu chỉnh bức xạ kênh 5 (a), 6 (b), 7 (c). Kết quả tính chỉ số NDBI (a), UI (b), EBBI (c). Kết quả phân ngưỡng đất khác, đất trống và đất xây dựng của ảnh phân ngưỡng chỉ số NDBI (a), UI (b), EBBI (c).
Kết quả gộp tệp mẫu. Kết quả đánh giá độ chính xác tệp mẫu. Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại. Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại ảnh (e) cho khu vực có mật độ xây dựng dày tại phường Bồ Đề.
Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại ảnh (e) cho khu vực có mật độ xây dựng thưa tại phường Thạch Bàn. Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại ảnh (e) cho khu vực giao thông tại phường Long Biên. Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại ảnh (e) cho khu vực đất nông nghiệp tại phường Cự Khối. Sơ đồ phân bố đất xây dựng và đất trốngquận Long Biên– thành phố Hà Nội ngày 17/05/2022 được xây dựng từ ảnh chỉ số NDBI.
Tính cấp thiết của đề tài Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho con người. Đất đai là nền tảng để định cư và tổ chức các hoạt động kinh tế xã hội nó không chỉ là đối tượng lao động mà còn là tư liệu sản xuất không thể thay thế được. Trong khoảng 3 thập niên gần đây, cùng với sự phát triển của xã hội loài người, môi trường, trái đất nói chung hay việc sử dụng và khai thác các nguồn tài nguyên đất đai nói riêng đã có nhiều biến đổi theo chiều hướng phát triển không bền vững. Xã hội phát triển, dân số tăng nhanh kéo theo những đòi hỏi ngày càng tăng và tìm mọi cách để khai thác đất đai nhằm thỏa mãn những nhu cầu ngày càng tăng đó.
Bởi vậy, đất đai và đặc biệt là đất nông nghiệp với hạn chế về diện tích có nguy cơ bị suy thoái dưới tác động của thiên nhiên, sự thiếu ý thức của con người trong quá trình sản xuất và đặc biệt hơn nữa là quá trình đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ. Trước những áp lực đó, đất đai và các lớp phủ mặt đất thay đổi không ngừng cùng với sự phát triển của xã hội. Đây là nguồn tài nguyên đặc biệt có thể khai thác sử dụng nhưng không thể làm tăng thêm về mặt số lượng. Một trong những khó khăn của công tác trắc địa khi thành lập bản đồ đô thị là mật độ dân cư cao, nhiều nhà cao tầng hạn chế khả năng đo vẽ trực tiếp.
viễn thám trở thành công cụ đắc lực trợ giúp nhiệm vụ này. Quá trình đô thị hóa làm xuất hiện cả những mảnh đất trống trong đô thị do bỏ hoang đất canh tác nông nghiệp, các dự án “treo”. Lập bản đồ đất xây dựng và đất trống là nhiệm vụ quan trọng vì sự có mặt của các đối tượng này là chỉ báo của mức độ phát triển đô thị cũng như chất lượng môi trường. Một trong những phương pháp thường được sử dụng trong lập bản đồ sử dụng đất xây dựng là phương pháp phân loại ảnh nhưng khả năng phân biệt được đất trống và đất xây dựng thường có độ chính xác không tốt vì tính phức tạp của phản xạ phổ, của các đối tượng thực vật, đất trống và đất xây dựng và đặc biệt là những pixel hỗn hợp nên phương pháp dùng ảnh chỉ số sẽ 3 cho kết quả nhanh chóng và hiệu quả hơn.