HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM BÙI THỊ VÂN ANH ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI THÀNH PHỐ THÁI BÌNH, TỈNH THÁI BÌNH Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60 85 01 03 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Khắc Thời NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 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 cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Bùi Thị Vân 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.
Nguyễn Khắc Thời 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 Trắc địa Bản đồ, 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: UBND thành phố, phòng Tài nguyên và Môi trường, phòng Thống kê Thành phố Thái Bình cùng chính quyền các xã, phường thuộc thành phố Thái Bình đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Bùi Thị Vân 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 thiết của đề tài.
Mục đích nghiên cứu. Yêu cầu của đề tài. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tài liệu.
Tổng quan về viễn thám. Giới thiệu chung về viễn thám. Vệ tinh Landsat. Phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh.
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý. Thành phần của hệ thống thông tin địa lý. Chức năng của hệ thống thông tin địa lý.
Một số vấn đề lý luận về sử dụng đất. Khái niệm và vai trò của đất đai. Sử dụng đất và quản lý sử dụng đất. Tổng quan về biến động đất đai.
Vấn đề chung về biến động đất đai. Các phương pháp xác định biến động đất đai. Ứng dụng ảnh viễn thám và GIS trong đánh giá biến động lớp phủ. Khái quát về công nghệ tích hợp GIS và ảnh viễn thám.
Ứng dụng của công nghệ tích hợp ảnh viễn thám và GIS trên thế giới. Ứng dụng của công nghệ tích hợp ảnh viễn thám và GIS ở Việt Nam. Tình hình nghiên cứu biến động trên thế giới và việt nam. Tình hình nghiên cứu biến động trên thế giới.
Tình hình nghiên cứu biến động tại Việt Nam. Nhận xét tổng quan tài liệu, định hướng nghiên cứu. Hướng nghiên cứu. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.
Đia điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.
Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình. Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh. Xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thu thập số liệu. Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám. Phương pháp phân tích biến động sử dụng đất. Kết quả nghiên cứu.
Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Thái Bình tỉnh Thái Bình. Điều kiện tự nhiên. Thực trạng phát triển kinh tế. Thực trạng phát triển đô thị và các khu dân cư nông thôn.
Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội. Tình hình quản lý đất đai của thành phố Thái Bình. Nhóm đất nông nghiệp.
Nhóm đất phi nông nghiệp. Đất chưa sử dụng. Đánh giá công tác quản lý đất đai trên địa bàn thành phố Thái Bình. Xây dựng bản đồ lớp phủ ứng với thời điểm có ảnh.
Nguồn tài liệu. Xây dựng bản đồ sử dụng đất. Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015. Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015.
Nhận xét về phương pháp tích hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động đất đai. Kết luận và kiến nghị .73 Tài liệu tham khảo .78 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CCN Cụm công nghiệp CS Cộng sự CSDL Cơ sở dữ liệu ERST Vệ tinh viễn thám trái đất ETM Bộ cảm ETM ETM+ Bộ cảm ETM+ GIS Hệ thống thông tin địa lý GPS Hệ thống định vị toàn cầu KCN Khu công nghiệp MSS Máy quét phổ đa kênh NASA Cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu OLI Bộ cảm OLI TM Bộ cảm TM TIRS Bộ cảm TIRS USGS Hội khảo sát địa chất Hoa Kỳ vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Các hệ thống vệ tinh Landsat. Đặc trưng chính của qũy đạo và vệ tinh.
Các thông số kỹ thuật của bộ cảm. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-5 và ảnh Landsat -7. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-8. Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 thành phố Thái Bình.
Dữ liệu ảnh vệ tinh. Mô tả các lớp phân loại. Mẫu ảnh vệ tinh năm 2010 và năm 20. Bảng đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu năm 2010.
Bảng đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu năm 2015. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2010. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2015. Thống kê diện tích các loại đất.
Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010- 2015 .67 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2. Vector thay đổi phổ. Cộng gộp kênh ảnh Landsat 5 năm 2010. Tăng cường chất lượng ảnh.
Ảnh cắt theo địa giới hành chính thành phố Thái Bình năm 2015. Kết phân loại ảnh Landsat 5 – 2010. Kết phân loại ảnh Landsat 8 – 2015. Ảnh thực địa.
Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 5 – 2010. Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 8 – 2015. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2015.
Sơ đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2015 .68 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Bùi Thị Vân Anh Tên luận văn: Ứng dụng ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý xác định biến động đất đai thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình. Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60.03 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Ứng dụng ảnh viễn thám xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015 trên địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp và thứ cấp; - Phương pháp xử lý ảnh viễn thám; - Phương pháp phân tích biến động sử dụng đất. Kết quả chính và kết luận Thành lập bản đồ sử dụng đất năm 2010, năm 2015 với 6 loại hình sử dụng đất gồm: đất lúa, đất cây hoa màu, đất sông, đất mặt nước, đất xây dựng, đất khác.
Độ tin cậy phân loại ảnh theo chỉ số Kappa của năm 2010 là 0,8= và năm 2015 là 0,81. Sử dụng bản đổ sử dụng đất năm 2010, năm 2015 để xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015. Trong giai đoạn 2010 – 2015, diện tích đất trồng lúa giảm 918,54 ha, diện tích đất trồng cây hoa màu giảm 73,35 ha, diện tích đất sông giảm 3,51 ha, diện tích đất mặt nước tăng 1,8 ha diện tích đất xây dựng tăng 1064,81 ha, diện tích đất khác giảm 71,21 ha. Nguyên nhân biến động do tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra mạnh mẽ.
ix THESIS ABSTRACT Master candidate: Bui Thi Van Anh Thesis title: Application of remote sensing and Geographical Information Systems to determine changes to land in the Thai Binh city, Thai Binh Province. Major: Land Management Code: 62.03 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives Remote sensing applications determine land use changes in the from 2010-2015 of Thai Binh City, Thai Binh Province. Materials and Methods - The methods of collecting primary data and secondary data; - The method of remote sensing image processing; - The methods of analysis of land use change. Main findings and conclusions Mapping the land use in 2010, in 2015 with 6 types of land use are: river land, water surface land, crop land, construction land, uncultivated land and other land.
Image classification accuracy classification Kappa index is 0,80 in 2010 and is 0,81 in 2015. Using the land use map in 2010, in 2015 to overlay and building the land use change map from 2010-2015. In the from 2010-2015, the rice land area reduces 918,54 ha, the crop land area reduces 73,35 ha, the rive land area reduces 3,51 ha, the water surface land area increases 1,8 ha, the construction land area increases 1064,81 ha, the other land area reduces 71,21 ha. The land use change caused by the processof industrialization and urbanization.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất nước ta đang trên đà phát triển, quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá đang diễn ra mạnh mẽ. Kết quả của quá trình đô thị hóa là làm cho đất nông nghiệp nhanh chóng bị thu hẹp để nhường chỗ cho các loại hình khác như các khu dân cư, các khu công nghiệp, các công trình công cộng khác. Thành phố Thái Bình là trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị, xã hội của tỉnh Thái Bình, có tổng diện tích tự nhiên theo số liệu thống kê năm 2015 là 6.