HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHUẤT THỊ THU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT MỘT SỐ HUYỆN PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI GIAI ĐOẠN 2010-2018 Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Thu Hiền NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019 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 này là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để 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 và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 21 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Khuất Thị Thu i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn, lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Thị Thu Hiền - Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã hướng dẫn hết mực nhiệt tình, chỉ dạy cho tôi, động viên tôi trong toàn bộ thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cám ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam cho bản luận văn này. Tôi xin chân thành cám ơn Ủy ban nhân dân các huyện Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, tập thể cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Kinh tế của 3 huyện trên đã giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong thời gian nghiên cứu.
Xin bày tỏ lòng biết ơn tới những người thân trong gia đình, những người bạn, đồng nghiệp đã động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày 21 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Khuất Thị Thu ii MỤC LỤC Lờı 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 nghıên cứu. Phạm vı nghıên cứu.
Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tàı lıệu. Tổng quan về sử dụng đất và bıến động sử dụng dất. Khái niệm về sử dụng đất và biến động sử dụng đất.
Những yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất. Các phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu biến động sử dụng đất. Tình hình sử dụng đất và biến động sử dụng đất trên thế giới và Việt Nam.
Khái quát về viễn thám và hệ thống thông tin địa lý. Khái quát về viễn thám. Khái quát về hệ thống thông tin địa lý (GIS). Tình hình ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất trên thế giới và Việt Nam.
Tình hình ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất trên thế giới. Tình hình ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất ở Việt Nam. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu.
Thời gian nghiên cứu. Đối tượng/vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu.
Tình hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu bằng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý. Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp. Phương pháp xử lý tư liệu viễn thám. Phương pháp biên tập bản đồ, chồng xếp bản đồ bằng phần mềm ArcGis.
Phương pháp phân tích số liệu. Kết quả nghıên cứu. Đánh gıá đıều kıện tự nhıên, kınh tế - xã hộı một số huyện phía tây thành phố Hà Nộı. Điều kiện tự nhiên.
Điều kiện kinh tế - xã hội một số huyện phía Tây thành phố Hà Nội. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội. Tình hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu bằng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý.
Xử lý ảnh vệ tinh. Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất. Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Nhận xét kết quả ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá biến động sử dụng đất.
Đề xuất các giải pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá biến động sử dụng đất. Kết luận và kiến nghị. 81 Tài liệu tham khảo. 86 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CSDL Cơ sở dữ liệu HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất ESA Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA) ETM Bộ cảm ETM TM Bộ cảm TM MSS Bộ cảm MSS GIS Hệ thống thông tin địa lý GPS Hệ thống định vị toàn cầu K Hệ số Kappa NIR Cận hồng ngoại RS Viễn thám NIR Cận hồng ngoại vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.
Cơ cấu sử dụng đất trên thế giới giai đoạn năm 1973 - 1988. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2018 trên cả nước. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2018 của thành phố Hà Nội. Đặc trưng bộ cảm (ETM+) của Landsat 7.
Đặc trưng Bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 8. Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 7. Tình hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Thông tin ảnh vệ tinh sử dụng.
Mô tả các loại đất. Mẫu giải đoán ảnh vệ tinh. Giá trị khác biệt phổ giữa các mẫu phân loại ảnh năm 2010. Giá trị khác biệt phổ giữa các mẫu phân loại ảnh năm 2018.
Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2010. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2018. Thống kê diện tích giải đoán và hiện trạng sử dụng đất năm 2010. Thống kê diện tích giải đoán và hiện trạng sử dụng đất năm 2018.
Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2018. So sánh diện tích các loại đất tại thời điểm nghiên cứu. 75 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2. Véc tơ thay đổi phổ.
Thuật toán phân tích thay đổi phổ. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian. Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám. Vệ tinh Landsat 8.
Sự phân bố các kênh phổ của ảnh vệ tinh Landsat 7 và 8. Vệ tinh Sentinel-1 (A,B). Vệ tinh Sentinel-2 (A,B). Vệ Tinh SPOT 4 (CNES, 1998).
Vệ Tinh SPOT 5 (CNES, 2002). Sơ đồ quy trình đánh giá biến động sử dụng đất. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu. Sơ đồ các bước xử lý ảnh số.
Sai số và tọa độ điểm nắn ảnh 2010. Ảnh năm 2010 được cắt theo địa giới hành chính. Ảnh năm 2018 được cắt theo địa giới hành chính. Ảnh phân loại năm 2010.
Ảnh phân loại năm 2018. Sơ đồ sử dụng đất khu vực nghiên cứu năm 2010. Sơ đồ sử dụng đất khu vực nghiên cứu năm 2018. Sơ đồ biến đống sử dụng đất khu vực nghiên cứu giai đoạn năm 2010- 2018.
76 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên Tác giả: Khuất Thị Thu Tên luận văn: Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động sử dụng đất một số huyện phía Tây thành phố Hà Nội giai đoạn 2010 - 2018. Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu - Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý để xác định biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu. - Đề xuất các giải pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong đánh giá biến động sử dụng đất để quản lý sử dụng đất hợp lý tại khu vực nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực hiện các nội dung của đề tài, tôi sử dụng các phương pháp sau : Phương pháp điều tra , thu thâ ̣p số liê ̣u ,tài liệu thứ cấp; Phương pháp xử lý ảnh viễn thám bằng phần mềm ENVI; Phương pháp xây dựng bản đồ sử dụng đất, chồng xếp bản đồ bằng phần mềm ArcGis và phương pháp phân tích, đánh giá số liệu.
Kết quả chính và kết luận - Luâ ̣n văn đã khái quát đươ ̣c tı̀nh hı̀nh cơ bản của khu vực nghiên cứu với các nô ̣i dung gồ m : điề u kiê ̣n tự nhiên , kinh tế - xã hội và tình hình sử dụng đất đai của một số huyện phía Tây thành phố Hà Nội gồm các huyện Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai. - Từ dữ liệu ảnh viễn thám và các tư liệu thu thập đã xây dựng được tập dữ liệu mẫu gồm 6 lớp: đất trồng lúa, đất trồng cây hàng năm khác, đất trồng rừng-cây lâu năm, đất xây dựng, đất mặt nước và đất chưa sử dụng với độ chính xác cao. Từ kết quả phân loại ảnh thành lập hai bản đồ sử dụng đất khu vực nghiên cứu, tiến hành chồng xếp xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2018, qua đó đánh giá biến động sử dụng đất của khu vực nghiên cứu. - Bản đồ sử dụng đất thời điểm năm 2010 và năm 2018 tỷ lệ 1: 50.000 được xây dựng bằng ảnh vệ tinh theo phương pháp xác suất cực đại.
Tiến hành phân loại và đánh giá độ chính xác phân loại: ảnh năm 2010 phân loại có độ chính xác tổng thể đạt 96,11% với chỉ số Kappa tương ứng κ = 0,95; và ảnh năm 2018 phân loại có độ chính xác tổng thể 89,44% với chỉ số Kappa tương ứng κ = 0,88. ix - Giai đoạn 2010 - 2018 có sự biến động lớn về diện tích của các loại đất, đặc biệt là đất trồng lúa, đất rừng-cây lâu năm và đất xây dựng.