Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Ứng dụng GIS thành lập bản đồ hiện trạng lưu vực thủy điện Sơn La từ ảnh viễn thám" được thực hiện bởi sinh viên Phạm Đức Anh, chuyên ngành Quản lý Đất đai, Khoa Quản lý Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đàm Xuân Vận, năm 2015). Nghiên cứu giải quyết bài toán giám sát hiện trạng mặt đất tại vùng lưu vực hồ chứa thủy điện Sơn La – khu vực có địa hình vùng núi hiểm trở, diện tích trải rộng và điều kiện tự nhiên phức tạp.

Về bối cảnh thực tiễn, công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã phát triển thành phương tiện chủ đạo trong công tác giám sát, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Công nghệ viễn thám cho phép thu nhận thông tin khách quan trên diện rộng mà không cần tiếp xúc trực tiếp bề mặt, trong khi GIS cung cấp môi trường tích hợp, lưu trữ, truy vấn và phân tích không gian. Đối với lưu vực thủy điện Sơn La, việc thành lập bản đồ hiện trạng theo phương pháp trắc địa truyền thống gặp rất nhiều rào cản về địa hình chia cắt, độ dốc lớn và chi phí nhân lực. Do đó, việc ứng dụng ảnh vệ tinh đa phổ kết hợp phần mềm chuyên dụng là giải pháp kỹ thuật cần thiết để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý và quy hoạch.

Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

  1. Sử dụng các phần mềm GIS như ArcGIS, MapInfo và phần mềm giải đoán ảnh vệ tinh ENVI 4.7, với nguồn dữ liệu là ảnh vệ tinh và các loại bản đồ lưu vực thủy điện Sơn La nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ hiện trạng.
  2. Xây dựng được sơ đồ các bước thành lập bản đồ hiện trạng từ khâu tiền xử lý dữ liệu thô đến khi hoàn thiện sản phẩm bản đồ.
  3. Tìm ra được các điểm mạnh và hạn chế của việc tích hợp GIS và viễn thám trong công tác thành lập bản đồ hiện trạng.

Yêu cầu nghiên cứu đặt ra bao gồm: sử dụng ảnh viễn thám chụp khu vực lưu vực thủy điện Sơn La có độ phân giải không gian thích hợp cho công tác đoán đọc; thời điểm chụp ảnh không vượt quá 1 năm so với thời điểm lập bản đồ; người nghiên cứu phải sử dụng thành thạo phần mềm ENVI, nắm vững kiến thức trắc địa ảnh viễn thám, bản đồ học và quy chuẩn thành lập bản đồ hiện trạng.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là tư liệu ảnh viễn thám Landsat TM (và Landsat 8) độ phân giải 30m x 30m chụp khu vực lưu vực thủy điện Sơn La vào tháng 3 năm 2014; các phần mềm xử lý ảnh và GIS gồm ENVI 4.7, ArcGIS 10.2, MapInfo, MicroStation; cùng các bản đồ hiện trạng sử dụng đất, tài liệu điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội liên quan. Phạm vi không gian nghiên cứu bao trùm lưu vực thủy điện Sơn La thuộc địa phận 3 tỉnh Sơn La, Điện Biên và Lai Châu. Phạm vi thời gian nghiên cứu và thực tập kéo dài từ tháng 8/2014 đến tháng 11/2014 tại Trung tâm Ngoại ngữ và Tin học ứng dụng, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, kết hợp điều tra thực địa tại xã Mường Trai, huyện Mường La, tỉnh Sơn La.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên khung lý thuyết về hệ thống thông tin địa lý và công nghệ viễn thám:

  • Cơ sở khoa học về GIS: Tác giả dẫn xuất các định nghĩa từ Hà Văn Thuân (2010) và Trần Thị Băng Tâm (2006), phân tích GIS như một hệ thống tích hợp thao tác cơ sở dữ liệu với các phép phân tích không gian. Cấu trúc GIS được mô hình hóa theo Đàm Xuân Vận (2009) gồm 5 hợp phần cơ bản: thiết bị (hardware), phần mềm (software), số liệu địa lý (geographic data), chuyên viên/con người (expertise), cùng chính sách và cách thức quản lý (policy and management). Tác giả tổng thuật mô hình hoạt động của các trung tâm GIS quốc tế như RRL (Vương quốc Anh), NCGIA (Hoa Kỳ), NEXPRI (Hà Lan).
  • Cơ sở khoa học về viễn thám: Dẫn xuất định nghĩa của Nguyễn Ngọc Thạch (2009), xác định viễn thám là khoa học đo đạc, thu nhận bức xạ điện từ của đối tượng từ xa. Hệ thống viễn thám vận hành qua chuỗi 7 phần tử: nguồn năng lượng; phát xạ và khí quyển; sự tương tác với đối tượng; thu nhận năng lượng bằng bộ cảm; truyền tải, thu nhận và xử lý; giải đoán và phân tích ảnh; ứng dụng. Khóa luận phân tích đồ thị phản xạ phổ của các loại thực phủ mặt đất và thông số các thế hệ vệ tinh quan sát Trái Đất (QuickBird, WorldView, Ikonos, GeoEye, SPOT-5, Formosat-2, Landsat TM/ETM).
  • Cơ sở pháp lý: Đề tài trích dẫn Điều 58 và Điều 59 của Luật Công nghệ thông tin liên quan đến trách nhiệm của các bộ, ngành và Ủy ban nhân dân cấp tỉnh trong việc xây dựng, cập nhật và quản lý cơ sở dữ liệu chuyên ngành.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được kết hợp đồng bộ giữa ngoại nghiệp và nội nghiệp:

  • Phương pháp ngoại nghiệp: Tiến hành khảo sát thực tế tại thực địa, sử dụng thiết bị định vị vệ tinh GPS cầm tay để đo đạc tọa độ các điểm khống chế mặt đất (GCP), đối soát ranh giới các khoanh đất, kiểm tra kết quả điều vẽ giải đoán nội nghiệp, chỉnh lý và bổ sung các yếu tố sai lệch trên thực địa.
  • Phương pháp nội nghiệp: Thực hiện quy trình xử lý dữ liệu ảnh số trên máy tính, bao gồm hiệu chỉnh hình học, tăng cường chất lượng hiển thị ảnh, cắt ảnh theo ranh giới hành chính/lưu vực, giải đoán phân loại ảnh số và số hóa dữ liệu.
  • Phương pháp giải đoán viễn thám: Kết hợp giữa giải đoán bằng mắt và giải đoán số. Khóa giải đoán ảnh được xây dựng dựa trên 8 chỉ tiêu nhận biết không gian: kích thước (size), hình dạng (shape), bóng vật (shadow), kết cấu (texture), mẫu (pattern), vị trí (site), mối liên kết (association) và độ phân giải (resolution). Kỹ thuật phân loại ảnh số bao gồm phân loại không kiểm định (Unsupervised Classification theo thuật toán IsoData/K-Means) và phân loại có kiểm định (Supervised Classification).

Nguồn dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu:

  • Dữ liệu ảnh viễn thám Landsat TM/Landsat 8 đa phổ tháng 3/2014, kích thước điểm ảnh 30m x 30m.
  • Bản đồ nền địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực lòng hồ thủy điện Sơn La.
  • Số liệu đo đạc thực địa bằng GPS tại địa bàn xã Mường Trai, huyện Mường La.
  • Số liệu thống kê thứ cấp từ Viện Kinh tế Việt Nam (9/2009), Viện Khảo cổ học (1998) và Niên giám thống kê các tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng công nghệ vũ trụ và viễn thám trong giám sát tài nguyên thiên nhiên tại Việt Nam. Khái quát mục đích thành lập bản đồ hiện trạng lưu vực thủy điện Sơn La bằng sự kết hợp giữa ENVI 4.7 và ArcGIS. Xác lập 3 mục tiêu cụ thể, các yêu cầu kỹ thuật đối với tư liệu ảnh vệ tinh, đồng thời làm rõ ý nghĩa học thuật trong việc đào tạo kỹ thuật viên GIS và ý nghĩa thực tiễn trong công tác quy hoạch, bảo vệ tài nguyên lòng hồ sông Đà.

Phần 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Phần này tập trung hệ thống hóa lý luận và thực tiễn ứng dụng GIS, viễn thám:

  • Phân tích chức năng của GIS trong các lĩnh vực: môi trường (mô hình hóa xói mòn, lan truyền ô nhiễm), khí tượng thủy văn (chống thiên tai, lũ quét), nông nghiệp, dịch vụ tài chính, y tế, chính quyền địa phương, giao thông và hạ tầng kỹ thuật.
  • Tổng quan hệ thống phần mềm: phần mềm ENVI 4.7 (phát triển trên ngôn ngữ IDL, xử lý các định dạng BSQ, BIP, BIL, phân loại ảnh, tính toán chỉ số NDVI) và bộ công cụ ArcGIS 10.2 (ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox).
  • Tổng thuật tình hình nghiên cứu quốc tế (Evelyn Pruitt, Golubiewski, Alrabah và Alhamad) và trong nước (nghiên cứu của Nguyễn Văn Khang và Nguyễn Thanh Hùng năm 2005; nghiên cứu của Lương Chi Lan năm 2009 tại Hà Nội đạt độ chính xác 81% với ảnh ASTER).
  • Đánh giá các khó khăn khi triển khai GIS tại Việt Nam: thiếu quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, chưa có thời hạn ràng buộc hoàn thành CSDL chuyên ngành theo Luật Công nghệ thông tin, điều kiện khí hậu nhiệt đới nhiều mây che phủ, chi phí mua ảnh vệ tinh cao và sự thiếu liên kết chia sẻ dữ liệu liên ngành.

Phần 3: Đối tượng, nội dung, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Xác định cụ thể quy trình công nghệ và các điều kiện thực nghiệm:

  • Đối tượng: Ảnh Landsat TM chụp tháng 3/2014 (độ phân giải 30m) tại lưu vực thủy điện Sơn La.
  • Nội dung nghiên cứu gồm 4 bước kỹ thuật: điều tra cơ bản vùng nghiên cứu; thu thập và phân tích đặc điểm ảnh vệ tinh; tiền xử lý và tăng cường khả năng hiển thị ảnh; lập kế hoạch phân lớp, chọn vùng mẫu và phân loại ảnh số.
  • Chỉ tiêu theo dõi: các chỉ số quang phổ (thực vật, thổ nhưỡng, thủy văn) và tọa độ các điểm đo GPS thực địa.
  • Thiết lập quy trình phối hợp song song giữa khảo sát ngoại nghiệp (đối soát thực địa bằng GPS) và xử lý giải đoán nội nghiệp trên máy tính nhằm đảm bảo độ chính xác của bản đồ.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Đây là chương nội dung trọng tâm của khóa luận, gồm hai mảng dữ liệu chính:

  • Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực lưu vực:
    • Tự nhiên: Hồ thủy điện Sơn La dài hơn 120km, từ đập thủy điện tại thị trấn Ít Ong (Mường La) đến thị xã Mường Lay (Lai Châu). Diện tích mặt hồ chứa gần 225 km2, dung tích 9,26 tỷ m3, lưu vực phủ rộng gần 44.000 km2 (diện tích lưu vực khống chế tới tuyến đập là 43.760 km2). Địa hình lòng hồ có dạng thung lũng mở rộng, sườn đổ dốc từ 20° đến 30° (phổ biến 25° - 28°), chiều dài sườn 70 - 80m. Bức xạ tổng cộng 120 - 133 kcal/cm2/năm; tổng số giờ nắng 1700 - 2100 giờ/năm; nhiệt độ trung bình vùng thấp 22,5 - 23,3°C, mùa hè xuất hiện gió Foehn nhiệt độ cực đại 40 - 42,2°C. Lượng mưa năm dao động 1300 - 3200 mm/năm (tâm mưa Phu Đen Đinh 3115mm, Sìn Hồ 2978mm; vùng mưa thấp Tạ Bú 1300 - 1500mm). Dòng chảy hàng năm đổ về hồ đạt 48,3 tỷ m3 từ 34 phụ lưu cấp 1 (16 phụ lưu đổ trực tiếp). Khu vực có 47 điểm khoáng sản (than Quỳnh Nhai, kaolin Nậm Ràng, đá lợp, 6 điểm nước khoáng), khu hệ sinh vật gồm 870 loài thực vật bậc cao có mạch (435 chi, 135 họ) và 311 loài động vật có xương sống (48 họ, 28 bộ), cùng 36 di tích khảo cổ vùng ngập.
    • Kinh tế - xã hội: Phạm vi dự án trải rộng trên 8 huyện thuộc 3 tỉnh (Quỳnh Nhai, Mường La, Thuận Châu thuộc Sơn La; Mường Chà, TX Mường Lay, Tủa Chùa thuộc Điện Biên; Sìn Hồ, Mường Tè thuộc Lai Châu). Mật độ dân số: Sơn La 68 người/km2, Điện Biên 45,2 người/km2, Lai Châu 33,32 người/km2. Khu vực có 29 dân tộc cùng sinh sống; tỷ lệ nghèo đói năm 2003 là 30%, vùng sâu vùng xa năm 2004 trên 48%. Thu nhập bình quân đầu người năm 2000 tại nông thôn là 6.000 đồng/tháng, đô thị 9.000 đồng/tháng. Diện tích đất canh tác của hộ vùng cao bình quân 6.300 m2 (nương rẫy chiếm 2/3), vùng sâu vùng xa 32.000 m2 (nương rẫy chiếm 4/5).
  • Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng trên ENVI 4.7 và ArcGIS 10:
    • Mở và đọc thông tin ảnh: Truy cập ảnh qua lệnh File\Open Image File hoặc Open External File, thiết lập tệp tiêu đề (*.hdr) khai báo số dòng, số cột, số kênh và phép chiếu bản đồ. Ảnh được hiển thị đồng bộ trên 3 cửa sổ: Image Window (cửa sổ chính độ phân giải gốc), Scroll Window (vùng quan sát tổng thể) và Zoom Window (phóng đại chi tiết).
    • Đặc tính 7 băng phổ Landsat: Băng 1 (0,45 - 0,52 µm, Lam) khảo sát ven bờ và nước ngập; Băng 2 (0,52 - 0,60 µm, Xanh) nghiên cứu thảm thực vật; Băng 3 (0,63 - 0,69 µm, Đỏ) hấp thụ diệp lục, phân biệt đất và thực vật; Băng 4 (0,76 - 0,90 µm, Cận hồng ngoại) bị nước hấp thụ hoàn toàn, phân tách ranh giới đất - nước; Băng 5 (1,55 - 1,75 µm, Hồng ngoại trung) nhạy cảm với độ ẩm đất và cây trồng; Băng 6 (10,40 - 12,50 µm, Hồng ngoại nhiệt, phân giải 60m) đo nhiệt độ bề mặt; Băng 7 (2,08 - 2,35 µm, Hồng ngoại xa) nghiên cứu địa chất, thổ nhưỡng.
    • Xử lý ảnh: Tăng cường chất lượng ảnh qua chức năng Enhance và bộ lọc Filter làm nét ranh giới đối tượng. Nắn chỉnh hình học (Geo-referencing) dựa trên các cặp điểm khống chế mặt đất (GCP) để khử sai số bay chụp. Cắt ảnh theo ranh giới lưu vực thủy điện Sơn La bằng tệp vector mặt nạ.
    • Phân loại và biên tập bản đồ: Thực hiện phân loại ảnh theo thuật toán không kiểm định IsoData, kết hợp định vùng mẫu phân loại có kiểm định; gộp các lớp phổ tương đồng; chuyển đổi dữ liệu từ raster sang vector; xuất dữ liệu sang ArcGIS 10 để chuẩn hóa bảng thuộc tính, biên tập các yếu tố chuyên đề và thống kê diện tích các đối tượng thực phủ.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả thử nghiệm quy trình công nghệ tích hợp viễn thám và GIS. Rút ra các kết luận về khả năng ứng dụng thực tiễn của tư liệu Landsat trong quản lý đất đai và đưa ra các đề xuất về mặt thể chế, chính sách chia sẻ dữ liệu, đào tạo nhân lực nhằm nhân rộng mô hình ứng dụng cho các khu vực lưu vực khác.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chiết tách thông tin hiện trạng bề mặt từ ảnh vệ tinh Landsat phục vụ thành lập bản đồ số chuyên đề.

Tổng hợp thông số các băng phổ Landsat TM trong nghiên cứu

Băng phổ Bước sóng (µm) Vùng quang phổ Ứng dụng giải đoán chính
Băng 1 0,45 – 0,52 Ánh sáng nhìn thấy (Lam) Xuyên qua nước trong suốt, nghiên cứu vật thể trong nước, rạn san hô, phù sa
Băng 2 0,52 – 0,60 Ánh sáng nhìn thấy (Xanh) Phản xạ màu xanh thảm thực vật, đánh giá sức khỏe cây trồng
Băng 3 0,63 – 0,69 Ánh sáng nhìn thấy (Đỏ) Băng hấp thụ diệp lục, dùng để phân biệt thực vật với đất trống
Băng 4 0,76 – 0,90 Cận hồng ngoại Bị nước hấp thụ mạnh (màu đen), phân tách rõ nét ranh giới mặt nước và đất
Băng 5 1,55 – 1,75 Hồng ngoại trung Nhạy cảm với độ ẩm, phân tích sinh khối thực vật, độ ẩm đất, tuyết và mây
Băng 6 10,40 – 12,50 Hồng ngoại nhiệt Đo bức xạ nhiệt mặt đất, nghiên cứu địa chất (độ phân giải không gian 60m)
Băng 7 2,08 – 2,35 Hồng ngoại xa Nhạy cảm với độ ẩm thực vật, nghiên cứu khoáng sản, thạch học và thổ nhưỡng

Cơ cấu dân tộc khu vực dự án lưu vực thủy điện Sơn La (2009)

STT Dân tộc Tỷ lệ (%) STT Dân tộc Tỷ lệ (%)
1 Kinh 43,41 8 Xá 0,40
2 Thái 40,34 9 Mảng ủ < 0,10
3 Dao 7,35 10 Giáy < 0,10
4 Mường 3,92 11 Si La < 0,10
5 Khơ Mú 2,62 12 Lự < 0,10
6 Mông 1,27 13 Kháng < 0,10
7 Hà Nhì 0,49 14 Dân tộc khác < 0,10

(Nguồn: Số liệu điều tra Viện Kinh tế Việt Nam 9/2009 và Niên giám thống kê Tây Bắc 11/2009 trích trong khóa luận)

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  1. Kiến nghị thể chế và chuẩn hóa: Đề nghị cơ quan quản lý nhà nước sớm ban hành hệ thống quy phạm chuẩn về dữ liệu địa lý không gian, chuẩn hóa quy trình trao đổi dữ liệu GIS giữa các bộ, ngành và địa phương theo tinh thần Luật Công nghệ thông tin.
  2. Giải pháp dữ liệu và nhân lực: Cần phối hợp đầu tư trạm thu và nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, xây dựng cơ chế chia sẻ thông tin liên ngành nhằm giảm chi phí mua ảnh; đẩy mạnh đào tạo đội ngũ chuyên viên kỹ thuật chuyên sâu về xử lý ảnh số và công nghệ địa tin học.
  3. Ứng dụng quy hoạch: Khai thác hệ thống cơ sở dữ liệu bản đồ hiện trạng lưu vực làm căn cứ bố trí sản xuất nông - lâm nghiệp bền vững, theo dõi hiện tượng xói mòn trượt lở đất và phục vụ công tác ổn định đời sống nhân dân tại các khu tái định cư thủy điện.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã chuẩn hóa chuỗi thao tác kỹ thuật kết hợp giữa ENVI 4.7 và ArcGIS 10 trong bài toán xử lý ảnh vệ tinh vùng lòng hồ thủy điện quy mô lớn. Tác giả chứng minh rằng việc kết hợp giải đoán ảnh số với điều tra điểm kiểm tra thực địa bằng GPS giúp giảm thiểu thời gian khảo sát thực địa tại các vùng núi hiểm trở, cung cấp tài liệu phục vụ quy hoạch bảo vệ tài nguyên nước và đất cho lưu vực hồ chứa Sơn La.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với phạm vi kỹ thuật và điều kiện thực hiện:

  • Độ phân giải ảnh: Ảnh vệ tinh Landsat TM có độ phân giải không gian trung bình (30m x 30m, kênh nhiệt 60m), do đó khả năng bóc tách các khoanh đất có diện tích nhỏ hoặc các dải thực phủ hẹp ven sông suối còn hạn chế.
  • Sai số giải đoán: Tác giả nêu rõ nếu chỉ dựa vào giải đoán nội nghiệp đơn thuần mà không có điều tra thực địa hỗ trợ thì độ chính xác phân loại tối đa chỉ đạt khoảng 80%. Kết quả phân loại còn phụ thuộc vào kinh nghiệm chủ quan của người giải đoán.
  • Điều kiện thời tiết: Đặc thù khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa vùng Tây Bắc tạo lượng mây che phủ lớn, gây khó khăn cho việc thu thập các cảnh ảnh quang học sạch mây tại cùng một thời điểm nghiên cứu.
  • Dữ liệu hoàn thiện: Phần văn bản cung cấp dừng lại ở bước nắn ảnh, danh mục hình ảnh cho thấy các bước gộp lớp, chuyển đổi vector và lập bảng diện tích đã được thực hiện nhưng bảng số liệu diện tích tổng hợp cuối cùng chưa được trình bày chi tiết trong văn bản gốc.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất bao gồm:

  • Sử dụng các thế hệ ảnh viễn thám có độ phân giải không gian cao hơn (như SPOT-5, Formosat-2, hoặc ảnh thương mại dưới 1m như QuickBird, WorldView) nhằm chiết tách chi tiết các loại hình sử dụng đất.
  • Tăng cường số lượng điểm khống chế mặt đất và điểm kiểm tra ngoại nghiệp bằng GPS hai tần số để nâng cao độ chính xác kiểm định phân lớp.
  • Xây dựng chuỗi ảnh đa thời gian để đánh giá biến động lớp phủ mặt đất và mô hình hóa nguy cơ bồi lắng lòng hồ thủy điện Sơn La theo chu kỳ năm.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành: Các ngành Quản lý Đất đai, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Trắc địa – Bản đồ, Bản đồ học và Địa tin học (GIS) có thể tham khảo quy trình thực hành phối hợp giữa phần mềm xử lý ảnh viễn thám chuyên dụng (ENVI) và phần mềm biên tập bản đồ (ArcGIS).
  • Cán bộ kỹ thuật và quản lý địa phương: Cán bộ địa chính, quản lý tài nguyên môi trường tại các huyện, xã thuộc vùng dự án thủy điện Sơn La (như Mường La, Quỳnh Nhai, Mường Chà, Mường Lay...) có thể khai thác các thông số điều kiện tự nhiên, cơ cấu xã hội và phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng chi phí thấp.
  • Nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Hướng dẫn thao tác tiền xử lý, tăng cường hiển thị và nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh trên ENVI 4.7.
    • Phân tích chi tiết đặc tính phản xạ phổ của 7 băng tần vệ tinh Landsat phục vụ đoán đọc thực phủ và mặt nước.
    • Hệ thống dữ liệu tổng hợp toàn diện về địa chất, địa mạo, chế độ nhiệt - mưa, thủy văn sông Đà và cơ cấu 29 dân tộc vùng lòng hồ thủy điện Sơn La.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng nguồn ảnh vệ tinh nào, độ phân giải bao nhiêu và chụp vào thời điểm nào?

Tác giả sử dụng nguồn ảnh vệ tinh viễn thám Landsat TM (và Landsat 8) có độ phân giải không gian 30m x 30m đối với các kênh đa phổ và 60m đối với kênh hồng ngoại nhiệt (băng 6). Tư liệu ảnh chụp khu vực lưu vực thủy điện Sơn La vào tháng 3 năm 2014.

2. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ được thực hiện qua các phần mềm chuyên ngành nào?

Khóa luận phối hợp hai phần mềm chính: phần mềm ENVI phiên bản 4.7 đảm nhiệm các công đoạn mở ảnh, tăng cường hiển thị, nắn chỉnh sai số hình học theo điểm khống chế (GCP), cắt ảnh theo ranh giới và phân loại phổ (IsoData/Supervised); sau đó kết quả được chuyển đổi sang dạng vector và đưa vào phần mềm ArcGIS phiên bản 10.2 (cùng sự hỗ trợ của MapInfo, MicroStation) để biên tập bản đồ hiện trạng, quản lý bảng thuộc tính và thống kê diện tích.

3. Khóa giải đoán ảnh viễn thám trong đề tài được xây dựng dựa trên các yếu tố nào?

Khóa giải đoán ảnh được xác lập dựa trên 8 yếu tố nhận biết đối tượng: kích thước (size), hình dạng (shape), bóng vật (shadow), kết cấu (texture), mẫu (pattern), vị trí (site), mối liên kết (association) và độ phân giải (resolution), kết hợp đối soát thực địa bằng máy định vị GPS cầm tay.

4. Lưu vực thủy điện Sơn La trong nghiên cứu có những đặc trưng tự nhiên và thủy văn nổi bật nào?

Hồ chứa thủy điện Sơn La có chiều dài hơn 120km từ đập thị trấn Ít Ong đến thị xã Mường Lay, diện tích mặt hồ gần 225 km2, dung tích 9,26 tỷ m3, diện tích lưu vực khống chế tới tuyến đập là 43.760 km2. Lòng hồ có sườn dốc phổ biến 25° - 28°, chiều dài sườn 70 - 80m. Hệ thống tiếp nhận dòng chảy hàng năm 48,3 tỷ m3 nước từ 34 phụ lưu cấp 1 (16 phụ lưu đổ trực tiếp), mạng lưới sông hình lông chim đổ thẳng góc vào dòng chính gây lũ quét và lũ bùn đá nghiêm trọng. Lượng mưa lưu vực dao động từ 1300 đến 3200 mm/năm.

5. Những trở ngại lớn nhất khi ứng dụng GIS và viễn thám tại Việt Nam được tác giả chỉ ra là gì?

Tác giả chỉ rõ các trở ngại chính: Việt Nam chưa có định hướng chiến lược và quy phạm chuẩn quốc gia buộc phải áp dụng trong dữ liệu và quy trình GIS; thiếu cơ chế phối hợp chia sẻ dữ liệu liên ngành (dữ liệu GIS thường chiếm tới 3/4 chi phí và thời gian dự án nhưng bị phân tán); điều kiện khí hậu nhiệt đới nhiều mây cản trở ảnh quang học; công nghệ vệ tinh trong nước chưa tự chủ hoàn toàn (chủ yếu phải mua ảnh thương mại nước ngoài); và đội ngũ kỹ thuật chuyên môn còn mỏng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Đức Anh đã hệ thống hóa cơ sở lý luận và kiểm chứng thành công quy trình ứng dụng ảnh viễn thám Landsat kết hợp hai nền tảng phần mềm ENVI 4.7 và ArcGIS 10 trong thành lập bản đồ hiện trạng lưu vực thủy điện Sơn La. Công trình cung cấp bộ dữ liệu thứ cấp chi tiết về điều kiện tự nhiên, tài nguyên và kinh tế - xã hội vùng lòng hồ sông Đà thuộc 3 tỉnh Tây Bắc. Đây là tài liệu học thuật có giá trị tham khảo rõ ràng về mặt phương pháp luận và kỹ thuật địa tin học cho sinh viên ngành Quản lý Đất đai cũng như cán bộ kỹ thuật quản lý tài nguyên lưu vực.