ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT HUYỆN VĨNH CỬU TỈNH ĐỒNG NAI GIAI ĐOẠN 2014 - 2022

• Tác giả: Võ Hoàng Bảo Huy
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Thị Lan Anh
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp – Phân Hiệu Đồng Nai
• Chuyên ngành: Quản lý đất đai
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ Viễn Thám Và GIS Đánh Giá Biến Động Lớp Phủ Mặt Đất Huyện Vĩnh Cửu Tỉnh Đồng Nai Giai Đoạn 2014 - 2022
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đồng Nai

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC SƠ ĐỒ
• LỜI MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu của nghiên cứu
• 0.2.1. Mục tiêu tổng quát
• 0.2.2. Mục tiêu cụ thể
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về biến động lớp phủ mặt đất
• 1.1.1. Lớp phủ mặt đất
• 1.1.2. Biến động lớp phủ mặt đất
• 1.1.3. Phân loại lớp phủ mặt đất
• 1.2. Tổng quan về viễn thám
• 1.2.1. Khái niệm viễn thám
• 1.2.2. Nguyên tắc hoạt động
• 1.3. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
• 1.3.1. Các thành phần cơ bản của GIS
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Mô tả dữ liệu
• 2.4.2. Phương pháp thu thập tài liệu
• 2.4.3. Phương pháp điều tra ngoại nghiệp
• 2.4.4. Phương pháp xử lý ảnh viễn thám
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3.2. Thành lập bản đồ biến động lớp phủ mặt đất huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai giai đoạn năm 2014 – 2022
• 3.2.1. Xây dựng khóa giải đoán ảnh
• 3.2.2. Kết quả phân loại ảnh viễn thám và xử lý sau phân loại
• 3.2.3. Đánh giá độ chính xác sau phân loại
• 3.2.4. Thành lập bản đồ biến động và thống kê diện tích
• 3.2.5. Đánh giá sự thay đổi lớp phủ mặt đất huyện Vĩnh Cửu năm 2014-2022
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Ứng Dụng Viễn Thám và GIS Đánh Giá Biến Động

Nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS để đánh giá biến động lớp phủ mặt đất là vô cùng quan trọng. Đất đai là môi trường sống, là địa bàn kinh tế, văn hóa, an ninh. Gia tăng dân số và kinh tế xã hội tác động lớn đến lớp phủ mặt đất. Tài nguyên đất có hạn, cần giám sát hiệu quả để sử dụng bền vững. Hàng năm có báo cáo hiện trạng, nhưng phương pháp truyền thống tốn thời gian. Viễn thám giúp quan sát nhanh chóng lượng thông tin biến động lớp phủ mặt đất. Các nhà quản lý cần thông tin vĩ mô, viễn thám hỗ trợ quản lý, quy hoạch sử dụng đất. Kết quả phân loại tích hợp vào GIS, phân tích không gian, tìm kiếm dữ liệu, đánh giá nguyên nhân, ảnh hưởng, xu hướng biến động. Chính vì vậy, viễn thám và GIS là phương pháp quan trọng trong quan trắc biến động lớp phủ mặt đất.

1.1. Vai trò của viễn thám trong quản lý đất đai hiện nay

Viễn thám cung cấp dữ liệu nhanh chóng và chính xác về hiện trạng sử dụng đất, giúp các nhà quản lý theo dõi và đánh giá sự thay đổi theo thời gian. Dữ liệu từ viễn thám có thể được tích hợp vào GIS để phân tích không gian và hỗ trợ ra quyết định trong quy hoạch và quản lý đất đai. Bên cạnh đó, viễn thám còn giúp phát hiện các vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường và suy thoái đất, từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

1.2. GIS và ứng dụng trong phân tích biến động lớp phủ thực vật

GIS cho phép tích hợp và phân tích nhiều lớp dữ liệu khác nhau, bao gồm dữ liệu viễn thám, bản đồ địa hình, dữ liệu thống kê và các thông tin khác. GIS cung cấp các công cụ phân tích không gian mạnh mẽ, giúp xác định các khu vực có sự thay đổi lớp phủ thực vật, tính toán diện tích và tốc độ biến động. GIS cũng hỗ trợ hiển thị kết quả phân tích một cách trực quan, giúp các nhà quản lý và hoạch định chính sách dễ dàng hiểu và sử dụng thông tin.

II. Vấn Đề Biến Động Lớp Phủ Mặt Đất tại Huyện Vĩnh Cửu

Huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai có tốc độ đô thị hóa nhanh. Theo quy hoạch, hơn 5600 ha đất nông nghiệp chuyển sang đất phi nông nghiệp đến năm 2030. Đất nông nghiệp bị thu hẹp và chia cắt, khu công nghiệp, khu đô thị hình thành. Biến động này có thuận lợi nhưng cũng phức tạp, tác động đến đời sống xã hội. Cần theo dõi, đánh giá sự biến động lớp phủ mặt đất. Các báo cáo hiện trạng dựa trên phương pháp đo vẽ thực địa, tốn thời gian và công sức. Kỹ thuật viễn thám giúp quan sát nhanh chóng, xác định lượng và vị trí thông tin biến động lớp phủ mặt đất, xu hướng biến động. Các kết quả từ viễn thám giúp nhà quản lý quản lý vĩ mô, quy hoạch sử dụng đất.

2.1. Ảnh hưởng của đô thị hóa đến lớp phủ mặt đất tại Vĩnh Cửu

Quá trình đô thị hóa nhanh chóng ở Vĩnh Cửu dẫn đến sự chuyển đổi lớn từ đất nông nghiệp và đất rừng sang đất xây dựng và cơ sở hạ tầng. Điều này gây ra mất mát diện tích đất nông nghiệp, giảm đa dạng sinh học và thay đổi hệ sinh thái địa phương. Việc mở rộng đô thị cũng có thể gây ra các vấn đề về ô nhiễm môi trường, như ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm không khí.

2.2. Tác động của biến đổi sử dụng đất đến môi trường sinh thái Đồng Nai

Biến đổi sử dụng đất, đặc biệt là chuyển đổi từ đất rừng sang đất nông nghiệp và đất phi nông nghiệp, có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Điều này bao gồm suy thoái đất, giảm khả năng giữ nước, tăng nguy cơ lũ lụt và xói mòn đất. Biến đổi sử dụng đất cũng có thể ảnh hưởng đến chu trình nước và gây ra thay đổi về khí hậu địa phương.

III. Hướng Dẫn Phương Pháp Phân Tích Biến Động Bằng Viễn Thám GIS

Phương pháp chính để đánh giá biến động lớp phủ mặt đất là viễn thám và GIS. Viễn thám cung cấp dữ liệu từ ảnh vệ tinh như Landsat và Sentinel. GIS tích hợp dữ liệu viễn thám với các thông tin khác để phân tích. Quá trình gồm thu thập dữ liệu viễn thám, xử lý ảnh viễn thám, phân loại ảnh, đánh giá độ chính xác, thành lập bản đồ biến động và thống kê diện tích. Các phần mềm như ENVI, ArcGIS, QGIS được sử dụng để xử lý và phân tích. Phương pháp này giúp xác định các khu vực có sự thay đổi sử dụng đất, tính toán diện tích và tốc độ biến động.

3.1. Sử dụng dữ liệu Landsat và Sentinel để theo dõi biến động

Dữ liệu từ vệ tinh Landsat và Sentinel cung cấp một nguồn thông tin quý giá để theo dõi và phân tích biến động lớp phủ mặt đất. Landsat cung cấp dữ liệu lịch sử từ những năm 1970, cho phép theo dõi các thay đổi trong thời gian dài. Sentinel cung cấp dữ liệu với độ phân giải cao hơn và tần suất chụp ảnh thường xuyên hơn, giúp phát hiện các thay đổi nhỏ và theo dõi các quá trình diễn ra nhanh chóng.

3.2. Quy trình xử lý ảnh viễn thám và phân tích trong ArcGIS QGIS

Quy trình xử lý ảnh viễn thám bao gồm nhiều bước, từ tiền xử lý để loại bỏ nhiễu và hiệu chỉnh hình học, đến phân loại ảnh để xác định các loại lớp phủ mặt đất khác nhau. Các phần mềm như ArcGIS và QGIS cung cấp các công cụ mạnh mẽ để thực hiện các bước này. Sau khi phân loại, dữ liệu được phân tích để xác định các khu vực có sự thay đổi lớp phủ và tính toán diện tích và tốc độ biến động.

IV. Kết Quả Đánh Giá Biến Động Lớp Phủ Mặt Đất tại Vĩnh Cửu

Nghiên cứu đánh giá biến động lớp phủ mặt đất tại huyện Vĩnh Cửu giai đoạn 2014-2022 đã thành lập bản đồ biến động. Kết quả cho thấy có sự thay đổi sử dụng đất đáng kể, đặc biệt là sự gia tăng của xây dựng đô thị và giảm diện tích rừng. Diện tích đất nông nghiệp cũng có sự thay đổi do chuyển đổi mục đích sử dụng. Nguyên nhân biến động bao gồm đô thị hóa, phát triển kinh tế và tác động của biến đổi khí hậu. Hậu quả biến động ảnh hưởng đến môi trường, kinh tế và xã hội của huyện. Cần có giải pháp quản lý và quy hoạch sử dụng đất hợp lý để đảm bảo phát triển bền vững.

4.1. Thống kê diện tích và tỷ lệ thay đổi các loại lớp phủ chính

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng đáng kể diện tích đất xây dựng đô thị và khu công nghiệp, đồng thời có sự giảm diện tích đất rừng tự nhiên và đất nông nghiệp. Cần có các biện pháp quản lý và quy hoạch sử dụng đất hợp lý để đảm bảo sự cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.

4.2. Phân tích nguyên nhân và hậu quả của biến động lớp phủ

Nguyên nhân chính của biến động lớp phủ là do quá trình đô thị hóa, phát triển kinh tế và các hoạt động khai thác tài nguyên. Hậu quả của biến động lớp phủ bao gồm suy thoái đất, giảm đa dạng sinh học, tăng nguy cơ lũ lụt và xói mòn đất. Cần có các giải pháp khắc phục và phòng ngừa để giảm thiểu các tác động tiêu cực này.

V. Giải Pháp Quản Lý Biến Động Lớp Phủ Mặt Đất Bền Vững

Để quản lý biến động lớp phủ mặt đất bền vững, cần có các giải pháp đồng bộ. Thứ nhất, quy hoạch sử dụng đất phải khoa học, hợp lý, dựa trên dữ liệu viễn thám và GIS. Thứ hai, cần tăng cường giám sát và kiểm tra việc thực hiện quy hoạch. Thứ ba, khuyến khích sử dụng đất tiết kiệm, hiệu quả. Thứ tư, bảo vệ và phục hồi rừng và các hệ sinh thái tự nhiên. Thứ năm, nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ lớp phủ mặt đất. Cuối cùng, cần có chính sách hỗ trợ và khuyến khích phát triển nông nghiệp bền vững để giảm áp lực lên đất đai.

5.1. Vai trò của quy hoạch sử dụng đất trong giảm thiểu biến động

Quy hoạch sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu biến động lớp phủ mặt đất. Quy hoạch cần dựa trên các đánh giá khoa học về tiềm năng và hạn chế của đất đai, đồng thời phải tính đến các yếu tố kinh tế, xã hội và môi trường. Quy hoạch cũng cần được thực hiện một cách minh bạch và có sự tham gia của cộng đồng.

5.2. Ứng dụng GIS trong giám sát và đánh giá hiệu quả quy hoạch

GIS là một công cụ hữu hiệu để giám sát và đánh giá hiệu quả quy hoạch sử dụng đất. GIS cho phép theo dõi sự thay đổi lớp phủ mặt đất theo thời gian và so sánh với các mục tiêu quy hoạch. GIS cũng có thể được sử dụng để phân tích các tác động của quy hoạch đến môi trường và xã hội.

VI. Tương Lai Phát Triển Viễn Thám GIS trong Quản Lý Đất Đai

Trong tương lai, viễn thám và GIS sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong quản lý đất đai. Công nghệ viễn thám sẽ ngày càng cho ra đời những ảnh vệ tinh với độ phân giải cao hơn, tần suất chụp ảnh thường xuyên hơn và khả năng thu thập dữ liệu đa dạng hơn. GIS sẽ phát triển các công cụ phân tích không gian mạnh mẽ hơn, cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Sự kết hợp giữa viễn thám và GIS sẽ giúp các nhà quản lý có được thông tin đầy đủ, chính xác và kịp thời về biến động lớp phủ mặt đất, từ đó đưa ra các quyết định quản lý đất đai hiệu quả hơn.

6.1. Xu hướng phát triển của công nghệ viễn thám và GIS

Công nghệ viễn thám đang phát triển theo hướng tăng độ phân giải không gian, thời gian và phổ. GIS đang phát triển theo hướng tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, tăng cường khả năng phân tích không gian và hỗ trợ ra quyết định.

6.2. Triển vọng ứng dụng trong quản lý tài nguyên và môi trường

Viễn thám và GIS có triển vọng lớn trong việc ứng dụng để quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường. Các ứng dụng bao gồm giám sát rừng, quản lý nguồn nước, đánh giá ô nhiễm môi trường, và dự báo thiên tai.