CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết của đề tài Viễn thám được đưa vào ứng dụng ở một số ngành, lĩnh vực từ rất lâu và mang lại những giá trị quý giá, tuy nhiên đến khoảng 20 năm trở lại đây các bộ máy tổ chức quản lý của đang dần từng bước ứng dụng có hiệu quả công nghệ này , việc ứng dụng viễn thám trong quản lý tài nguyên, giám sát môi trường giúp quá trình quản lý trở nên chặt chẽ, tối ưu và chuyên nghiệp hơn. Dữ liệu viễn thám với tính chất đa thời gian, bao phủ trên diện rộng đã cho phép con người có thể tiếp cận được với những thông tin cập nhật chính xác để tiến hành nghiên cứu một cách nhanh chóng, hiệu quả tiết kiệm được thời gian và công sức. Trong nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, phương pháp viễn thám ngày càng tỏ ra ưu thế bởi khả năng cập nhật thông tin và phân tích biến động một cách nhanh chóng.
Ảnh viễn thám có ưu điểm là có thể giải quyết được các công việc mà thông thường quan sát trên mặt đất rất khó khăn, hơn nữa phân tích ảnh để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhanh hơn và rẻ hơn rất nhiều so với quan sát ngoài thực địa. Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực từ khí tượng – thủy văn, địa chất, môi trường cho đến nông – lâm – ngư nghiệp,. trong đó có theo dõi biến động các loại lớp phủ mặt đất đất với độ chính xác khá cao, từ đó có thể giúp các nhà quản lý có thêm nguồn tư liệu để giám sát biến động sử dụng đất. Đây được xem như là một trong những giải pháp cho vấn đề được đặt ra.
Mặt khác, phương pháp này vẫn chưa được ứng dụng nhiều để thử nghiệm ở khu vực Sóc Trăng huyện Kế Sách. Kế Sách là một là một huyện thược tỉnh Sóc Trăng. Với quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa nhanh như hiện nay, diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp và chia cắt, các khu công nghiệp, khu đô thị mới từng bước hình thành. Sự biến động này có những thuận lợi song cũng có những khó khăn hết sức phức tạp vì nó tác động đến tất cả các lĩnh vực kinh tế - văn hoá, xã hội, tập quán của nhân dân.
Ảnh hưởng do quá trình đô thị hoá mang lại như sự giảm dần của các hoạt động nông nghiệp và sự phát triển của các hoạt động phi nông nghiệp khác, sự gia tăng các vấn đề xã hội, môi trưởng và cả những vấn đề về cơ 1 0 0 sở hạ tầng chưa kịp đáp ứng, các đòi hỏi mới sẽ xuất hiện. Do đó, cần phải có sự định hướng, theo dõi, đánh giá, kiểm kê, quản lý sự biến động lớp phủ bề mặt đất. Đánh giá tình trạng biến động của lớp phủ bề mặt và xem xét tác động đến tài nguyên đất tại huyện Kế Sách Tỉnh Sóc Trăng trong giai đoạn 1998 -2019 trên cơ sở xử lý ảnh viễn thám, từ đó đưa ra dự báo biến động các lớp phủ. Vì vậy đề tài “Ứng dụng viễn thám phân tích biến động lớp phủ khu vực huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng” đươc tiến hành nghiên cứu.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Mục tiêu của đề tài nghiên cứu là giám sát sự biến động và thành lập bản đồ lớp phủ tại huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng giai đoạn 1998 - 2019 và minh chứng tính hiệu quả của công nghệ Viễn thám và GIS trong việc đánh giá biến động sử dụng đất của thành phố. Thu thập tài liệu thống kê, bản đồ, và tư liệu ảnh vệ tinh vùng nghiên cứu. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ xử lý và đánh giá biến động. Thành lập bản đồ, bảng biểu và biểu đồ về hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến động giữa các thời điểm ở huyện Kế Sách tỉnh Sóc Trăng Đánh giá sự biến động sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ứng dụng viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất. Phạm vi nghiên cứu. - Phạm vi không gian: Thị xã Đông Hà, tỉnh Quảng Trị - Phạm vi thời gian: từ năm 1998 - 2019 2 0 0 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về viễn thám và các ứng dụng 2.1 Tổng quan về viễn thám Viễn thám là môn khoa học nghiên cứu việc đo đạc, thu thập thông tin về một đối tượng, sự vật bằng cách sử dụng thiết bị đo qua tác động một cách gián tiếp (ví dụ như qua các bước sóng ánh sáng) với đối tượng nghiên cứu. Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đất hay các hành tinh mà nó còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh. Trên Trái Đất, người ta có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thu phát các ảnh viễn thám. Viễn thám được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm địa lý, khảo sát đất đai, và hầu hết các ngành khoa học Trái Đất (ví dụ thủy văn, sinh thái học, khí tượng học, hải dương học, glaciology, địa chất); nó cũng có các ứng dụng trong quân sự, tình báo, thương mại, kinh tế, kế hoạch và trong các ứng dụng nhân đạo.
Phân loại về viễn thám Sự phân biệt các loại viễn thám căn cứ vào các yếu tố sau: Loại nguồn phát và tín hiệu thu nhận Hình dạng quỹ đạo của vệ tinh, độ cao bay của vệ tinh, thời gian còn lại của một quỹ đạo Dải phổ của các thiết bị thu Có ba phương thức phân loại viễn thám chính là: Phân loại theo nguồn tín hiệu Căn cứ vào nguồn của tia tới mà viễn thám được chia làm hai loại hình: Viễn thám chủ động (active): nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị nhân tạo, thường là các máy phát đặt trên các thiết bị bay. Viễn thám bị động (passive): nguồn bức xạ là mặt trời hoặc từ các vật chất tự nhiên. Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo Căn cứ vào đặc điểm quỹ đạo vệ tinh, có thể chia ra hai nhóm vệ tinh là: Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh có tốc độ góc quay bằng tốc độ góc quay của Trái Đất, nghĩa là vị trí tương đối của vệ tinh so với trái đất là đứng yên. 3 0 0 Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực) là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc hoặc gần vuông góc so với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất.
Tốc độ quay của vệ tinh khác với tốc độ quay của trái đât và được thiết kế riêng sao cho thời gian thu ảnh trên mỗi vùng lãnh thổ trên mặt đất là cùng giờ địa phương và thời gian thu lặp lại là cố định đối với một vệ tinh. Phân loại theo dải sóng thu nhận Theo bước sóng sử dụng, viễn thám có thế được phân ra thành 3 loại cơ bản: Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại Trong nhóm này mặt trời chính là nguồn năng lượng chủ yếu. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế ở 0,5mm. Tư liệu viễn thám thu được trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt Trái đất.
Các thông tin về vật thể được xác định từ các phổ phản xạ. Viễn thám hồng ngoại nhiệt Mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bước sóng 10mm. Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám hồng ngoại do chính vật thể sản sinh ra. Viễn thám siêu cao tần Viễn thám siêu cao tần sử dụng bức xạ siêu cao tần có bước sóng từ một đến vài chục centimet.
Nguồn năng lượng sử dụng đối với viên thám siêu cao tần chủ động được chủ động phát ra từ máy phát. Kỹ thuật ra đa thuộc viễn thám siêu cao tần chủ động. Ra đa chủ động phát ra nguồn năng lượng tới các vật thể, sau đó thu lại được những bức xạ, tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể. Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám siêu cao tần bị động do chính vật thể phát ra.
Bức xạ kế siêu cao tần là bộ cảm thu nhận và phân tích bức xạ siêu cao tần của vật thể 2.2 Ứng dụng của viễn thám Hiện nay, viễn thám được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau và dưới đây là giới thiệu những ứng dụng chính. Nghiên cứu địa chất: Viễn thám từ lâu đã được ứng dụng để giải đoán các thông tin địa chất. Dữ liệu viễn thám được dùng cho giải đoán là các ảnh máy bay,ảnh vệ tinh và ảnh radar. Lĩnh vực dùng dữ liệu này có thể kể đến là địa mạo, cấutrúc địa chất, trầm tích, khai k hoáng, dầu mỏ, địa tầng, địa chất công trình, 4 0 0 nước ngầm và các nghiên cứu về địa chất môi trường.
Dữ liệu ảnh radar cho phép nghiên cứu cấu trúc địa chất một cách hữu hiệu vì ảnh radar rất nhạy cảm với địa hình. Tổ hợp dữ liệu viễn thám với dữ liệu địa lý sẽ làm giàu thêm khả năng nghiên cứu các thông tin địa chất cần quan tâm. Một số ứng dụng của viễn thám trong địa chấtcó thể kể ra như sau: - Ứng dụng trong nghiên cứu địa mạo: các dạng địa hình được thể hiện rất rõtrên ảnh viễn thám (địa hình kiến tạo, núi lửa, địa hình sông suối, địa hình tam giác châu, địa hình thành tạo do cát, thành tạo do băng) và được giải đoán một cách chính xác. - Cấu trúc địa chất: giải đoán các bề mặt và độ dốc của tầng trầm tích, các yếu tố uốn nếp, đứt gãy, linearment và chuyển động nâng hạ (dùng ảnh giao thoa radar), các rift núi lửa hiện đại, các cấu trúc vòng, tiêm nhập, bất chỉnh hợp địa tầng, các ứng dụng trong nghiên cứu địa động lực.
- Nghiên cứu thạch học: định các đá trầm tích, macma, biến chất và thành tạo xen kẽ khác. Nghiên cứu trật tự địa tầng và tương quan tuổi. - Ứng dụng trong khai khoáng và khai thác dầu. - Điều tra khảo sát nước ngầm, điều tra địa chất công trình… Nghiên cứu môi trường: Viễn thám là phương tiện hữu hiệu để nghiên cứu môi trường đất liền ( xói mòn, ô nhiễm), môi trường biển (đo nhiệt độ, màu nước biển, gió sóng), Nghiên cứu khí hậu và quyển khí (đặc điểm tầng ozon, mây, mưa, nhiệt độ quyển khí), dự báo bão và nghiên cứu khí hậu qua dữ liệu thu từ vệ tinh khí tượng.